日本語AIでPubMedを検索
大陸地溝帯における沖積帯水層への近代的涵養と古生代の涵養のそれぞれの役割。エジプト・シナイ州エルカー平原の事例研究
The respective roles of modern and paleo recharge to alluvium aquifers in continental rift basins: A case study from El Qaa plain, Sinai, Egypt.
PMID: 32544685 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139927.
抄録
地溝帯水盆地の帯水層の特性と涵養メカニズムの評価は、持続可能な管理戦略の策定や食糧安全保障の確保に不可欠であるにもかかわらず、これらのパラメータの理解にはほとんど関心が払われていない。本論文では、スエズ湾大陸地溝帯の東縁に位置するエルカー平原の中新世以降の沖積帯水層における帯水層の特徴と、現代的な涵養と古生代の涵養のそれぞれの役割をよりよく理解するために、これまでに発表されたデータを用いて、リモートセンシング、水文、同位体比の統合的なアプローチを行った。その結果、以下のことが明らかになった。(1)沖積帯水層の大部分は砂礫層とシルト層と粘土層の間に挟まれて形成されており、厚さは500mを超える。(2)地下水の塩分濃度は、沖積帯水層に接する結晶質岩からの距離が長くなるにつれて、スエズ湾に向かって徐々に上昇していく（402～5613mg/l）。79から-4.433‰、δHは-46.36から-21.99‰）。)流域スケールの水文パラメータは、帯水層が39×10mの年間近代的な涵養を受けていることを示しており、同位体マスバランス計算は、近代的な水が帯水層の総水量の20〜70％の範囲にあることを示している。私たちは、帯水層への現代的な涵養を強化し、年間737×10mの地表流出水を採取するために、エルカー平原の最南端の盆地に沿って3つのダムを設置することを提案しています。本研究は、地溝に関連する盆地への地形主導の現代的な涵養が、過乾燥条件下でもかなりの量で行われていることを示唆しており、気候変動に対するこれらの帯水層の応答を調査するために特別な注意を払う必要がある。
Even though assessment of aquifer characterization and recharge mechanisms in rift-related basins, especially in arid environments, is essential for developing sustainable management strategies and food security assurance, a little attention has been paid to understand these parameters. In this manuscript, we utilize an integrated remote sensing, hydrological and isotopic approach together with previously published data to better understand the aquifer characteristics and the respective roles of modern and paleo recharge to the post-Miocene alluvium aquifer in El Qaa plain, which represents the eastern margin of the Gulf of Suez continental rift basin. Our findings indicate that: (1) the alluvium aquifer is largely formed of sand and gravels intercalated with silt and clay lenses and exceeds 500 m thick, (2) the groundwater salinity gradually increases towards the Gulf of Suez (from 402 to 5613 mg/l) with increasing the distance from the crystalline rocks bounding the alluvium-dominated plain, (3) isotopic analysis reveals that all of the groundwater samples show mixed isotopic signature between modern and paleo waters (δO: -6.79 to -4.433‰, and δH: -46.36 to -21.99‰). Basin-scale hydrological parameters show that the aquifer receives an annual modern recharge of 39 × 10 m and isotopic mass balance calculations indicate that the modern water ranges between 20 and 70% of the total volume of water in the aquifer. We suggest three dam locations along the southernmost basins in El Qaa plain to enhance the modern recharge to the aquifer and to harvest surface runoff of an annual volume of 737 × 10 m sufficient to supply freshwater to 13 thousands of the residents of south Sinai. The present study suggests that topographically-driven modern recharge to rift-related basins is taking place with significant amounts even under hyper-arid conditions and calls for paying special attention to investigate the response of these aquifers to climate variability.
Copyright © 2020 Elsevier B.V. All rights reserved.