Till vänster, Seth Oliver med Leah Santangelo, höger, både hydrogeologi UMass Amherst akademiker, tar vattennivåmätningar på en till-plats i Blandford, Massa., för en nyligen genomförd studie av naturliga grundvattenlagringsreservoarer i New England av hydrologen David Boutt vid University of Massachusetts Amherst. För första gången, de kvantifierade höglänta akvifersystem dominerade av tunna avlagringar av yta till -- en virrvarr, osorterat material avsatt av glaciärer, som utgör cirka 70 procent av den aktiva och dynamiska lagringen för regionen. Kredit:UMass Amherst
En nyligen genomförd studie av naturliga lagringsreservoarer för grundvatten i New England av hydrologen David Boutt vid University of Massachusetts Amherst fann att akvifersystem i höglandet domineras av tunna avlagringar av ytmoräns - en virrvarr, osorterat material avsatt av glaciärer - utgör cirka 70 procent av det aktiva och dynamiska lagret för regionen.
Som Boutt förklarar, "Detta är första gången som den relativa rollen för bergsvattenlagring kontra dalgrundvattenlagring har kvantifierats. Dessa resultat är de första som pekar på den enastående betydelsen av dessa tunna glaciala sediment i hydrologiska budgetar i landskapsskala. Detta är verkligen viktigt för att förstå hur vatten kommer in i bäckar, tillhandahåller basflöde i vattendrag under sommarmånaderna och torka, och för påfyllning av dalfyllda akviferer."
Han tillägger att "till reservoaren" traditionellt försummas som en viktig grundvattenlagringsreservoar på grund av dess begränsade tjocklek och upplevda låga konduktivitet. Men hans nya studie belyser "vikten av en processbaserad förståelse av hur olika hydrogeologiska landskapsenheter bidrar till det övergripande hydrologiska svaret i en region."
"Grunda tills i Massachusetts och New England är verkligen viktiga lagringsreservoarer av vatten för laddning till alluviala akviferer och för basflöde till bäckar, ", tillägger han. Detta underjordiska material fylls och dräneras på flerårig basis och fungerar som huvudmekanismen för att leverera vatten till dalfyllda akviferer och underliggande berggrundsmagasin. Detaljer visas i journalen Hydrologiska processer .
För detta arbete, Boutt använde 124 långsiktiga grundvattenbrunnar fördelade över regionen för att bedöma hur årliga lokala vattenflödesegenskaper och den hydrogeologiska miljön påverkar akvifärsystemets svar på klimatvariationer. Området täcks av låglager, sprucken metamorf och kristallin berggrund och genomkorsad av dalar fyllda med glaciala och postglaciala fyllnadssediment. Cirka 60 procent av den totala ytan är högland täckta av tunn glacial morän, konstaterar han.
Hydrologen påpekar att månadsdata i denna studie "innehåller rika signaler om hur grundvattenytan reagerar på klimatförändringar och hydrogeologins inverkan på hydrologiska processer." Han varnar, dock, att många platser saknar detaljerade geologiska loggar, lokala grundvattenkartor och detaljerad hydrogeologisk karakterisering, som alla begränsar studiens förmåga att utforska detaljerade frågor om en specifik webbplatssvar utom i allmänna termer.
Boutt säger att med förändringar i markanvändning och klimat, det är viktigt att förstå tidigare förändringar i det hydrologiska systemets reaktion för att upptäcka och förutsäga framtida effekter.
Ytterligare, denna analys ger "viktiga insikter om den hydrauliska kopplingen av akvifersystem för jord och berggrund till den övergripande hydrauliska responsen från det regionala systemet." Även om den totala lagringen i övre morän är "i allmänhet lägre än den för den alluviala dalfyllningen, det är tydligt att den årliga aktiva lagringen i moränen är mycket större, " han lägger till.
Den här studien "dokumenterar betydelsen av bergsvattenreaktion och dynamisk lagring för klimatvariabilitet över decadala tidsskalor. Trots den tunna naturen hos jordar och sediment som ligger över berggrundssystem, de spelar en enastående roll när det gäller att lagra och släppa ut vatten till huvudvattenströmmar och nedgradient akvifersystem." Boutt tillskriver variabiliteten som svar på den hydrogeologiska inställningen av akvifären och egenskaperna hos värdmaterialet.
Han avslutar, "Trender för lagring av akvifärer i genomsnitt över de 124 brunnarna i studieregionen visar en uppåtgående positiv trend som indikerar att grundvattenytan har stigit under de senaste 40 åren. När trenderna undersöks under perioden 1970-2010, de uppvisar en majoritet av uppåtgående trender trots en brist på uppåtgående trender i nederbörd och flöden på års- eller säsongsbasis. Ökningen av lagringen i akvifärerna svarar på övergripande ökningar av nederbörd på den fleråriga decadala tidsskalan fördelad jämnt över akvifergrupperingar."