.. _benthos: Benthos ======= * ce module est utilisé si la clé **key_benthos** est activée. * Si le module *sediment (avec key_sedim)* n'est pas utilisé, le modèle ne gère pas le dépôt des variables particulaires sur la couche de sédiment qui se forme et s'érode au cours du temps. Le stockage dans le sédiment de la matière organique particulaire n'est donc pas simulé, ainsi que la diffusion des variables dissoutes dans le fluide interstitiel. * Pour palier à ce manque, un module très rudimentaire est proposé, servant à assurer un succédané de compartiment benthique par des **variables fixées** qui sont non-nulles seulement dans la couche d'eau de fond. * Actuellement, ce module gère le stockage-déstockage des formes détritiques des 3 éléments azote, phosphore et silicium. * En fonction de la vitesse du courant au fond, chaque variable détritique en suspension dans la dernière couche d'eau transfère une partie de sa masse à la variable détritique fixée correspondante (dépôt selon la formule de Krone) et regagne simultanément une partie de la masse de la variable détritique fixée (érosion selon la formule de Parthéniades). * Les variables détritiques fixées se dégradent en donnant, dans la couche d'eau de fond, les mêmes variables inorganiques dissoutes que les variables détritiques en suspension dans l'eau, mais avec une vitesse réduite d'un facteur constant défini en paramètre. * Le module *benthos* gère **3 variables N,Si,P** plus une variable **diatomée** si le clé **key_diatbenth** est activéee. * Ce module nécessite donc de définir 3 ou 4 variables fixées supplémentaires :math:`C_{Nbenth}, C_{Pbenth}, C_{Sibenth}` + :math:`C_{Ndiatbenth}` si key_diatbenth **Resuspension** Flux de matériel remis en suspension pour les 3 éléments N, P, Si :math:`Fl_{ero}=Fl_{erov2}*max(0.,\frac{U_{fond}^2}{Vcrit_{erodet}^2}-1)` avec : | :math:`Fl_{ero}` = Flux d'érosion au temps t et en un point donné (kg.m^-2.s^-1) | :math:`Fl_{erov2}` = Flux d'érosion pour une vitesse de l'eau au fond égale à 2 fois la vitesse critique d'érosion (kg.m^-2.s^-1) (parametre *p_erodflux* :ref:`para.benthos`) | :math:`U_{fond}` = courant dans la couche de fond (m.s^-1) | :math:`Vcrit_{erodet}` = vitesse critique d'érosion pour le matériel détritique (m.s^-1) (parametre *p_erodvitcrit* :ref:`para.benthos`) | Pour l'azote : :math:`Fl_{eroN}=Fl_{ero}` | Pour le phosphore : :math:`Fl_{eroP}=Fl_{ero}*\frac{P}{N}` | Pour la silice : :math:`Fl_{eroSi}=Fl_{ero}*\frac{Si}{N}` | Pour les diatomées : :math:`Fl_{eroDiat}=Fl_{ero}` | Les flux d'érosion sont limités si les concentrations benthiques sont faibles **Dépôt** Le dépôt est exprimé ici en terme de vitesse de chute du matériel dans la couche du fond, elle même limitée pour ne pas vider la maille de fond : | :math:`wsfond_{det}=\frac{min(0.95 epn,dt*ws^{fond}_{Ndetr}*max(0,1-\frac{U_{fond}^2}{Vcrit_{depo}^2}))}{dt}` | | si *key_diatbenth* :math:`wsfond_{diat}=\frac{min(0.95 epn,dt*ws^{fond}_{Ndiat}*max(0,1-\frac{U_{fond}^2}{Vcrit_{depo}^2}))}{dt}` | | avec : | :math:`wsfond_{det/diat}` = vitesse de chute du matériel détritique ou des diatomées dans la couche de fond | :math:`epn` = épaisseur de la couche de fond | :math:`wsdessus_{Ndetr/Ndiat}` = vitesse de chute de l'azote particulaire détritique ou de l'azote des diatomées calculé dans la couche au dessus de la couche de fond (k=2) | :math:`Vcrit_{depo}` = vitesse critique de depôt (m.s^-1) (parametre *p_depovitcrit* :ref:`para.benthos`) **Mortalité des diatomées dans le sédiment** La mortalité des diatomées dans le sédiment est accélérée par rapport à la mortalité dans la colonne d'eau par un facteur 2. (à modifier si besoin) Equations d'évolution dans le benthos ----------------------------------------- * Azote organique detritique benthique (mmol. m-2) (variable fixée dans la couche du fond) : :math:`[\frac{d(C_{Nbenth})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-Fl_{eroN}+wsfond_{det}*C_{Ndetr}` | :math:`-(Rme_N*R_{mebenth}+R_{enfouissement})*C_{Nbenth}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`+T_{filtbenth}*(C_{Ndiat}+C_{Ndino}+C_{Nnano})` :ref:`broutage.benthos` dans la couche de fond | :math:`+T_{filtbenth}*C_{Npsnz}` si key_psnz (:ref:`pseudo.nitzschia`) | :math:`+T_{filtbenth}*C_{Nkar}` si key_karenia (:ref:`karenia`) | :math:`+T_{filtbenth}*C_{Ncellphaeo}` si key_phaeocystis (:ref:`phaeocystis`) * Silicium organique detritique benthique (mmol. m-2) (variable fixée dans la couche du fond) : :math:`[\frac{d(C_{Sibenth})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-Fl_{eroSi}+wsfond_{det}*C_{Sidetr}` | :math:`-(Rde_Si*R_{mebenth}+R_{enfouissement})*C_{Sibenth}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`+T_{filtbenth}*(C_{Ndiat}*Fraction_{Siphyto})` :ref:`broutage.benthos` dans la couche de fond | :math:`+T_{filtbenth}*C_{Sipsnz}` si key_psnz (:ref:`pseudo.nitzschia`) * Phosphore organique detritique benthique (mmol. m-2) (variable fixée dans la couche du fond) : :math:`[\frac{d(C_{Pbenth})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-Fl_{eroP}+wsfond_{det}*C_{Pdetr}` | :math:`-(Rme_P*R_{mebenth}+R_{enfouissement})*C_{Pbenth}` :ref:`mineralisation.MO` | :math:`+T_{filtbenth}*(C_{Ndiat}+C_{Ndino}+C_{Nnano})*Fraction_{Pphyto}` :ref:`broutage.benthos` dans la couche de fond | :math:`+T_{filtbenth}*C_{Npsnz}*Fraction_{Pphyto}` si key_psnz (:ref:`pseudo.nitzschia`) | :math:`+T_{filtbenth}*C_{Nkar}*Fraction_{Pphyto}` si key_karenia (:ref:`karenia`) | :math:`+T_{filtbenth}*C_{Ncellphaeo}*Fraction_{Pphyto}` si key_phaeocystis (:ref:`phaeocystis`) * Azote organique benthique dans les diatomées (mmol. m-2) (variable fixée dans la couche du fond) (si key_diatbenth): :math:`[\frac{d(C_{Ndiatbenth})}{dt}]_{bio}=` | :math:`-Fl_{eroDiat}+wsfond_{diat}*C_{Ndiat}` | :math:`-m_{diat}*C_{Ndiatbenth}` :ref:`mortalite.phyto` * Azote organique detritique (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Ndetr})}{dt}]_{bio}=[\frac{d(C_{Ndetr})}{dt}]_{bio}+\frac{+Fl_{eroN}-wsfond_{det}*C_{Ndetr}}{epn}` * Silice organique detritique (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Sidetr})}{dt}]_{bio}=[\frac{d(C_{Sidetr})}{dt}]_{bio}+\frac{+Fl_{eroSi}-wsfond_{det}*C_{Sidetr}}{epn}` * Phosphore organique detritique (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{Pdetr})}{dt}]_{bio}=[\frac{d(C_{Pdetr})}{dt}]_{bio}+\frac{+Fl_{eroP}-wsfond_{det}*C_{Pdetr}}{epn}` * Silice dissoute (µmol. L-1) (SiOH): :math:`[\frac{d(C_{Si})}{dt}]_{bio}=[\frac{d(C_{Si})}{dt}]_{bio}+\frac{+Rde_{Si}*R_{mebenth}*C_{Sibenth}}{epn}` * Phosphore dissous (µmol. L-1)(phosphate) : :math:`[\frac{d(C_{PO4})}{dt}]_{bio}=[\frac{d(C_{PO4})}{dt}]_{bio}+\frac{+Rme_{P}*R_{mebenth}*C_{Pbenth}}{epn}` * Ammonium (µmol. L-1) : :math:`[\frac{d(C_{NH4})}{dt}]_{bio}=[\frac{d(C_{NH4})}{dt}]_{bio}+\frac{+Rme_{N}*R_{mebenth}*C_{Nbenth}}{epn}` * Azote dans les diatomées (si key_diatbenth) :math:`[\frac{d(C_{Ndiat})}{dt}]_{bio}=[\frac{d(C_{Ndiat})}{dt}]_{bio}+\frac{+Fl_{eroDiat}-wsfond_{diat}*C_{Ndiat}}{epn}` .. _para.benthos: Paramétres utilisés pour simuler le benthos ------------------------------------------- (:ref:`parametres.biolo`) Les paramètres utilisés dans ce module sont encore souvent donnés en dur dans les subroutines. Ils sont donnés dans la *namelist namsediment* et dans la *namelist namorgmat*. +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+ | *parametre documentation* | *parametres fichier* | *definition* | unite | +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+ | :math:`Fl_{eroto2}` | p_erodflux | Flux d'érosion pour une tensionde frottement au fond | kg.m^-2.s^-1 | | | | égale à 2 fois la tension critique d'érosion (version de base) | | +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+ | :math:`Fl_{erov2}` | p_erodvitcrit | Flux d'érosion pour une vitesse de l'eau au fond | kg.m^-2.s^-1 | | | | égale à 2 fois la vitesse critique d'érosion (version Previmer) | | +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+ | :math:`Vcrit_{depo}` | p_depovitcrit | Vitesse critique de depôt | m.s^-1 | +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+ | :math:`R_{mebenth}` | p_reminbenth | rapport banthique:pelagique du taux de remnéralisation | | +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+ | :math:`wsfond_{det}` | p_detzoo_wsed | Vitesse de chute moyenne du Detritique issu du zoo | m.s^-1 | +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+ | :math:`wsfond_{det}` | p_detphy_wsed | Vitesse de chute moyenne du Detritique issu du phyto | m.s^-1 | +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+ | :math:`\tau_{erocrit}` | p_erodcrittau | Tension critique d'erosion pour le sediment (non utilise) | N.m-2 | +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+ | :math:`Q_{enfoui}` | p_enfouisement | Vitesse d'enfouissement dans le sediment | jour-1 | +----------------------------+-------------------------------+-------------------------------------------------------------------+---------------------+