德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员创建了美国各地的水资源资产负债表——追踪了该国 14 个主要含水层超过 15 年的总储水量。
结果于2021 年 8 月 17 日发表在《环境研究快报》上，该研究调查了灌溉习惯与气候之间的相互作用。
研究人员表示，该研究发现，在美国东半部的潮湿地区，地表水更容易获得，可以更有效地管理灌溉，这一发现可能对美国可以种植食物的地方产生影响。由于预计未来会出现长期干旱和间歇性强洪水，特别是在干旱的美国西部，人们越来越担心该地区的水资源，特别是灌溉农业。
“了解人类用水与极端气候之间的关系对于在未来制定更可持续的水资源管理实践非常重要，”该研究的主要作者布里奇特斯坎伦说，他是研究单位德克萨斯州经济地质局的高级研究科学家。杰克逊地球科学学院。
该研究还强调了地表水如何在补充地下水方面发挥重要作用，这些水资源有助于抑制灌溉的影响。
例如，密西西比河湾含水层中用于灌溉的地下水抽取量超过了世界上生产力最高的农业区之一加利福尼亚中央谷地。但卫星数据显示，尽管抽水量很高，但密西西比湾并没有经历任何长期的地下水枯竭。研究人员将此归因于地下水抽水从潮湿的密西西比海湾中密集的河流网络中捕获水。
相比之下，在干旱更为普遍的美国西部半干旱地区，灌溉可以放大或减弱干旱影响，具体取决于灌溉水源。例如，在加利福尼亚中央山谷，灌溉从湿润时期的主要地表水转变为干旱时期的主要地下水，从而放大了干旱对地下水枯竭的影响。这导致中央谷地地下水枯竭约 30 立方公里，与美国最大的地表水库米德湖的蓄水能力相当
在美国西北部和中北部，广泛的地表水灌溉可能有助于这些含水层的总蓄水量保持稳定或略有增加，尽管一些地区面临与中央山谷类似的干旱条件。
为了了解水是如何随时间变化的，研究人员使用 NASA GRACE 卫星在 2002 年至 2017 年间进行的测量来跟踪每个含水层区域中储存的总水量——包括地下水、土壤水分、地表水和雪。
研究人员还编制了每个含水层区域的气候数据和灌溉记录，以及美国地质调查局区域建模的结果。气候数据包括有关降水和干旱的信息。灌溉记录包括水量以及水是来自地表水还是含水层。
通过将一段时间内的总蓄水量与气候和灌溉数据进行比较，研究人员能够描述每个含水层区域的供水是如何变化的——以及人类在放大或抑制气候对蓄水量的影响方面所扮演的角色。
经济地质局局长斯科特廷克说，该研究对人类影响的见解为未来管理水资源提供了关键信息。
“随着我们继续研究极端气候的影响，了解人类管理实践对水和其他自然资源的影响也至关重要，”他说。“这项研究在这方面取得了重大进展。”
该研究由美国地质调查局鲍威尔中心和美国国家科学基金会资助。
该研究由杰克逊学院博士后研究员 Ashraf Rateb、该局高级研究科学家 Alexander Sun、美国地质调查局的 Ward Sanford 和 Don Pool、UT 空间研究中心的 Himanshu Save、清华大学的 Di Long 和国家干旱减缓中心共同撰写中心的布莱恩·福克斯。
