Résumé: Les eaux souterraines sont présentes à faible profondeur sous de nombreuses villes côtières de basse altitude. Malgré l’importance de la protection des zones côtières urbanisées contre les inondations et l’élévation du niveau de la mer induite par le changement climatique, les effets des fluctuations des eaux souterraines à faible profondeur sont rarement étudiés. L’objectif de cette étude était de déterminer les caractéristiques des aquifères de faible profondeur, y compris les tendances spatiales et temporelles en profondeur des eaux souterraines et leur relation avec les facteurs de stress naturels et anthropogéniques. L’étude utilise des mesures de la profondeur des eaux souterraines provenant d’un réseau de surveillance particulièrement étendu et densément espacé à Ōtautahi/Christchurch, en Nouvelle-Zélande. Des approches d’analyse basées sur les données ont été appliquées, notamment l’interpolation spatiale, l’autocorrélation, le regroupement, la corrélation croisée et l’analyse des tendances. Ces approches ne sont pas couramment utilisées pour l’évaluation des eaux souterraines, bien qu’elles puissent fournir des informations sur les systèmes à l’échelle de la ville. L’approche globale a révélé des groupes et des tendances perceptibles dans l’ensemble des données. Les réponses aux contraintes telles que les précipitations et le débit des cours d’eau ont été classées avec succès à l’aide d’une analyse de regroupement. L’analyse des séries chronologiques a indiqué que dans les zones où les eaux souterraines sont peu profondes, les niveaux varient peu, ce qui a également été constaté à l’aide de l’analyse de regroupement. Toutefois, l’attribution de certains groupes à des attributs hydrogéologiques ou à des facteurs de stress spécifiques a posé des problèmes. La principale caractéristique de la classification des hydrogrammes s’est avérée être la proximité des rivières influencées par la marée et leur corrélation avec les signaux de cette dernière. Ces résultats soulignent l’intérêt d’utiliser de vastes ensembles de données pour caractériser la variabilité spatiale et temporelle des eaux souterraines peu profondes dans les zones côtières urbaines et pour aider à la planification des infrastructures de surveillance face aux futurs risques liés au changement climatique.
Resumen: El agua subterránea está presente a escasa profundidad bajo muchas ciudades costeras de baja altitud. A pesar de la importancia de proteger las zonas urbanizadas costeras de las inundaciones y de la subida del nivel del mar inducida por el cambio climático, rara vez se investigan los efectos de las fluctuaciones de las aguas subterráneas poco profundas. El objetivo de este estudio era determinar las características de las aguas subterráneas poco profundas, incluidas las tendencias espaciales y temporales de las profundidades a las aguas subterráneas y su relación con los factores de estrés naturales y antropogénicos. El estudio utiliza mediciones de la profundidad de las aguas subterráneas de una red de monitoreo excepcionalmente extensa y densamente espaciada en Ōtautahi/Christchurch, Nueva Zelanda. Se aplicaron enfoques de análisis basados en datos, como la interpolación espacial, la autocorrelación, la agrupación, la correlación cruzada y el análisis tendencial. Estos métodos no suelen aplicarse a la evaluación de las aguas subterráneas, a pesar de su potencial para proporcionar información sobre sistemas urbanos. El enfoque global reveló agrupaciones y tendencias discernibles en el conjunto de datos. Las respuestas a las presiones, como las precipitaciones y el caudal de los arroyos, se clasificaron con precisión mediante el análisis de agrupaciones. El análisis de las series temporales indicó que en las zonas de aguas subterráneas poco profundas se producía una escasa variación de los niveles, lo que también se comprobó mediante la agrupación. Sin embargo, la atribución de algunas agrupaciones a atributos hidrogeológicos específicos o a factores de estrés planteó dificultades. La característica principal en la clasificación de los hidrogramas resultó ser la proximidad a los canales de marea y su correlación con las señales de marea. Estos resultados ponen de relieve el valor de la utilización de conjuntos de datos de gran tamaño para caracterizar la variabilidad espacial y temporal de las aguas subterráneas poco profundas en entornos costeros urbanos y para contribuir a la planificación de infraestructuras de monitoreo de cara a futuros riesgos derivados del cambio climático.
摘要: 在许多沿海低洼城市,地下水水位埋深浅。尽管保护沿海城市免受洪水和气候变化引发的海平面上升的重要性不言而喻,但浅层地下水波动的影响很少被研究。本研究旨在确定浅层地下水特征,包括地下水埋深的时空变化趋势,以及它们与自然和人为影响因素的关系。该研究利用新西兰Ōtautahi/Christchurch的独特广泛且分布密集的监测网络的地下水埋深测量数据。采用了数据驱动的分析方法,包括空间插值、自相关、聚类、交叉相关和趋势分析。尽管这些方法在地下水评估中并不常见,但它们有潜力为城市范围的系统提供认识和信息。综合的方法揭示了数据集中可辨识的聚类和趋势。对降雨事件和河流流量等压力的响应成功地通过聚类分析进行了分类。时间序列分析表明,浅层地下水区的水位变化较小,这也是通过聚类分析发现的。然而,将某些聚类归因于特定的水文地质属性或影响因素存在困难。水文曲线分类中的主要特征被证明是与邻近潮汐河流以及它们与潮汐信号的相关性。这些结果突显了利用大型数据集来表征城市沿海环境中浅层地下水的空间和时间变异性的潜力,并有助于在未来气候变化危害面前进行监测基础设施规划。
Resumo: Água subterrânea está presente em profundidades rasas abaixo muitas cidades costeiras de baixa altitude. Apesar da importância da proteção de áreas costeiras urbanizadas contra inundações e o aumento do nível do mar induzido pelas mudanças climáticas, os efeitos da flutuação das águas subterrâneas rasas são raramente investigados. O objetivo deste estudo foi determinar as características das águas subterrâneas rasas, incluindo padrões espaciais e temporais em profundidades de águas subterrâneas e suas relações com estressores naturais e antropogênicos. O estudo utiliza medições da profundidade das águas subterrâneas de uma rede de monitoramento exclusivamente extensa e densamente espaçada em Ōtautahi/Christchurch, Nova Zelândia. Análises orientadas pelos dados foram aplicadas, incluindo interpolação espacial, autocorrelação, agrupamento, correlação cruzada e análise de tendência. Essas abordagens não são comumente aplicadas para avaliação de águas subterrâneas apesar do potencial delas em prover entendimentos e informações para sistemas amplos em cidades. A abordagem abrangente revelou agrupamentos discerníveis e tendencias dentro do banco de dados. Respostas a estresses como eventos de chuva e fluxo de rios foram classificados com sucessos utilizando análise de agrupamentos. A análise das séries temporais indica que em áreas de águas subterrâneas rasas, pouca variação nos níveis ocorreu e isto também foi encontrado utilizando os agrupamentos. Entretanto, atribuir algum agrupamento à atributos hidrogeológicos específicos ou estressores ainda se apresenta como um desafio. A primeira característica na classificação hidrográfica provou ser a proximidade a rios de maré e sua correlação com sinais de maré. Esses resultados destacam o valor de usar grandes bancos de dados para caracterizar a variabilidade espacial e temporal de águas subterrâneas rasas em configurações urbanas costeiras e em auxiliar com o planejamento do monitoramento de infraestruturas em frente a perigos futuros das mudanças climáticas.