世界の大陸棚の多くにある海底下の地下水の塩分濃度は、海水の塩分濃度よりもはるかに低くなっています。ますます、これらの海底淡水埋蔵量を利用する圧力が高まっています。海中の帯水層には、淡水および汽水地下水の 2 つの潜在的な供給源があります。(1) 海面が低くなり、大陸棚が露出した氷河期の極大期に閉じ込められた古淡水、および (2) 陸上の帯水層からの現代の淡水地下水の放出 (下) です。現在の海面条件）
淡水が海中の帯水層に留まるためには、透水性が比較的低い地質学的順序 (つまり、帯水層) ）淡水と海水の混合を制限するために、オフショアの帯水層を覆う必要があります。現代の水源によって作成されたオフショア淡水地下水 (OFG) の概念モデルを図 1 に示します。
海の下に閉じ込められた新鮮で汽水的な地下水は、かなりの量になります。ポスト等。 (2013) 海底帯水層に貯留された 5×10 km の汽水 (全溶解固形物 (TDS) <10 g/L) および 3×10 km の淡水 (TDS <1 g/L) の値を報告しています。概観すると、淡水と塩水の両方の世界のすべての湖を合わせた体積は、約 1.8×10 km です。オフショアの情報が限られているため、OFG の量と海域の範囲を推定することは特に困難です。したがって、OFG がすでに沿岸の地下水汲み上げをどの程度サポートしているかは、地球規模では不明です。
オフショアの淡水地下水範囲に対する分析ソリューションの再検討
閉じ込められた古淡水を少し無視すると、現代の大陸放出からの OFG の分布は、既存の分析ソリューションから推定できます (Bakker、2006 など)。定常状態。
Bakker (2006) の方法は、Solórzano-Rivas と Werner (2018) によって最近テストされました。彼らは、OFG が過剰に存在するオフショアの水槽内で発生する可能性が最も高い淡水を説明するために、方法の改訂が必要であることを発見しました。彼らは、数値モデリングから得られた淡水の沖合いの限界が、以前の分析解からの推定値の約半分にすぎないことを発見しました。この効果の例を図 2 に示します。
Solórzano-Rivas と Werner (2018) の調査は、Aquitard の塩分の仮定に柔軟性を導入した Werner と Robinson (2018) による Bakker (2006) の解決策の修正につながりました。彼らの新しいソリューションは、Solórzano-Rivas と Werner (2018) の数値モデルとほぼ一致しており、陸上の沿岸帯水層の水位と沖合の帯水層 - 帯水層の特性に基づいて OFG 体を近似できる一次の方法論を提供します。
現在、オフショアの淡水地下水を使用していますか?
沿岸地下水システムの管理には、貯留された淡水量、その再生可能性、およびそれにかかる過去、現在、および将来のストレスを合理的に理解する必要があります。沿岸帯水層の陸上部分が巨大な沖合いの淡水保護区に隣接している場合、これは水政策を設定し、地下水管理をより一般的に導く上で最も重要です。
陸上の地下水抽出に関連して OFG の世界的な状況を評価するために、Knight et al. (2018) 推定または観察されたオフショア淡水とのもっともらしい関係を持つ 27 の限定的および半限定的な沿岸帯水層の地下水の状態を評価しました。彼らは、ポストらによって編集された情報を使用してこれらを調査しました。 (2013) に加えて、その後利用可能になった追加データ。 OFG への古淡水と現代のオフショア放出の相対的な寄与を考慮して、オンショアとオフショアの帯水層の間のもっともらしい接続の開発された単純化された概念モデル。これらを以下に示します:
ナイトら。 (2018) は、現代の淡水の排出に起因する OFG 範囲の理論的範囲に関するガイダンスとして、Werner と Robinson (2018) の分析ソリューションを使用しました。オンショア-オフショア帯水層の地下水塩分とオンショア水位を使用して、ケーススタディサイトの条件を評価し、OFG 範囲に対する現代および古のソースの相対的な寄与について解釈を行いました。その結果、開発前のデータが入手できた 15 地域のうち 14 地域で、陸上の水位が開発前の状態から大幅に低下したことが示されました。
時間枠は不明のままですが、これらの減少は OFG にかなりの長期的損失をもたらす可能性があります。 Werner and Robinson (2018) の解析解に適用した場合、既知の地下水頭は、適切なデータが存在するすべてのケースで観測された OFG を説明するには不十分であり、古淡水および/または帯水層の不均一性が OFG に大きく寄与することを示しています。
現在の落差は、活発な海水の侵入が最終的に 27 箇所のうち 14 箇所の陸上揚水井に影響を与えることを示しています。 OFG が陸上の帯水層に接続されている場合、現在、陸上での使用によって受動的または積極的に採掘されていることを示唆する十分な証拠がありました。したがって、沿岸地下水システムのすべての研究では、OFG を潜在的な新しい淡水資源として扱うのではなく、OFG が既存の沿岸帯水層の井戸への淡水の供給源として機能すると推定する必要があります。
参考文献:
- Bakker, M., 2006. 閉鎖帯水層と半閉鎖帯水層を組み合わせた沿岸帯水層における界面流の解析ソリューション。水資源の進歩 29:417-425。
- Knight, A.C., Werner, A.D., Morgan, L.K., 2018.オフショアの淡水地下水のオンショアへの影響。 Journal of Hydrology、審査中
- Post, V.E.A., Groen, J., Kooi, H., Person, M., Ge, S., Edmunds, W.M., 2013. 世界的な現象としてのオフショア淡水地下水埋蔵量。自然 504:71-78.
- Solórzano-Rivas, S.C., Werner, A.D., 2018. オフショア地下水を推定するモデリング手法について。水資源の進歩、印刷中
- Werner, A.D.、Robinson, N.I.、2018 年。水資源の進歩、印刷中
これらの調査結果は、最近雑誌 Advances in Water Resources に掲載された、オフショアの淡水地下水のモデルにおける海中 aquitards の表現についての記事で説明されています。 .この作業は、フリンダース大学の Adrian D. Werner、Cristina Solórzano-Rivas、Andrew C. Knight によって実施されました。
