Collaborative Research: Investigating Lithologic and Stratigraphic Controls on Hydrogeology in Neogene Strata of the Central High Plains Aquifer

合作研究:研究中部高原含水层新近系地层水文地质的岩性和地层控制

基本信息

  • 批准号:
    1023278
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 26.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2010-10-01 至 2017-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Collaborative Research: Investigating Lithologic and Stratigraphic Controls on Hydrogeology in Neogene Strata of the Central High Plains AquiferJon Smith, University of Kansas, EAR-1023285Michael Petronis, New Mexico Highlands University, EAR-1023278ABSTRACTThe High Plains aquifer accounts for nearly 30% of all groundwater withdrawals in the United States. The aquifer is under increasing developmental stress and experiencing historic declines in water levels that could seriously compromise major agricultural production on the North American Great Plains. The objective of this research is to investigate the subsurface sedimentary facies, stratigraphic framework, and chronostratigraphy of Neogene and overlying Quaternary units in the central High Plains aquifer. These properties control aquifer geometries and hydrogeologic relationships and are derived from the formative processes and depositional histories of water-bearing and confining strata. Quality stratigraphic information from the High Plains, however, has been impossible to retrieve previously due to unconsolidated and saturated intervals of the aquifer. To accomplish this, we will use a mobile platform-mounted rotary-vibratory drill rig. This state-of-the-art drilling technology provides, for the first time, an efficient and cost effective means of collecting intact core with nearly 100% recovery. Long continuous cores, coupled with lithologic, spectral gamma-ray, and magnetostratigraphic core logging; stable isotope chemostratigraphy; and geochronologic constraints imposed by tephrochronologic, optically stimulated luminescence (OSL), magnetic polarity studies, and U/Pb dating of Neogene sediments, will provide the critical time element to constrain permissible interpretations of stratigraphic correlation and hydrostratigraphic architectures. This research will have global import because aquifers in heterolithic successions of continentally derived Neogene sediments are under developmental stress in many parts of the world. Management of groundwater resource is achieved most effectively by using numerical modeling to predict hydrogeological response to different management strategies and such models depend on accurate characterization of aquifer materials and their stratigraphic framework.
合作研究:调查中央高原含水层新近纪地层水文地质的岩性和地层控制乔恩·史密斯,堪萨斯大学,EAR-1023285迈克尔·佩特尼斯,新墨西哥高地大学,EAR-1023278摘要高原含水层占所有地下水抽取量的近 30%在美国。 含水层正面临着越来越大的开发压力,水位正在经历历史性下降,这可能会严重影响北美大平原的主要农业生产。本研究的目的是调查高原中部含水层新近纪和上覆第四纪单元的地下沉积相、地层格架和年代地层。这些特性控制着含水层的几何形状和水文地质关系,并且源自含水层和围岩层的形成过程和沉积历史。然而,由于含水层的松散和饱和区间,以前不可能检索高原平原的高质量地层信息。为了实现这一目标,我们将使用移动平台安装的旋转振动钻机。这种最先进的钻井技术首次提供了一种高效且具有成本效益的收集完整岩心的方法,回收率接近 100%。 长连续岩心,加上岩性、能谱伽马射线和磁地层岩心测井;稳定同位素化学地层学;地层年代学、光激发光(OSL)、磁极性研究和新近纪沉积物 U/Pb 测年所施加的地质年代学限制,将为限制地层相关性和水文地层结构的允许解释提供关键的时间元素。 这项研究将具有全球意义,因为在世界许多地区,源自大陆的新近纪沉积物的异石器序列中的含水层正面临着发育压力。通过使用数值模型来预测对不同管理策略的水文地质响应,可以最有效地实现地下水资源管理,此类模型取决于含水层材料及其地层框架的准确表征。

项目成果

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