CASO DI STUDIO
Caso di studio - Caratterizzazione dei fiumi e degli estuari negli Stati Uniti
Idrogeologia sotto grandi specchi d'acqua superficiali
L'U.S. Geological Survey e l'HydroGeophysics Group dell'Università di Aarhus descrivono i vantaggi dell'utilizzo di floaTEM nei fiumi. L'USGS ha utilizzato floaTEM in diversi luoghi, come il fiume Tallahatchie, il fiume Eel, il fiume Delaware e il bacino idrico Rainbow. Sono stati raccolti dati per ottenere informazioni ad alta risoluzione sulle strutture geologiche del sottosuolo che possono essere utilizzate per delineare i contatti tra acqua dolce e acqua salata, delineare i materiali acquiferi per le indagini sulle risorse idriche e fornire informazioni per i modelli idrogeologici.
Contesto del progetto
L'USGS e l'HydroGeophysics Group dell'Università di Aarhus hanno esplorato la possibilità di utilizzare FloaTEM per caratterizzare l'idrogeologia sottostante fiumi ed estuari.
L'idrogeologia al di sotto dei grandi corsi d'acqua superficiali come fiumi, laghi ed estuari è universalmente poco conosciuta su scala locale e di bacino (decine di km+). Questa difficoltà impedisce una modellizzazione idrologica accurata, ad esempio delle interfacce tra acque sotterranee dolci e salate e dei modelli di scambio tra acque sotterranee e acque superficiali, su estensioni spaziali sufficienti.
Qui presentiamo un sistema elettromagnetico transitorio galleggiante trainato (FloaTEM) per la mappatura elettrica rapida e ad alta risoluzione del sottosuolo al di sotto di grandi specchi d'acqua a profondità superiori rispetto ad altri strumenti trainati.
Risultati
Il nuovo sistema FloaTEM è stato testato per la prima volta in diversi siti degli Stati Uniti, tra cui: 1) il fiume Farmington, vicino a Hartford, nel Connecticut; 2) il fiume Delaware superiore, vicino a Barryville, nello Stato di New York; 3) il fiume Tallahatchie, vicino a Shellmound, nel Mississippi; e 4) l'estuario del fiume Eel, a Cape Cod, vicino a Falmouth, nel Massachusetts.
I dati elettromagnetici nel dominio della frequenza raccolti dall'aria e i dati TEM trainati da terra sono stati confrontati anche nel sito del fiume Tallahatchie, consentendo di identificare una serie di strutture geologiche e interfacce di salinità dell'acqua interstiziale. L'interpretazione basata sui processi dei dati del caso di studio ha indicato che FloaTEM è in grado di risolvere materiali di interfaccia sedimento-acqua diversi, come l'accumulo di particelle fini sul fondo di un bacino idrico e sedimenti permeabili di sabbia/ghiaia del letto del fiume che concentrano lo scarico delle acque sotterranee.
Gli strati di roccia sono stati mappati in diversi siti e le unità confinanti della falda acquifera sono state definite con una risoluzione paragonabile a quella dei metodi aerei. È stato inoltre possibile ottenere immagini delle acque dolci sotterranee terrestri con percorsi di flusso che si estendono per centinaia di metri dalla costa al di sotto dell'estuario del fiume Eel, migliorando le precedenti caratterizzazioni idrogeologiche di quella zona costiera ricca di nutrienti. In sintesi, il nuovo sistema FloaTEM colma una lacuna fondamentale nella nostra capacità di caratterizzare l'idrogeologia al di sotto delle caratteristiche delle acque superficiali e consentirà una previsione più accurata delle dinamiche di scambio tra acque sotterranee e acque superficiali e delle interfacce tra acque dolci e salate.
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