物理科技生物学-PHYICA

研究人员揭示了桥本望全国范围内河流向含水层流失的程度

地球 2021-12-02 00:00:29

作者哈里森·塔索夫,加州大学圣巴巴拉分校 水路可以从周围的含水层中取水,也可以根据情况向地下漏水

信用:Jasechko等人 水是一种短暂的东西

它可以像变魔术一样,从一个与世隔绝的泉水中冒出来,生出一条潺潺的小溪

它也可以穿过一条大河,渗入土壤,直到下游只剩下一片阴凉的阿罗约,附近的树木提供了水去了哪里的唯一线索

由于研究地表水和地下水的困难,使用这一重要资源的人往往忽略了它们之间的相互作用

加州大学圣巴巴拉分校的助理教授斯科特·贾西科和黛布拉·佩龙以及他们的同事利用他们庞大的地下水测量数据库来研究这些相关资源之间的相互作用

他们发表在《自然》杂志上的研究结果表明,美国有更多的河流可能正在向地下渗漏水,这比以前认识到的要多

在许多地方,地表水和地下水相连,而在其他地方,它们被不透水的岩层隔开

这取决于潜在的地质

但是在它们混合的地方,水可以在地上和地下流动之间转换

“流入的河流”从周围的地下水中吸收水,而“流出的河流”渗入地下含水层

科学家们没有很好地理解这些条件在大陆范围内的普遍性

简而言之,该研究的合著者贾西科解释说,以前没有人把这么多的地下水测量数据结合在一起

得失河流 典型的地下水研究包括数百至1000口井的水位测量

这项研究包括4个方面

2百万

相对于最近河流表面的井水位图

信用:Jasechko等人 佩龙和贾西科花了数年时间收集美国64家机构的数据

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分析结果

“汇编这些数据是一项艰巨的任务

佩龙说:“在六年的时间里,我们收集了数百万个数据点,审阅了数百篇论文

由此产生的数据库催生了该团队的许多后续研究

“我们可以用创新的方式使用这一广泛的数据集来回答我们以前无法解决的问题,”她补充道

在这篇论文中,贾西科、佩龙和他们的合著者比较了井水和最近的溪流表面的水位

“我们将一种简单的方法应用于一个大数据集,”贾西科说

“我们发现水位低于最近的溪流的井,这意味着这些附近的溪流如果有足够的渗透性,可能会漏入地下

" 研究小组发现,近三分之二的水井水位低于最近的溪流

这就形成了一个梯度,可以将水从河道排入地下含水层

“我们的分析显示,美国三条河流中有两条

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已经在失水了

苏黎世联邦理工学院的合著者汉斯伯格·塞博尔德说:“在未来几十年,这种影响很可能会恶化,一些河流甚至会消失。”

“这一现象始于几十年前,现在在整个美国都很普遍

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流入地下含水层的河流比我们最初设想的要多得多,”塞博尔德继续说道

“由于河流和小溪是农业和城市的重要水源,情况的严重性令人吃惊

" 圣伊内斯河的这一段将水漏入周围的含水层

信用:黛布拉·佩龙 他们观察到,在干旱地区、地势平坦地区和大量抽取地下水的地区,河流特别容易失水

这方面的一个主要例子是像加利福尼亚中央山谷这样的半干旱地区的平坦农田

“我们实际上是在吸干河流,”塞博尔德说

失去河流会影响其他用水者、下游社区和依赖地表水流的生态系统

“历史上,我们经常把这两种资源视为独立的资源,”佩龙说

“我们的工作突出了将地下水和地表水视为相互关联的单一资源的重要性

" 研究人员还发现,流失的河流在美国已经很普遍了

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在相当长的一段时间里,至少早在20世纪40年代和50年代,它就出现在许多地方

尽管许多水道会自然失水,但人类活动会加剧这一问题

几千年来,人类一直从地下取水;在美国,他们已经这样做了几百年

这种做法在第二次世界大战后加速,自1970年代以来一直猖獗,并伴随着不良和意想不到的后果

“这不是一个新现象,”贾西奇科说

“它已经伴随我们几十年了

" 水位确实会在几年甚至几十年内波动,不幸的是,研究人员在他们的样本中的许多井中只有一个数据点

该小组的其他工作表明,地下水在一年中的波动通常不超过几米

然而,流失河流附近的许多水井的水位比最近的河流表面低两米多,这增加了研究人员的信心,即渗漏的河流可能很普遍

渗漏的河流比科学家想象的要广泛

学分:加州大学圣巴巴拉分校 “我们只能观察有井的地方的井水水位,”贾西科承认

“这是一个明显但重要的观点

我们的分析固有地偏向于已经钻井的地方,因此也偏向于抽取地下水的地方

" 虽然研究人员短期内看不到任何直接的解决办法,但他们希望他们的结果可以为资源管理和监测提供信息,或许可以为资助欠调查地区更多监测井的政策提供信息

佩龙说:“像这样的大型研究让人们思考更广泛的水政策。”

“对我来说,这就是为什么大陆规模分析很重要

" “我希望这项研究能让更多的人思考地下水和地表水之间的相互联系,这两种资源是相互联系的,它还能让地下水政策出现在地图上,”她继续说道

长期以来,这种资源在字面上和隐喻上都是看不见的

佩龙和贾西科计划将这种类型的大规模分析扩展到全球其他地区,看看抽取和流失的河流如何影响依赖地下水的生态系统

佩龙还打算将他们的结果连接回她的地下水仪表盘

“失去河流不是一些假设的情况,”贾西科说

“他们就在此时此地

“它们在一定程度上是过去一个世纪用水和滥用的结果

“如果我们更好地理解这种现象有多普遍,那么我们就可以以积极的方式影响未来的政策,”佩龙补充道

因为社会已经过了可以谈预防的地步;我们现在谈论的是回应

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