Команда, состоящая из исследователей Школы исследования Земли и космоса Чандраканта Оджа, Сусанны Верт и Манучехра Ширзаи, сосредоточила внимание на последнем засушливом периоде в долине Сан-Хоакин с 2012 по 2015 год, измеряя потери как грунтовых вод, так и потерь водоносных горизонтов. Результаты их исследований были недавно опубликованы в Journal of Geophysical Research.
В надежде предоставить управляющим водными ресурсами более совершенные инструменты для поддержания здоровья водоносных горизонтов, исследовательская группа разрабатывает новые методы наблюдения для мониторинга подземных вод и емкости этого важного водоносного горизонта в Калифорнии.
Они используют уникальную комбинацию данных со спутников НАСА GRACE, Глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), интерферометрического радара с синтезированной апертурой (InSAR) со спутника Sentinel 1 Европейского космического агентства, экстензометров и данных с уровня земли.
Результаты недавнего исследования, которое является продолжением их опубликованного в 2018 году исследования засухи 2007-2010 годов в Центральной долине Калифорнии, показывают тревожную потерю грунтовых вод каждый год засухи 2012-2105 годов и, что более важно, общую необратимая потеря емкости водоносного горизонта долины Сан-Хоакин.
«Используя высокотехнологичные спутники на околоземной орбите, мы можем увидеть, что овердрафт грунтовых вод в значительной части долины Сан-Хоакин привел к необратимому уплотнению слоев глины, что привело к быстрому опусканию грунта почти на 12 дюймов в год», – говорит соавтор. -автор Ширзаи. «В ходе наших исследований мы измерили степень постоянного уплотнения водоносного горизонта и теперь можем рассчитать количество потерь воды, вызвавших это уплотнение."
В то время как космические и наземные данные показали, что средняя потеря грунтовых вод составляет 1600 миллиардов галлонов (6.1 кубический километр) за каждый год засухи (близко к общему эквиваленту объема озера Пауэлл в Аризоне), данные также показывают, что система водоносного горизонта безвозвратно потеряла до трех процентов своей емкости хранения с 2012 по 2015 год.
«Потерянная емкость подземных вод не может быть восстановлена за счет естественного пополнения», – объясняет ведущий автор Оджа. "Это безвозвратная потеря, которая снизит доступность грунтовых вод, необходимых во время будущих засух, потенциально может вызвать осушение колодцев и отрицательно повлиять как на общины, так и на сельское хозяйство."
Хотя потеря трех процентов водоносного горизонта может показаться незначительной, учитывая последующие ожидаемые будущие засухи, последствия могут быть серьезными. «Если у нас будет хотя бы одна засуха за десятилетие, наши водоносные горизонты могут сжиматься немного больше каждый раз и навсегда потерять более четверти своей вместимости в этом столетии», – объясняет соавтор Верт, который также имеет совместное назначение в Школе Географические науки и градостроительство.
«Хотя точная частота будущих засух может быть неопределенной, – добавляет соавтор Ширзаи, – мы знаем из наших анализов 2018 и 2019 годов, что до пяти процентов емкости водоносного горизонта уже потеряно безвозвратно в течение первых двух десятилетий 21-го века. Век."
Хотя это исследование было специально сосредоточено на Калифорнии, исследователи планируют продолжить этот тип анализа данных для измерения состояния водоносных горизонтов на юго-западе США и во всем мире.
«Управляющие водными ресурсами, возможно, не смогут сразу изменить водопользование, – говорит Оджха, – но это исследование дает им научные знания и анализ данных, которые им необходимы для внедрения методов устойчивого водопользования в будущем, и это может помочь сохранить доступность грунтовых вод. ресурсы на десятилетия вперед.
«Мы не можем должным образом управлять тем, что не измеряем», – добавляет Верт.