Vandstyring hjulpet af matematisk model af ferskvandslinser

Et fælles russisk-omansk papir blev offentliggjort i Journal of Hydrologi . I 1950'erne, Den russiske akademiker Vladimir Kunin, en af ​​grundlæggerne af Institute of Water Problems i Moskva og Institute of Deserts i Ashkhabad, opdagede og beskrev ferskvandslinser i Karakum-ørkenen i Turkmenistan. Disse linser flyder på toppen af ​​saltholdigt og hypersalt grundvand. Tilblivelsen af ​​disse linser og faktorer, der kontrollerer ferskvandsopbevaring, cirkulation i linserne, og deres modstandsdygtighed over for ugunstige klimatiske faktorer og menneskeskabte påvirkninger (pumpning) var ikke klar.

I 1980'erne, en gruppe fra Kazan State University begyndte at undersøge Kunins linser. Denne forskningsindsats blev udvidet til geografiske forhold i det østlige Arabien. Matematiske modeller af disse ferskvandsområder er blevet anvendt på lignende linser i Australien, Oregon (USA), Saudi Arabien, Qatar, Kuwait og andre tørre og halvtørre regioner. Praktisk motivation stammer fra et globalt underskud af ferskvandsressourcer, inklusive drikke, vanding, og industrielt vand, især i tørre ørkener. Indfødte befolkninger i Centralasien og Arabien er afhængige af sådanne linser til at støtte kameler, får, geder og andet tamkvæg.

I denne avis, homeostasen af ​​vandlinser blev forklaret som en indviklet vekselvirkning mellem følgende fysiske faktorer:infiltration til linsen fra lejlighedsvis (sporadisk) regn, permanent fordampning fra grundvandsspejlet, opdrift på grund af en tæthedskontrast mellem ferskvand og saltvand, og kraften af ​​modstand mod vandbevægelse fra klitsand. Som resultat, vand laver en slags U-vending med en nedadgående vej fra beluftningszonen (vadose) omdannet til en stigende strøm tilbage til ørkenatmosfæren. Formen på disse linser ligner en flyvende tallerken, og den udviklede matematiske model matcher Kunins feltobservationer godt. Interessant nok, modellen forudsiger grænsefladen mellem fersk og salt grundvand på samme måde som den, der blev beskrevet af en hollandsk hydrolog Van Der Veer i 1970'erne for det ret anderledes problem med indtrængning af havvand i kystnære grundvandsmagasiner.

Anvendelserne af denne forskning kan være mangefacetterede; specifikt, Kunins type linser er nu kunstigt skabt af styrede akvifer-genopladningsteknikker. For eksempel, nær Abu-Dhabi blev en mega-linse konstrueret ved at injicere afsaltet vand i en saltholdig grundvands-akvifer. Denne linse betragtes af UAEs regering som en national reserve til nødsituationer, dvs. hvis traditionelle vandforsyningsordninger i landet mislykkes, genvinding af ferskvand fra denne linse kan begynde.

Forskergruppen involverer hydrologer, hydrogeologer, økologer, og mikrobiologer fra Sultan Qaboos University (Oman) og matematiker, Professor Yury Obnosov fra Kazan Federal University (Rusland).