Человечество истощает грунтовые воды во всем мире, но есть способы их пополнить.

Если ты стоишь на практически любая точка Земливода течет по земле под вашими ногами. Подземные воды обеспечивают около половины населения мира имеет питьевую воду и почти половина всей воды используется для орошения посевов. Он поддерживает реки, озера и водно-болотные угодья во время засухи.

Подземные воды являются возобновляемым ресурсом, но их использование может занять десятилетия или даже столетия для восстановления некоторых водоносных горизонтов после их истощения. Современное понимание этой проблемы основано главным образом на том, где и как часто люди фиксируют измерения уровня воды в колодцах.

В недавно опубликованное исследованиекоманда из ученые, работающие с данными, специалисты по водным ресурсам и эксперты по политике собрал первый глобальный набор данных этих уровней. Мы проанализировали миллионы грунтовые воды измерения уровня в 170 000 скважинах, расположенных в более чем 40 странах, и составили карту того, как уровень грунтовых вод изменились с течением времени.

Наше исследование имеет два основных вывода. Во-первых, мы показываем, что быстрое истощение подземных вод широко распространено во всем мире и что темпы сокращения ускорились в последние десятилетия, при этом в некоторых местах уровни падают на 20 дюймов и более в год. Во-вторых, однако, наше исследование также выявило множество случаев, когда преднамеренные действия останавливали истощение подземных вод. Эти результаты показывают, что общества не обязательно обречены на истощение своих ресурсов. запасы подземных води что при своевременном вмешательстве этот важный ресурс может восстановиться.

Портрет жаждущей планеты

Уровень грунтовых вод определяется многими факторами, включая геологию, климат и землепользование. Но уровень грунтовых вод, падающий все глубже и глубже в определенном месте, часто сигнализирует о том, что люди выкачивают их быстрее, чем природа может их восполнить.

Некоторые из 300 миллионов собранных нами измерений были записаны автоматическими измерительными устройствами. Многие другие были созданы людьми со всего мира. И эти измерения рисуют тревожную картину.

Они показывают, что уровень грунтовых вод снизился с 2000 года в гораздо большем количестве мест, чем вырос. Во многих местах, особенно в засушливых зонах, которые интенсивно обрабатываются и орошаются, уровень грунтовых вод падает более чем на 20 дюймов (0,5 метра) в год. Примеры включают Афганистан, Чили, Китай, полуостровную Индию, Иран, Мексику, Марокко, Саудовскую Аравию, Испанию и юго-запад США.

Наш второй и более тревожный вывод заключается в том, что примерно в трети территорий, где мы проводили измерения, темпы снижения уровня грунтовых вод ускоряются. Ускоренное снижение уровня грунтовых вод характерно для засушливого климата, где большие участки земли используются для сельского хозяйства. Это предполагает потенциальную связь между ирригацией, питаемой грунтовыми водами, и интенсификацией истощение подземных вод.

Что происходит при чрезмерном использовании грунтовых вод?

Быстрое и ускоряющееся снижение уровня грунтовых вод имеет множество вредных последствий.

Запасы питьевой воды из колодцев и родников могут иссякнуть, когда уровень грунтовых вод снижается. Люди и сообщества, которые полагаются на эти колодцы, могут потерять доступ к тому, что может быть их единственным источником доступной пресной воды для питья.

Например, колодцы, которые подают пресную воду в дома. иссякает в долине Сан-Хоакин в Калифорниигде истощение подземных вод ускорилось с начала 2000-х годов. Эта проблема, вероятно, сохранится и усугубится, если не будут приняты меры по стабилизации запасов подземных вод.

Пересыхающие колодцы также могут угрожать производству сельскохозяйственных культур. Истощение подземных вод уже давно рассматривается как одна из проблем величайшие угрозы глобальному орошаемому земледелиюпотому что колодцы поставляют почти половину воды, используемой для орошения во всем мире.

В районах, где грунтовые воды обычно стекают в реки, падение уровня грунтовых вод может обратить этот поток вспять и вызывают утечку рек в недра. Это влияет на экологию реки и уменьшает запасы воды ниже по течению. В США утечки потоков встречаются чаще где скорость забора подземных вод высокаподчеркивая, как откачка подземных вод может напрямую уменьшить количество воды, которая течет под землей в близлежащие реки.

Снижение уровня грунтовых вод также может привести к оседанию поверхности земли. Проседание земель увеличило риск наводнений в десятки прибрежных городов по всему мирувключая Джакарту, Токио, Стамбул, Мумбаи, Окленд и район Тампа-Бэй во Флориде..

Дальше от побережья проседание земель может нанести ущерб инфраструктуре. Это представляет собой серьезную проблему в районах, где уровень грунтовых вод снизился, в том числе Тегеран и Мехико. Во многих случаях главным виновником является чрезмерная откачка грунтовых вод.

Наконец, падение грунтовых вод может привести к перемещению морской воды вглубь суши и загрязнению прибрежных систем грунтовых вод — процесс, известный как вторжение морской воды. При проникновении морской воды прибрежные водоносные горизонты могут стать слишком солеными, чтобы их можно было использовать в качестве питьевой воды без энергоемкого опреснения.

Как пополнить запасы подземных вод

Мы также нашли места, где уровень грунтовых вод восстанавливается. Стратегии, которые общины использовали для пополнения своих источников подземных вод, включали разработку новых альтернативных источников воды, таких как местные реки; принятие политики по снижению спроса на подземные воды; и намеренное пополнение водоносных горизонтов поверхностными водами.

В городе Эльдорадо, штат Арканзас, уровень грунтовых вод упал примерно на 200 футов (60 метров) с 1940 по 2000 год, поскольку местные предприятия откачивали воду из водоносного горизонта. В 1999 году новая политика установила структуру платы за откачку, что дало предприятиям стимул искать новый источник водоснабжения. К 2005 году был построен трубопровод, перенаправить воду из реки Уашита в Эльдорадо. Этот новый источник снизил спрос на подземные воды, а уровень грунтовых вод в этом районе поднялся с 2005 года.

В Бангкоке пробурено столько частных скважин для бытовых, промышленных или коммерческих целей между 1980 и 2000 годами, что откачка грунтовых вод увеличена вдвое и уровень грунтовых вод упал. Чиновники ответили увеличение платы за добычу подземных вод в четыре раза в период с 2000 по 2006 год. Общий объем откачки подземных вод снизился, и их уровень начал восстанавливаться по мере того, как пользователи нашли другие источники воды.

В долине недалеко от Тусона, штат Аризона, уровень грунтовых вод снизился на 100 футов (30 метров) по мере увеличения забора воды для орошения после 1940-х годов. Чтобы пополнить истощенные грунтовые воды, были построены дырявые пруды. Эти пруды наполнены водой из реки Колорадо, которая по каналам переносится на сотни миль в этот район. По мере того, как эти пруды протекают, они наполняют истощенный водоносный горизонт. Из-за этих негерметичных прудов уровень грунтовых вод в долине местами поднялся примерно на 200 футов (60 метров).

Наш анализ показывает, насколько важно контролировать уровень грунтовых вод во многих местах. Поскольку уровень грунтовых вод во многих местах снижается, сообществам и предприятиям, которые от этого зависят, необходима точная информация о запасах воды, чтобы они могли вовремя принять меры по их защите.

Эта статья переиздана с Разговор по лицензии Creative Commons. Прочтите оригинальная статья.