Исследователи рассчитывают уровень грунтовых вод по спутниковым данным

Новый компьютерный алгоритм, разработанный в Стэнфордском университете, позволяет ученым использовать спутниковые данные для определения уровня грунтовых вод на значительно больших территориях, чем когда-либо прежде.

Методика, подробно описанная в июньском номере журнала Water Resources Research, может привести к созданию более точных моделей потока грунтовых вод. Она особенно полезна в сельскохозяйственных регионах, где распространена откачка подземных вод и существует проблема истощения водоносных горизонтов. Исследователи применили алгоритм для определения уровней грунтовых вод во всей сельскохозяйственной котловине долины Сан-Луис в Колорадо.

В основе алгоритма лежат данные спутниковой технологии Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), которая отслеживает сантиметровые изменения высоты земной поверхности. Ранее ученые уже показали корреляцию между деформацией поверхности и колебаниями уровня грунтовых вод, но анализ был ограничен из-за ручного отбора высококачественных пикселей на спутниковых снимках. Новый алгоритм автоматизирует этот процесс и интерполирует данные для областей между такими пикселями.

Это позволило команде рассчитать деформации поверхности и уровни грунтовых вод для всей котловины долины Сан-Луис площадью около 4000 км² — в пять раз больше, чем в предыдущем исследовании. Ученые также проследили динамику изменений с 2007 по 2011 год. Анализ выявил временной лаг между откачкой воды и проседанием грунта, который может служить индикатором геологических свойств водоносного горизонта, например, наличия глины.

Следующим шагом станет интеграция данных InSAR о уровнях грунтовых вод и характеристиках водоносных горизонтов с информацией из других источников для создания улучшенных моделей, учитывающих полный водный баланс, включая пополнение запасов и расход воды.