Analyse de la sécheresse des eaux souterraines basée sur l'approche de l'indice de précipitation standardisé

Résumé. Un nouvel indice pour standardiser les séries temporelles du niveau des eaux souterraines et caractériser les sécheresses des eaux souterraines, l'Indice de Niveau des Eaux Souterraines Standardisé (SGI), est décrit. Le SGI s'appuie sur l'Indice de Précipitation Standardisé (SPI) pour tenir compte des différences dans la forme et les caractéristiques des séries temporelles du niveau des eaux souterraines et des précipitations. Le SGI est estimé en utilisant une transformation de scores normaux non paramétrique des données de niveau des eaux souterraines pour chaque mois calendaire. Ces estimations mensuelles sont ensuite fusionnées pour former un indice continu. Le SGI a été calculé pour 14 hydrographes de niveau des eaux souterraines relativement longs, allant jusqu'à 103 ans, provenant de divers aquifères et comparé au SPI pour les mêmes sites. La relation entre le SGI et le SPI est spécifique au site et la période d'accumulation du SPI qui conduit à la plus forte corrélation entre SGI et SPI, qmax, varie d'un site à l'autre. Cependant, il existe une corrélation linéaire positive constante entre une mesure de l'étendue de l'autocorrélation significative dans la série SGI, mmax, et qmax à tous les sites. Étant donné cette corrélation entre SGI mmax et SPI qmax, et étant donné que les périodes de faibles valeurs de SGI peuvent être montrées pour coïncider avec des sécheresses documentées auparavant de manière indépendante, le SGI est considéré comme un indice robuste et significatif de la sécheresse des eaux souterraines. La longueur maximale des sécheresses des eaux souterraines définies par le SGI est une fonction croissante de mmax, ce qui signifie que les sécheresses des eaux souterraines relativement longues sont généralement plus répandues dans les sites où le SGI présente une portée d'autocorrélation relativement longue. Basé sur les corrélations entre mmax, l'épaisseur moyenne de la zone non saturée et la diffusivité hydraulique de l'aquifère, la source de l'autocorrélation dans le SGI est inférée comme dépendante des caractéristiques dominantes de flux et de stockage de l'aquifère. Pour les aquifères fracturés, tels que le Calcaire Crétacé, l'autocorrélation dans le SGI est supposée être principalement liée à l'autocorrélation dans la série temporelle de recharge, tandis que dans les aquifères granulaires, tels que les grès Permo-Triassiques, l'autocorrélation dans le SGI est supposée être principalement une fonction des propriétés intrinsèques de flux saturé et de stockage de l'aquifère. Ces résultats soulignent la nécessité de prendre en compte le contexte hydrogéologique des sites de surveillance des eaux souterraines lors de la conception et de l'interprétation des données issues des réseaux de surveillance de sécheresse des eaux souterraines.