ForskningspapirStagnant aquifer concept Part 2. Small scale artesian systems – Hazeva, Dead Sea Rift Valley, Israel

Litteraturen om grundvandshydrologi beskæftiger sig næsten udelukkende med gennemstrømningsakviferer, dvs. forekomster af permeable bjergarter, der indeholder vand i alle deres hulrum, og som har aktiv tilførsel, mærkbar gennemstrømning og tilstrækkelig afstrømning. Denne artikel supplerer dette billede ved at behandle grundvandssystemer med sandsynlige forekomster af stagnerende grundvandsmagasiner, dvs. permeable bjergarter, der indeholder vand i alle deres hulrum, men som er lukket af for tilførsel og afstrømning og derfor ikke har nogen gennemstrømning af vand. I denne redegørelse anvendes en fænomenologisk tilgang baseret på de første principper for fysik, geologi, hydrologi og kemi, fordi grundvand er en skjult væske, der ikke kan spores direkte.

Hydraulisk isolerede tryksatte (artesiske) grundvandsmagasiner er identificeret i kontinentale bjergarter af Hazeva-formationen, Miocæn, i Hazeva-området i Rift Valley. De forskellige akviferer er defineret ud fra egenskaberne af vand, der stiger op i artesiske brønde, f.eks. koncentration af hovedioner, 14C-baserede vandaldre, isotopisk sammensætning og hydraulisk højde.

De forskellige tryksatte akviferer fortolkes som hydraulisk isolerede stagnerende akviferer, fordi: (1) de kontinentale værtsbjergarter afslører en høj grad af faciesændringer, og permeable bjergarter forekommer i linser af begrænset udstrækning, vekslende med impermeable bjergarter, (2) det nuværende klima er ekstremt tørt, og der er ikke observeret nogen effektiv tilførsel, (3) grundvandet, der er analyseret i regionen, indeholder ikke målbart tritium, og 14C-alderen varierer fra 1000 til mere end 25 000 år, og (4) hydrogen- og ilt-isotoperne indikerer, at tilførslen fandt sted under forskellige palæoklimaer.

I henhold til den foreslåede konceptuelle model er de nuværende stagnerende grundvandsmagasiner fossile gennemstrømningsvandsmagasiner, der hver især er blevet afskåret fra tilførsel af overliggende impermeable sedimenter, og deres udstrømning er blevet stoppet ved at blive begravet under den aktive afvandingsbase. Det artesiske tryk tilskrives komprimering fra de overliggende bjergarter.