Comparison of the water balance for an undeveloped and a suburban catchment

Abstract

Two topographically similar adjacent catchments near Johannesburg, South Africa, one suburban, the other natural grassland, were monitored over a five year period to detect differences in runoff and hydrological balance. A network of raingauges, boreholes, flow gauges and water meters was installed. Evapotranspiration was modelled using observed weather data. Groundwater was estimated from tracer and other borehole tests. Surface runoff from the undeveloped and suburban catchments was 4% and 15% of rainfall respectively. Evapotranspiration was 63% of rainfall for both catchments. Sewage outflow was 83% of water consumption for the suburban catchment. Little change in water table level occurred in the suburban catchment, and garden watering probably balanced the high evaporation. Piped water supply was 16% of the precipitation on the catchment.

Résumé

Deux bassins versants de topographies similaires situés à proximité de Johannesburg, l'un suburbain et l'autre à l'état de prairie naturelle, ont fait l'objet pendant cinq ans d'un suivi destiné à déceler leurs différences en matière d'écoulement et de bilan hydrologique. Un réseau de pluviomètres, de piézomètres, de stations de jaugeage et de compteurs avait été mis en place. L'évapotranspiration a été estimée à partir des données météorologiques observées. Les eaux souterraines ont été suivies grâce à des traçages et à diverses mesures effectuées sur les piézomètres. Le ruissellement de surface a représenté respectivement pour le bassin naturel et pour le bassin suburbain 4% et 15% des précipitations. L'évapotranspiration a été égale à 63% des précipitations dans les deux cas. L'écoulement des égouts du bassin suburbain s'est élevé à 83% de l'eau distribuée. De légères modifications du niveau piézométrique ont été observées dans le bassin suburbain, et l'arrosage des jardins a probablement compensé l'importante évaporation. L'eau distribuée par le réseau a représenté 16% des précipitations sur le bassin suburbain.