Abstract

W 1959 roku Union Pacific Railroad zbudowała wypełnioną kamieniami groblę przecinającą Wielkie Jezioro Słone w Utah, rozdzielając jezioro na ramię północne i południowe. Przepływ między tymi dwoma ramionami był ograniczony do dwóch przepustów o szerokości 4,6 metra zainstalowanych podczas pierwotnej budowy, 88-metrowego wyrwy zainstalowanej w 1984 roku oraz półporowatego głazowo-żwirowego materiału grobli. Ramię południowe przyjmuje prawie wszystkie strumienie wpływające do Wielkiego Jeziora Słonego i z czasem rozwinął się między nimi gradient zasolenia. Zasolenie w ramieniu północnym jest często na poziomie lub blisko nasycenia, średnio 317 g/l od 1966 roku, podczas gdy ramię południowe jest znacznie mniej zasolone, średnio 142 g/l od 1966 roku. Ekologiczne i przemysłowe wykorzystanie jeziora zależy od tego, czy poziom zasolenia mieści się w fizjologicznych i ekonomicznych progach. Firma Union Pacific Railroad zaproponowała zastąpienie starzejących się przepustów mostem i przedstawiła cztery alternatywne projekty mostów. Zmienny klimat w północnym Utah komplikuje zarządzanie groblą, gdzie na wysokość jeziora i zasolenie wpływają okresy mokre i suche. Zrozumienie historycznego czasu trwania, wielkości i częstotliwości okresów mokrych i suchych może pomóc w podjęciu przyszłych decyzji dotyczących zarządzania. Modeluję wpływ każdej proponowanej konstrukcji mostu na zasolenie i wysokość jeziora Great Salt Lake w obu ramionach poprzez aktualizację i zastosowanie US Geological Survey’s Great Salt Lake Fortran Model. Wykorzystałem pomierzone historyczne przepływy strumieniowe i 400-letnią rekonstrukcję paleostrumieniową, aby zrozumieć wrażliwość wysokości jeziora i zasolenia na długoterminową zmienność klimatu. Model dokładnie symuluje historyczną wysokość jeziora i zasolenie oraz jest wrażliwy na proponowane projekty mostów. Warianty mostów różnią się zasoleniem o 20 g/l w każdym ramieniu przy wykorzystaniu warunków historycznych z lat 1966-2012. Kiedy model został uruchomiony z 400-letnią paleo-rekonstrukcją hydrologiczną, okazało się, że XX wiek miał najniższy średni poziom jeziora od 1600 roku, a powodzie XX wieku były mniejsze niż w poprzednich stuleciach, zarówno pod względem długości, jak i wielkości. W 400-letnim modelu paleo-strumieniowym, różnice zasolenia ramienia południowego pomiędzy wariantami mostu znacznie wzrastają w czasie, gdzie wariant D skutkuje zasoleniem do 100 g/l mniejszym niż wariant A i że obecny stan drogi granicznej spowodowałby fundamentalną zmianę w charakterystyce Wielkiego Jeziora Słonego, z ramieniem południowym zbliżającym się czasami do warunków słodkowodnych. Badania te pokazują, że modele bilansu masy są przydatne do przewidywania efektów zarządzania ekosystemami jezior końcowych i zapewniają unikalne podejście do rekonstrukcji paleosolarności jezior końcowych.