Исследование показывает пик использования водоносного горизонта Хай-Плейнс по штатам и общий спад потребления

Новое исследование Университета штата Канзас установило, что превышение скорости забора грунтовых вод из водоносного горизонта Хай-Плейнс над скоростью его естественного восполнения достигло пика в 2006 году. Прогнозируется, что его использование сократится примерно на 50% в следующие 100 лет.

Профессор гражданского строительства Дэвид Стьюард и аспирант Эндрю Аллен опубликовали эти выводы в недавнем исследовании Agricultural Water Management «Пик истощения грунтовых вод в водоносном горизонте Хай-Плейнс, прогнозы с 1930 по 2110 год». Это первая работа, в которой количественно оценен пик истощения водоносного горизонта.

Исследователи изучили исторические и прогнозируемые будущие темпы использования грунтовых вод восемью штатами, на территории которых расположен водоносный горизонт Хай-Плейнс. Он простирается под Южной Дакотой, Вайомингом, Небраской, Колорадо, Канзасом, Оклахомой, Нью-Мексико и Техасом, обеспечивая 30% оросительной воды для сельского хозяйства страны и играя ключевую роль в производстве продуктов питания.

Это исследование развивает работу 2013 года, опубликованную в Proceedings of the National Academy of Sciences, где Стьюард и коллеги прогнозировали будущее водоносного горизонта Огаллала в Канзасе. В новой работе прогнозы были расширены и включили скважины в Канзасе с истощающимся и стабильным уровнем грунтовых вод, а также все восемь штатов. Всего для понимания процессов истощения было изучено 3200 скважин в Канзасе и 11 000 скважин в остальных семи штатах.

Аллен написал компьютерный код для анализа огромных массивов данных географических информационных систем (GIS) о более чем 14 000 скважин. Было разработано логистическое уравнение, примененное к более чем 300 000 измерениям для создания исторической записи уровня воды и его прогноза до 2110 года.

Исследование показало, что истощение водоносного горизонта Хай-Плейнс развивалось с юга на север, достигнув пика в 2006 году для всего горизонта. При этом одни его части истощаются, а другие — нет. Пик в Техасе пришелся на 1999 год, в Нью-Мексико — на 2002, в Канзасе — на 2010, в Оклахоме — на 2012, а в Колорадо прогнозируется на 2023 год. Небраска, Южная Дакота и Вайоминг, согласно прогнозам, не достигнут пика до 2110 года.

«Мы уже наблюдаем нисходящий тренд в использовании воды для орошаемого земледелия, — отметил Стьюард. — Согласно существующим моделям водопользования, объем истощения и забора воды из водоноса сократится примерно вдвое в следующие 100 лет».

Кроме того, исследователи обнаружили, что кривые истощения водных ресурсов для каждого штата следуют колоколообразной модели, аналогичной модели истощения нефти в США по теории пика Хабберта.

Стьюард подчеркнул, что цель исследования — не сеять панику, а стимулировать проактивное управление и сохранение этого конечного ресурса. Исследование вносит вклад в диалог о том, как мы управляем водой и какие последствия несут наши сегодняшние решения, показывая, что будущее не предопределено, а зависит от выбора, который делают люди.