HOME | WELCOME | CALENDAR & NEWS | PEOPLE | RESEARCH |
LABS |
ALUMNI |
CONTACTS |
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&ES) department at New Mexico Tech has been working across disciplines to 回答影响社会和世界的水问题. 我们的重点是建立科学的 understanding of basic processes that shape global water sustainability one, five, 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ag亚游集团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.
Research in the hydrology program touches on every aspect of the science of water, which has led the program to play a central role in the 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 underground storage and geothermal energy, and hydrogeophysics.
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?
![]() Monsoon precipitation over M Mountain outside of Socorro, NM. |
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 study systems ranging from flow in tiny pores and cracks or at the scale of single 沙粒,流到一条小溪或含水层中的一口井,流到一个分水岭 or basin, to an entire continent or subducting plate boundary.
Within the water cycle, we work on everything involving water from the top of the 树冠向下穿过地壳允许水流的部分——通常向下几层 kilometers. If you are worried about how much water a community has now or will have in the future, hydrologists are working on understanding these questions.
![]() 新墨西哥州索科罗的季风后径流. |
|
![]() Dan Cadol stranded on a bar during a flash flood on the Arroyo de los Pinos. |
水文学家几乎涉及到世界应对气候变化的方方面面 change because of its direct impact on the hydrologic cycle. 在ag亚游集团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 for providing the data and models for resilient management of groundwater both in 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. Hydrologists work on teams to discover and develop geothermal energy resources. We work on teams to store energy and waste – like hydrogen, CO2 and nuclear waste – underground. This involves a mix of modeling and experimental work focused 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.
Hydrologists use combinations of field observations, laboratory measurements, and numerical models to answer questions across scales of space and time. 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 engineering, soil science, geochemistry, geophysics, sedimentology, geomorphology) 来回答我们的问题.
Major divisions
流域及溪流水文学(Daniel Cadol and Kate Leary)
Water is the primary sculptor of Earth’s surface– eroding sediment from mountains 和高原,然后通过河流和小溪将沉积物输送到下游 ocean. For centuries, rivers and their floodplains have served as resource centers 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. Understanding the interplay between rivers, human society, and ecology is key to understanding how Earth's surface evolves through time. Additionally, river deposits form the building blocks of the stratigraphic record. 了解河流 dynamics in the present, we can shed light on river dynamics in deep time. 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.
![]() Students from Socorro High School exploring river dynamics in the EmRiver teaching 实验流表. |
|
![]() 学生们在埃斯孔迪达测量格兰德河. |
Dr. Cadol’s research includes field observations of water and sediment transport in ephemeral channels during violent floods at a state-of-the-art flume with sediment traps, ultrasonic bedload monitoring, stage monitoring, and seismic monitoring, as 以及测量蒸散,径流和沉积物的生产在燃烧 forests.
Dr. Leary’s research focuses on using experimental geomorphology to elucidate details 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 only provide glimpses into modern systems, but can be used to develop new process sedimentology statistical tools to interpret ancient river deposits. 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.
![]() 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. Hydrogeology researchers at NMT combine a mix of numerical modeling, 地下水年龄、化学和同位素组成的实地观测和采样, geophysical characterization including temperature, gravity and magnetotellurics, 更多的是为了了解地下的水流.
![]() 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 the formation and flow of water in hydrothermal systems, as well as understanding how introducing CO2 and other external fluids to reservoirs changes the formation properties. Geothermal and hydrothermal systems occur where heat builds up faster than it can be advected 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 (magnetotellurics), numerical modeling and geothermometry. 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.
Alex Rinehart has been leading a team of researchers in the hydrology program and at the Petroleum Recovery Research Center on exploring how the introduction of CO2 长期储存会改变储存的强度、渗透性和化学性质 formations. He primarily uses high-pressure, high-temperature experiments to mimic 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.
![]() 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). |
|
![]() 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. |
![]() 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 ) Idealized geologic cross section showing fractured, permeable crystalline basement rocks (purple), aquifer/confining units system (turquoise to orange), and Tertiary basin fill (red). Not that sedimentary units are absent due to erosion near the Hot Spring District. White arrows denote groundwater flow system through the crystalline basement. We hypothesize that along the flow path, groundwater is heated to > 100 °C. Fluid-rock interactions increase salinity of up to 2000 mg/l. 在这种情况下, rock formation resistivity becomes more conductive (higher values). (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. Her current projects in this area include characterizing 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.
![]() 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!) at the Arroyo de los Pinos site to characterize the shallow 速度结构和确定深度-水位. 这是一项更大研究的一部分 using a seismic network to understand bedload and turbulent water flow in channels. |
|
![]() 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. |
|
Spinelli has ongoing research focused on fault-zone permeability and hydrology. This 工作偶井监测,电阻率和阻抗测量和详细 outcrop and thin-section geology of sandstones along the Rio Grande rift.
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 students to conduct regional gravity surveys to understand basin geometry, and, in 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 properties across scales rather than being limited to single wells.
教师和教学
Susan Bilek. 震源物理与环境地震学
- 理论地震学
- GEOP 524观测地震学
- 地震与断裂力学
- 环境地震学
Daniel Cadol. Watershed and stream processes, forest fire hydrogeomorphology
- 全球气候变化:起源和影响
- geol440水文理论和现场方法
- 流域动态与生态水文。geo413 / HYDR 513
- 水文系统中的流动和输送
- HYDR 534遥感概论
Kate Leary. 河流地貌学与过程沉积学.
- 地球表面过程和地形
- 水文系统中的流动和输送
- HYDR 589 Geojustice
- HYDR 562河流地貌
Mark Person. 水文地质学和水文地球物理学.
- HYDR 510定量方法
- GEOL 411 / HYD 511地下水水文
- HYDR 547地下水模拟
- HYDR 516 Geofluids
Fred Phillips (Emeritus). Hydrogeology, environmental tracers and cosmogenic nuclide geochronology
- HYDR 572 Special topics: Scientific methods in the earth sciences
- 全球气候变化:起源和影响
Alex Rinehart. Hydrogeophysics, subsurface energy storage and environmental rock mechanics.
- geol440水文理论和野外方法
- GEOL 414 / HYD 514水汽带水文
- hydr558环境示踪剂
- 地质背景下的HYDR 556岩石裂缝
- HYDR 555自然复杂性
- MTH 587/GEOP505时间序列分析
- GEOL 482/HYDR 572工程地质
Glenn Spinelli. 海洋水文地质学,断裂带水文与沉积学和沉积物性质.
- GEOL 2340地球结构概论 & Composition
- GEOL 325近地表地球物理学
- GEOP 589俯冲系统过程
John Wilson (Emeritus). 水文地质学和喀斯特水文学