یک مطالعه مروری اخیر که توسط دانشگاه تگزاس در آستین انجام شد، مروری بر منابع آب شیرین سیاره و استراتژی‌هایی برای مدیریت پایدار آنها ارائه می‌کند.
این مطالعه که در Nature Reviews Earth & Environment منتشر شده است ، ارتباط بین آب‌های سطحی و زیرزمینی را برجسته می‌کند و استراتژی‌های متنوعی را برای مدیریت هر دوی آنها می‌طلبد.
بریجت اسکانلون، نویسنده ارشد این مقاله، دانشمند تحقیقاتی ارشد در دفتر زمین شناسی اقتصادی UT، واحد تحقیقاتی دانشکده علوم زمین جکسون، گفت: “من دوست دارم روی راه حل های زیادی تاکید کنم و اینکه چگونه می توان آنها را بهینه کرد.”
این مطالعه از داده‌های ماهواره‌ها، مدل‌های آب و هوایی، شبکه‌های مانیتورینگ و تقریباً 200 مقاله علمی برای تجزیه و تحلیل ذخایر آب زمین، چگونگی تغییر آن در مناطق مختلف و عوامل ایجاد این تغییرات استفاده می‌کند. نویسندگان مشترک این مطالعه شامل تقریباً دوجین کارشناس آب از سراسر جهان هستند.
بر اساس این تحقیقات، انسان در درجه اول به آب های سطحی متکی است. در سطح جهان سالانه 75 درصد آ بیاری و 83 درصد تامین شهری و صنعتی را به خود اختصاص می دهد. با این حال، آنچه در سطح می بینیم به شدت به جریان آب زیرزمینی متصل است. در ایالات متحده، حدود 50 درصد جریان سالانه از آ ب زیرزمینی شروع می شود. و در سطح جهان، آ بهای سطحی که به داخل زمین نفوذ می کنند، حدود 30 درصد از منابع آ ب زیرزمینی سالانه را تشکیل می دهند.
دخالت انسان می تواند به شدت بر تبادل آ ب بین منابع آب سطحی و زیرزمینی تأثیر بگذارد. حدود 85 درصد از آب های زیرزمینی پمپ شده توسط انسان در ایالات متحده “گرفته شده” از آ بهای سطحی در نظر گرفته می شود که منجر به کاهش جریان جریان می شود. در عین حال، آبیاری که از آ بهای سطحی تامین می‌شود، می‌تواند تغذیه آب زیرزمینی را افزایش دهد زیرا آ ب آبیاری شده از طریق زمین به سفره‌های زیرزمینی تراوش می‌کند.
این مطالعه نمونه‌های متعددی از فعالیت‌های انسانی را ذکر می‌کند که بر این جریان بین منابع آ ب سطحی و زیرزمینی تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، آ بیاری آب های سطحی در اوایل تا اواسط دهه 1900 در فلات کلمبیا و دشت رودخانه مار در شمال غربی ایالات متحده، سفره های زیرزمینی را شارژ کرد، در حالی که مدل های جهانی نشان می دهد که پمپاژ آب های زیرزمینی حجم آ ب ورودی به نهرها را به میزان 15 تا 21 درصد کاهش داده است. حوضه های آبخیز جهانی به دلیل کاهش جریان در معرض خطر هستند.
با وجود ارتباط ذاتی آنها، آ ب های سطحی و زیرزمینی اغلب به عنوان منابع جداگانه تنظیم و مدیریت می شوند. به گفته محققان، انعطاف پذیری آ ب در آینده بستگی به شناخت این دارد که آ ب های سطحی و زیرزمینی به عنوان یک منبع واحد رفتار می کنند – و بر اساس آن دانش عمل می کنند.
این مطالعه راه‌های مختلفی را برای مدیریت آ ب از طریق راه‌حل‌های طبیعی و مهندسی توصیف می‌کند که می‌تواند به افزایش ذخایر آب، کاهش تقاضا، ذخیره آ ب و انتقال آن کمک کند. به گفته اسکانلون، یکی از بهترین راه‌ها برای سازگاری با تغییرات شدید آ ب و هوایی، ذخیره آب در زمان‌های مرطوب و استفاده از آن در زمان خشکسالی است.
او گفت: ما خشکسالی داریم و سیل داریم. ما در تلاش هستیم تا این افراط‌ها را مدیریت کنیم و راهی برای انجام آن ذخیره آ ب است.»
سالانه، جهان حدود 7000 تا 8300 کیلومتر مکعب یا تقریباً دو برابر آ ب دریاچه میشیگان را در مخازن سطحی ذخیره می کند. محققان گفتند که ادامه توسعه منابع آ ب زیرزمینی نیز مهم است، زیرا آنها در طول خشکسالی های طولانی مدت نسبت به مخازن سطحی انعطاف پذیرتر هستند. تغذیه مدیریت شده سفره های زیرزمینی می تواند به شهرها کمک کند تا منابع آ ب زیرزمینی خود را با جمع آوری آ ب های سطحی و هدایت آن در زیرزمین به سفره ها افزایش دهند. در سطح جهان، سالانه حدود 10000 کیلومتر مکعب آب از این طریق ذخیره می شود.
اسکات تینکر، مدیر دفتر زمین شناسی اقتصادی گفت: «این نوع تحقیقات یکپارچه، که آ ب های سطحی و زیرزمینی را به هم پیوند می دهد، دقیقاً همان چیزی است که برای ایجاد راه حل های پایدار برای مسائلی مانند استفاده از آب شیرین مورد نیاز است. اغلب اوقات مطالعات به صورت مجزا انجام می شود و برنامه های کاربردی با نیت خوب نتایج ناخواسته ای دارند.
متیو رودل، یک هیدرولوژیست در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت که این مقاله خلاصه مفیدی از نتایج تحقیقاتی و راه‌حل‌های بالقوه برای مدیریت منابع آ ب ارائه می‌کند و در عین حال کیفیت آ ب را نیز حفظ می‌کند – مشخصه‌ای که برای آن دشوارتر است. نظارت از راه دور تا کمیت — در ذهن.
وی گفت: کیفیت آ ب یکی از اهداف بعدی در زمینه مدیریت منابع آ ب است. “من دوست دارم که این نیز گنجانده شده است.”