En ny undersøgelse viser, at amerikanere borer dybere end nogensinde efter ferskvand

Grundvandet kan være ude af syne, men for over 100 millioner amerikanere, der er afhængige af det for deres liv og levebrød, er det alt andet end ude af sind. Desværre, brønde er ved at blive tørre, og forskerne er lige begyndt at forstå det komplekse landskab af grundvandsforbrug.

Nu, forskere ved UC Santa Barbara har offentliggjort den første omfattende beretning om grundvandsboringer på tværs af det sammenhængende USA. De analyserede data fra næsten 12 millioner brønde i hele landet i optegnelser, der strækker sig årtier tilbage. Deres resultater vises i journalen Naturens bæredygtighed .

Ved at tackle arbejdet, Debra Perrone og Scott Jasechko havde en række forskellige spørgsmål om grundvandsforbrug, de ønskede at tage fat på. Først satte de sig for at bestemme, hvor i landet brøndene er placeret, og hvilke formål de tjener - indenlandske, industri eller landbrug. De ønskede også at spore dybderne af brønde i forskellige områder og teste for at se, om brønde bliver boret dybere over tid.

Med fokus på regioner, der vides at være afhængige af grundvand, såsom Californiens Central Valley, parret indsamlede et væld af oplysninger om forskellige typer brønde over hele landet. Grundvand er generelt et spørgsmål om statsforvaltning, så de var nødt til at hente deres data fra en række forskellige kilder. "[Det var] en af ​​de største forhindringer, " sagde Perrone, en adjunkt i UC Santa Barbaras afdeling for miljøstudier.

"Det tog os omkring fire år at indsamle og kvalitetssikre alle disse datakilder, " tilføjede Jasechko, en adjunkt med base i Bren School of Environmental Science &Management.

Forskere ved, at udtømning af grundvandet får nogle brønde til at løbe tør. Hvor forholdene er rigtige, boring af nye og dybere brønde kan afværge dette problem, for dem, der har råd. Ja, Perrone og Jasechko fandt ud af, at nye brønde bliver dybere mellem 1,4 og 9,2 gange så ofte, som de bliver boret mere lavvandede.

Hvad mere er, forskerne fandt ud af, at 79 % af de områder, de så på, viste uddybende tendenser på tværs af et vindue, der spænder fra 1950 til 2015. Hotspots for denne aktivitet omfatter Californiens Central Valley, High Plains i det sydvestlige Kansas, og Atlanterhavskysten, blandt andre regioner.

"Vi var overraskede over, hvor udbredt dybere brøndboring er, " sagde Jasechko. Nyhedsmedier havde dokumenteret tendensen på steder som Central Valley, men det er også udbredt i mange andre dele af landet. Dette inkluderer steder som Iowa, hvor grundvandet ikke er blevet undersøgt så intensivt, bemærkede han.

Årsagerne til at bore dybere er forskellige, ifølge Perrone. For eksempel, folk borer dybere for at undgå, at forurening siver ned i vandførende lag fra overfladen, eller for at få adgang til grundvandsmagasiner, der har mindre strenge tilbagetrækningsregler, forklarede hun. Nogle mennesker borer måske dybere for at hente mere vand.

"Det, vi finder, er, at på steder, hvor vandstanden er faldende, nogle mennesker borer dybere, måske for at undgå at deres primære vandforsyning bliver tør, " sagde Perrone. "Uanset grundene til, at amerikanerne borer dybere, vi foreslår, at dybere brøndboring er en uholdbar stop for grundvandsudtømning."

Fire vigtige faktorer forklarer, hvorfor dybere boring ikke vil løse vandproblemer på ubestemt tid. Til at begynde med, det koster mere, og det kræver mere energi at pumpe vand fra dyb undergrund sammenlignet med vand tættere på overfladen.

Geologi giver en anden udfordring:Dybere lag er generelt mindre befordrende for grundvandsudvinding. Og endelig, grundvandet har en tendens til at blive mere salt i dybden, så på et vist tidspunkt bliver det ubrugeligt, hvis det ikke behandles. Som resultat, i mange regioner er der en bund til, hvor dybt vi kan bore efter vand.

Dette problem rammer landdistrikterne særligt hårdt. "Grundvand er en afgørende ressource for landdistrikter, " sagde Perrone. "Vores tidligere arbejde viste, at grundvandsbrønde i landdistrikterne er særligt sårbare over for at blive tørre." Hvad mere er, disse samfund har ofte mindre kapacitet til at opdatere deres grundvandsinfrastruktur. Grundvand er også vigtigt for landbrugssektoren, som ofte er afhængig af det til kunstvanding, især i tørkeperioder, tilføjede hun.

Bevidst forvaltning og forvaltning af grundvandet er dukket op som aktive områder til at tackle denne udfordring. Tanken er at blive mere bevidst om, hvordan grundvandet bruges og regulere og overvåge praksisserne mere effektivt. Yderligere forskning er i gang om styret akvifer-genopladning, nemlig at tilskynde vand til at sive tilbage under jorden. Dette kan være normalt overfladevand, oversvømmelsesvand eller behandlet vand. Og særligt tørre områder overvejer, om de skal øge deres brug af genbrugsvand.

Forskere, praktikere og politiske beslutningstagere fra hele verden vil diskutere udfordringerne ved brug af grundvand samt potentielle løsninger på en kommende konference om grundvandets bæredygtighed. Perrone er en af ​​de ledende arrangører af begivenheden, som vil mødes i Valencia, Spanien i oktober.

Dette nye papir giver yderligere kontekst til en af ​​Perrone og Jasechkos tidligere studier – afsluttet med professorer Grant Ferguson fra University of Saskatchewan, og Jennifer McIntosh ved University of Arizona - hvor de fandt ud af, at USA muligvis har mindre brugbart grundvand end tidligere antaget. Det hænger også sammen med Perrones arbejde med hensyn til grundvandspolitik i hele USA. I fremtiden, hun har planer om at se på de juridiske rammer omkring grundvandsforbruget. "Mit mål er at forstå, hvilke typer love der bliver vedtaget i de vestlige 17 stater for at håndtere grundvandsudtagninger på mere bæredygtige måder, " hun sagde.