دراسة حالة - توصيف الأنهار والمصبات في الولايات المتحدة

خلفية المشروع

استكشفت USGS ومجموعة HydroGeophysics Group بجامعة آرهوس إمكانية استخدام FloaTEM لتوصيف الهيدروجيولوجيا الكامنة تحت الأنهار والمصبات.

إن الهيدروجيولوجيا تحت المياه السطحية الكبيرة مثل الأنهار والبحيرات والمصبات النهرية تعاني من نقص المعلومات على نطاق الحوض (عشرات الكيلومترات أو أكثر). ويحول هذا التحدي دون إجراء نمذجة هيدرولوجية دقيقة، على سبيل المثال، لواجهات المياه الجوفية العذبة/المالحة وأنماط تبادل المياه الجوفية/السطحية، على نطاقات مكانية كافية.

نقدم هنا نظامًا كهرومغناطيسيًا عابرًا عائمًا ومقطورًا (FloaTEM) لرسم خرائط كهربائية سريعة وعالية الدقة للطبقات تحت السطحية تحت المسطحات المائية الكبيرة إلى أعماق أكبر من الأجهزة المقطورة الأخرى.

النتائج

تم عرض نظام FloaTEM الجديد لأول مرة في مواقع مختلفة في الولايات المتحدة، بما في ذلك 1) نهر فارمنجتون، بالقرب من هارتفورد، كونيتيكت؛ 2) نهر ديلاوير الأعلى بالقرب من باريفيلي، نيويورك؛ 3) نهر تالاهاتشي بالقرب من شيلماوند، ميسيسيبي؛ و 4) مصب نهر إيل، في كيب كود، بالقرب من فالماوث، ماساتشوستس.

كما تمت مقارنة البيانات الكهرومغناطيسية في مجال الترددات المحمولة جواً والبيانات TEM المقطوعة من الأرض في موقع نهر تالاهاتشي، وتم تحديد مجموعة من الهياكل الجيولوجية وواجهات ملوحة المياه المسامية. أشارت التفسيرات القائمة على العمليات لبيانات دراسة الحالة إلى أن FloaTEM يمكنها تحليل المواد المتنوعة لواجهة التفاعل بين الرواسب والمياه، مثل تراكم المواد الدقيقة في قاع الخزان ورواسب قاع النهر الرملية/الحصوية القابلة للنفاذ التي تركز تصريف المياه الجوفية.

تم رسم خرائط لطبقات الصخور الأساسية في عدة مواقع، وتم تحديد وحدات حصر طبقات المياه الجوفية بدقة مماثلة للطرق الجوية. كما تم تصوير تصريف المياه الجوفية العذبة البرية مع مسارات تدفق تمتد لمئات الأمتار من الشاطئ أسفل مصب نهر إيل، مما أدى إلى تحسين الخصائص الهيدروجيولوجية السابقة لتلك المنطقة الساحلية الغنية بالمغذيات. باختصار، يملأ نظام FloaTEM الجديد فجوة حاسمة في قدرتنا على تحديد خصائص الهيدروجيولوجيا أسفل ميزات المياه السطحية، وسيدعم التنبؤ الأكثر دقة بديناميكيات تبادل المياه الجوفية/السطحية وواجهات المياه الجوفية العذبة والمالحة.