Current Research
从孔隙到盆地的水文尺度
原则调查员: Alex Rinehart
内部合作者: Susan Bilek, Glenn Spinelli, Brian Borchers
外部合作者: Ronni Grapenthin (UAF地球物理研究所)，Jeff Kennedy和Andrew Robertson
人类社会使用的地下水已经有几千年的历史了， 但我们仍然在点尺度上测量地下水，只考虑时间 一些工具. 与此同时，水循环本身也在不断变化 在多个时间尺度上进入和离开地下水的水量. 这些挑战是水文学领域的基础，是由巨大的变化引起的 在渗透率和断层和裂缝的存在. 它们是主要的来源 水资源管理的不确定性.
水文学家利用数值模型“填补”空白，但我们没有办法
将这些尺度上的预测与测量联系起来. 但我们已经开始这样做了
能够通过将水文模型和观测与大地测量联系起来，架起这些尺度的桥梁
(地表变形和重力)测量.
这些新方法有望:
- 在远离井网的地下水位找到边界，甚至可能在 破碎的山体块体.
- 估计和预测含水层的性质，特别是难以定义的储存系数 以流域规模管理的尺度来衡量含水层能容纳多少水.
- 提供真实，正确的数据，以测试和改进区域(10-s至100公里)模型 近乎实时地.
- 识别问题，如下沉、下陷、钻孔泄漏和变化 山区蓄水前它们成为重大危害，独立于其他 monitoring.
例如，InSAR测量了与注水泄漏相关的隆起和下降 离霍布斯很近，NM. 隆起约1公里宽.
水文大地测量学。桥接过程和空间尺度
有两套大地测量方法来了解地下水的变化 储存:通过重力法监测质量的变化，并利用变形 由流体压力的变化和大质量引起的潜在挠曲引起的 movements. 目前，基于卫星的重力测量(GRACE)可以监测存储 每月1万平方公里尺度上的变化，陆地重力测量可以 间歇地监视10秒到100米尺度的存储变化. 一组曲面 变形测量是连续点测量(GPS、倾斜仪和应变仪) 由于流体压力与变形的耦合，在尺度上做出了反应 10 ~ 1000米.
此外，GPS测量的干扰信号可以解释为雪 地表10米尺度的水和土壤湿度. 雷达卫星测量 地表变形覆盖了大片的景观(100米至10公里)，但 每月或每年一次.
这些测量值高于我们测量地下水的尺度，但也在 我们管理地下水的规模. 但在我们用大地测量学来管理之前 地下水，几个工程和科学障碍仍然存在.
在实践中将水文变形与机械变形联系起来
最近的SihP结果和其他小组的结果表明，是的，我们可以从水文上进行测量 造成变形和重力变化. 然而，水文大地测量学是一个年轻的领域 而且发展迅速，所以根本问题仍然存在，包括基本问题 测地工具可以测量哪些水文信号.
目前，SihP正在开展四个项目，重点是使用tilt、GPS、InSAR和GPS 重复地球重力，了解什么是可能的和如何大地测量技术 地下水中的桥梁尺度会改变吗.
展望未来，SihP将继续为部署大地测量网络寻求资金 围绕现有的水文监测网络，了解各种可能性 在这个新领域. 这包括与UAF、美国地质勘探局、 以及在大城市和集约化灌溉的农业地区，附近 不同种类的河流来了解地表水和地下水的相互作用， 并在山地景观中探讨区域屈曲响应的解耦性 来自本地信号.
新型传感器和传感器网络
最近的研究表明，当前的大地测量技术可能需要多传感器 网络，包括相对昂贵的传感器. 这对……尤其如此 地球引力，尽管最近的技术进步.
除了我们目前正在部署的传感器网络外，我们还将承担GPS 传感器相互比较，测试新的，更便宜的技术与现有的 传感器，并将寻求资金来设计新的、低成本但高精度的重力仪.
从长远来看，成本将是应用这些技术的主要限制因素.
人工智能和实验室物理发现
目前水文大地测量学建模的最新技术包括两种正演方法 模拟预测或人工校准耦合地下水流动和孔隙弹性. 然而，这些仍然是有限的，因为复杂性和规模的依赖 物理，以及材料参数的不确定性.
我们建议使用 人工智能 方法发现“新的”尺度依赖的物理和自动约束 材料参数，使未来的大规模应用成为可能.
我们建议使用密集的仪器缩放3d打印多孔和 压裂介质，以及更大规模的系统(盆地和山脉)进行测试 我们对孔隙力学在水文大地测量学和水管理中的尺度化的理解 scales.
来自拉斯克鲁塞斯附近山谷的GPS位置时间序列示例显示了灵活性 每月和每周的时间尺度
拟合作伙伴及地点: 阿尔伯克基伯纳利略县水务局和圣达菲市， EBID和拉斯克鲁塞斯市
建议资助机构: NSF, NASA, NM State, DARPA, DOE BES, DOE地热，DOE化石燃料办公室
纳瓦霍国家水净化工程4WPP)
纳瓦霍技术大学 & New Mexico Tech
共同努力在纳瓦霍安装水过滤设备和测试设施
Nation. 这些站点将用于培训学生测试水质和维护
过滤装置为农业提供可持续的长期水资源
和牲畜使用，清洁，最终清洁饮用水.
http://gy90.justgetawaynow.com/restore/
Climate & 水务协会(CWC)
New Mexico Tech
跨学科研究和推广的创新问题解决中心. 桥梁生物学，物理学，大气物理学，工程学，水文学，地球物理学， 化学、应用数学、经济学、计算机科学和教育. A way to use 科学可以解决总体问题，特别是应用于天气预报， 气候变化、水资源管理和高科技.
http://cwc.justgetawaynow.com/
开发三维含水层地图
新墨西哥州地质和矿产资源局
新墨西哥州地质和矿产资源局已经开始了这项重要的任务 绘制我们州主要地下水含水层的三维地图. These 3D aquifer maps will focus on the accessible (<1000 ft), actively used groundwater 资源，并将利用现有数据编制区域地图.
http://geoinfo.justgetawaynow.com/resources/water/amp/home.html
采出水与石油工程“，
石油采收率研究中心
采用创新膜处理油田采出水的先进方法 technology. 净化和过滤技术的目的是将采出水净化成 社区和农业应用的可行资源.