Beskyttelse af vådområder mod underjordiske påvirkninger af minedrift

UNSW Engineers ønsker at lære mere om kulminedriftens indvirkning på vådområder - før og efter minedrift sker.

Hvad sker der med en sump (vådområde), når man graver en kulmine under en lang væg? Beviserne tyder på, at vandet ved mange lejligheder forsvinder, og vådområdet kan tørre op, men indtil nu har der været et hul i forskningen om de processer, der bidrager hertil. Det er i dette hul, at Katarina David er sprunget.

Dr. Katarina David siger, at teamet startede undersøgelsen, fordi de var dybt bekymrede over en række hændelser i det sydlige højland i NSW, hvor langvægsminedrift tilsyneladende forårsagede store problemer med vandspejlet, åer og vådområder. Hun siger, at selvom forskerhold blev mobiliseret til at overvåge og forsøge at redde vådområderne, efter at problemerne startede, Der manglede oplysninger om grundlinjetilstanden for et vådområde, før minen gik ind.

"Jeg blev virkelig interesseret i at forbedre vores evne til at forudsige en sumps hydrologiske reaktion på naturlige eller menneskelige påvirkninger ved at indsamle oplysninger om, hvordan grundvandet opfører sig, før der sker ændringer, "siger David, en lektor på School of Minerals and Energy Resources Engineering ved UNSW.

Samling af et forskerhold i topklasse (det inkluderer professor Wendy Timms, formelt i UNSW Mining Engineering og nu ved Deakin University, Dr. Cath Hughes og Dr. Jagoda Crawford fra ANSTO (Australiens Nuclear Science and Technology Organization), Dayna McGeeney formelt i UNSW's Water Research Laboratory og professor Andy Baker fra UNSW Biological, Jord- og miljøvidenskab), David siger, at projektet begyndte i 2016 som en del af hendes postdoktorale forskning. Teamet valgte et område, hvor der var planlagt en kulmine med lang væg, og tog en række prøver fra tre naturligt intakte vådområder, før minedrift startede.

"Vi besluttede at anvende den stabile isotop direkte damp -ækvilibreringsmetode for at karakterisere vådområdet for at definere, hvordan faktorer, herunder fordampning, nedbør og grundvand, bidrage til den samlede sumpvandbalance, ”forklarer hun.

"Denne metode er særlig nyttig, fordi den gør det muligt for os at få højfrekvente vandprøver fra sten og jord. Vi pakker prøverne i poser, pust derefter poserne op med tør luft og lad prøverne ækvilibrere. Det betyder, at vi lader dampen komme ud af prøven og måle forholdet mellem stabile isotoper. Sammenligningen med isotopforholdet mellem standarden giver os værdifulde oplysninger om vandkilden i klippen eller sedimentet, og hvilken slags processer der foregår. "

Ifølge David er denne metode en forbedring i forhold til andre teknikker, fordi den kan give specifikke oplysninger om tidligere temperaturer, kondens- og fordampningsprocesser, og kan også bruges til at se, om grundvandet stammer fra nedbør eller blanding med andre farvande. En anden bonus er, at dette kan gøres uden at bore huller. Denne ikke -påtrængende metode er ideel til arbejde i et beskyttet vådområde.

Deres resultater, offentliggjort i 2018 i Journal of Hydrology and Earth System Sciences, viste klart, at grundvand er en vital bidragyder til sumpene. "Grundvand, sammenlignet med overfladevand, er langsom, kontinuerlig proces, og vi fandt ud af, at det er en virkelig vigtig faktor for vådområder at opretholde deres vandbalance, «siger David.

"Som en baseline, denne forskning beskriver, hvad situationen er nu, så når minedriften nærmer sig disse sumpe, og vi gentager forskningen, vi vil kunne finde ud af, hvordan processerne ændrer sig. "

David håber, at hendes forskning vil resultere i en meget mere omhyggelig overvejelse af vådområder i minedrift og andre underjordiske tekniske godkendelsesprocesser, men siger, at det også vil være nyttigt for forskere og økologer, der undersøger andre aspekter af vådområdeøkosystemer.

"Jeg brænder for dette emne, fordi vådområder, engang tabt, er ikke rigtigt noget, vi kan bringe tilbage. Det er virkelig vigtigt at bevare og vedligeholde disse systemer, og jeg ser denne forskning blive det første skridt i en proces, der normalt er tilbage til fronten. At have forskere kommet til sidst, når et vådområde er tørt, er for sent, " hun siger.

"Mit fokus er at forhindre denne type tab i første omgang, og jeg er så taknemmelig over for alle mine medforfattere, der gav deres tid til denne forskning. Jeg ser frem til at fortsætte det i fremtiden."