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美国加利福尼亚州深层地下水盐度研究:水资源的数量、质量及保护_南京地理与湖泊研究所

南京地理与湖泊研究所 免费考研网/2018-05-14

美国加利福尼亚州正经历着1000多年来最严重干旱的第5个年头,目前已造成森林大火、农作物歉收、水价飙升10倍,让农民不堪重负。

2016年6月17日,PNAS期刊在线发表了题为《美国加利福尼亚州深层地下水盐度研究:水资源的数量、质量及保护》的文章指出,该州中央山谷305~3000m处蓄水层含有大量的地下水,总量可达到2700km3,相当于超过密歇根湖一半的水量且大多分布在不超过地下1000m的地方。

  加州环保部门的石油、天然气和地热资源分部收集了来自该州油、气、矿藏中水的含盐量和总溶解颗粒物的数据。通过分析360个油、气井的数据,并将其与相应区域的岩石特性数据进行对比,例如孔隙度等,据此来推断该州8个县地下深达5000米的含水层的面积、体积和水质。与之前的地下水储量估计值相比,该研究所发现的“可用水”数量多达3倍,尽管这些水没有洁净到可以饮用的程度,但基本上可用于灌溉作物。

  虽然,加州地下水储量比预想的更为丰富。但是,大部分的水源位于易受到石油和天然气开发污染的地区。以克恩县(Kern County)为例,该地区的石油和天然气开采活动,19%都集中于最新研究的淡水储存区,而35%的石油和天然气开采活动活跃在饮用水区域。研究人员指出,在加州和美国其他地区需要加大对地下水的监测,特别是在油气钻探频繁、废水注入和水力压裂的地区。

  此外,这种地下水即便容易被抽取出来,暂时也难以利用。其中,水质问题值得关注,比如高浓度的矿物盐和其他类型的污染物。在未来几十年后,可以通过对环境影响最小的提取和处理技术,使得这些苦咸水将来成为重要的水源地。然而,目前大部分地下水资源还是太深并且质量太差。

  从政策角度来看,对于加州来说,防止过度使用浅层水比抽取深层水更为重要。当人们可以从1/4英里处抽水时,没有人会从1英里外抽取地下水。根据加州2014年新出台的地下水管理条例来看,如果深钻会对周围环境产生较大的影响,那么这种深钻也是违法的。

  此外,长期抽取地下水还会产生地面沉降的风险,特别是在地下水较深的地区。如抽取地下水造成的下陷、岩石和粘土层崩溃等。在加州局部地区,地层下陷已造成土层以惊人的速度下沉。需要进一步地研究、监测这些深层地下水源,在某些情况下还需要做好保护措施。

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