Исследователи используют спутниковую съемку для картирования использования грунтовых вод в Центральной долине Калифорнии

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего представили новый метод улучшения мониторинга грунтовых вод с помощью технологии дистанционного зондирования InSAR (интерферометрический радар с синтезированной апертурой) в сочетании с климатическими данными и данными о землепользовании. Этот подход позволяет восполнить пробелы в понимании устойчивого использования грунтовых вод в долине Сан-Хоакин в Калифорнии.

Работа может стать революционной для управления использованием грунтовых вод в сельскохозяйственных регионах по всему миру, поскольку мониторинг и управление этим ресурсом исторически затруднены из-за нехватки надежных данных. InSAR используется для создания высокодетальных карт движения земной поверхности во времени и пространстве, включая измерение проседания грунта, которое часто происходит при интенсивной откачке воды из подземных водоносных горизонтов.

Исследование, опубликованное в журнале Environmental Research Letters, выявило неожиданные закономерности. Несмотря на сообщения о высоком водопотреблении фруктовых и ореховых культур, наибольшие темпы проседания (и, как следствие, наибольшая интенсивность использования грунтовых вод) были зафиксированы у полевых культур, таких как кукуруза и соя, затем у пастбищных культур (люцерна) и овощных (томаты), и только потом — у фруктовых и ореховых культур, таких как миндаль и виноград. «Мы обнаружили противоположное нашей первоначальной гипотезе», — отметила ведущий автор исследования Морган Леви.

Комбинируя данные InSAR с информацией о земельном покрове, потенциальной эвапотранспирации (показатель потребности растений в воде) и расположении сетей поверхностного водоснабжения, исследователи установили, что в период с 2015 по 2017 год проседание происходило с гораздо большей скоростью на орошаемых сельхозугодьях по сравнению с неосвоенными землями, а также в засушливые годы с дефицитом поверхностных вод. За период исследования медианное совокупное проседание для полевых культур составило 272 мм, а для фруктовых и ореховых — 62 мм.

«Это можно объяснить двумя факторами: в среднем фруктовым и ореховым культурам требуется меньше воды физиологически, и они используют более эффективные методы орошения по сравнению с полевыми культурами», — пояснила Леви. Полученные данные могут быть использованы для поддержки усилий штата по предотвращению истощения водоносных горизонтов, что критически важно в условиях изменения климата и дефицита поверхностных вод.

Авторы подчеркивают, что предложенный метод синтеза данных InSAR с другими геофизическими и социальными данными обладает огромным потенциалом для совершенствования мониторинга и управления грунтовыми водами в сельскохозяйственных регионах по всему миру. Результаты также указывают на то, что политика устойчивого управления грунтовыми водами может учитывать не только общие объемы водозабора, но и «водоемкость» различных сельскохозяйственных культур.