Mělký oběh podzemní vody a inverzní rozhraní sladké/slané vody v hypersalinní bezodtoké pánvi (Great Basin, USA)
Abstrakt
Pilot Valley je aridní bezodtoká pánev o ploše 828 km2 v západní části USA. Pohoří vymezující pánev sahá až 1,900 m nad téměř ploché dno playe, které má rozlohu 379 km2.
Nejsvrchnější sedimenty pod dnem playe tvoří až 3.8 m mocné bahno pleistocenního jezera Bonneville a tenké vložky oolitických písků. Pro hydrogeologickou charakterizaci byly vyhodnoceny data z mělkých monitorovacích studní a vrtů, pramenů, infiltrometrů, slug testů, ředících zkoušek na vrtech, geofyzikálního profilování a přesného zaměření nadmořské výšky terénu.
Voda infiltrovaná do aluviálních vějířů z horských svahů pokračuje skrytě do sedimentů playe pod jejím povrchem, pouze na západním okraji playe vyvěrá podzemní voda z části z pramenů situovaných na rozhraní aluviálních vějířů a playe. Detailní výškopisné zaměření ukázalo, pozice pramenů odpovídá změně sklonu terénu díky existenci břehu bývalého jezera Bonneville.
Tektonický náklon prostoru pánve způsobil, že podzemní voda proudí v sedimentech playe od východu k západu do nejnižšího místa pánve, které se nachází při západním okraji playe. Manuální měření hladiny podzemní vody v měsíčním kroku a údaje kolísání hladiny z tlakových čidel prokázaly, že v pánvi dochází k sezónním změnám hladiny podzemní vody a podzemní voda v sedimentech playe má tendenci proudit směrem vzhůru k zemského povrchu.
Veškerá podzemní voda je spotřebována evapotranspirací v nejnižším místě playe, kde se vyvinula solná pláň s tenkým povlakem solí. Podzemní voda mění své složení ze sladké do hypersalinní a to v blízkosti hranice mezi aluviálním vějířem a playou kde se nachází slaná voda nad sladkou (inverzní rozhraní).
V tomto místě se nachází i elevace v hladině podzemní vody. Elevace hladiny podzemní vody a inverzní rozhraní se zde vyskytují díky: (1) osmotickému tlaku vytvořenému mezi oolitickým pískem s vysokou hydraulickou vodivostí a nadložním jezerním bahnem s nízkou hydraulickou vodivostí a (2) kontaktem mezi sladkou podzemní vodou proudící pod relativně strmým hydraulickým spádem a hypersalinní podzemní vodou proudící pod velmi malým hydraulickým spádem.