سفره های آب زیرزمینی در سرتاسر جهان در حال کاهش هستند، داستان های موفقیت نشان می دهد که مدیریت فعال می تواند این روندها را معکوس کند.
آب های زیرزمینی به سرعت در سرتاسر جهان در حال کاهش است، که اغلب با سرعت های شتابان افزایش می یابد. محققان دانشگاه کالیفرنیا سانتا باربارا با نوشتن در مجله Nature بزرگترین ارزیابی از سطح آب های زیرزمینی در سراسر جهان را ارائه می دهند که نزدیک به 1700 سفره زیرزمینی را در بر می گیرد. این کار علاوه بر هشدار در مورد کاهش منابع آب، مثال‌های آموزنده‌ای از اینکه اوضاع به خوبی پیش می‌رود و چگونه می‌توان کاهش آبهای زیرزمینی را حل کرد، ارائه می‌کند. این مطالعه برای دانشمندان، سیاست گذاران و مدیران منابعی است که برای درک پویایی آب های زیرزمینی جهانی کار می کنند.
دبرا پرون، سرپرست تیم تحقیق، استادیار برنامه مطالعات زیست‌محیطی UC سانتا باربارا، گفت: “این مطالعه با کنجکاوی انجام شد. ما می‌خواستیم وضعیت آبهای زیرزمینی جهانی را با بحث میلیون‌ها اندازه‌گیری سطح آب زیرزمینی بهتر درک کنیم.”
این تیم داده ها را از سوابق ملی و ملی و کار سایر آژانس ها جمع آوری کرد. این مطالعه سه سال طول کشید که دو سال از آن صرف تمیز کردن و مرتب‌سازی داده‌ها شد. این همان چیزی است که برای درک 300 میلیون اندازه گیری سطح آب از 1.5 میلیون چاه در 100 سال گذشته نیاز است.
سپس وظیفه تبدیل سیل داده ها به بینش واقعی در مورد روند آب های زیرزمینی جهانی بود. محققان سپس بیش از 1200 مقاله را برای بازسازی مرزهای آبخوان در مناطق مورد بررسی و ارزیابی روند سطح آب زیرزمینی در 1693 سفره زیرزمینی جستجو کردند.
یافته‌های آنها جامع‌ترین تحلیل را از سطح آبهای زیر زمینی جهانی تا به امروز ارائه می‌کند و شیوع کاهش آبهای زیر زمینی را نشان می‌دهد. این کار نشان داد که آب های زیر زمینی در 71 درصد از سفره های زیرزمینی کاهش می یابد. و این کاهش در بسیاری از نقاط در حال افزایش است: نرخ کاهش آب زیرزمینی در دهه‌های 1980 و 1990 از سال 2000 تا به امروز افزایش یافته است و نشان می‌دهد که چگونه یک مشکل بد حتی بدتر شده است. کاهش شتابان در تقریباً سه برابر بیشتر از جایی که به طور تصادفی انتظار می‌رود رخ می‌دهد.
اسکات جاسچکو، نویسنده همکار، استادیار دانشکده علوم زیست محیطی دانشگاه برن، گفت: تعمیق آب های زیر زمینی در آب و هوای خشک تر، با کاهش سریع به ویژه در زمین های خشک و نیمه خشک زیر کشت رایج تر است – “یک یافته شهودی”. & مدیریت. “اما این که چیزی بصری باشد یک چیز است. نشان دادن اینکه آن با داده های دنیای واقعی اتفاق می افتد کاملاً چیز دیگری است.”
از سوی دیگر، مکان هایی وجود دارد که سطوح آن تثبیت یا بهبود یافته است. کاهش آب زیر زمینی در دهه‌های 1980 و 90 در 16 درصد از سیستم‌های آبخوانی که نویسندگان داده‌های تاریخی برای آنها داشتند، معکوس شد. با این حال، این موارد تنها نصف آن چیزی است که به طور تصادفی انتظار می رود.
جاسچکو گفت: «این مطالعه نشان می‌دهد که انسان‌ها می‌توانند با تلاش‌های عمدی و متمرکز همه چیز را تغییر دهند.
به عنوان مثال توسان، آریزونا را در نظر بگیرید. آب تخصیص یافته از رودخانه کلرادو برای پرکردن آبخوان در دره Avra در نزدیکی آن استفاده می شود. این پروژه آب را برای استفاده در آینده ذخیره می کند. جاسچکو توضیح داد: «آب های زیر زمینی اغلب به عنوان یک حساب بانکی برای آب در نظر گرفته می شوند. پر کردن مجدد عمدی سفره‌های زیرزمینی به ما این امکان را می‌دهد تا آن آب را تا زمان نیاز ذخیره کنیم.
جوامع می توانند پول زیادی را صرف ساختن زیرساخت ها برای نگهداری آب در بالای زمین کنند. اما اگر زمین‌شناسی مناسبی داشته باشید، می‌توانید مقادیر زیادی آب را در زیر زمین ذخیره کنید که بسیار ارزان‌تر، مختل‌کننده‌تر و کمتر خطرناک است. آب زیر زمینی ذخیره شده نیز می تواند برای اکولوژی منطقه مفید باشد. در واقع، هنگام تهیه یک گزارش تحقیقاتی در سال 2014، پرون دریافت که تغذیه آبخوان می تواند شش برابر بیشتر از مخازن سطحی آب در هر دلار ذخیره کند.
تغذیه آب زیرزمینی توسان یک موهبت برای آبخوان محلی است. با این حال، عقب نشینی ها باعث شده است که رودخانه قدرتمند از سطح زمین کم شود. کلرادو دیگر به ندرت به دلتای خود در خلیج کالیفرنیا می رسد. جاسچکو اذعان کرد: «این مداخلات در آب های زیرزمینی می تواند معاوضه هایی داشته باشد.
گزینه دیگر تمرکز بر کاهش تقاضا است. پرون توضیح داد که اغلب این شامل مقررات، مجوزها و هزینه های استفاده از آب های زیر زمینی است. برای این منظور، او در حال حاضر در حال بررسی قوانین آب در غرب ایالات متحده برای درک این مداخلات متنوع است. این مطالعه نشان داد که صرف نظر از اینکه از عرضه یا تقاضا ناشی می شود، به نظر می رسید که بازیابی آبخوان نیاز به مداخله داشته باشد.
نویسندگان اندازه‌گیری‌های چاه‌های نظارتی را با داده‌های آزمایش بازیابی جاذبه و آب و هوا (GRACE) تکمیل کردند. ماموریت GRACE از ماهواره های دوقلو تشکیل شده است که دقیقاً فاصله بین آنها را هنگام چرخش به دور زمین اندازه گیری می کند. به این ترتیب، صنایع دستی نوسانات کوچک در گرانش سیاره را تشخیص می دهند که می تواند پویایی سفره های زیرزمینی را در مقیاس های بزرگ آشکار کند.
پررون گفت: “زیبایی GRACE این است که به ما امکان می دهد شرایط آب زیرزمینی را در جایی که داده های درجا نداریم، کشف کنیم.” “ارزیابی ما مکمل GRACE است. در جایی که داده‌های درجا داریم، می‌توانیم شرایط آبهای زیرزمینی را به صورت محلی کاوش کنیم، سطحی از وضوح بسیار مهم در زمانی که شما تخلیه را مدیریت می‌کنید.” همانطور که نویسندگان متوجه شدند، این وضوح محلی بسیار مهم است، زیرا سفره های زیرزمینی مجاور می توانند روندهای مختلفی را نشان دهند.
با این حال، روند سطح آب زیرزمینی تصویر کامل را ارائه نمی دهد. همانطور که Perrone و Jasechko در مقاله دیگری از Nature در سال 2021 توضیح دادند، حتی در جایی که سفره های زیرزمینی پایدار می مانند، برداشت آب زیرزمینی همچنان می تواند بر نهرها و آب های سطحی مجاور تأثیر بگذارد و باعث نشت آنها به زیر سطح شود.
نویسندگان همچنین تغییرپذیری بارش را در چهار دهه گذشته برای 542 سفره آب مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. آنها دریافتند که 90 درصد از سفره‌های زیرزمینی که در آنها کاهش سرعت در حال افزایش است، در مکان‌هایی هستند که شرایط در 40 سال گذشته خشک‌تر شده است. این روندها احتمالاً باعث کاهش تغذیه آب زیرزمینی و افزایش تقاضا شده است. از سوی دیگر، تنوع آب و هوایی همچنین می‌تواند آبهای زیرزمینی را در جایی که شرایط مرطوب‌تر می‌شود، به حالت اولیه بازگرداند.
این مطالعه بر روی چاه‌های نظارتی مکمل مقاله‌ای است که Perrone و Jasechko در سال 2021 منتشر کردند. پرون گفت: “چاه های نظارتی اطلاعاتی را در مورد عرضه به ما می گویند. و چاه های آب زیرزمینی اطلاعاتی را در مورد تقاضا به ما می گویند.”
جاسچکو افزود: «در مجموع، آنها به ما اجازه می‌دهند بفهمیم کدام چاه‌ها قبلاً خشک شده‌اند یا در صورت کاهش سطح آبهای زیرزمینی به احتمال زیاد خشک می‌شوند.»
Perrone و Jasechko اکنون در حال بررسی چگونگی تغییر سطح آب های زیرزمینی در طول زمان در زمینه تغییرات آب و هوایی هستند. اتصال این نرخ‌های تغییر به اعماق چاه‌های واقعی، پیش‌بینی‌های بهتری در مورد جایی که دسترسی به آبهای زیرزمینی در معرض خطر است، ارائه می‌کند.
جاسچکو گفت: کاهش آب های زیرزمینی اجتناب ناپذیر نیست. وضوح خوب، مطالعات جهانی دانشمندان و مقامات را قادر می سازد تا پویایی این منبع پنهان را درک کنند.