近距离观察地下水含水层的可持续性
研究人员使用一种新方法评估世界上最大的含水层,希望在干旱期间改善地下水管理。
一名妇女从印度西北部拉贾斯坦邦的一口井中取水。含水层可持续性的一个新指标显示,印度河和恒河 - 雅鲁藏布江含水层是世界上最不可持续的含水层,特别容易受到干旱条件的影响。世界上最大的含水层是农业和其他人类用途的重要淡水来源。在干旱时期,这些资源对粮食安全至关重要;了解地下水的储存和枯竭至关重要,特别是在气候变化加剧干旱条件的情况下。遥感使研究人员能够准确地了解全球范围内的水储存动态。NASA的重力恢复和气候实验(GRACE)卫星测量每月引力异常,可用于跟踪含水层地下水储存的变化。然而,仅靠这些数据还不足以确定含水层随时间的可持续性或衡量可持续性如何受到人为影响的影响。
为了解决这个问题,托马斯等人。将GRACE数据与特定的可持续性指标配对,以分析世界上最大的含水层。他们纳入了GRACE地下水干旱指数(GGDI)工具的地下水储存数据,重点关注三个主要绩效指标:可靠性,恢复力和脆弱性。这些通常用于水资源系统的指标表征了含水层在未来可靠使用的可能性。撒哈拉沙漠,阿拉伯半岛和加利福尼亚中央山谷等干旱地区的含水层表现出高度脆弱性和低回弹性。这些含水层受到过度压力和不可再生;但是,它们的大存储容量可以弥补缓慢的充电时间,因此它们也更加可靠。相比之下,北纬地区和降水量高的地区的含水层可靠性得分较低,但由于补给速度较快,因此恢复力较高。由于脆弱性在很大程度上受到地下水补给的影响,因此在赤道非洲,北欧和亚洲等郁郁葱葱的地区发现了脆弱性较低的含水层。
接下来,研究人员计算了一个可持续性指数来跟踪所有三个绩效指标的变化。可持续性最低的含水层位于撒哈拉沙漠,阿拉伯半岛和印度北部;该小组发现,可持续性取决于地下水使用模式,以及含水层对取水和自然变率的反应。最终,将GGDI数据与新的可持续性指标相结合,提供了一种通过时间和持续使用来量化和监测含水层可持续性的新方法。该研究表明了综合方法评估含水层可持续性及其影响因素的重要性。含水层独特可持续性指标的新指标可用于改善变暖世界的水资源管理。