Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xác định các nguồn nước ngọt theo không gian và thời gian, bao gồm dòng chảy nước ngầm dưới biển, đến một cửa sông cận nhiệt đới sử dụng các dấu vết địa hóa, Vịnh Biscayne, Nam Florida
Tóm tắt
Mô hình trộn địa hóa đã được sử dụng để xác định nguồn nước ngọt (mưa, nước kênh hoặc nước ngầm) chủ yếu đổ vào Vịnh Biscayne, một cửa sông ở Nam Florida. Các mẫu phân tách của lượng mưa, nước kênh, nước ngầm và nước mặt vịnh đã được thu thập hàng tháng trong 2 năm và được phân tích về độ mặn, đồng vị ổn định của oxy và hydro, và nồng độ Sr2+/Ca2+. Những dấu vết địa hóa này đã được sử dụng trong ba mô hình trộn riêng biệt và sau đó được kết hợp để xác định quy mô và thời gian của các đầu vào nước ngọt vào cửa sông. Nước ngầm tươi có dấu hiệu đồng vị (δ18O = -2,66‰, δD = -7,60‰) tương tự như lượng mưa (δ18O = -2,86‰, δD = -4,78‰). Nước kênh có dấu hiệu đồng vị nặng (δ18O = -0,46‰, δD = -2,48‰) do sự bốc hơi. Điều này cho phép sử dụng các đồng vị ổn định của oxy và hydro để phân biệt nước kênh với lượng mưa và nước ngầm như là nguồn nước ngọt vào vịnh. Một mô hình thứ hai sử dụng tỷ lệ Sr2+/Ca2+ đã được phát triển để phân biệt sự đầu vào nước ngầm tươi từ đầu vào lượng mưa. Nước ngầm có tỷ lệ Sr2+/Ca2+ là 0,07, trong khi lượng mưa có tỷ lệ không tương tự là 0,89. Khi kết hợp, các mô hình này cho thấy tỷ lệ đầu vào nước ngọt từ nước kênh/lượng mưa/nước ngầm là 37%:53%:10% trong mùa ẩm và 40%:55%:5% trong mùa khô với sai số ±25%. Đối với ngân sách nước toàn vịnh bao gồm sự trộn lẫn giữa nước mặn và nước ngọt, nước ngầm tươi chiếm 1–2% tổng đầu vào nước ngọt và nước mặn.
Từ khóa
#Vịnh Biscayne #nước ngọt #đồng vị ổn định #mô hình trộn địa hóa #nước ngầmTài liệu tham khảo
Bokuniewicz, H. 1980. Groundwater seepage into Great South Bay, New York. Estuarine Coastal and Shelf Science 10:437–444.
Burnett, W.C., H. Bokuniewsicz, M. Huettel, W.S. Moore, and M. Taniguchi. 2003. Groundwater and pore water inputs to the coastal zone. Biogeochemistry 66:3–33. doi:10.1023/B:BIOG.0000006066.21240.53.
Burnett, W.C., and H. Dulaiova. 2003. Estimating the dynamics of groundwater input into the coastal zone via continuous radon-222 measurements. Journal of Environmental Radioactivity 69(1–2):21–35.
Cable, J.E., W.C. Burnett, J.P. Chanton, and G.L. Weatherley. 1996. Estimating groundwater discharge into the Northeastern Gulf of Mexico using radon-222. Earth and Planetary Science Letters 144:591–604. doi:10.1016/S0012-821X(96)00173-2.
Caccia, V.G., and J.N. Boyer. 2007. A nutrient loading budget for Biscayne Bay, Florida. Marine Pollution Bulletin 54:994–1008. doi:10.1016/j.marpolbul.2007.02.009.
Caccia, V.G., and J.N. Boyer. 2005. Spatial pattering of water quality in Biscayne Bay, Florida as a function of land use and water management. Marine Pollution Bulletin 50:1416–1429. doi:10.1016/j.marpolbul.2005.08.002.
Coplen, T.B., J.D. Wildman, and J. Chen. 1991. Improvements in the gaseous hydrogen–water equilibration technique for hydrogen isotope ratio analysis. Analytical Chemistry 63:910–912. doi:10.1021/ac00009a014.
Corbett, R.D., J. Chanton, W. Burnett, K. Dillon, and C. Rutkowski. 1999. Patterns of groundwater discharge into Florida Bay. American Society of Limnology and Oceanography 44:1045–1055.
Cunningham, K.J., R.A. Renken, M.A. Wacker, M.R. Zygnerski, E. Robinson, A.M. Shapiro, and G.L. Wingard. 2006. Application of carbonate cyclostratigraphy and borehole geophysics to delineate porosity and preferential flow in the karst Limestone of the Biscayne aquifer, SE Florida. In Perspectives on karst geomorphology, hydrology, and geochemistry—A tribute volume to Derek C. Ford and William B. White, eds. R.S. Harmon, and C. Wicks. Geological Society of America Special Paper 404: 191–208, doi:10.1130/2006.2404(16).
Duever, M.J., J.F. Meeder, L.C. Meeder, and J.M. Mc-Collum. 1994. The climate of South Florida and its role in shaping the Everglades ecosystem. In Everglades: The Ecosystem and its Restoration, eds. SM Davis, and JC Ogden, 225–248. Delray Beach, Florida, USA: St. Lucie.
Dwyer, G.S., and T.M. Cronin. 2001. Ostracode shell chemistry as a paleosalinity proxy in Florida Bay. Bulletin of American Paleontology 361:249–276.
Epstein, S., and T.K. Mayeda. 1953. Variation of O18 content of waters from natural sources. Geochemica et Cosmochemica Acta 4:213–254.
Evans, C.C., and R.N. Ginsburg. 1987. Fabric selective diagensis in the late pleistocene Miami Limestone. Journal of sedimentary Petrology 51(2):311–318.
Ginsburg, R.N. 1953. Beachrock in South Florida. Journal of Sedimentary Petrology 23:85–92.
Gonzalez, F.U.T., J.A. Herrera-Silverira, and M.L. Aguirre-Macedo. 2007. Water quality variability and eutrophic trends in karstic tropical coastal lagoons of the Yucatan peninsula. Estuarine, Coastal and Shelf Science 76(2):418–430.
Harvey, J.W., S.L. Krupa, and J.M. Krest. 2002. Ground water recharge and discharge in the central Everglades. Groundwater 42(7):1090–1102. doi:10.1111/j.1745-6584.2004.tb02646.x.
Hussain, N., T.M. Church, and G. Kim. 1999. Use of Rn-222 and Ra-226 to trace groundwater discharge into the Chesapeake Bay. Marine Chemistry 65(1–2):127–134.
Kohout, F.A. 1960. Cyclic flow of salt water in the Biscayne Aquifer of Southeastern Florida. Journal of Geophysical Research 65(7):2133–2141. doi:10.1029/JZ065i007p02133.
Kroger, K.D., P.W. Swarzenski, C. Reich, and W.J. Greenwood. 2007. Submarine groundwater discharge to Tampa Bay, nutrient fluxes and biogeochemistry of the coastal aquifer. Marine Chemistry 104:85–97. doi:10.1016/j.marchem.2006.10.012.
Langevin, C.D. 2001. Simulation of ground-water discharge to Biscayne Bay, Southeastern Florida, USGS WRI: 00-4251.
Li, L., D.A. Barry, F. Stagnitti, and J.-Y. Parlange. 1999. Submarine groundwater discharge and associated chemical input to a coastal sea. Water Resources Research 35:3253–3260. doi:10.1029/1999WR900189.
Meyers, J.G., P.K. Swart, and J.L. Meyers. 1993. Geochemical evidence for groundwater behavior in an unconfined aquifer, South Florida. Journal of Hydrology 148:249–272. doi:10.1016/0022-1694(93)90263-9.
Moore, W.S. 1999. The subterranean estuary: a reaction zone of ground water and sea water. Marine Chemistry 65:111–125. doi:10.1016/S0304-4203(99)00014-6.
Moore, W.S., and T.M. Church. 1996. Large groundwater inputs to coastal waters revealed by 226Ra enrichments. Nature 380:612–614121–122.
Parker, G.G., G.E. Gerguson, and S.K. Love. 1955. Water resources of Southeastern Florida with special reference to geology and groundwater of the Miami areas: USGS Water Supply Paper 1255.
Price, R.M., P.K. Swart, and J.W. Fourqurean. 2006. Coastal groundwater discharge—an additional source of phosphorus for the oligotrophic wetlands of the Everglades. Hydrobiologia 569:23–36. doi:10.1007/s10750-006-0120-5.
Rutkowski, C.M., W.C. Burnett, R.L. Iverson, and J.P. Chanton. 1999. The effect to groundwater seepage on nutrient delivery and seagrass distribution in the Gulf of Mexico. Estuaries 22:1033–1040. doi:10.2307/1353081.
Shinn, E.A., C.D. Reich, and T.D. Hickey. 2002. Seepage meters and Bernoulli’s revenge. Estuaries 25:126–132. doi:10.1007/BF02696056.
Slomp, C., and P. Van Cappellen. 2004. Nutrient inputs to the coastal ocean through submarine groundwater discharge: controls and potential impact. Journal of Hydrology 295(1–4):64–86.
Smith, L., and W. Zawadski. 2003. A hydrogeologic model of submarine groundwater discharge: Florida intercomparison experiment. Biogeochemistry 66:95–110. doi:10.1023/B:BIOG.0000006108.80520.c9.
Stalker, J.C. 2008. Hydrological dynamics between a coastal aquifer and an adjacent estuarine system, Biscayne Bay, South Florida. Dissertation, Florida International University.
Stone, J.R., T.M. Cronin, G.L. Brewster-Wingard, S.E.Ishman, B.R. Wardlaw, and C.W. Holmes. 2000. A Paleoecological Reconstruction of the history of Featherbed Bank, Biscayne National Park, Biscayne Bay, Florida. USGS OFR: 00-191.
Swart, P.K., and R.M. Price. 2002. Origin of salinity variations in Florida Bay. Limnology and Oceanography 47:1234–1241.
Swart, P.K., R.M. Price, and L. Greer. 2001. The relationship between stable isotopic variations (O, H, and C) and salinity in waters and corals from environments in South Florida: implications for reading the paleoenvironmental record. Bulletin of American Paleontology 361:17–30.
Swarzenski, P., B. Burnett, C. Reich, H. Dulaiova, R. Peterson, and P. Meunier. 2004. Novel geophysical and geochemical techniques used to study submarine groundwater discharge in Biscayne Bay, Florida. USGS OFR: 2004-3177.
Swarsenski, P.W., C. Reich, K. Kroeger, and M. Baskaran. 2007. Ra and Rn isotopes and natural tracers of submarine groundwater discharge in Tampa Bay, FL. Marine Chemistry 104:68–94.
Taniguchi, M., W.C. Burnett, J.E. Cable, and J.V. Turner. 2002. Investigation of groundwater Discharge. Hydrologic Processes 16(11):2115–2129. doi:10.1002/hyp.1145.
Top, Z., L.E. Brand, R.D. Corbett, W. Burnett, and J.P. Chanton. 2001. Helium and radon as tracers of groundwater input into Florida Bay. Journal of Coastal Research 17:859–868.
Uchiyama, Y., K. Nadaoka, P. Rolke, K. Adachi, and H. Yagi. 2000. Submarine groundwater discharge into the sea and associated nutrient transport in a sandy beach. Water Resources Research 36(6):1467–1479. doi:10.1029/2000WR900029.
Wanless, H.R., R.W. Parkinson, and L.P. Tedesco. 1994. Sea level control on stability of Everglades wetlands. In Everglades, the ecosystem and its restoration, eds. SM Davis and JC Ogden 199–224. Boca Raton, FL: St. Lucie.
White, W.B. 2002. Karst hydrology, recent developments and open questions. Engineering Geology 65(2–3):85–105.
Younger, P.L. 1996. Submarine groundwater discharge. Nature 382:121–122. doi:10.1038/382121a0.