Using groundwater levels to estimate recharge

Abstract.

Accurate estimation of groundwater recharge is extremely important for proper management of groundwater systems. Many different approaches exist for estimating recharge. This paper presents a review of methods that are based on groundwater-level data. The water-table fluctuation method may be the most widely used technique for estimating recharge; it requires knowledge of specific yield and changes in water levels over time. Advantages of this approach include its simplicity and an insensitivity to the mechanism by which water moves through the unsaturated zone. Uncertainty in estimates generated by this method relate to the limited accuracy with which specific yield can be determined and to the extent to which assumptions inherent in the method are valid. Other methods that use water levels (mostly based on the Darcy equation) are also described. The theory underlying the methods is explained. Examples from the literature are used to illustrate applications of the different methods.

Résumé.

Une estimation précise de la recharge des nappes est extrêmement importante pour une gestion appropriée des systèmes aquifères. Il existe de nombreuses approches différentes pour estimer la recharge. Cet article passe une revue les méthodes basées sur les données piézométriques de nappes. La méthode d'analyse des fluctuations de nappe est probablement la méthode la plus largement utilisée pour estimer la recharge; elle nécessite la connaissance du rendement spécifique et des variations du niveau de la nappe au cours du temps. L'intérêt de cette approche tient en sa simplicité et dans son insensibilité au mécanisme qui fait s'écouler l'eau dans la zone non saturée. L'incertitude sur les estimations introduite par cette méthode est liée à la précision limitée avec laquelle le rendement spécifique peut être déterminé et à l'étendue de la validité des hypothèses inhérentes à la méthode. D'autres méthodes qui recourent aux niveaux piézométriques, pour la plupart basées sur l'équation de Darcy, sont également décrites, et la théorie supportant chacune de ces méthodes est expliquée. Des exemples tirés de la littérature sont utilisés pour illustrer des applications des différentes méthodes.

Resumen.

La estimación precisa de la recarga es de vital importancia para gestionar adecuadamente un acuífero. Existe numerosos enfoques para ello, si bien en este artículo se presenta una revisión de los métodos basados en datos de niveles piezométricos. El método de la fluctuación del nivel freático es quizás el más utilizado para estimar la recarga; requiere el conocimiento del coeficiente de almacenamiento específico y de las variaciones temporales del nivel. Entre sus ventajas, cabe citar su sencillez e independencia respecto al mecanismo de desplazamiento del agua en la zona no saturada. La incertidumbre en las estimaciones obtenidas con este método están relacionadas con la limitada precisión con que se puede determinar el coeficiente de almacenamiento específico y con la validez de las hipótesis de partida. Se describe también otros métodos basados en datos de nivel (la mayoría utiliza la ley de Darcy) y los conceptos teóricos de cada uno de ellos. Se ilustra la aplicabilidad de este grupo de métodos por medio de ejemplos recogidos en la bibliografía.