| Abstract |
A shallow alluvial coastal aquifer in the Batinah area of Oman, with sea-water intrusion that extends several kilometres inland, has been studied experimentally, analytically and numerically. The water table is proved to have a trough caused by intensive pumping from a fresh groundwater zone and evaporation from the saline phreatic surface. Resistivity traverses perpendicular to the shoreline indicated no fresh groundwater recharge into the sea. Using an analytical Dupuit-Forchheimer model, developed for the plain part of the catchment, explicit expressions for the water table, sharp interface location and stored volume of fresh water are obtained. It is shown that by the pumping of salt water from the intruded part of the aquifer, this intrusion can be mitigated. Different catchment sizes, intensities of fresh groundwater pumping, evaporation rates, water densities, sea level, incident fresh water level in the mountains and hydraulic conductivity are considered. SUTRA code is applied to a hypothetical case of a leaky aquifer with line sinks modeling fresh water withdrawal and evaporation. The numerical code also shows that pumping of saline water can pull the dispersion zone back to the shoreline.Un aquifère cotier alluvial peu profond dans la region de Barinah en Oman, au sein duquel une intrusion saline s’étend sur plusieurs kilometers à l’intérieur des terres, a été étudié de manière expérimentale, analytique et numérique. Il a été montré que la surface piézométrique présente un creux du à des pompages d’eau douce intensifs en nappe souterraine ainsi que par évaporation depuis une nappe superficielle salée. Des profils de résistivité perpendiculaires à la cote ont indiqué qu’il n’y avait pas de perte d’eau douce de l’aquifère vers la mer. A partir de la formulation analytique de Dupuit-Forchheimer, appliquée sur la plaine au sein du bassin versant, il a été possible de déterminer l’expression explicite de la surface de la nappe, de la position de l’interface abrupte entre l’eau douce et l’eau salée, et de la réserve en eau douce. Il est démontré qu’en pompant dans la partie de l’aquifère envahie par l’eau salée, l’intrusion saline peut être atténuée. Différentes valeurs on été considérées concernant la taille des basins versants, l’intensité de pompage d’eau douce, le taux d’évaporation, la densité de l’eau le niveau de la mer, l’altitude de l’eau douce dans la montagne et la perméabilité des terrains. Le code SUTRA est utilisé pour modéliser l’aquifère semi-captif avec des lignes de puits pour prendre en compte les prélèvements et l’évaporation. Le code numérique montre également que [le pompage de] l’eau salée peut faire reculer la zone de mélange vers la cote.Estudios experimentales, analíticos y numéricos se han llevado a cabo en un acuífero costero somero en el área de Batían (Omán), afectado por intrusión marina que se extiende varios kilómetros hacia el continente. Se conoce que el nivel de agua libre se ha deprimido por bombeos intensivos de la zona que contiene agua dulce y por evaporación de la superficie freática salina. Transectas de resistividad perpendiculares a la línea de la costa indican que no hay descarga de agua subterránea dulce hacia el mar. Usando un modelo analítico de Dupuit-Forchheimer, desarrollado para la región plana de la cuenca, y expresiones explícitas para el nivel de agua libre, se obtiene la localización de una interfase brusca y el volumen almacenado de agua libre. Se muestra que el bombeo de agua salada del sector acuífero afectado por la intrusión salina puede mitigar el problema. Se considera el tamaño diferencial de las cuencas de captación, los caudales de bombeo de agua dulce, las tasas de evaporación, las densidades del agua, el nivel del mar, los niveles de agua dulce en las montañas y la conductividad hidráulica. Se aplica el código SUTRA a un acuífero semiconfinado con sumideros lineales que modelan el bombeo de agua dulce y la evaporación. El código numérico demuestra que el agua salina puede desplazar la zona de dispersión hacia la línea costera.Foi estudado experimental, analítica e numericamente um aquífero costeiro aluvial, pouco profundo, na área de Batinah, em Oman, com intrusão salina que se estende vários quilómetros para o continente. Está provado que o nível da água subterrânea sofreu rebaixamento causado pela bombagem excessiva de uma zona de água subterrânea doce e pela evaporação a partir da superfície freática salina. Perfis de resistividade perpendiculares à linha de costa indicaram que não ocorre descarga de água subterrânea doce para o mar. Com o uso de um modelo analítico Dupuit-Forchheimer, desenvolvido para a parte plana da bacia, foram obtidas informações relativas à localização da interface e ao volume de água doce armazenado. Mostra-se que através de bombagem de água salgada na parte salina do aquífero se pode mitigar a intrusão. São consideradas diferentes dimensões de bacia, intensidades de bombagem de água doce subterrânea, taxas de evaporação, densidades da água, nível do mar, nível da água doce subterrânea nas montanhas e condutividade hidráulica. O código SUTRA é aplicado ao aquífero afectado através da definição de linhas de rebaixamento da água doce subterrânea e de evaporação. O código numérico mostra também que a água salgada pode levar a zona de dispersão de volta para a linha de costa.تمتم دراسة تداخل مياه البحر في الخزان الجوفي الساحلي في منطقة الباطنة بسلطنة عمان والذي يصل الى عدةآيلوميترات بالإختبارات الحقلية، والطرق التحليلية والعددية. ويوجد انخفاض في مستوى المياه الجوفية الحرةبسبب الضخ الزائد من المياه الجوفية العذبة وآذلك بسبب البخر من السطح الحر للمياه الجوفية المالحة. وقد دلتالقطاعات الجيوآهربائية المتعامدة على خط الشاطىء على عدم وجود تدفق للمياه الجوفية العذبة الى البحر.والذي تم انشاؤه للجزء السهلي من ( Dupuit – Forchheimer ) وبإستخدام النموذج التحليلي ديبو فورشميرالحوض المائي، تم استنتاج معادلات للسطح الحر للمياه الجوفية، محل الحد الفاصل بين المياه العذبة والمياهالمالحة وآذلك حجم المياه العذبة المتوفر بالخزان الجوفي. ودلت النتائج أن ضخ المياه المالحة من منطقة التداخلفي الخزان الجوفي يؤدي إلى تقليل التداخل. وقد تم دراسة تأثير مساحة الأحواض المائية، معدلات ضخ المياهالجوفية والبخر، آثافة المياه، منسوب سطح البحر ومنسوب المياه العذبة في المناطق المرتفعة وآذلك معامللدراسة خزان جوفي شبه محصور معرض لسحب المياه(SUTRA) النفاذية. وبإستخدام النموذج العددي سترالنموذج أيضا أن ضخ المياه المالحة يمكن أن يقهقر منطقة (line sinks) الجوفية و تبخرها من نطاق طوليالتداخل إلى خط الشاطىء.Проведено экспериментальное, аналитическое и численное исследование безнапорного пласта, сложенного из аллювиальной породы, расположенного в регионе Батина Султаната Омана и подверженного интрузии морской воды, распространяющейся по пласту на несколько километров от береговой линии. Доказано, что зеркало грунтовых вод имеет впадину, вызванную интенсивными откачками из зоны пресной воды и испарением с фреатической поверхности в зоне интрузии. Измерения электросопротивления, проведенные перпендикулярно береговой линии, доказали, что разгрузка пресных грунтовых вод в океан остутствует. Были получены аналитические решения в рамках модели Дюпюи-Форгхеймера для равнинной части водосборного бассейна. Эти решения дали явные выражения для уровня грунтовых вод, границы раздела пресные-соленые воды в пласте, а также объема пресной воды. Установлено, что за счет откачки соленой грунтовой воды из пласта интрузия может быть уменьшена. Рассмотрены различные размеры области течения грунтовой воды, интенсивности откачек-испарения, плотности жидкостей, уровни грунтовых вод в горной зоне питания равнинной части пласта, коэффициенты фильтрации. Пакет SUTRA использован для расчета фильтрации-массопереноса в пласте с перетоками и линейными стоками, моделирующими откачки. Численные расчеты также показали, что зона дисперсии может быть сдвинута в сторону моря за счет правильной откачки соленых вод. |
