The development of a groundwater recharge model for Hong Kong

ABSTRACT

A soil moisture balance model for estimating groundwater recharge in a sub-tropical climate in which rainfall is typically of short duration and high intensity is described. The model, which operates on a 200 s time base, estimates soil moisture deficits, runoff coefficients and recharge for individual storm events and event sequences. Modelled outputs are compared with field measurements of soil suction, runoff, observed and numerically-modelled piezometer responses. The sensitivity of the model to evapotranspiration rates, root constant, initial soil moisture deficit, infiltration indices and the rainfall data time base is investigated and discussed. Empiral and conceptual methods of estimating infiltration are considered and compared.

RESUME

Cet article présente un modèle pouvant simuler l'équilibre hydraulique d'un sol dans le but d'en estimer la recharge en eau souterraine. Le modèle a été mis au point pour un climat sub-tropical où les averses sont typiquement de courte durée et de forte intensité. Le modèle, qui utilise un pas de temps de 200 s à l'ordinateur, estime les déficits en humidité du sol, les coefficients de ruissellement et la recharge pour chaque averse ou séquence d'averses. Les résultats ainsi obtenus sont comparés avec des mesures in situ de succion du sol et de ruissellement. Une comparaison entre des mesures piézométriques et des valeurs calculées par un autre programme est également présentée. La sensibilité du modèle au taux d'évapotranspiration, à l'influence de la végétation, au déficit initial en humidité du sol, aux indices d'infiltration et au degré de précision lors de l'acquisition des données de précipitation est analysée et discutée. Finalement, on établit une comparaison entre les méthodes empiriques et les méthodes conceptuelles d'estimation de l'infiltration.