Många dricksvattenbrunnar i hem längs Rhode Islands kustlinje förorenas av ett inträngning av saltvatten, och när havsnivån stiger och stormfloden ökar som ett resultat av det förändrade klimatet, många fler brunnar är sannolikt i fara. Så ett team av forskare från University of Rhode Island genomför en serie geofysiska tester för att fastställa omfattningen av problemet.

"Saltvatten kan inte användas för bevattning av grödor, det kan inte konsumeras av människor, så detta är ett allvarligt problem för människor i samhällen som är beroende av sötvattengrundvatten, sa Soni Pradhanang, docent vid URI Institutionen för geovetenskap och ledare för projektet. "Vi vet att det finns många brunnar i närheten av kusten som har saltvatten, och många andra är sårbara. Vårt mål är att dokumentera hur långt inåt land saltvattnet kan färdas och hur länge det förblir salt."

Saltvatten kan hitta sin väg in i brunnsvatten på flera sätt, enligt Pradhanang. Det kan rinna in i brunnen från ovan efter att ha löpt längs markens yta, till exempel, eller så kan den tryckas in i akvifären underifrån. Ibland drar den sig tillbaka av sig själv vid slutet av en storm, medan det andra gånger förblir ett permanent problem.

Pradhanang och doktoranden Jeeban Panthi fokuserar sina ansträngningar längs kanten av saltdammarna i Charlestown och South Kingstown, där problemet verkar vara som allvarligast.

Eftersom saltvatten är tätare än sötvatten, den lägger sig vanligtvis under sötvattnet. Så forskarna använder markpenetrerande radar och elektriska resistivitetstester – med hjälp av utrustning lånad från U.S. Geological Survey och U.S.A. Department of Agriculture – för att kartlägga djupet av saltvatten/sötvattengränssnittet.

"I kustområden, det finns alltid saltvatten under sötvattnet i akvifären, men frågan är, hur djup är sötvattenslinsen som sitter ovanpå saltvattnet, sa Panthi, som också samarbetar med URI Professor Thomas Boving. "Vi vill veta dynamiken i det gränssnittet."

URI-forskarna planerar att borra två djupa brunnar denna månad för att studera områdets geologi och grundvattnets kemi för att verifiera data som samlats in i deras geofysiska tester.

De första testerna genomfördes sommaren 2019, och en andra serie avslutades i höstas efter att ha försenats av pandemin. Sluttester kommer att genomföras nästa vår när grundvattennivåerna bör vara på topp.

"Grundvattennivån var på sin lägsta nivå på tio år i somras på grund av torkan, sa Panthi, en infödd i Nepal som studerade bergshydrologi innan han kom till URI. "Det kommer att vara en bra jämförelse mot vad vi förväntar oss kommer att vara höga nivåer i april och maj."

Panthi har samlat brunnsvattenprover från nästan två dussin bostäder för analys. En av de förorenade brunnarna var belägen en mil inåt landet från Ninigret Pond i Charlestown.

"En husägare lät borra en djup brunn för ett nytt hus och det slutade med extremt saltvatten, " sade Pradhanang. "Djupa brunnar nära saltdammarna eller kusten är mer benägna att ha saltvattenintrång än grunda brunnar, även om grunda brunnar också kan ha problem om de blir översvämmade med saltvatten."

En annan URI doktorand, Mamoon Ismail, utvecklar en modell för att simulera saltvattenintrång i dricksvattenbrunnar baserat på det förändrade nederbördsmönstret och potentialen för extrema stormar. De hoppas kunna förutsäga hur långt inlandssaltvatten kommer att tränga in efter en kategori 1-orkan jämfört med en kategori 2-storm, till exempel.