Choosing appropriate techniques for quantifying groundwater recharge

Abstract.

Various techniques are available to quantify recharge; however, choosing appropriate techniques is often difficult. Important considerations in choosing a technique include space/time scales, range, and reliability of recharge estimates based on different techniques; other factors may limit the application of particular techniques. The goal of the recharge study is important because it may dictate the required space/time scales of the recharge estimates. Typical study goals include water-resource evaluation, which requires information on recharge over large spatial scales and on decadal time scales; and evaluation of aquifer vulnerability to contamination, which requires detailed information on spatial variability and preferential flow. The range of recharge rates that can be estimated using different approaches should be matched to expected recharge rates at a site. The reliability of recharge estimates using different techniques is variable. Techniques based on surface-water and unsaturated-zone data provide estimates of potential recharge, whereas those based on groundwater data generally provide estimates of actual recharge. Uncertainties in each approach to estimating recharge underscore the need for application of multiple techniques to increase reliability of recharge estimates.

Résumé.

Il existe différentes techniques pour quantifier la recharge; toutefois, il est souvent difficile de choisir les techniques appropriées. Les points importants pour le choix d’une technique sont l’échelle de temps et d’espace, la gamme de valeurs et la validité des estimations de la recharge basées sur différentes techniques; d’autres facteurs peuvent limiter l’application de techniques particulières. Le but des études de la recharge est important parce qu’il peut imposer les échelles de temps et d’espace des estimations de recharge. Les buts de ces études concernent habituellement l’évaluation des ressources en eau, qui requiert des informations sur la recharge à des échelles spatiales étendues et sur des durées comptées en dizaines d’années, et l’évaluation de la vulnérabilité des aquifères aux contaminations, qui exige des informations détaillées sur la variabilité spatiale et les écoulements préférentiels. La gamme des taux de recharge qui peuvent être estimés par différentes approches doit être adaptée aux valeurs attendues de la recharge sur le site. La validité des estimations de recharge faites par des techniques différentes est variable. Des techniques s’appuyant sur des données concernant les eaux de surface et la zone non saturée fournissent des estimations de recharge potentielle, tandis que celles basées sur les données des eaux souterraines donnent généralement des estimations de la recharge réelle. Les incertitudes de chaque approche d’estimation de la recharge mettent en relief la nécessité d’appliquer des techniques multiples pour accroître la validité des estimations de la recharge.

Resumen.

Existen diversas técnicas para cuantificar la recarga, pero elegir las apropiadas es a menudo difícil. Entre las consideraciones a tener en cuenta, hay que citar las escalas espacial y temporal, el rango y la fiabilidad de las estimaciones de la recarga obtenidas por medio de técnicas diferentes; hay otros factores que pueden limitar la aplicación de técnicas particulares. El objetivo de un estudio de recarga es importante, ya que puede condicionar las escalas temporal y espacial de las estimaciones. Los objetivos típicos comprenden la evaluación de recursos, cosa que requiere información de la recarga para escalas espaciales extensas y escalas temporales cifradas en décadas, y la evaluación de la vulnerabilidad del acuífero a la contaminación, para lo que hace falta información detallada sobre la variabilidad espacial y el flujo preferente. Se debería contrastar el rango de los valores estimados de recarga mediante enfoques diferentes con los valores esperados en un emplazamiento. La fiabilidad de las estimaciones basadas en técnicas diferentes es variable. Así, las técnicas basadas en datos de aguas superficiales y zona no saturada proporcionan estimaciones del potencial de recarga, mientras que las que se fundamentan en datos de aguas subterráneas proporcionan estimaciones de la recarga real. La incertidumbre asociadas a cada método corrobora la necesidad de aplicar varias técnicas distintas para aumentar la fiabilidad de las estimaciones de la recarga.