Abstract
A Union Pacific Railroad 1959-ben épített egy sziklával töltött gátat, amely kettévágta a Utah állambeli Nagy Sós-tavat, északi és déli karra osztva a tavat. A két kar közötti áramlást az eredeti építkezés során beépített két 4,6 méter széles áteresz, egy 1984-ben beépített 88 méteres áttörési nyílás, valamint a félig porózus sziklás és kavicsos gát anyaga korlátozta. A déli karra érkezik majdnem az összes, a Nagy Sós-tóba érkező áramlás, és a két kar között idővel sótartalom-gradiens alakult ki. Az északi ág sótartalma gyakran telített vagy telítettségközeli, 1966 óta átlagosan 317 g\L, míg a déli ágé lényegesen kevésbé sós, 1966 óta átlagosan 142 g\L. A tó ökológiai és ipari felhasználása attól függ, hogy a sótartalom szintje a fiziológiai és gazdasági küszöbértékeken belül maradjon. A Union Pacific Railroad azt javasolta, hogy az elöregedett átereszeket híddal helyettesítsék, és négy alternatív hídtervet nyújtott be. Észak-Utah változó éghajlata megnehezíti az átjáró kezelését, ahol a tó vízszintjét és sótartalmát nedves és száraz időszakok befolyásolják. A nedves és száraz időszakok történelmi időtartamának, nagyságának és gyakoriságának megértése segíthet a jövőbeli kezelési döntések meghozatalában. A US Geological Survey’s Great Salt Lake Fortran modelljének frissítésével és alkalmazásával modellezem az egyes javasolt hídtervek hatását a Great Salt Lake sótartalmára és magasságára mindkét ágban. A tó magasságának és sótartalmának a hosszabb távú éghajlati változékonyságra való érzékenységének megértéséhez mért történelmi patakvízhozamot és egy 400 éves fa-gyűrűs paleo-patakvízhozam-rekonstrukciót használtam. A modell pontosan szimulálja a tó történelmi magasságát és sótartalmát, és érzékeny a javasolt hídtervekre. A híd alternatívái a sótartalmat 20 g\L-rel változtatják az egyes ágakon belül az 1966-2012-es történelmi feltételek alapján. Amikor a modellt a 400 éves paleo-rekonstruált hidrológiával futtattam, azt találtam, hogy a 20. században volt a tó átlagos vízszintje a legalacsonyabb az 1600 óta eltelt évszázadok közül, és hogy a 20. századi árvizek kisebbek voltak, mint a korábbi évszázadokban, mind a hosszukat, mind a nagyságukat tekintve. A 400 éves paleo-folyóáramlási modell segítségével a híd alternatívái közötti különbségek a déli kar sótartalmában az idők folyamán jelentősen megnőnek, ahol a D alternatíva akár 100 g/l-rel kisebb sótartalmat eredményez, mint az A alternatíva, és hogy a híd jelenlegi állapota a Nagy Sós-tó jellemzőinek alapvető változását eredményezné, és a déli kar időnként megközelítené az édesvízi állapotokat. Ez a kutatás bizonyítja, hogy a tömegegyensúlyi modellek hasznosak a terminális tavak ökoszisztémáira gyakorolt kezelési hatások előrejelzésére, és egyedülálló megközelítést nyújt a terminális tavak paleo-sótartalmának rekonstruálásához.