Sporing af vand fra flod til akvifer

En ny teknik ved hjælp af opløste ædelgassporere kaster lys over, hvordan vand bevæger sig gennem en akvifer, med konsekvenser for vandressourcer og deres sårbarhed over for klimaændringer.

Fødevare- og landbrugsorganisationen, et agentur for De Forenede Nationer, har omtalt bjerge som "verdens vandtårne." Globalt set bjergrige regioner leverer ferskvand til milliarder af mennesker gennem snesmeltning og gletschere. Men det 21. århundrede er klar til at belaste disse vandressourcer. Klimamodeller projekterer ændringer i timingen og mængden af ​​nedbør, ændret snedækningsdynamik, og smeltende gletsjere. Disse ændringer, ud over andre stammer, herunder stigende befolkningspres og forurening fra tidligere og nuværende industri og landbrug, vil påvirke strømmen af ​​floder, vandkvalitet, og opbevaring af grundvand.

Dette pres vil kræve omhyggelig vandforvaltning og muligvis endda redesign af drikkevandssystemer. I et nyt papir, Popp et al. beskrive en ny ramme, der bruger opløste ædelgasser til at spore, hvordan flodvand blandes med grundvand, og hvor hurtigt grundvand bevæger sig gennem en akvifer.

Casestudiet fandt sted i Emme -flodens opland i de schweiziske alper, et snesmeltet fodringssystem med et groft grus og sandflodleje over en akvifer. Forfatterne brugte helium-4 isotoper til at bestemme, hvordan flodvand og regionalt grundvand blandes under jorden. De brugte radon-222 isotoper til at udlede rejsetider for nylig infiltreret flodvand gennem akviferen. Resultaterne hjalp forfatterne med at estimere meget unge grundvands rejsetider, hvilket er afgørende for vurderingen af ​​vandsikkerheden.

Undersøgelsen viste, at næsten 70% af grundvandet i vandskellet stammer fra for nylig infiltreret flodvand. Flodvandet tager omkring 2 uger at bevæge sig gennem akviferen, og flodlejet styrer primært infiltration. Den høje andel af infiltreret grundvand og dets korte rejsetid gennem akvifer antyder, at det er sårbart over for stigende forurening og tørke.

Den nye metode giver resultater i næsten realtid og gør det muligt at kvantificere usikkerheder ved hjælp af en statistisk tilgang:en Bayesiansk blandemodel. Casestudiet i de schweiziske alper viser livskraft og merværdi af de foreslåede rammer. Forfatterne foreslår, at når de anvendes på forskellige vandområder, tilgangen kan fremhæve risici og sårbarheder over for bjergfødte vandforsyninger og forbedre vandsikkerheden på verdensplan.

Denne historie er genudgivet med tilladelse til Eos, vært for American Geophysical Union. Læs den originale historie her.