斯坦福大学 加州弗雷斯诺附近的泰拉诺瓦牧场，洪水淹没了葡萄园，增加了地下水的补给，从一个完全防洪的渠道转移了水
信用:泰拉诺瓦牧场公司
洪水不是大多数人认为的幸事
但根据斯坦福大学领导的一项新研究，它们可以帮助补救加州日益干涸的地下水系统
这项发表在《科学进展》的研究开发了一个框架来计算气候变化下未来的洪水量，并确定了加州老化的水利基础设施投资可以扩大地下水补给的领域
随着该州努力应对更强烈的风暴和干旱，囤积洪水不仅会降低洪水风险，还会为干旱时期建立更多的水储备
“这是在气候变化下对加州洪水补给潜力的第一次全面评估，”该研究的主要作者何小刚说，他是新加坡国立大学土木与环境工程助理教授，在斯坦福大学西方水项目做博士后研究
无论是中央谷平原的河流泛滥，高潮汐风暴袭击低地沿海地区，山洪爆发淹没南部沙漠，还是不透水的混凝土城市汇集在一起，加州都容易遭受洪水
另一方面，迫在眉睫的干旱往往会引起人们对水供应的担忧，因为减少的地下水会使土地下沉，污染饮用水，减少地表水供应
这些不断减少的储量也阻碍了气候复原力——在干旱时期，该州高达60%的水来自地下水，85%的加州人至少有一部分水源依赖于这种资源
水银行 随着气候变化加剧这些极端事件的严重性和频率，扩大补充率可能有助于该州达到更平衡的地下水预算
一种称为蓄水库或有管理的含水层补给的做法是，用地下基础设施(如含水层和水井)来扩大水库或管道等地面基础设施，以增加洪水的转移，将其储存在地下水盆地中
与水库和大坝等更传统的方法相比，新的地表水管理战略，蓄水带来了多种好处，包括减少洪水风险和改善生态系统服务
虽然地下水盆地提供了一个巨大的水资源保护网络，但确定补给的主要区域、测量所需的基础设施和可用的水量仍然是关键，尤其是在气候变暖和不确定的情况下
“将有管理的含水层补给和洪水纳入已经很复杂的水管理基础设施有许多好处，但需要仔细考虑不确定性和制约因素
斯坦福大学土木与环境工程副教授、资深作者大卫·弗雷伯格说:“我们对气候变化的理解日益加深，这为我们研究这些益处的潜力提供了良机。”
研究人员设计了一个框架来评估全州未来的洪水可用性
该团队利用水文和气候模拟以及统计工具开发了一个混合计算机模型，计算了2090年前不同气候变化情景下的可补给水量
他们还确定了基础设施投资应优先用于挖掘洪水潜力和增加补给的领域
未来的洪水 研究小组发现，在集中潮湿天气的窗口变窄的情况下，加州将经历更多的洪水，这些洪水来自更强的降雨模式和由于温度升高而导致的更早的融雪
特别是萨克拉门托河和北海岸，以及内华达山脉北部和中部地区，将会有更多的洪水
这些洪水可能会使现有的水利基础设施不堪重负，比如水库和沟渠
然而，如果该地区准备好了额外的洪水分流基础设施，如运河或管道，它可以最大限度地提高补给潜力，并将更多的水转移到干旱的南加州
未来的预测发现，南加州的气候不会改变，在某些情况下甚至会更干燥
这种不断扩大的鸿沟对该地区来说是个坏消息，该地区目前的地下水枯竭和补给需求比北部地区更大
水资源的丰富和需求的不匹配揭示了补给实践的一个深刻挑战，即把大量的水从北加利福尼亚可利用的地方向南输送到需要的地方
研究人员还发现，对圣华金河谷(世界上最具生产力的农业区之一)的补给估计，可以帮助补充大部分枯竭的地下蓄水层
坐落在内华达山脉的底部，这个地区将需要容纳地表上下更大体积的水，以最大限度地提高补充潜力
水资源管理人员将需要扩大运输项目，并重新开放水库
虽然气候影响是最主要的影响，但研究人员指出，在规划过程中，必须综合考虑其他因素，包括基础设施容量、政策限制、财务和环境问题
该研究的框架适用于管理世界范围内的干旱、洪水和枯竭的地下蓄水层，并具有可扩展性
“在全球范围内，只有1%的地下水补给来自有管理的含水层补给，”他说
“这项工作可用于帮助其他枯竭的含水层，如华北平原或印度的恒河上游，达到并保持可持续的地下水位
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