水文地質環境
研究區域是加利福尼亞州斯托克頓附近的東聖華金地下水子流域。該子流域面積約為 2,900 km 2，位于加利福尼亞州的聖華金河谷内。氣候的特點是夏季炎熱幹燥，冬季涼爽潮濕。斯托克頓的年平均降水量平均約為 360 毫米，主要集中在 11 月至 12 月。在内華達山脈山麓的東部，降水量随着海拔的升高而增加。Mokelumne 河和 Stanislaus 河分别位于研究區的北部和南部，其源頭位于内華達山脈. 内華達山脈形成研究區的東部邊界，聖華金河及其三角洲将研究區限制在西部。在聖華金河和薩克拉門托河及其支流上建造水庫之前，海水在低流量期間侵入三角洲 。目前的管理做法維持了三角洲的淡水表面流動，防止海水通過三角洲向内陸流動。
該次流域下方有數百米的固結、部分固結和松散沉積物。最古老的礦床是海洋礦床，通常含有鹹水，除非它們在内華達山脈山麓附近露頭。海洋沉積物被聖華金河的沖積扇沉積物和三角洲沉積物所覆寫。這些上覆沉積物中的地下水通常是無限制的，盡管由于在聖華金河谷東部的沖積扇沉積物中存在不連續的精細結構沉積物透鏡體，深度可能存在一些限制.
Tulare 地層的 Corcoran 粘土層是分隔整個聖華金河谷大部分地區上下含水層系統的限制層，但在斯托克頓地區并不存在。在斯托克頓地區，被稱為 Mehrten 地層的火山沉積物将上覆的沖積扇和三角洲沉積物與下面的海相沉積物分開，并形成淡水的有效基底。Mehrten 内的火山泥石流 (lahars) 具有低滲透性，在空中廣泛分布時充當限制層. 這些低滲透性沉積物被一層從這些相同沉積物侵蝕的沖積層覆寫。火山沉積物位于斯托克頓地區地表 (bls) 下約 300 米處，并且存在于向東朝向内華達山脈山麓的較淺深度處。1880 年代在斯托克頓地區鑽探的天然氣井深入到火山沉積物下方的深處，并經曆了自流條件，鹽水在地表排。其中一些鹽水被用于休閑遊泳池，其中最著名的傑克遜浴場位于斯托克頓南部麥金利公園。
在開發前條件下（大規模抽取地下水之前），次流域内沖積扇沉積物中的地下水流通常從東部的内華達山脈流向西部的聖華金河和三角洲。地表水從河流和溪流的上遊滲透到下面的沖積沉積物中，而地下水則沿着下遊流。從曆史上看，排入泉水和滲漏的地下水是新鮮的，溶解固體含量.
東聖華金地下水次流域内的地下水補給量約為 1.11 × 10 9 m 3 /年。二十世紀地下水抽取量有所增加；抽取量超過補給量 1.85 × 10 8 m 3 /年。由于抽水超過補給量，該次流域部分地區的水位在 1950 年代初下降到海平面以下。近年抽窪擴大東移，2012年抽窪最深處水位仍低于海平面21 m。
試鑽、安井、水位監測
2003 年至 2012 年間，美國地質調查局 (USGS) 在研究區安裝了 8 個多井監測點。測井和側向測井——在鑽井過程中收集，以指導井的安裝。在每個泥漿旋挖鑽孔中安裝了三到五個直徑為 5 厘米的 PVC 井。井篩周圍的環空用沙子回填，環空的其餘部分用低滲透性膨潤土灌漿回填。多井場安裝期間通常收集的鑽井、地球實體測井和施工資料顯示為多井場 2 N/6E-11H4-8（11H4-8；STK-2）和 1 N/7E-3D2-5 (3D2-5; 電子補充材料 (ESM) 的S1和S2 。作為本研究的一部分，USGS 鑽井的鑽井、施工和采樣資訊由 Clark 等人提供。。ESM 的表S1中列出了有關多井監測點的彙總資料 。作為本研究的一部分（ ESM 的表S1 ） ，對由其他組織安裝的另外五個多井站點進行了監測和采樣 。
在所有多井點定期測量水位。從作為本研究的一部分安裝的標明多井站點的 23 個監測井和研究區域 3 個現有多井站點的 10 個監測井收集了連續水位資料。
樣品采集和實驗室方法
2003 年至 2012 年間，從研究區的 90 口井中采集了大約 200 個水樣。在從井中取出三個套管體積并使用描述的程式穩定現場參數（溫度、比電導和 pH 值）後，從國内、生産（包括農業、公共供應和工業井）和監測井采集樣品美國地質調查局（日期不一）。現有泵用于從生活井和生産井中采集樣品。使用臨時正排量采樣泵從監測井中采集樣品。
包括溫度、比電導、pH 和堿度在内的現場參數是在樣品采集時使用校準溫度計和測量前在現場校準的便攜式儀表在現場測量的。溶解氧也在樣品采集前在現場測量。用于分析主要離子、營養素和標明微量元素的水樣在現場使用孔徑為 0.45 μm 的膠囊過濾器進行壓力過濾。用于 pH 值和電導率實驗室分析的樣品未過濾。大多數樣品收集在聚乙烯瓶中，在灌裝前用樣品水沖洗 3 次。用于營養測定的樣品收集在深色、不透明的聚乙烯瓶中，并儲存在冰上以抑制細菌生長。
