Modeling seawater intrusion upon water withdrawal from coastal aquifers

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Seawater intrusions into coastal aquifers have been the object of study by hydrogeologists since long ago. A wide range of methods are used to predict the development of intrusions: analytical, numerical analytical and numerical. The purpose of this paper is to identify and evaluate seawater intrusion using a coastal groundwater intake as an example. The paper considers a coastal groundwater intake, where mineralization, total hardness and chlorides have increased due to intensive exploitation. Seawater intrusion is assumed to be the main reason for the groundwater quality deterioration. To prove the seawater intrusion motion, chemical sampling of water from the intake wells was carried out, which resulted in chlorine-bromine coefficient values indicating the presence of seawater admixture in fresh groundwater. The seawater intrusion was evaluated using numerical-analytical and numerical modelling. The estimation obtained by the analytical element method (GFLOW code) indicates the presence of seawater intrusion at the studied water intake. However, the analytical element method calculations provide the ultimate steady-state estimate of the intrusion development. Also, the method uses the assumption of a sharp freshwater-saltwater boundary. Numerical modelling provides a more realistic assessment. In building the three-dimensional numerical model, special attention was paid to the nature of the connection between the exploited aquifer and the sea. In the onshore part, the Quaternary aquifer is separated from the exploited aquifer by a clay layer with interbedded gravel and sand, but there is no data on the composition of sediments beneath the sea. To clarify their composition, profile numerical models were built in the FEFLOW program with different degrees of connection between the sea and the exploited aquifer. One of the models suggests a direct connection between the sea and groundwater through sand, while the other one is complicated by clay. According to the results of the profile models, the direct connection between the exploited aquifer and the sea was proved, which was taken into account in the construction of the three-dimensional numerical model. On the numerical model in the SEAWAT program, the change in the seawater intrusion position in different periods of water intake operation with different water withdrawal values was obtained, after which the calculation results according to numerical-analytical and numerical models were compared.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

E. Drobyazko

Lomonosov Moscow State University

Autor responsável pela correspondência
Email: levic.kate@gmail.com
Rússia, Leninskie gory 1, Moscow, 119991

A. Rastorguev

Lomonosov Moscow State University

Email: levic.kate@gmail.com
Rússia, Leninskie gory 1, Moscow, 119991

Bibliografia

  1. Dewhurst, R.D. [Hydrogeology with the basics of terrestrial hydrology]. Moscow, Mir Publ., 1965. (in Russian)
  2. Kapyrin, I.V. [Calculation codes for hydrogeological modeling in the tasks of NPF safety assessment]. Radioactive waste, 2022, no. 2(19), pp. 105–115. (in Russian)
  3. Ksenzenko, V.I., Stasinevich, D.S. [Chemistry and technology of bromine, iodine and their compounds]. Moscow, Khimiya Publ., 1960, 432 p. (in Russian)
  4. Rumynin, V.G. [Theory and methods of studying groundwater pollution: textbook for universities]. St. Petersburg, Nauka Publ., 2020, 559 p. (in Russian)
  5. Shnyukov, E.F. Mel’nik, V. I. [Geology of the shelf in the Ukrainian SSR. Lithology]. Kiev, Nauk. Dumka Publ., 1985. (in Russian)
  6. Diersch, H.-J.G. FEFLOW software — finite element subsurface flow and transport simulation system — reference manual. WASY GmbH, Berlin, 2005.
  7. Guo Weixing, Langevin, C.D. User’s guide to SEAWAT: A computer program for simulation of three-dimensional variable-density ground-water flow: U. S. Geological Survey techniques of water-resources investigations, book 6, chapter A7, 2002, 77 p.
  8. Haitjema, H.M. Analytic element modeling of groundwater flow. Academic Press, Inc. 1995. 395 р.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2. Fig. 1. Hydrogeological section in the area of the Oryol water intake.

Baixar (791KB)
3. Fig. 2. Distribution of the chlorobromic coefficient values in the water intake area.

Baixar (557KB)
4. Fig. 3. The position of the boundary between fresh and salt waters, obtained on the basis of MAE.

Baixar (189KB)
5. Fig. 4. Filtration scheme of the profile model. Pliocene sediments under the sea are represented by: a – clays; b – sands.

Baixar (366KB)
6. Fig. 5. The results of calculations based on the profile model (concentration). Pliocene sediments under the sea are represented by: a – clays; b – sands.

Baixar (254KB)
7. Fig. 6. Planned sampling and boundary conditions of the numerical geofiltration model and the section along the I–I line according to the calculated grid.

Baixar (317KB)
8. Fig. 7. Distribution of filtration coefficients in the fourth and fifth model layers.

Baixar (242KB)
9. Figure 8. Planned distribution of excess mineralization over the background due to the intrusion of marine waters at the end of the third (a) and sixth (b) periods of operation of the intake.

Baixar (335KB)

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».