The interaction between coastal aquifers and estuaries governs many important ecological and water quality processes. The purpose of this research is to use distributed temperature sensing (DTS) in the Indian River Bay estuary, Delaware, to detect differences in variance and mean of temperature at the sediment-water interface. DTS uses the scatter of laser light in a fibre optic cable as a means to repeatedly measure temperature to 0.1˚C at 1m intervals along the length of the cable. Low variances in temperature are interpreted as being the result of the moderating thermal influence of groundwater discharge. From September 16 to 19 2011, two kilometres of DTS cable were deployed in the near shore environment of Holts Landing State Park. Variance increases with distance from shore as the power function s2=-33.63(d ( 1.012)) + 2.685 (r2=0.78). Narrow zones with significantly lower temperature variances (Kruskal-Wallis with Tukey's HSD, p<0.05) and means (Friedman with Tukey's HSD, p<0.05) than adjoining zones exist within the near shore area. Zones of high variance at the western and eastern edges of the study site are associated with ancient shallow peat-filled valleys capped with fine sediments. A broad zone of low variance next to the western valley is interpreted to imply that over-pressured fresh groundwater is discharging at the paleo-valley margins, creating a pattern of submarine groundwater discharge which differs from existing models. An attempt to use diurnal temperature signal amplitudes at various sediment depths to calculate vertical porewater flux were unsuccessful, likely due to rapidly-rising temperatures, interference between tidal and diurnal signals, and a short measurement period. DTS appears to hold promise in detecting temperature patterns simultaneously across different scales, and can be used to rapidly fill in gaps of knowledge in hydrogeologic systems. / Les interactions entre les aquifères côtiers et les estuaires régissent beaucoup de processus écologiques importants qui ont des implications sur la qualité de l'eau souterraine et marine. La compréhension de la nature et de l'ampleur de ces interactions est devenu un foyer de recherches, facilité par des avances récentes dans notre capacité de détecter la décharge submersible d'eaux souterraines. Cette étude emploie la détection distribuée de température (DDT) dans l'estuaire de la baie Indian River, sur la côte du Delaware, afin de détecter des différences dans la variance et la moyenne de la température des eaux à l'interface entre la baie et le sédiment dans la zone près du rivage du parc Holts Landing. Des variances basses sont interprétées comme étant le résultat de l'influence de modération des eaux souterraines, compatible avec les autres études, et le fait que les zones peu profondes près du rivage, qui devraient éprouver plus de variation de la température que des zones plus profondes, sont au contraire plus stables. La variance augmente avec la distance du rivage à mesure que la fonction s2=-33.63 (d(- 1.012)) +2.685 (r2=0.78). Près du rivage, il y a des endroits étroits avec des variances (Kruskal-Wallis avec Tukey's HSD, p<0.05) et moyens (Friedman avec Tukey's HSD, p<0.05) sensiblement plus basse que leurs zones proximales. Des zones de la variance élevée aux bords a l'ouest et l'est de l'emplacement d'étude sont associées aux anciennes vallées peu profondes remplies de la tourbe et maintenant couvertes avec les sédiments fins. Une large bande de bas désaccord à côté de la vallée occidentale implique que les eaux souterraines fraîches sosu pression élevée coulent aux marges de la vallée, créant un modèle du SGD qui n'équipe pas des modèles précédents. Une tentative d'employer des amplitudes de signal de la température à de diverses profondeurs de sédiment pour calculer le flux vertical d'eau interstitielle a échoué, probablement en raison des temperatures croissantes, interférence entre les signaux de la marée et diurne, et une période d'échantillon courte. DDT semble tenir la promesse en détectant des tendences de la température à travers différentes gammes simultanément, et peut être employé pour trouver les pieces manquantes de la connaissance des systèmes hydrogéologiques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114580 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Carver, Robert |
| Contributors | Jeffrey McKenzie (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Earth and Planetary Sciences) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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