Отслеживание запасов воды указывает на возможности для улучшения управления водными ресурсами во время наводнений и засух

Исследователи из Техасского университета в Остине составили баланс водных ресурсов для США, отслеживая общие запасы воды в 14 крупнейших водоносных горизонтах страны за 15 лет.

Результаты, опубликованные в журнале Environmental Research Letters 17 августа 2021 года, показывают взаимосвязь между практикой орошения и климатом. Исследование показало, что ирригацию можно более эффективно управлять во влажных регионах восточной половины США, где легче доступны поверхностные воды. Это открытие может повлиять на решения о том, где страна может выращивать продовольствие. В условиях ожидаемых более длительных засух и периодических сильных наводнений, особенно в засушливых западных штатах, растет обеспокоенность по поводу перегрузки водных ресурсов региона, особенно для орошаемого земледелия.

Исследование также подчеркивает важную роль поверхностных вод в пополнении запасов подземных вод, что помогает смягчать последствия орошения. Например, забор подземных вод для орошения из водоносного горизонта Миссисипского прогиба превысил показатели Калифорнийской Центральной долины, одного из самых продуктивных сельскохозяйственных регионов мира. Однако спутниковые данные показали, что в Миссисипском прогибе не произошло долгосрочного истощения подземных вод, несмотря на высокий уровень забора. Исследователи объясняют это тем, что откачка грунтовых вод захватывает воду из густой сети водотоков во влажном регионе.

В отличие от этого, в полузасушливых западных штатах, где засухи встречаются гораздо чаще, орошение может усиливать или смягчать последствия засухи в зависимости от источника воды. Например, в Калифорнийской Центральной долине орошение переключается с преимущественно поверхностных вод в периоды дождей на преимущественно подземные воды во время засух, усиливая воздействие засухи на истощение водоносных горизонтов. Это привело к общему истощению подземных вод в Центральной долине примерно на 30 кубических километров, что сопоставимо с емкостью водохранилища озера Мид, крупнейшего поверхностного водохранилища США.

Для понимания динамики водных запасов исследователи использовали измерения спутников NASA GRACE за период с 2002 по 2017 год, чтобы отслеживать общее количество воды, хранящейся в каждом водоносном горизонте, включая грунтовые воды, почвенную влагу, поверхностные воды и снег. Сравнивая эти данные с климатической информацией и записями об орошении, ученые смогли описать, как меняются водные ресурсы и какую роль в этом играет человек.