全球地下水正在迅速减少,而且速度往往还在加快。加州大学圣塔芭芭拉分校的研究人员在《自然》杂志上撰文,对全球近 1,700 个含水层的地下水位进行了最大规模的评估。除了对水资源减少敲响钟外,这项工作还提供了一些有启发性的例子,说明哪些方面进展顺利,以及如何解决地下水枯竭问题。这项研究对于致力于了解全球地下水动态的科学家、政策制定者和资源管理者来说是一个福音。
“这项研究是出于好奇心。我们希望通过数以百万计的地下水位测量来更好地了解全球地下水的状况,”主要作者、加州大学圣巴巴拉分校环境研究项目副教授黛布拉·佩罗恩 (Debra Perrone)说。
该团队从国家和地方记录以及其他机构的工作中收集了数据。这项研究花了三年时间,其中两年仅用于清理和排序数据。只有这样才能理解过去 100 年来 150 万口井的 3 亿次水位测量结果。
接下来的任务是将海量数据转化为有关全球地下水趋势的实际见解。研究人员随后查阅了 1,200 多份出版物,重建了调查区域的含水层边界,并评估了 1,693 个含水层的地下水位趋势。
他们的研究结果提供了迄今为止对全球地下水位最全面的分析,并证明了地下水枯竭的普遍性。研究表明,71% 的含水层中的地下水正在下降。而且这种枯竭在许多地方都在加速:从 2000 年至今,20 世纪 80 年代和 90 年代地下水下降速度加快,突显了原本糟糕的问题变得更加严重。加速下降的地区数量几乎是他们偶然预期的三倍。
地下水加深在干燥气候中更为常见,加速下降在干旱和半干旱耕地尤其普遍——“这是一个直观的发现”,该大学布伦环境科学学院副教授、共同主要作者斯科特·贾塞奇科( Scott Jasechko)说。管理。“但直觉是一回事。用现实世界的数据来证明这一点是另一回事。”
另一方面,有些地方的水平已经稳定或恢复。在作者拥有历史数据的 16% 含水层系统中,20 世纪 80 年代和 90 年代的地下水下降趋势得到了逆转。然而,这些案例的发生率仅为偶然预期的一半。
亚塞奇科说:“这项研究表明,人类可以通过刻意、集中的努力来扭转局面。”
以亚利桑那州图森市为例。从科罗拉多河分配的水用于补充附近阿夫拉山谷的含水层。该项目储存水以供将来使用。“地下水通常被视为水的银行账户,”亚塞奇科解释道。“有意补充含水层使我们能够储存这些水,直到需要的时候。”
社区可以花费大量资金建设基础设施以保持地面以上的水。但如果地质条件合适,就可以在地下储存大量的水,这样成本更低,破坏性更小,危险性也更小。储存的地下水也有利于该地区的生态。事实上,佩罗恩在 2014 年准备一份研究简报时发现,含水层补给每美元可储存的水量是地表水库的六倍。
图森的地下水补给有利于当地含水层;然而,抽水导致这条大河的地面面积逐渐减少。科罗拉多河很少再到达加利福尼亚湾的三角洲。“这些地下水干预措施可能会产生权衡,”亚塞奇科承认。