Fresh groundwater far off the coast: 3D numerical simulations of groundwater flow at the New Jersey shelf

远离海岸的淡水地下水:新泽西陆架地下水流的 3D 数值模拟

基本信息

项目摘要

The aim of this study is to understand groundwater circulation at the New Jersey shelf (NJS) based on numerical simulations. In the late 1970, groundwater with salinities significantly lower than seawater was initially discovered in the course of the Atlantic Margin Coring Project along the eastern U.S. continental margin. Such fresh groundwater reserves were shown to be present within a distance of locally more than 100 km from the coastline. A particularly detailed record of pore water salinity was recovered in the course of IODP Leg 313 at the NJS, revealing abrupt vertical salinity variations at each of the three drilling locations. Previous studies either explained the existence of fresh groundwater at the NJS by present-day seaward directed meteoric groundwater flow or by fresh water emplacement during the last glacial period. However, which of these processes finally resulted in fresh groundwater at the NJS is currently debated. Also, the cause for the observed vertical salinity changes is little understood. In order to answer these questions, we will build a detailed 3D hydrogeological model for simulating groundwater flow at the NJS. On the basis of numerical simulations, the following working hypotheses to be tested are defined: 1. Fresh groundwater at the NJS was emplaced during the last glacial period. 2. Present-day submarine fresh groundwater discharge does not extend up to 100 km offshore. 3. The distribution of fresh submarine groundwater is controlled by low-permeability deposits. An excellent data base is available for building a 3D hydrogeological model. It consists of numerous 2D seismic profiles, 3D seismic data (by December 2015) as well as petrophysical and logging data, acquired during ODP Legs 150, 174A and IODP Leg 313. Depth-migration of seismic data will be performed for building a 3D hydrogeological model in depth. Definition of individual model sequences will be based on the published lithostratigraphic framework established after IODP Leg 313. Each sequence will be subdivided into geological facies, where each facies type is characterized by petrophysical properties obtained from ODP/IODP logs and laboratory measurements. By using a multiple-point geostatistical approach for modelling facies distribution, petrophysical properties derived from AVO analyses of 3D seismic data can also be incorporated into the model. Testing the working hypotheses defined above by numerical groundwater flow simulations requires careful definition of the initial and boundary conditions of the model, incorporating Pleistocene sea level and temperature variations, present-day fresh-water discharge at the coast, the hydraulic head (eventually accounting for ice sheet topography) and heat flux. Results of this study may be applicable to the entire eastern U.S. Atlantic margin where fresh water is widely encountered and will yield a better understanding of submarine groundwater discharge in general.
这项研究的目的是根据数值模拟了解新泽西州货架(NJS)的地下水循环。在1970年后期,在美国东部大陆边缘的大西洋边缘芯项目过程中,最初发现了盐度的地下水明显低于海水。这种新鲜的地下水储量显示出距离海岸线超过100公里的距离之内。在NJS的IODP腿313过程中回收了孔隙水盐度的特别详细记录,揭示了三个钻探位置中每个钻探的突然垂直盐度变化。先前的研究要么通过当今的海上导出的地下水流量来解释新泽西州在新泽西州的存在,要么通过在最后一个冰川时期通过淡水的淡水来解释。但是,目前在NJS上最终导致了新的地下水。而且,几乎没有理解观察到的垂直盐度变化的原因。为了回答这些问题,我们将建立一个详细的3D水文学模型,以模拟NJS的地下水流量。根据数值模拟,定义了要测试的以下工作假设:1。在最后一个冰川期间,NJS的新鲜地下水被安置。 2。当今的海底新鲜地下水排放量不会延伸到近海100公里。 3。新鲜海底地下水的分布由低渗透性沉积物控制。可用于构建3D水文学模型的出色数据库。它由许多2D地震曲线,3D地震数据(到2015年12月)以及岩石物理和记录数据,在ODP腿150、174A和IODP腿313期间获得。深度模型。单个模型序列的定义将基于IODP腿313后建立的已发表的岩石地层框架。每个序列将细分为地质相,在该相中,每种相类型的类型都由从ODP/IODP原木和实验室测量值获得的质量特性。通过使用多点的地统计方法进行建模相分布,也可以将来自3D地震数据的AVO分析得出的岩石物理特性纳入模型中。测试上面由数值地下水流量模拟定义的工作假设,需要仔细定义模型的初始和边界条件,并结合了更新世海平面和温度变化,当今海岸的淡水排放,液压头(最终核算冰盖地形)和热通量。这项研究的结果可能适用于整个美国东部的大西洋边缘,那里淡水广泛遇到,并且将更好地了解海底地下水排放。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Seismic depth imaging of sequence boundaries beneath the New Jersey shelf
新泽西陆架下方层序边界的地震深度成像
  • DOI:
    10.1007/s11001-018-9360-9
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Riedel;Reiche;Aßhoff
  • 通讯作者:
    Aßhoff
The fate of submarine fresh groundwater reservoirs at the New Jersey shelf, USA
美国新泽西州大陆架海底淡水水库的命运
  • DOI:
    10.1007/s10040-019-01997-y
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Thomas;Reiche;Riedel;Clauser
  • 通讯作者:
    Clauser
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Stefan Buske其他文献

Professor Dr. Stefan Buske的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr. Stefan Buske', 18)}}的其他基金

High-resolution reflection and refraction seismic characterization of the projected PIER-ICDP fluid monitoring sites in the Novy Kostel swarm earthquake region
新科斯特群震区预计 PIER-ICDP 流体监测点的高分辨率反射和折射地震特征
  • 批准号:
    298847574
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Infrastructure Priority Programmes
Seismic characterization of the DFDP-2 drill hole environment
DFDP-2钻孔环境的地震特征
  • 批准号:
    270821955
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Infrastructure Priority Programmes
Seismic site characterization in and around the COSC-1 drillhole
COSC-1 钻孔内及其周围的地震现场特征
  • 批准号:
    235844139
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Infrastructure Priority Programmes
Seismic site characterization - Alpine Fault drilling project
地震现场表征 - 高山断层钻探项目
  • 批准号:
    194282287
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Infrastructure Priority Programmes
Multiscale seismic imaging of the San-Andreas-Fault system
圣安德烈亚斯断层系统的多尺度地震成像
  • 批准号:
    65636216
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Infrastructure Priority Programmes
Active and Passive Seismic Imaging of the San-Andreas-Fault System
圣安德烈亚斯断层系统的主动和被动地震成像
  • 批准号:
    22606008
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Infrastructure Priority Programmes
Seismic site characterization in and around the COSC-2 drillhole
COSC-2 钻孔内及其周围的地震现场特征
  • 批准号:
    456669297
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Infrastructure Priority Programmes

相似国自然基金

基于Fe-N-BC/PMS体系的自由基与非自由基协同降解地下水中磺胺类抗生素的机制研究
  • 批准号:
    42377036
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
土壤高氮累积区非饱和-饱和界面氮迁移转化及其对地下水硝酸盐演变的作用机制
  • 批准号:
    42377080
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
微生物-零价铁组合式PRB修复铀污染地下水协同作用机制研究
  • 批准号:
    42302293
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
海底地下水排泄对多界面碳交换和近海碳酸盐体系的作用机制
  • 批准号:
    42377065
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
气候变化与地下水枯竭双重约束下我国作物种植结构逐层优化研究
  • 批准号:
    42307589
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

RII Track-4:NSF: From the Ground Up to the Air Above Coastal Dunes: How Groundwater and Evaporation Affect the Mechanism of Wind Erosion
RII Track-4:NSF:从地面到沿海沙丘上方的空气:地下水和蒸发如何影响风蚀机制
  • 批准号:
    2327346
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: EAGER: IMPRESS-U: Groundwater Resilience Assessment through iNtegrated Data Exploration for Ukraine (GRANDE-U)
合作研究:EAGER:IMPRESS-U:通过乌克兰综合数据探索进行地下水恢复力评估 (GRANDE-U)
  • 批准号:
    2409395
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
ヒ素を還元する発酵細菌:地下水ヒ素汚染の知られざる原因微生物の発見
减少砷的发酵细菌:发现一种导致地下水砷污染的未知微生物
  • 批准号:
    23K26813
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
集水域の地質・地下水涵養特性がもたらす大都市河川の水質差と河口域の赤潮形成の検証
流域地质及地下水补给特征带来的大城市河流水质差异及河口赤潮形成验证
  • 批准号:
    23K25421
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
突発的な高濃度濁水の発生が扇状地の地下水環境に与えた影響の全容解明
充分阐明突发高浓度浑水对冲积扇地下水环境的影响
  • 批准号:
    23K23726
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了