水文地质环境
研究区域是加利福尼亚州斯托克顿附近的东圣华金地下水子流域。该子流域面积约为 2,900 km 2，位于加利福尼亚州的圣华金河谷内。气候的特点是夏季炎热干燥，冬季凉爽潮湿。斯托克顿的年平均降水量平均约为 360 毫米，主要集中在 11 月至 12 月。在内华达山脉山麓的东部，降水量随着海拔的升高而增加。Mokelumne 河和 Stanislaus 河分别位于研究区的北部和南部，其源头位于内华达山脉. 内华达山脉形成研究区的东部边界，圣华金河及其三角洲将研究区限制在西部。在圣华金河和萨克拉门托河及其支流上建造水库之前，海水在低流量期间侵入三角洲 。目前的管理做法维持了三角洲的淡水表面流动，防止海水通过三角洲向内陆流动。
该次流域下方有数百米的固结、部分固结和松散沉积物。最古老的矿床是海洋矿床，通常含有咸水，除非它们在内华达山脉山麓附近露头。海洋沉积物被圣华金河的冲积扇沉积物和三角洲沉积物所覆盖。这些上覆沉积物中的地下水通常是无限制的，尽管由于在圣华金河谷东部的冲积扇沉积物中存在不连续的精细结构沉积物透镜体，深度可能存在一些限制.
Tulare 地层的 Corcoran 粘土层是分隔整个圣华金河谷大部分地区上下含水层系统的限制层，但在斯托克顿地区并不存在。在斯托克顿地区，被称为 Mehrten 地层的火山沉积物将上覆的冲积扇和三角洲沉积物与下面的海相沉积物分开，并形成淡水的有效基底。Mehrten 内的火山泥石流 (lahars) 具有低渗透性，在空中广泛分布时充当限制层. 这些低渗透性沉积物被一层从这些相同沉积物侵蚀的冲积层覆盖。火山沉积物位于斯托克顿地区地表 (bls) 下约 300 米处，并且存在于向东朝向内华达山脉山麓的较浅深度处。1880 年代在斯托克顿地区钻探的天然气井深入到火山沉积物下方的深处，并经历了自流条件，盐水在地表排。其中一些盐水被用于休闲游泳池，其中最著名的杰克逊浴场位于斯托克顿南部麦金利公园。
在开发前条件下（大规模抽取地下水之前），次流域内冲积扇沉积物中的地下水流通常从东部的内华达山脉流向西部的圣华金河和三角洲。地表水从河流和溪流的上游渗透到下面的冲积沉积物中，而地下水则沿着下游流。从历史上看，排入泉水和渗漏的地下水是新鲜的，溶解固体含量.
东圣华金地下水次流域内的地下水补给量约为 1.11 × 10 9 m 3 /年。二十世纪地下水抽取量有所增加；抽取量超过补给量 1.85 × 10 8 m 3 /年。由于抽水超过补给量，该次流域部分地区的水位在 1950 年代初下降到海平面以下。近年抽洼扩大东移，2012年抽洼最深处水位仍低于海平面21 m。
试钻、安井、水位监测
2003 年至 2012 年间，美国地质调查局 (USGS) 在研究区安装了 8 个多井监测点。测井和侧向测井——在钻井过程中收集，以指导井的安装。在每个泥浆旋挖钻孔中安装了三到五个直径为 5 厘米的 PVC 井。井筛周围的环空用沙子回填，环空的其余部分用低渗透性膨润土灌浆回填。多井场安装期间通常收集的钻井、地球物理测井和施工数据显示为多井场 2 N/6E-11H4-8（11H4-8；STK-2）和 1 N/7E-3D2-5 (3D2-5; 电子补充材料 (ESM) 的S1和S2 。作为本研究的一部分，USGS 钻井的钻井、施工和采样信息由 Clark 等人提供。。ESM 的表S1中列出了有关多井监测点的汇总数据 。作为本研究的一部分（ ESM 的表S1 ） ，对由其他组织安装的另外五个多井站点进行了监测和采样 。
在所有多井点定期测量水位。从作为本研究的一部分安装的选定多井站点的 23 个监测井和研究区域 3 个现有多井站点的 10 个监测井收集了连续水位数据。
样品采集和实验室方法
2003 年至 2012 年间，从研究区的 90 口井中采集了大约 200 个水样。在从井中取出三个套管体积并使用描述的程序稳定现场参数（温度、比电导和 pH 值）后，从国内、生产（包括农业、公共供应和工业井）和监测井采集样品美国地质调查局（日期不一）。现有泵用于从生活井和生产井中采集样品。使用临时正排量采样泵从监测井中采集样品。
包括温度、比电导、pH 和碱度在内的现场参数是在样品采集时使用校准温度计和测量前在现场校准的便携式仪表在现场测量的。溶解氧也在样品采集前在现场测量。用于分析主要离子、营养素和选定微量元素的水样在现场使用孔径为 0.45 μm 的胶囊过滤器进行压力过滤。用于 pH 值和电导率实验室分析的样品未过滤。大多数样品收集在聚乙烯瓶中，在灌装前用样品水冲洗 3 次。用于营养测定的样品收集在深色、不透明的聚乙烯瓶中，并保存在冰上以抑制细菌生长。
