Relation of streams, lakes, and wetlands to groundwater flow systems

Abstract

 Surface-water bodies are integral parts of groundwater flow systems. Groundwater interacts with surface water in nearly all landscapes, ranging from small streams, lakes, and wetlands in headwater areas to major river valleys and seacoasts. Although it generally is assumed that topographically high areas are groundwater recharge areas and topographically low areas are groundwater discharge areas, this is true primarily for regional flow systems. The superposition of local flow systems associated with surface-water bodies on this regional framework results in complex interactions between groundwater and surface water in all landscapes, regardless of regional topographic position. Hydrologic processes associated with the surface-water bodies themselves, such as seasonally high surface-water levels and evaporation and transpiration of groundwater from around the perimeter of surface-water bodies, are a major cause of the complex and seasonally dynamic groundwater flow fields associated with surface water. These processes have been documented at research sites in glacial, dune, coastal, mantled karst, and riverine terrains.

Résumé

Les eaux de surface sont parties intégrantes des systèmes aquifères. Les eaux souterraines interagissent avec les eaux de surface dans presque tous les types d'environnements, depuis les petits ruisseaux, les lacs et les zones humides jusqu'aux bassins versants des vallées des grands fleuves et aux lignes de côte. Il est en général admis que les zones topographiquement hautes sont des lieux de recharge des aquifères et les zones basses des lieux de décharge, ce qui est le cas des grands systèmes aquifères régionaux. La superposition de systèmes locaux, associés à des eaux de surface, à l'organisation régionale d'écoulements souterrains résulte d'interactions complexes entre les eaux souterraines et les eaux de surface dans tous les environnements, quelle que soit la situation topographique régionale. Les processus hydrologiques associés aux eaux de surface elles-mêmes, tels que des niveaux d'eau de surface saisonnièrement hauts et l'évaporation et la transpiration de l'eau souterraine à la périphérie des eaux de surface, sont les causes essentielles de la dynamique complexe et saisonnière des nappes associées aux eaux de surface. Ces processus ont été mis en évidence sur des sites de recherche dans des formations glaciaires, dunaires, littorales, fluviales et de karst couvert.

Resumen

Los cuerpos de aguas superficiales son partes integrales de los sistemas de flujo subterráneo. El agua subterránea interactúa con la superficial en prácticamente todo tipo de paisajes, desde pequeños torrentes, lagos y humedales, hasta grandes valles fluviales y costas. Aunque se suele asumir que las áreas topográficamente elevadas son zonas de recarga de aguas subterráneas, mientras las áreas topográficamente más bajas lo son de descarga, esto es cierto básicamente para los sistemas de flujo regional. Al superponer los sistemas de flujo local, asociados a los cuerpos de agua superficial, a las condiciones regionales, resultan interacciones complejas, y esto ocurre independientemente de su posición topográfica. Los procesos hidrológicos asociados con los propios cuerpos de agua superficial, como los niveles superficiales máximos estacionales y la evapotranspiración de agua subterránea en los perímetros de cuerpos superficiales, son una de las principales causas de la complejidad y de las variaciones dinámicas de las interacciones entre aguas subterráneas y superficiales. Estos procesos se han documentado en distintas zonas investigadas, incluyendo depósitos glaciares, dunas, áreas costeras, karsts y terrazas fluviales.