Groundwater recharge an overview of processes and

Authors: Jacobus J de Vries Ian Simmers

Publish Date: 2002/01/11

Volume: 10, Issue: 1, Pages: 5-17

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Abstract

Since the mid1980s a relative explosion of groundwaterrecharge studies has been reported in the literature It is therefore relevant to assess what is now known and to offer further guidance to practitioners involved in waterresource development The paper summarizes current understanding of recharge processes identifies recurring rechargeevaluation problems and reports on some recent advances in estimation techniques Emphasis is accorded to semiarid regions because the need for information is greatest in those areas – groundwater is often the only water source is vulnerable to contamination and is prone to depletion Few studies deal explicitly with groundwater recharge in temperate and humid zones because recharge is normally included in regional groundwater investigations as one component of the water balance The resolution of regional waterbalance studies in semiarid areas is in contrast often too low to quantify the limited recharge component with sufficient precisionDespite the numerous studies determination of recharge fluxes in semiarid regions remains fraught with uncertainty Multiple tracer approaches probably offer the best potential for reliable results in local studies that require atpoint information However many investigations indicate that these approaches are not straightforward because in some cases preferential flow contributes as much as 90 of the estimated total recharge Tracer results eg Cl– 3H must therefore be interpreted with care in areas with multimodal flow in the vadose zone Moreover accurate estimation of total chloride deposition is essential and tritium may be influenced by vapour transport at low flux rates In addition paleoclimatic and paleohydrological conditions may cause discrepancies between measured actual processes and calculated longterm averagesThe frequently studied issues of localized recharge and spatial variability need not be a problem if concern is with regional estimates The key for practitioners is the project objective which dictates whether atpoint or area/groundwaterbased estimation methods are appropriate Many indirect wadi recharge studies reported in the literature are site specific the relationship between at point hydraulic properties and channelreach losses demands further investigationDepuis les années 1980 une explosion relative des études de recharge de nappes a été notée dans la littérature Il est par conséquent pertinent dévaluer ce qui est connu et de donner davantage de conseils aux praticiens impliqués dans le développement des ressources en eau Ce papier résume les connaissances courantes sur les processus de recharge identifie les problèmes classiques dévaluation de la recharge et donne des informations sur quelques avancées récentes concernant les techniques destimation Laccent est mis sur les régions arides et semiarides parce que le besoin dinformations est particulièrement fort dans ces régions car leau souterraine est souvent la seule source deau est vulnérable à la pollution et est sujette à la diminution Quelques études concernent explicitement la recharge de nappes dans les régions tempérées et humides parce que la recharge est normalement incluse dans les études régionales de nappes comme lune des composantes du bilan hydrologique La résolution des études régionales de bilan hydrologique en régions arides et semiarides est au contraire souvent trop faible pour quantifier la composante limitée de recharge avec une précision suffisanteMalgré de nombreuses études la détermination des flux de recharge en régions arides et semiarides reste pleine dincertitudes Les approches par traceurs multiples offrent probablement le meilleur potentiel pour fournir des résultats intéressants dans les études locales qui nécessitent une information localisée Toutefois de nombreux travaux indiquent que ces approches ne sont pas sans biais parce que dans certains cas des écoulements préférentiels contribuent pour plus de 90 au total de la recharge estimée Les résultats fournis par les traceurs par exemple Cl– 3H doivent par conséquent être interprétés avec précaution dans les régions où existe un écoulement multimodal dans la zone dinfiltration De plus lestimation précise de lapport total en chlorure est essentiel et le tritium peut être influencé par le transport de vapeur pour des flux faibles En outre les conditions paléoclimatiques et paléohydrologiques peuvent introduire des désaccords entre les processus actuels mesurés et les moyennes calculées sur le long termeLes écoulements fréquemment étudiés de recharge localisée et de variabilité spatiale ne sont pas un problème si lintérêt est une estimation régionale La clé pour les praticiens est lobjectif du projet qui dicte sil est approprié de recourir aux méthodes destimation localisée ou régionales basées sur la nappe De nombreuses études indirectes de la recharge wadi fournies par la littérature sont particulières au site étudié la relation entre les propriétés hydrauliques locales et les pertes le long des chenaux exige des recherches complémentairesA partir de mediados de 1980 se ha experimentado un notable aumento de referencias bibliográficas sobre estudios de recarga de acuíferos Por tanto es importante establecer qué se conoce actualmente y dar soporte a los técnicos encargados del desarrollo de recursos hídricos Este artículo resume el conocimiento actual en lo que respecta a los procesos de recarga identifica los problemas recurrentes en la evaluación de la recarga e informa sobre algunos avances recientes en técnicas de estimación Se enfatiza en regiones semiáridas ya que la necesidad de información es mayor en dichas áreas donde las aguas subterráneas son a menudo la única fuente de agua son vulnerables a la contaminación y existe riesgo de abatimiento de los niveles Pocos estudios tratan de forma explícita la recarga en zonas templadas y húmedas porque la recarga se incluye normalmente en las investigaciones a escala regional de las aguas subterráneas como una componente más del balance de agua La resolución de los estudios regionales de balance de aguas en zonas semiáridas por el contrario es a menudo demasiado baja para permitir una cuantificación suficientemente precisa de la recargaA pesar de los numerosos estudios existentes la determinación de los flujos de recarga en regiones semiáridas todavía presenta incertidumbres Los métodos de trazadores múltiples ofrecen probablemente el mejor potencial para llegar a resultados fiables en estudios locales que requieren información puntual No obstante muchos estudios indican que este enfoque no es directo ya que el flujo preferente contribuye en algunos casos al 90 de la recarga estimada total Los resultados obtenidos con trazadores por ejemplo cloruro tritio deben ser interpretados con precaución en áreas con flujo multimodal en la zona no saturada Además es esencial una estimación cuidadosa de la aportación total de cloruro mientras que el tritio puede estar influenciado por transporte en forma de vapor a velocidades de flujo bajas También las condiciones paleoclimáticas y paleohidrológicas pueden dar lugar a discrepancias entre los procesos medidos en la actualidad y los valores calculados como promedios durante períodos largosLos conceptos frecuentemente estudiados de recarga localizada y variabilidad espacial no deben suponer un problema si lo que se busca son estimaciones a escala regional Lo importante para los técnicos es el objetivo del proyecto pues éste determina si se necesita métodos estimativos puntuales o de mayor escala Muchos estudios indirectos de recarga wadis referidos en la bibliografía son específicos del lugar la relación entre las propiedades hidráulicaspuntuales y las pérdidas en tramos de canales exige más investigación

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