Análise da seca de água subterrânea com base na abordagem do índice de precipitação padronizado

Resumo. Um novo índice para padronizar séries temporais de nível de água subterrânea e caracterizar secas de água subterrânea, o Índice de Nível de Água Subterrânea Padronizado (SGI), é descrito. O SGI baseia-se no Índice de Precipitação Padronizado (SPI) para levar em conta as diferenças na forma e nas características das séries temporais de nível de água subterrânea e precipitação. O SGI é estimado usando uma transformação de escores normais não paramétricos dos dados de nível da água subterrânea para cada mês do calendário. Essas estimativas mensais são então fundidas para formar um índice contínuo. O SGI foi calculado para 14 hidrogravuras de nível de água subterrânea relativamente longas, de até 103 anos, de uma variedade de aquíferos e comparado com o SPI para os mesmos locais. A relação entre SGI e SPI é específica para cada local e o período de acumulação do SPI que leva à correlação mais forte entre SGI e SPI, qmax, varia entre os locais. No entanto, há uma correlação linear positiva consistente entre uma medida da faixa de autocorrelação significativa na série SGI, mmax, e qmax em todos os locais. Dada essa correlação entre mmax do SGI e qmax do SPI, e dado que períodos de baixos valores de SGI podem ser mostrados como coincidentes com secas anteriormente documentadas independentemente, o SGI é considerado um índice robusto e significativo de seca de água subterrânea. O comprimento máximo das secas de água subterrânea definidas pelo SGI é uma função crescente de mmax, o que significa que secas de água subterrânea relativamente longas são geralmente mais prevalentes em locais onde o SGI possui uma faixa de autocorrelação relativamente longa. Com base nas correlações entre mmax, espessura média da zona não saturada e difusividade hidráulica do aquífero, a fonte de autocorrelação no SGI é inferida como dependente das características dominantes de fluxo e armazenamento do aquífero. Para aquíferos fraturados, como o Cretáceo Chalk, a autocorrelação no SGI é inferida como primariamente relacionada à autocorrelação na série temporal de recarga, enquanto, em aquíferos granulares, como as arenitos Permo–Triássicos, a autocorrelação no SGI é inferida como primariamente uma função das propriedades intrínsecas de fluxo e armazenamento saturados do aquífero. Esses resultados destacam a necessidade de considerar o contexto hidrogeológico dos locais de monitoramento de água subterrânea ao projetar e interpretar dados de redes de monitoramento de seca de água subterrânea.