发表时间:2025-03-14 23:31:49 来源:bob博鱼
一项新的研讨制作了大陆地下水流图,提醒了雨水和融雪在地下的活动比曾经所知道的要远得多,也深得多。 一半以上的溪水来自深层含水层,这对污染盯梢和地下水办理具有极端重大含义。
科罗拉多州冈尼森县泰勒公园流域鸟瞰图。 图片来自:Drew Bennett
来自普林斯顿大学和亚利桑那大学的研讨人员开发了一种开创性的模仿技能,能够制作出大陆规模的地下水运动图。 通过三年的广泛研讨,这项研讨追寻了水的隐秘旅程--从雨滴或融雪进入地下到终究从头呈现在淡水溪水中。 模仿依据成果得出,水能够流到很深的当地,从入口处从头浮出水面长达100英里,在地下逗留的时刻从10年到惊人的10万年不等。
这项研讨宣布在1月6日的《天然-水》(Nature Water)杂志上,它标明降雨和融雪渗透到地球内部的间隔比曾经幻想的要远得多。 此外,研讨还标明,河流和溪水中一半以上的水都来自曾被以为与地表水体系阻隔的深层含水层。 这些发现对办理地下水资源、盯梢污染状况及猜测气候均匀状况随时刻的改变对地下水的影响具有极端重大含义,而地下水是美国一半人口的重要饮用水源。
该模仿横跨美国大陆以及加拿大和墨西哥的部分区域,盯梢地下水的活动状况,丈量地下水在300多万平方英里(785万平方公里)的规模内排入溪水之前的巨大间隔和深度。 研讨人员通过高分辨率水文模仿完成了这一方针,然后能够盯梢地下水体系中的水流状况。
研讨小组成员包含普林斯顿大学威廉和埃德娜-马卡莱尔工程与应用科学教授、普林斯顿大学高草甸环境研讨所教授里德-马克斯韦尔;普林斯顿大学前副研讨员陈阳(现就职于我国中山大学);以及亚利桑那大学教授劳拉-康顿。
他们发现,地下水能够在地下活动数百公里,然后以溪水的方式呈现。 在美国中西部,地下水的活动间隔很长,尤其是在山脉与平原交汇的当地。 沿落基山脉底部的一条地下水流横跨 148 英里(238 公里)。 这项研讨还提醒了地下水巨大的衔接网络: 美国简直 90% 的流域都是从一个街坊那里取水,然后再输送到另一个街坊那里。
研讨成果具有惊人的含义。 地下水占国际不冻淡水总量的 99%,为 1.45 亿美国人供给饮用水。 它对咱们的粮食供应也至关重要,灌溉着全球 60% 的农业。 可是,地下水正在以惊人的速度干涸,并且长期以来一向难以模仿。 这项研讨的新回忆性剖析和猜测性模仿供给了盯梢这一重要资源的时机,并让咱们不难发现石油和天然气等井场渗漏形成的深远影响。
流域之间的彼此联络不仅对溪水很重要,Maxwell 说。这也告知咱们污染将在地下水中继续多久。 硝酸盐和全氟辛烷磺酸等广泛存在的污染物会通过绵长的旅程进入溪水,然后使其更难办理,乃至更耐久。
第二个重要的新发现是,来自十分深的含水层的地下水对溪水的奉献很大。 麦克斯韦尔的研讨小组发现,在 56% 的子流域中,来自地表以下 10 至 100 米含水层的深层地下水奉献了一半以上的基流。 在地势斜度最陡的区域,如落基山脉和阿巴拉契亚山脉,地下水的深度最大。