Abstrakt

V roce 1959 vybudovala společnost Union Pacific Railroad hráz vyplněnou kameny, která rozdělila Velké solné jezero v Utahu na severní a jižní rameno. Průtok mezi oběma rameny byl omezen dvěma propustky o šířce 4,6 m instalovanými při původní stavbě, 88metrovým průlomovým otvorem instalovaným v roce 1984 a částečně porézním balvanitým a štěrkovým materiálem hráze. Jižní rameno přijímá téměř všechny průtoky vstupující do Velkého solného jezera a mezi oběma rameny se časem vytvořil gradient slanosti. Slanost severního ramene je často na úrovni nasycení nebo blízko němu a od roku 1966 dosahuje v průměru 317 g\L, zatímco jižní rameno je podstatně méně slané a od roku 1966 dosahuje v průměru 142 g\L. Ekologické a průmyslové využití jezera závisí na tom, zda se hladina salinity udržuje v mezích fyziologických a ekonomických limitů. Společnost Union Pacific Railroad navrhla nahradit stárnoucí propustek mostem a předložila čtyři alternativní návrhy mostu. Proměnlivé klima severního Utahu komplikuje správu hráze, kde jsou výška hladiny jezera a slanost ovlivňovány vlhkými a suchými obdobími. Porozumění historickému trvání, rozsahu a četnosti vlhkých a suchých období může být podkladem pro budoucí rozhodnutí o řízení. Aktualizací a použitím Fortranského modelu Velkého solného jezera US Geological Survey modeluju vliv každé navrhované konstrukce mostu na salinitu a výšku hladiny Velkého solného jezera v obou ramenech. K pochopení citlivosti nadmořské výšky a salinity jezera na dlouhodobou proměnlivost klimatu jsem použil naměřené historické průtoky a 400letou rekonstrukci paleoprůtoků na základě stromových letokruhů. Model přesně simuluje historickou výšku hladiny a salinitu jezera a je citlivý na navrhované konstrukce mostů. Varianty mostů mění slanost o 20 g\L v každém rameni za použití historických podmínek z let 1966-2012. Když byl model spuštěn se 400letou paleorekonstruovanou hydrologií, zjistil jsem, že 20. století mělo nejnižší průměrnou hladinu jezera ze všech století od roku 1600 a že povodně ve 20. století byly menší než v předchozích stoletích, a to jak z hlediska délky, tak velikosti. Pomocí modelu 400letého paleoproudu se rozdíly salinity jižního ramene mezi alternativami mostu v čase značně zvyšují, přičemž alternativa D vede k salinitě až o 100 g/l nižší než alternativa A a že současný stav hráze by vedl k zásadní změně vlastností Velkého solného jezera, přičemž jižní rameno by se místy blížilo sladkovodním podmínkám. Tento výzkum ukazuje, že modely hmotnostní bilance jsou užitečné pro předpovídání účinků managementu na ekosystémy terminálních jezer, a poskytuje jedinečný přístup k rekonstrukci paleoslanosti terminálních jezer.