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Hydrology

Program & Research

自20世纪50年代成立以来，地球与环境中的水文项目 Science (E&威尼斯人app下载的ES)系一直在跨学科工作 回答影响社会和世界的水问题. 我们的重点是建立科学的 了解塑造全球水可持续性的基本过程，一，五， 十年甚至五十年后. 水文学专业有5名全职教师 成员和整个欧盟的密切合作&ES department. 此外，我们工作 与威尼斯人app下载的其他研究机构以及更广泛的水文学密切合作 社区遍布新墨西哥州和美国.

水文学项目的研究涉及水科学的各个方面， 这使得该项目在E&ES department. Major research 区域包括流域和河流水文学和地貌学，流域尺度到大陆尺度 水文地质，热液和地下能源系统，如碳捕获和 地下储存和地热能，以及水文地球物理学.

我们的研究跨越了从原子尺度到颗粒尺度，从孔隙尺度到区域尺度 以及大陆规模的过程，尽管我们的机构规模很小，但接触 在这两者之间的几乎每一个方面.

What is hydrology?

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NM Socorro外M山的季风降水.

  

水文学领域回答的问题是地球上有多少水，水有多快 它是流动的(物理水文)吗?它里面有什么?它的成分是如何变化的 穿越时空(化学水文). 这必然是广义的:水文学家 研究系统范围从微小的孔隙和裂缝到单个尺度的流动 沙粒，流到一条小溪或含水层中的一口井，流到一个分水岭 或盆地，到整个大陆或俯冲板块边界.

在水循环中，我们做的每件事都与水有关 树冠向下穿过地壳允许水流的部分——通常向下几层 kilometers. 如果你担心一个社区现在或将来有多少水 未来，水文学家将致力于理解这些问题. 

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新墨西哥州索科罗的季风后径流.

        
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丹·卡多尔在阿罗约德洛斯皮诺斯山洪暴发期间被困在酒吧里.

水文学家几乎涉及到世界应对气候变化的方方面面 变化是因为它直接影响了水文循环. 在威尼斯人app下载，我们 正在努力了解气候变化 impacts 从分水岭的顶端到大海. 我们正在研究森林火灾是如何增加的 积雪的减少正在影响河流流量. 水文学家也负有责任 为地下水弹性管理提供了数据和模型 随着气候变化，野生地区，农民和城市. 这些研究包括 混合直接测量和使用地球物理和卫星图像来理解 超越人类感知的世界.

但水文学家也参与其中 mitigating climate change. 水文学家以小组为单位发现和开发地热能 resources. 我们以小组形式储存能源和废物，如氢气、二氧化碳和核能 waste – underground. 这涉及到建模和实验工作的混合 关于流体的流动和输送，水驱动的化学反应和理解 地震和诱发地震活动.

水文学家还通过跟踪水的变化来研究地表水和洪水 从降雨到山坡上的水流再到溪流.  水文学家正在开发新的 挽救生命、减轻财产损失的洪水预报和预警方法. 水文学家也研究洪水期间泥沙的产生和移动 水资源与洪水预报. 洪水的历史，或者沉积记录 由过去的水流产生，也是了解古代气候的一种方式，从100年到10000年， 到一百万年前.

水文学家结合实地观察、实验室测量和实验 数值模型来回答跨越空间和时间尺度的问题. Because of 无法进入地下甚至只有一小部分地表 在地球上，我们使用广泛的工具，经常跨其他学科(土木工程)工作 工程学、土壤学、地球化学、地球物理、沉积学、地貌学) 来回答我们的问题.

Major divisions

流域及溪流水文学(Daniel Cadol and Kate Leary)

水是地球表面的主要雕刻家——侵蚀来自山脉的沉积物 和高原，然后通过河流和小溪将沉积物输送到下游 ocean. 几个世纪以来，河流及其洪泛平原一直是资源中心 对人类进化至关重要. 它们也是至关重要的淡水资源 flora and fauna. 了解河流、人类社会和生态之间的相互作用 是了解地球表面如何随时间演变的关键. Additionally, river 沉积物是地层记录的组成部分. 了解河流 在当前的动态中，我们可以揭示深层的河流动态. Our group 旨在了解从粮食尺度到流域尺度的河流系统动态 在现在和过去的地质时期.

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来自Socorro高中的学生在EmRiver教学中探索河流动力学 实验流表.

        
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学生们在埃斯孔迪达测量格兰德河.

Dr. 卡多尔的研究包括对水和沉积物运输的实地观察 在一个最先进的水槽中，在剧烈的洪水中短暂的通道有沉积物 圈闭、超声波层载监测、阶段监测和地震监测等 以及测量蒸散，径流和沉积物的生产在燃烧 forests. 

Dr. Leary的研究重点是利用实验地貌学来阐明细节 在现代和古代环境中的河床动力学. 在现代环境中. Leary和她的学生研究了河床输运的颗粒尺度动力学 沙丘和河床动力学通过洪水事件. 这些实验数据 仅提供对现代系统的一瞥，但可用于开发新工艺 解释古河流沉积的沉积学统计工具. Dr. Leary and 她的学生使用这些新工具来研究古河流的古流动动力学 比如古格兰德河. 

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EES硕士学生，Leah Tevis，在亚利桑那进行泥沙输送实验 州立大学河流动力学实验室.

Hydrogeology (Mark Person, Alex Rinehart and Glenn Spinelli)

地下水流不仅仅是指含水层中的水量，还包括控制 俯冲板块的地震危险，放射性核素等污染物的运输， 地表水供应的弹性，与古淡水的存在有关 and offshore. NMT的水文地质学研究人员将数值模拟， 地下水年龄、化学和同位素组成的实地观测和采样， 地球物理表征，包括温度、重力和大地电磁; 更多的是为了了解地下的水流.

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描绘地壳内部流体流动推动机制的示意图 (摘自珀森和鲍姆加特纳，1995年).

热液系统和地下蓄能(Mark Person, Glenn Spinelli and Alex Rinehart)

与地球化学的同事们一起，水文学项目在 热液系统中水的形成和流动，以及认识 how introducing CO2 储层的其他外部流体会改变储层的性质. Geothermal 热液系统发生在热量积聚速度快于平流速度的地方 out, leading to hot (>100°C) waters and possible overpressures. 

Mark Person利用地球物理学的结合来探索活跃和盲目的地热系统 (大地电磁学)，数值模拟和地热测量. 在大型团队中工作 珀森和同事们一起进行了探索，比如NM地质局的莎莉·凯利 新墨西哥州周围的一些地热系统.

格伦·斯皮内利一直致力于了解热量和水在 洋壳，因为它是俯冲的. 他使用了数值模拟，详细说明了这一点 剖面分析和岩石性质测量，以及海底钻探和温度 通过测量来理解这些系统.

亚历克斯·莱因哈特一直领导着一个水文项目的研究小组 在石油采收率研究中心探索如何引入CO2 长期储存会改变储存的强度、渗透性和化学性质 formations. 他主要使用高压、高温实验来模拟 地下条件，然后是详细的薄切片和更高分辨率的观测 了解损坏的类型和程度. 此外，他的实验室测量相对 岩石的渗透性和多相流特性.

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EES硕士研究生Matt Perry准备在俄勒冈州近海部署热流探测器 (与格伦·斯皮内利一起进行研究巡航).

       
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前NMT MS学生，现为PRRC研究员杰森·西蒙斯， 通过高温渗流实验来了解二氧化碳对地层的损害 注入和储存.

 

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图(A)磁强计的现场部署照片，作为“真相或后果”的一部分 大地电磁(MT)野外活动. (B)真理或后果附近的MT站点. (C ) 理想化的地质剖面显示裂缝性、渗透性结晶基底 岩石(紫色)，含水层/围封单元系统(绿松石色到橙色)和第三纪 basin fill (red). 并不是说沉积单元由于热附近的侵蚀而缺失 Spring District. 白色箭头表示通过晶体的地下水流动系统 basement. We hypothesize that along the flow path, groundwater is heated to > 100 °C. 流体-岩石相互作用可使矿化度增加至2000mg /l. 在这种情况下， 岩层电阻率变得更导电性(更高的值). (D) Formation 沿流道电阻率图(来源:Pepin, 2019).

 

Hydrogeophysics (Susan Bilek, Dan Cadol, Alex Rinehart, and Glenn Spinelli)

作为环境地震学研究项目的一部分，Bilek使用了地震能量

由浅层/表层过程产生，以帮助表征环境力量 例如水运和质运.  她目前在这个领域的项目包括 在佛罗里达州北部的浅层喀斯特含水层的流动，以及跟踪床质运动 在新墨西哥州和以色列的季风山洪暴发期间.  这些项目在很大程度上 跨学科，与同事在水文学，大地测量学，地貌学都涉及 现场数据收集和分析.

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比莱克，斯皮内利和学生进行浅层地球物理锤调查(斯皮内利 挥动着锤子!)，以描绘浅层的特征 速度结构和确定深度-水位. 这是一项更大研究的一部分 利用地震台网了解河床荷载和河道湍流水流.

        
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一名本科生在塞维利亚塔国家公园进行区域重力调查 Wildlife Refuge.

student-GPS一名研究生在维护一个GPS监测站，监测纽州南部的地下水 Mexico.

    

斯皮内利正在进行断层带渗透率和水文学方面的研究. This 工作偶井监测，电阻率和阻抗测量和详细 里奥格兰德裂谷砂岩的露头和薄片地质.

莱因哈特正致力于利用地表变形和重力测量来理解 水在地下的运动. 他重复进行重力调查来了解 地表水-地下水相互作用. 他还领导了本科生的工作 学生进行区域重力调查，以了解盆地的几何形状，并在 转向，那是如何控制大规模地下水流动的. 他也和比莱克一起工作 合作者们将如何利用地表变形来了解含水层 跨尺度的特性，而不是局限于单个井.

教师和教学

Susan Bilek. 震源物理与环境地震学

Daniel Cadol. 流域和溪流过程，森林火灾水文地貌

Kate Leary. 河流地貌学与过程沉积学.

Mark Person. 水文地质学和水文地球物理学.

Fred Phillips (Emeritus). 水文地质学、环境示踪剂和宇宙核素地质年代学 

Alex Rinehart. 水文地球物理学，地下蓄能和环境岩石力学.

Glenn Spinelli. 海洋水文地质学，断裂带水文与沉积学和沉积物性质.

John Wilson (Emeritus). 水文地质学和喀斯特水文学