Abstract.
A thick lens of fresh groundwater exists in a large region of low permeability in the southern Lihue Basin, Kauai, Hawaii, USA. The conventional conceptual model for groundwater occurrence in Hawaii and other shield-volcano islands does not account for such a thick freshwater lens. In the conventional conceptual model, the lava-flow accumulations of which most shield volcanoes are built form large regions of relatively high permeability and thin freshwater lenses. In the southern Lihue Basin, basin-filling lavas and sediments form a large region of low regional hydraulic conductivity, which, in the moist climate of the basin, is saturated nearly to the land surface and water tables are hundreds of meters above sea level within a few kilometers from the coast. Such high water levels in shield-volcano islands were previously thought to exist only under perched or dike-impounded conditions, but in the southern Lihue Basin, high water levels exist in an apparently dike-free, fully saturated aquifer. A new conceptual model of groundwater occurrence in shield-volcano islands is needed to explain conditions in the southern Lihue Basin.
Résumé.
Dans le sud du bassin de Lihue (Kauai, Hawaii, USA), il existe une épaisse lentille d'eau souterraine douce dans une vaste région à faible perméabilité. Le modèle conceptuel conventionnel pour la présence d'eau souterraine à Hawaii et dans les autres îles de volcans en bouclier ne rend pas compte d'une lentille d'eau douce si épaisse. Dans ce modèle conceptuel, les accumulations de lave dont sont formés la plupart des volcans en bouclier couvrent de vastes régions à relativement forte perméabilité, avec des lentilles d'eau douce peu épaisses. Dans le sud du bassin de Lihue, les laves remplissant le bassin et les sédiments constituent une région étendue à faible conductivité hydraulique régionale, qui, sous le climat humide du bassin, est saturée presque jusqu'à sa surface; les surfaces piézométriques sont plusieurs centaines de mètres au-dessus du niveau de la mer à quelques kilomètres de la côte. On pensait jusqu'à présent que des niveaux piézométriques aussi élevés dans des îles de volcans en bouclier n'existaient que dans le cas de nappes perchées ou de blocage par un dyke, mais dans le sud du bassin de Lihue, des niveaux piézométriques élevés existent dans un aquifère apparemment sans dyke et complètement saturé. Un nouveau modèle conceptuel de présence d'eau souterraine dans les îles de volcans en bouclier est nécessaire pour expliquer les conditions observées dans le sud du bassin de Lihue.
Resumen.
Se ha determinado la existencia de un espeso lentejón de aguas subterráneas dulces en una extensa región de baja permeabilidad situada al sur de la cuenca de Lihue, en Kauai (Hawaii, Estados Unidos de América). El modelo conceptual convencional de las aguas subterráneas en Hawai y en otros cinturones de islas volcánicas no considera la existencia de lentejones tan gruesos de agua dulce. En dicho modelo, las acumulaciones de flujos de lava que constituyen la mayoría de los cinturones volcánicos se desarrollan en grandes áreas de permeabilidad relativamente baja y con pequeños lentejones de agua dulce. En el sur de la cuenca de Lihue, las lavas de relleno y los sedimentos forman una región extensa de baja conductividad hidráulica regional que, con el clima húmedo de la zona, está saturada hasta prácticamente la superficie del terreno, mientras que el nivel freático se encuentra centenares de metros por encima del nivel del mar a pocos kilómetros de la línea de costa. Se creía hasta ahora que, en los cinturones de islas volcánicas, tales niveles sólo tenían lugar en acuíferos colgados o en condiciones de confinamiento por diques, pero, al sur de la cuenca de Lihue, se dan en acuíferos completamente saturados que no están limitados por diques. Se necesita un nuevo modelo conceptual de las aguas subterráneas en cinturones de islas volcánicas para explicar las condiciones halladas en la cuenca meridional de Lihue.
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Izuka, S.K., Gingerich, S.B. A thick lens of fresh groundwater in the southern Lihue Basin, Kauai, Hawaii, USA. Hydrogeology Journal 11, 240–248 (2003). https://doi.org/10.1007/s10040-002-0233-5
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