Sporing af vandlagring viser muligheder for at forbedre vandforvaltningen under oversvømmelser og tørke

Forskere ved University of Texas i Austin har lavet en balance for vand på tværs af USA - sporing af den samlede vandlagring i 14 af landets største grundvandsmagasiner over 15 år.

Resultaterne blev offentliggjort i Miljøforskningsbreve den 17. aug. 2021, med forskningen, der undersøger samspillet mellem vandingsvaner og klima på vandet.

Undersøgelsen viste, at kunstvanding kan styres mere effektivt i fugtige områder i den østlige halvdel af USA, hvor overfladevand er lettere tilgængeligt, en konstatering, der kan have betydning for, hvor USA kan dyrke mad, ifølge forskerne. Med længerevarende tørke og periodiske intense oversvømmelser forventes i fremtiden, især i det tørre vestlige USA, der er stigende bekymring for overbeskatning af vandressourcer i regionen, især til kunstvandet landbrug.

"Det er vigtigt at forstå forholdet mellem menneskers vandforbrug og klimaekstremiteter for at udvikle mere bæredygtig vandforvaltningspraksis i fremtiden, " sagde studiets hovedforfatter Bridget Scanlon, seniorforsker ved UT Bureau of Economic Geology, en forskningsenhed fra Jackson School of Geosciences.

Undersøgelsen fremhæver også, hvordan overfladevand spiller en vigtig rolle i genopfyldning af grundvand, med disse vandressourcer, der hjælper med at dæmpe virkningerne af kunstvanding.

For eksempel, grundvandspumpning til kunstvanding i Mississippi Embayment Aquifer oversteg den i California Central Valley, et af de mest produktive landbrugsområder i verden. Men satellitdata viste, at Mississippi Embayment ikke oplevede nogen langsigtet grundvandsudtømning på trods af de høje niveauer af pumpning. Forskere tilskrev dette til grundvandspumpning, der fanger vand fra det tætte strømnetværk i den fugtige Mississippi Embayment.

I modsætning, i det halvtørre vestlige USA, hvor tørke er meget mere udbredt, kunstvanding kan forstærke eller dæmpe tørkepåvirkninger afhængigt af kilden til kunstvandingsvandet. For eksempel, i California Central Valley, kunstvanding skifter fra overvejende overfladevand i våde perioder til overvejende grundvand under tørke, forstærker tørkens indvirkning på grundvandsnedbrydningen. Dette har ført til en udtømning af grundvandet i Central Valley på i alt omkring 30 kubikkilometer, svarende til lagerkapaciteten i Lake Mead, det største overfladevandsreservoir i USA

Og i det nordvestlige og nordlige centrale USA, udbredt overfladevandsvanding har sandsynligvis hjulpet den samlede vandoplagring i disse grundvandsmagasiner til at forblive stabil eller øges en smule, selvom nogle områder stod over for lignende tørkeforhold som Central Valley.

For at forstå, hvordan vand ændrede sig over tid, forskerne brugte målinger fra NASAs GRACE-satellitter taget fra 2002-2017 til at spore den samlede mængde vand, der er lagret i hvert akviferområde - inklusive grundvand, jordfugtighed, overfladevand og sne.

Forskerne kompilerede også klimadata og kunstvandingsregistreringer for hvert akviferområde og resultater fra regional modellering af U.S. Geological Survey. Klimadataene omfattede oplysninger om nedbør og tørke. Vandingsoptegnelserne omfattede vandmængder og om vandet kom fra overfladevand eller grundvandsmagasiner.

Ved at sammenligne den samlede vandlagring over tid med klima- og kunstvandingsdata, forskerne var i stand til at beskrive, hvordan vandforsyningen i hvert akviferområde ændrede sig - og den rolle, mennesker spillede i at forstærke eller dæmpe klimapåvirkningerne på vandlagring.

Scott Tinker, direktøren for Bureau of Economic Geology, sagde, at undersøgelsens indsigt i menneskelig indflydelse tilbyder kritisk information til styring af vandressourcer i fremtiden.

"Når vi fortsætter med at studere virkningerne af ekstreme klimaer, det er vigtigt også at forstå virkningerne af menneskelig forvaltningspraksis på vand og andre naturressourcer, " sagde han. "Denne undersøgelse gør betydelige fremskridt hen imod dette mål."