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Gold Valley is typical of intermountain basins in Death Valley National Park (DVNP), California (USA). Using water-balance calculations, a GIS-based analytical model has been developed to estimate precipitational infiltration rates from catchment-scale topographic data (elevation and slope). The calculations indicate that groundwater recharge mainly takes place at high elevations (>1,100 m) during winter (average 1.78 mm/yr). A resistivity survey suggests that groundwater accumulates in upstream compartmentalized reservoirs and that the groundwater flows through basin fill and fractured bedrock. This explains the relationship between the upstream precipitational infiltration in Gold Valley and the downstream spring flow in Willow Creek. To verify the ability of local recharge to support high-flux springs in DVNP, a GIS-based model was also applied to the Furnace Creek catchment. The results produced insufficient total volume of precipitational infiltration to support flow from the main high-flux springs in DVNP under current climatic conditions. This study introduces a GIS-based infiltration model that can be integrated into the Death Valley regional groundwater flow model to estimate precipitational infiltration recharge. In addition, the GIS-based model can efficiently estimate local precipitational infiltration in similar intermountain basins in arid regions provided that the validity of the model is verified.La Gold Valley est typique des bassins intra montagneux du parc national de la Vallée de la Mort (DVNP), Californie (USA). En utilisant des calculs de bilan en eau, un modèle analytique basé sur un SIG a été développé pour estimer les taux d’infiltration des précipitations à partir de données topographiques (altitude et pente) à l’échelle du bassin versant. Les calculs indiquent que la recharge des eaux souterraines a lieu principalement aux altitudes élevées (>1,100 m) pendant l’hiver (moyenne 1.78 mm/an). Une campagne de mesures de résistivité électrique suggère que l’eau souterraine s’accumule dans des réservoirs amont compartimentés et qu’elle s’écoule à travers les formations de remplissage du bassin et le substratum fracturé. Cela explique la relation entre l’infiltration des précipitations en amont dans la Gold Valley et le débit des sources en aval dans le ruisseau Willow. Pour vérifier la capacité de la recharge locale à soutenir le fort débit des sources du DVNP, un modèle basé sur in SIG a aussi été appliqué au bassin versant du ruisseau Furnace. Les résultats indiquent un volume total d’infiltration des précipitation insuffisant pour expliquer le débit des principales sources à fort débit du DVNP dans les conditions climatiques actuelles. Cette étude introduit un modèle d’infiltration basé sur un SIG qui peut être intégré au modèle régional d’écoulement souterrain de la Vallée de la Mort pour estimer la recharge par infiltration des précipitations. De plus, le modèle basé sur SIG peut estimer efficacement l’infiltration des précipitations locales dans des bassins intra montagneux similaires dans des régions arides sous réserve de vérifier la validité du modèle.El Gold Valley es típico de las cuencas intermontanas en el Parque Nacional del Death Valley (DVNP), California (EEUU). Se desarrolla un modelo analítico basado en el GIS usando cálculos de balances de agua, para estimar los ritmos de infiltración de precipitaciones a partir de datos topográficos (elevación y pendiente) a escala de cuenca. Los cálculos indican que la recarga de agua subterránea principalmente tiene lugar en las altas elevaciones (>1,100 m) durante el invierno (promedio 1.78 mm/año). Un relevamiento de resistividad sugiere que el agua subterránea se acumula en reservorios compartimentados aguas arriba y que el agua subterránea fluye a través del relleno de la cuenca y del basamento fracturado. Esto explica la relación entre la infiltración de la precipitación aguas arriba en el Gold Valley y el flujo en manantiales aguas abajo en el Willow Creek. Para verificar la habilidad de la recarga local para soportar el alto flujo de los manantiales en DVNP, se aplicó también un modelo basado en GIS para la cuenca del Furnace Creek. Los resultados produjeron un volumen total insuficiente de infiltración por precipitación para sostener el flujo desde los principales manantiales de alto flujo en DVNP bajo las actuales condiciones climáticas. Este estudio introduce un modelo de infiltración basado en el GIS que puede ser integrado en el modelo flujo regional de agua subterránea del Death Valley para estimar la recarga por infiltración de la precipitación. Además, el modelo basado en GIS puede estimar eficientemente la infiltración local por precipitación en cuencas intermontanas similares y en regiones áridas en el supuesto que la validez del modelo sea verificada.Gold Valley是位于美国加州Death Valley国家公园(DVNP)的典型山间盆地。基于流域尺度的地形数据(包括高程和坡度),采用水平衡方程,开发了一个基于GIS的数值模型,估算了降水入渗速率。结果表明,地下水补给主要发生在较高的地方(补给高程 >1,100 m),在冬季进行补给(补给速率平均为1.78 mm/yr)。电阻率测量结果表明,地下水积聚在上游的贮层内,且地下水流经盆地充填物和裂隙基岩之间。这解释了上游Gold Valley降水入渗和下游Willow Creek泉水流动之间的关系。为了验证存在本地降水补给DVNP大流量泉的可能性,将基于GIS的模型应用在了Furnace Creek流域。结果表明,在当前的气候条件下,没有足够的降水入渗补给DVNP的大流量泉。本文所引入的基于GIS的入渗模型能够整合进入Death Valley地区区域地下水流模型,用于估算降水入渗补给。另外,基于GIS的模型可以有效估算干旱区类似山间盆地的本地降水入渗补给,证明了该模型的有效性。O Vale do Ouro é típico de bacias intermontanhosas no Parque Natural do Vale da Morte (DVNP), Califórnia (EUA). Utilizando cálculos do balanço hídrico, desenvolveu-se um modelo analítico baseado em SIG para estimar taxas de infiltração da precipitação a partir de dados topográficos à escala da bacia (elevação e declive). Os cálculos indicam que a recarga de águas subterrâneas ocorre principalmente nas elevações altas (>1,100 m) durante o inverno (média de 1.78 mm/ano). Um levantamento de resistividade sugere que as águas subterrâneas se acumulam em reservatórios compartimentados a montante e que, seguidamente, escoam através do material de preenchimento da bacia e da rocha fracturada. Isto explica a relação entre a infiltração da precipitação a montante no Vale do Ouro e o escoamento de nascente a jusante, em Willow Creek. Para verificar a capacidade da recarga local suportar nascentes de altos escoamentos no DVNP, um modelo baseado em SIG foi também aplicado à bacia de Furnace Creek. Os resultados produziram um volume total de infiltração da precipitação insuficiente para suportar o fluxo das principais nascentes de alto escoamento no DVNP sob as atuais condições climáticas. Este estudo introduz um modelo de infiltração baseado em SIG que pode ser integrado no modelo de escoamento de águas subterrâneas regional do Vale da Morte para estimar a recarga proveniente da infiltração da precipitação. Em acréscimo, o modelo baseado em SIG pode estimar eficientemente a infiltração da precipitação local em bacias intermontanhosas semelhantes em regiões áridas, desde que se verifique a validade do modelo. |
