زمانی بود که بزرگترین شهرهای جهان در حاشیه رودخانه ها واقع شده بودند. آب ذخیره شده در زیر سطح زمین منبعی است که زندگی را در بسیاری از نقاط خشک کره زمین زنده نگه داشته است. مصرف آب زیرزمینی به عنصری اساسی در توسعه شهری و گسترش جمعیت انسانی به مناطقی تبدیل شده است که در غیر اینصورت غیرقابل سکونت خواهد بود. بیشتر ذخایر آب زیرزمینی جهان از سفره های زیرزمینی "فسیلی" تأمین می شود. این بدان معناست که آخرین بار آب بسیار طولانی آبخوان را پر کرده است: در محدوده 10،000-20،000 سال، زمانی که سیاره ما در آخرین دوره یخبندان بود. در بسیاری از موارد، اگر امروز از این آب استفاده کنیم، در طول زندگی ما شارژ نمی شود. بنابراین در حال حاضر مقدار محدودی آب برای استفاده وجود دارد و برداشت بیش از حد آن پایدار نمی شود.

آب زیرزمینی حوضه آمازون

GRACE می تواند تغییرات فصلی در آبهای زیرزمینی را اندازه گیری کند، همانطور که در این نمونه از حوزه آمازون مشاهده می شود. برای اطلاعات بیشتر و مشاهده انیمیشن روی این تصویر کلیک کنید.

متأسفانه، نظارت بر استفاده از آبهای زیرزمینی در سطح جهانی دشوار است. حتی در ایالات متحده، چاه هایی که در املاک خصوصی حفر می شوند، می توانند از نظارت رسمی معاف شوند. این یک مفهوم تا حدودی غیر منطقی است، زیرا سفره های زیرزمینی (حوضه های زیرزمینی که ذخایر آب زیرزمینی را در خود نگه می دارند) اغلب از مرزهای مالکیت خصوصی فراتر می روند و آب موجود در آنها بین زمین چندین صاحب ملک آزادانه جریان می یابد. از آنجا که آب یک منبع مشترک است، باید با در نظر گرفتن مزایای مشترک و صرفه جویی در مصرف آب، آن را مدیریت کرد.

ماموریت GRACE ناسا اولین فرصت را برای اندازه گیری مستقیم تغییرات آبهای زیرزمینی از فضا فراهم می کند. با مشاهده تغییرات در میدان گرانش زمین، دانشمندان می توانند تغییرات مقدار آب ذخیره شده در یک منطقه را تخمین بزنند که باعث تغییر گرانش می شود. GRACE بیش از 10 سال سابقه داده برای تجزیه و تحلیل علمی فراهم می کند. این تفاوت بزرگی را برای دانشمندان و مدیران آب ایجاد می کند که می خواهند روند چگونگی مصرف منابع ما را در طولانی مدت درک کنند. GRACE داده های مربوط به بزرگترین سفره های زیرزمینی جهان و چگونگی تغییر ذخیره آب آنها را بازگردانده است [به عنوان مثال رودل و فامیگلیتی، 2001؛ ِاه و همکاران، 2006؛ رودل و همکاران، 2007]. دانشمندان می توانند با استفاده از برآورد تغییرات برف و سطح رطوبت خاک، تغییر دقیق حجم آب زیرزمینی را در یک بازه زمانی مشخص محاسبه کنند.

مطالعه ای توسط رودل و همکاران [2009] در شمال غربی هند از مشاهدات تغییر ذخیره آب زمین از GRACE و تغییرات شبیه سازی شده آب و خاک از سیستم مدل سازی هیدرولوژیکی یکپارچه سازی داده استفاده کرد تا نشان دهد که آبهای زیرزمینی در حال تخلیه با سرعت متوسط ​​4.0 سانتی متر در سال است. ارتفاع معادل آب (7/17 +/- 4/5 کیلومتر مکعب در سال) بر فراز ایالت های راجستان، پنجاب و هاریانا (از جمله دهلی) هند. در طی دوره مطالعه آگوست 2002 تا اکتبر 2008، کاهش آب زیرزمینی معادل از دست دادن خالص 109 کیلومتر مکعب آب بود که دو برابر ظرفیت بزرگترین مخزن آبهای سطحی هند است.

در مناطق کشاورزی با بهره وری بالا مانند دره مرکزی کالیفرنیا، که آب زیرزمینی اغلب قسمت عمده ای از آب مورد نیاز برای آبیاری را تأمین می کند، به دلیل کمبود زیرساخت نظارت و عدم نیاز به گزارش استفاده از آب، میزان تخلیه آب زیرزمینی همچنان یک چالش است. مقاله 2011 توسط فامیلایت و همکاران. از 78 ماه (اکتبر، 2003 تا مارس، 2010) از داده های GRACE برای تخمین تغییرات ذخیره آب در حوضه های رودخانه ساکرامنتو و رودخانه سان خواکین کالیفرنیا استفاده کرد. آنها دریافتند که حوضه ها در حال از دست دادن آب با سرعت 31.0 ± 2.7 میلی متر در سال − معادل ارتفاع آب، برابر با حجم 30.9 کیلومتر مکعب برای دوره مطالعه، یا تقریباً ظرفیت دریاچه مید، بزرگترین مخزن ایالات متحده هستند. آنها از مشاهدات اضافی و اطلاعات مدل هیدرولوژیکی استفاده کردند تا مشخص کنند که بیشتر این تلفات به دلیل تخلیه آبهای زیرزمینی در دره مرکزی بوده است.

این اعداد جالب هستند زیرا تأثیر انسان بر منابع آب را توصیف می کنند. وقتی خشک است و آب رودخانه کمتر است ، ما تمایل داریم که آب زیرزمینی بیشتری را جایگزین تمام نیازهای کشاورزی ، خانگی و صنعتی خود کنیم. بنابراین فعالیت های انسانی می تواند مستقیماً باعث افزایش خشک شدن موضعی شود که توسط آب و هوا ایجاد می شود. سفره های زیرزمینی بزرگ در استرالیا (حوضه کنینگ)، خاور میانه، دشت چین شمالی، شمال هند، آبخوان جنوبی High Plains در ایالات متحده و البته دره مرکزی کالیفرنیا، همگی به طور قابل توجهی در اثر ثبت GRACE تحت تأثیر قرار گرفته اند. GRACE اولین ابزاری است که می تواند میزان فقدان آب از این سفره های زیرزمینی را از فضا تخمین بزند. در جدیدترین گزارش IPCC-AR5، تخمین زده می شود که پمپاژ آبهای زیرزمینی در حدود 15-25٪ از میزان فعلی افزایش سطح جهانی دریا نقش داشته باشد.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

پروژه تخصصی در لینکدین

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح