Согласно новому исследованию, проведённому учёным из Университета штата Вашингтон, сложная взаимосвязанная система водоносных горизонтов в восточном Вашингтоне испытывает сокращение запасов подземных вод. Люди используют их для орошения, питья и других целей такими темпами, которые угрожают устойчивости системы.
В некоторых «горячих точках», таких как район Одессы и бассейн Якима, темпы сокращения особенно значительны: уровень подземных вод падает на два-три фута в год и более.
Данные основаны на новой метрике уязвимости воды. Вместо того чтобы просто подсчитывать, сколько подземных вод имеется, она измеряет, сколько их фактически доступно с помощью существующих скважин.
«С этими цифрами мы можем сказать: „Эй, это проблема сейчас“, — сказала Саша Макларты, доцент кафедры гражданского и экологического инжиниринга в WSU и автор исследования. — „Это не проблема в будущем, это проблема сейчас“».
Исследование, опубликованное в журнале Groundwater for Sustainable Development, даёт подробную картину региональной системы водоносных горизонтов на Колумбийском плато. Хотя не во всех районах системы наблюдается сокращение, исследование подчёркивает необходимость увеличения запасов воды, например, за счёт водосбережения, дополнительного использования поверхностных вод и проектов по пополнению водоносных горизонтов.
Основные выводы исследования
Исследование фокусируется на малоизученном элементе системы водоносных горизонтов — её изменчивости как по географическому положению, так и по глубине залегания. Система лежит в основе бассейна реки Колумбия в Вашингтоне, Айдахо и Орегоне, обеспечивая от четверти до трети оросительной воды в регионе.
Она состоит из четырёх основных геологических слоёв — трёх базальтовых слоёв, сформированных в разные периоды истории, и верхнего слоя осадочных материалов.
«Представьте себе слоёный торт, где есть кусочки настоящего торта, в основном трещиноватого базальта, а между ними — глазурь, части, где вода движется более легко, — сказала Макларты. — Это наш водоносный горизонт».
Однако, в отличие от слоёного торта, слои не лежат друг на друге аккуратно и упорядоченно. «От места к месту это наслоение выглядит по-разному, — сказала она. — Наша статья — первая, в которой действительно количественно оценена эта изменчивость, основанная на наблюдениях, как в тенденциях уровня воды, так и в уязвимости по всему водоносному горизонту».
Предыдущие исследования подземных вод сравнивали темпы использования воды с объёмом воды в слоях водоносного горизонта, метрику, известную как насыщенная толщина. Но большая часть этой воды лежит ниже глубины существующих скважин. В статье Макларты измеряется вода, доступная для текущей инфраструктуры скважин, которую они определяют как доступную депрессию (ADD), и это более полезный показатель для оценки того, насколько уязвимы пользователи подземных вод к сокращению.
«Если у вас есть подземные воды на глубине 15 000 футов, это никому не поможет», — сказала Макларты.
Используя данные Департамента экологии штата, собранные почти с 3 000 скважин, забирающих воду из водоносных горизонтов, исследователи рассчитали тенденции в четырёх слоях водоносного горизонта. В самом толстом базальтовом слое, известном как Гранд-Ронд, наблюдалось самое крутое сокращение запасов подземных вод — в среднем на 1,86 фута в год и до примерно 7 футов в год. В верхнем слое осадочных материалов, известном как слой переслаивания, ежегодное сокращение было наименьшим — 0,22 фута в год. Но слой переслаивания всё ещё уязвим, поскольку у него меньше доступной депрессии, как показывает исследование.
Макларты сосредоточилась на 15 географических подрайонах в штате, которые высветили точки наибольшей озабоченности. Одной из таких точек является район Одессы в восточном Вашингтоне, который идёт в ногу с потреблением 10% доступной депрессии к 2040 году — и наполовину в течение 70 лет.
Скважины в бассейне Якима продемонстрировали тенденцию, аналогичную тенденции в Одессе, и в большинстве подрайонов наблюдалась тенденция к сокращению запасов подземных вод. Однако не везде так. Водоносный горизонт Спокана набирает воду, один из трёх подрайонов с положительной тенденцией.
Макларты сказала, что это благодаря очень активным усилиям по управлению и мониторингу, включая специально выделенную зону защиты водоносного горизонта. Другие районы более сложны: в некоторых слоях наблюдается сокращение, а в некоторых — увеличение даже в одной и той же области, как в районе инвентаризации водных ресурсов Рок-Глэйд. Исследование показывает, что нельзя рассматривать подземные воды как единое целое.
Макларты надеется, что новое исследование будет способствовать усилиям по улучшению устойчивости подземных вод.
«Что меня больше всего волнует, так это то, будет ли у людей и экосистем в будущем подземные воды в той степени, в какой они им нужны? — сказала она. — Я надеюсь, что эти данные могут быть использованы для определения приоритетов инвестиций в повышение водной безопасности, показывая, где эти усилия необходимы».
Макларты сотрудничает с природоохранными округами в районе водоносного горизонта для мониторинга подземных вод.
Предоставлено
Вашингтонский государственный университет