DECOMPOSITION OF RIVER HYDROGRAPHS TAKING INTO ACCOUNT DATA OF HYDROGEOLOGICAL OBSERVATIONS
In the case of absence of reliable information on fluctuations of levels and hydraulic parameters of aquifers within a large catchment, the method of river hydrograph decomposition can be used to assess groundwater component and other constituents of river water recharge. The difficulties and shortc...
Збережено в:
| Видавець: | Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine |
|---|---|
| Дата: | 2024 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/288190 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Організація
Geological journal| id |
mcm-mathkpnueduua-article-288190 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Geological journal |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
hydrograph groundwater river recharge subsurface flow correction hydrodynamic methods flood гідрограф ґрунтові води живлення річок підземний стік гідродинамічні методи водопілля |
| spellingShingle |
hydrograph groundwater river recharge subsurface flow correction hydrodynamic methods flood гідрограф ґрунтові води живлення річок підземний стік гідродинамічні методи водопілля Шевченко, О.Л. Лободзінський, О.В. Насєдкін, І.Ю. Чорноморець, Ю.О. Шкляренко, В.В. DECOMPOSITION OF RIVER HYDROGRAPHS TAKING INTO ACCOUNT DATA OF HYDROGEOLOGICAL OBSERVATIONS |
| topic_facet |
hydrograph groundwater river recharge subsurface flow correction hydrodynamic methods flood гідрограф ґрунтові води живлення річок підземний стік гідродинамічні методи водопілля |
| format |
Article |
| author |
Шевченко, О.Л. Лободзінський, О.В. Насєдкін, І.Ю. Чорноморець, Ю.О. Шкляренко, В.В. |
| author_facet |
Шевченко, О.Л. Лободзінський, О.В. Насєдкін, І.Ю. Чорноморець, Ю.О. Шкляренко, В.В. |
| author_sort |
Шевченко, О.Л. |
| title |
DECOMPOSITION OF RIVER HYDROGRAPHS TAKING INTO ACCOUNT DATA OF HYDROGEOLOGICAL OBSERVATIONS |
| title_short |
DECOMPOSITION OF RIVER HYDROGRAPHS TAKING INTO ACCOUNT DATA OF HYDROGEOLOGICAL OBSERVATIONS |
| title_full |
DECOMPOSITION OF RIVER HYDROGRAPHS TAKING INTO ACCOUNT DATA OF HYDROGEOLOGICAL OBSERVATIONS |
| title_fullStr |
DECOMPOSITION OF RIVER HYDROGRAPHS TAKING INTO ACCOUNT DATA OF HYDROGEOLOGICAL OBSERVATIONS |
| title_full_unstemmed |
DECOMPOSITION OF RIVER HYDROGRAPHS TAKING INTO ACCOUNT DATA OF HYDROGEOLOGICAL OBSERVATIONS |
| title_sort |
decomposition of river hydrographs taking into account data of hydrogeological observations |
| title_alt |
РОЗЧЛЕНУВАННЯ ГІДРОГРАФІВ РІЧОК З УРАХУВАННЯМ ДАНИХ ГІДРОГЕОЛОГІЧНИХ СПОСТЕРЕЖЕНЬ |
| description |
In the case of absence of reliable information on fluctuations of levels and hydraulic parameters of aquifers within a large catchment, the method of river hydrograph decomposition can be used to assess groundwater component and other constituents of river water recharge. The difficulties and shortcomings of this method, which relies on specific schematizations and assumptions, are analysed and discussed. We propose to take into account the results of calculations of lateral groundwater inflow to the river accomplished using the numerical method based on observations at representative balance sites in order to improve the accuracy of the method of decomposition of the river hydrograph. A proper schematization should also be justified for river catchment (or its part), which describes the interaction of surface water, shallow groundwater, and artesian (deep) interlayer waters, which provides rationale for defining or neglecting groundwater inflow to river during the flood periods. The most disputable issue remains the allocation of the phase of “reverse water inflow to river banks” during flood periods. The groundwater level rise at the beginning of the flood results from the infiltration recharge to the aquifer and from inflow of water from the river. The contribution of inflow to river bank to groundwater level rise is dependent from the distance from the river to the observation well. To establish hydraulic head gradient from the river towards the adjacent groundwater aquifer at flood peak, at least two observation wells are needed, one of which should be located 3–4 m from the river water edge on the elevated part of the bank which is not flooded, and the other should be located 50–70 m from the bank towards the watershed. It is proposed that the phase of maximum groundwater inflow to the river should be adjusted based on the dates of the beginning and ending of the groundwater level decrease during the recession of the river flow during the flood period. The combined application of the described above methods showed that the use of only hydrograph decomposition method underestimates the share of groundwater recharge to the river by 2–5%. Based on the analysis of the Pivdennyi Buh River hydrographs during the 1980–2020 period, general tendencies of changes in the shallow groundwater and deep subsurface recharge of the Pivdennyi Buh River in its upper basin (upstream of the city of Khmilnyk) have been established: deep subsurface recharge prevailed over the shallow groundwater component (33.4 compared to 25.0% of the total). At the same time, the total subsurface runoff constituted on average 58%. |
| publisher |
Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/288190 |
| work_keys_str_mv |
AT ševčenkool decompositionofriverhydrographstakingintoaccountdataofhydrogeologicalobservations AT lobodzínsʹkijov decompositionofriverhydrographstakingintoaccountdataofhydrogeologicalobservations AT nasêdkíníû decompositionofriverhydrographstakingintoaccountdataofhydrogeologicalobservations AT čornomorecʹûo decompositionofriverhydrographstakingintoaccountdataofhydrogeologicalobservations AT šklârenkovv decompositionofriverhydrographstakingintoaccountdataofhydrogeologicalobservations AT ševčenkool rozčlenuvannâgídrografívríčokzurahuvannâmdanihgídrogeologíčnihspostereženʹ AT lobodzínsʹkijov rozčlenuvannâgídrografívríčokzurahuvannâmdanihgídrogeologíčnihspostereženʹ AT nasêdkíníû rozčlenuvannâgídrografívríčokzurahuvannâmdanihgídrogeologíčnihspostereženʹ AT čornomorecʹûo rozčlenuvannâgídrografívríčokzurahuvannâmdanihgídrogeologíčnihspostereženʹ AT šklârenkovv rozčlenuvannâgídrografívríčokzurahuvannâmdanihgídrogeologíčnihspostereženʹ |
| first_indexed |
2024-04-21T19:18:57Z |
| last_indexed |
2024-04-21T19:18:57Z |
| _version_ |
1804810569767714816 |
| spelling |
mcm-mathkpnueduua-article-2881902024-04-02T15:54:34Z DECOMPOSITION OF RIVER HYDROGRAPHS TAKING INTO ACCOUNT DATA OF HYDROGEOLOGICAL OBSERVATIONS РОЗЧЛЕНУВАННЯ ГІДРОГРАФІВ РІЧОК З УРАХУВАННЯМ ДАНИХ ГІДРОГЕОЛОГІЧНИХ СПОСТЕРЕЖЕНЬ Шевченко, О.Л. Лободзінський, О.В. Насєдкін, І.Ю. Чорноморець, Ю.О. Шкляренко, В.В. hydrograph groundwater river recharge subsurface flow correction hydrodynamic methods flood гідрограф ґрунтові води живлення річок підземний стік гідродинамічні методи водопілля In the case of absence of reliable information on fluctuations of levels and hydraulic parameters of aquifers within a large catchment, the method of river hydrograph decomposition can be used to assess groundwater component and other constituents of river water recharge. The difficulties and shortcomings of this method, which relies on specific schematizations and assumptions, are analysed and discussed. We propose to take into account the results of calculations of lateral groundwater inflow to the river accomplished using the numerical method based on observations at representative balance sites in order to improve the accuracy of the method of decomposition of the river hydrograph. A proper schematization should also be justified for river catchment (or its part), which describes the interaction of surface water, shallow groundwater, and artesian (deep) interlayer waters, which provides rationale for defining or neglecting groundwater inflow to river during the flood periods. The most disputable issue remains the allocation of the phase of “reverse water inflow to river banks” during flood periods. The groundwater level rise at the beginning of the flood results from the infiltration recharge to the aquifer and from inflow of water from the river. The contribution of inflow to river bank to groundwater level rise is dependent from the distance from the river to the observation well. To establish hydraulic head gradient from the river towards the adjacent groundwater aquifer at flood peak, at least two observation wells are needed, one of which should be located 3–4 m from the river water edge on the elevated part of the bank which is not flooded, and the other should be located 50–70 m from the bank towards the watershed. It is proposed that the phase of maximum groundwater inflow to the river should be adjusted based on the dates of the beginning and ending of the groundwater level decrease during the recession of the river flow during the flood period. The combined application of the described above methods showed that the use of only hydrograph decomposition method underestimates the share of groundwater recharge to the river by 2–5%. Based on the analysis of the Pivdennyi Buh River hydrographs during the 1980–2020 period, general tendencies of changes in the shallow groundwater and deep subsurface recharge of the Pivdennyi Buh River in its upper basin (upstream of the city of Khmilnyk) have been established: deep subsurface recharge prevailed over the shallow groundwater component (33.4 compared to 25.0% of the total). At the same time, the total subsurface runoff constituted on average 58%. Для оцінки підземної та інших складових живлення річок, за відсутності достовірної інформації про коливання рівнів та фільтраційні параметри водоносних горизонтів на великому водозборі, використовують метод розчленування гідрографа річки. В статті проаналізовано суперечності та недоліки цього методу, який спирається на певні схеми та припущення. Для підвищення його точності ми пропонуємо враховувати результати розрахунків бічного припливу ґрунтових вод до річки, виконані чисельним методом за даними спостережень за рівнем ґрунтових вод на репрезентативних балансових ділянках. Слід також обґрунтовувати найбільш поширену для водозбору (або його частини) схему взаємодії поверхневих, ґрунтових і напірних міжпластових вод, яка дає підстави для виділення грунтового стоку або нехтування ним на час повені. Найбільш дискусійним залишається питання щодо виділення фази «зворотного живлення» ґрунтових вод під час водопілля. Підйом рівня ґрунтових вод на початку водопілля варто розглядати як функцію інфільтраційного живлення та підпору від річки. Внесок підпору регулюється відстанню від річки до спостережної свердловини. Для підтвердження підпору ґрунтових вод на піку повені слід мати щонайменше дві свердловини, одна з яких розміщується в 3–4 м від урізу води на підвищеній частині берега, що не затоплюється, а друга – на відстані 50–70 м від неї в бік вододілу. На спаді повені, з початком зниження рівня води в річці, насамперед спрацьовується купол підпору грунтових вод. Фазу наростаючого припливу ґрунтових вод до річки, яка виділяється на гідрографі на етапі зменшення повеневих витрат, пропонується коригувати за датами початку та закінчення зниження рівня грунтових вод. Комплексування методів показало, що застосування лише методу розчленування гідрографа занижує частку живлення річки ґрунтовими водами на 2–5 %. За результатами вибіркового розчленування гідрографів р. Південний Буг за 1980–2020 рр. встановлено загальні тенденції змін ґрунтового та глибокого підземного живлення у верхній частині водозбору річки (до створу м. Хмільник): глибоке підземне живлення переважало над ґрунтовим (33,4 проти 25,0 % від загального). При цьому сумарний підземний стік витримувався в середньому на рівні 58 %. Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine 2024-03-25 Article Article application/pdf http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/288190 10.30836/igs.1025-6814.2024.1.288190 Geologìčnij žurnal (Geological Journal); No. 1 (2024); 32-46 Геологический журнал; № 1 (2024); 32-46 Геологічний журнал; № 1 (2024); 32-46 2522-4107 1025-6814 uk http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/288190/293154 Авторське право (c) 2024 О.Л. Шевченко, О.В. Лободзінський, І.Ю. Насєдкін, Ю.О. Чорноморець, В.В. Шкляренко https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |