Overvågning af dyrebare grundvandsressourcer for tørre landbrugsregioner

En ramme designet til at give detaljerede oplysninger om brug af landbrugets grundvand i tørre regioner er blevet udviklet af KAUST -forskere i samarbejde med det saudiarabiske ministerium for miljøvand og landbrug (MEWA).

"Grundvand er en værdifuld ressource, men vi betaler ikke for det for at dyrke vores mad, vi pumper det bare ud, "siger Oliver López, der arbejdede på projektet med KAUSTs Matthew McCabe og kolleger. "Når noget er gratis, vi er mindre tilbøjelige til at holde styr på det, men det er kritisk, at vi måler udvinding af grundvand, fordi det påvirker både føde- og vandsikkerhed, ikke kun regionalt, men globalt. "

Saudi -Arabiens landbrugsjord vandes ofte via centerpivoter, der tapper underjordiske akviferkilder. Teamet har opbygget et kraftfuldt værktøj, der fanger detaljer om vandforbrug fra regional skala ned til individuelle felter. Dette er det første driftssystem i verden til overvågning og modellering af vandbrug i landbruget i så fine rumlige og tidsmæssige skalaer, bemærker López.

Rammen kombinerer data fra flere kilder, herunder Landsat 8 -satellitten, vejrudsigtsmodeller og en land-overflade hydrologi model, for at forbedre systemets opløsning og forudsigelsesnøjagtighed.

"Satellitbillederne viser tydelige mønstre af aktive marker mod den bare ørkenbaggrund, giver os mulighed for at identificere individuelle center-pivot felter, selvom de er uregelmæssige i form og størrelse, "siger López.

Teamet afledte afgrødefordampningshastigheder, overfladetemperatur og albedo, og afgrødemønstre fra satellitdataene. De kombinerede disse oplysninger med en regional overfladehydrologimodel for at estimere mængden af ​​vand, der blev leveret til hvert felt af centerpivoterne.

De evaluerede rammen på et forsøgsanlæg i 40 skalaer i Al Kharj i lille skala, før han prøvede den i stor skala i Al Jawf -provinsen, hvor det med succes skønnede vandforbruget i over 5000 individuelle felter. Fremgangsmåden er siden blevet anvendt nationalt på tværs af mere end 35, 000 felter.

"Vores ramme har givet omfattende skøn i markskala for 2015, der vil tjene som et benchmark for fremtidige sammenligninger, "siger López." Vi håber, at vores model tilbyder et konsekvent og pålideligt værktøj, der demonstrerer virkningen af ​​vandforvaltningspolitikker og driver fremtidige beslutninger. "

Teamet planlægger at integrere flere satellitdatakilder for at forbedre dataindsamlingsfrekvensen og -opløsningen, og dermed forbedre rammens nøjagtighed.

"Et centralt mål for vores forskningsgruppe er at overvåge alle områder, overalt, hele tiden' -et sandt Big Data -analyseproblem, "siger McCabe." For at imødekomme nationale og globale fødevare- og vandsikkerhedsproblemer, vi har brug for viden på lokalt plan, leveret på planetarisk skala. "