Kritiske grundvandsforsyninger vil måske aldrig komme sig efter tørke

Sammen med orkaner og skovbrande, der er en anden vigtig, men sjældent diskuteret effekt af klimaændringer - giftigt vand og synkende land forværret af grundvandstørke.

Vand fra sne og regn siver dybt ned i jorden mellem lag af jord og samler sig i svampelignende underjordiske badekar, kaldet grundvandsmagasiner. Landmænd er stærkt afhængige af dette grundvand for at vande deres afgrøder, når de ikke kan få nok vand fra overfladevandkilder.

Omtrent 85 procent af californiere er også afhængige af grundvand til en del af deres vandforsyning. I hele verden, anslået to milliarder mennesker er afhængige af det. Imidlertid, overdreven brug af grundvand kombineret med tørke har fået jordoverfladen til at synke, ødelægger kritisk infrastruktur, herunder veje, bygninger, og spildevands- og vandrør.

Ny forskning ved UC Riverside viser, at grundvandet i gennemsnit tager tre år at komme sig efter tørken - hvis det overhovedet kommer sig. I den største undersøgelse af sin art, videnskabsmænd fandt ud af, at denne genopretningstid kun gælder for grundvandsmagasiner, der ikke er berørt af menneskelig aktivitet, og restitutionstiden kan være endnu længere i områder med overdreven pumpning.

For at grundvandsniveauet skal komme sig efter en tørke, ny nedbør kræver tid til at trænge gennem jorden og genoplade den udtømte grundvandsmagasin. Forskerne viser, at denne proces kan tage flere år længere i områder med dybere grundvandsspejl.

"Hvis folk pumper grundvand uden først at lade det genoplade, Grundvandsstanden bliver ved med at falde, udgifterne til pumpning stiger, og landet synker, " forklarede Hoori Ajami, UCR grundvandshydrolog og studie medforfatter og hovedefterforsker på dette projekt.

Udgivet i Journal of Hydrologi, den nye undersøgelse er den første til at undersøge grundvandets reaktion på tørke på kontinental skala. Tidligere undersøgelser af grundvandstørke har for det meste været baseret på modelsimuleringer og dækket mindre områder. Denne undersøgelse byggede på 30 års daglige målinger fra 600 brønde over hele landet.

Gennemsnitlig, forskerne fastslog, at det tager omkring to år for regnvandstørke at blive til grundvandstørke, selvom det i nogle tilfælde tager så lang tid som 15 år. På grund af den lange forsinkelsestid, virkningerne mærkes eller ses ikke med det samme. Imidlertid, de kan være alvorlige.

Grundvandstørke kombineret med pumpning kan forårsage en gradvis, ujævn sænkning af jordoverfladen kaldet sætning. "Det er et kendt problem i Californiens centrale Vaalley, forværret af klimafaktorer og overdreven vandpumpning, "Ajami sagde. "Sænkning forårsager irreversibel skade på infrastruktur, bygninger og veje."

Når jorden skifter og vandstanden falder, forurenende stoffer i jorden, som arsen, kan mobilisere og forgifte vandet. I kystområder, grundvandsmagasiner udtømt af tørke og pumpning kan fyldes op med salt havvand, gør grundvandet ubrugeligt til drikke eller landbrug.

"Du starter med et problem med vandmængde, og du ender med et problem med vandkvaliteten, " sagde Ajami.

"Overdreven pumpning sænker grundvandsstanden, skabe en nedadgående spiral, hvor genoprettelse af grundvandsmagasinet bliver sværere og sværere, " tilføjede studiemedforfatter Adam Schreiner-McGraw.

For at reducere skaderne fra langvarig tørke, som er en uundgåelig, når planeten fortsætter med at varme, forskerne har flere anbefalinger. De fleste klimamodeller viser, at regn bliver mere intens. Oplagring af regnvand kunne genoplade vandførende lag, fremskynde genopretningsprocessen.

Forskerne foreslår også, at landmænd forbedrer kunstvandingseffektiviteten og skifter flerårige planter som mandler, pistacienødder, og valnødder til etårige, mindre vandintensive afgrøder i områder, hvor grundvandsnedbrydningen er alvorlig.

"Vi er nødt til at forbedre vores klimaprognoser til at inkludere grundvand, så vi bedre kan vurdere, hvad vi har, og hvordan vi beskytter det, "Ajami sagde. "Der er måder at bedre styre det, vi har."