Durch Bodenabsenkungen, ob natürlich oder vom Menschen verursacht, verringert sich die Kapazität der Grundwasserleiter weltweit um bis zu 17 km3 pro Jahr.
Bewässerungssystem im San Joaquin Valley, Kalifornien. Foto: GomezDavid/iStock
Ein Wissenschaftlerteam des Desert Research Institute (DRI) der Colorado State University und der Missouri University of Science and Technology untersuchte den weltweiten Rückgang der Grundwasserkapazität aufgrund von Bodenabsenkungen, berichtete Interesting Engineering am 7. November. Neue Forschungsergebnisse in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Bodenabsenkung ist die Absenkung der Erdoberfläche aufgrund des Verlusts von flüssigem oder festem Material darunter. Dieses Phänomen kann auf natürliche Weise auftreten oder als Folge menschlicher Aktivitäten, wie etwa Bergbau, Öl- und Gasförderung und Grundwasserabpumpen, auftreten. Wenn Grundwasser aus einem Grundwasserleiter gepumpt wird, kollabieren die Hohlräume zwischen Boden- und Gesteinspartikeln, wodurch das Volumen und die Kapazität des Grundwasserleiters verringert werden. Dies führt dazu, dass der darüber liegende Boden teilweise um mehrere Meter absinkt. Bodenabsenkungen können sich negativ auf die Infrastruktur, die Landwirtschaft, Ökosysteme und die menschliche Gesundheit auswirken.
„Unsere Forschung stellt die durch übermäßiges Grundwasserpumpen verursachte Bodenabsenkung in einen globalen Kontext“, sagte Fahim Hasan, ein Doktorand an der Colorado State University.
Die Studie verwendet Methoden wie Fernerkundung, modellierte Datensätze und maschinelles Lernen, um Senkungsphänomene zu analysieren und zu quantifizieren. Durch das Verständnis der Mechanismen, die zu Bodenabsenkungen und dem Zusammenbruch von Grundwasserleitern führen, ist es Wissenschaftlern gelungen, Karten zu erstellen, mit deren Hilfe globale Bodenabsenkungen präzise vorhergesagt werden können. Die Karten sind ein nützliches Instrument, um das Ausmaß der Bodensenkung in bekannten Gebieten zu beurteilen und Gebiete mit unbekannten und problematischen Grundwasserbedingungen zu lokalisieren. Auf diese Weise unterstützen sie die Entwicklung nachhaltiger Maßnahmen zur Grundwasserbewirtschaftung.
Neues Tool sagt globale Landabsenkungen mit hoher räumlicher Auflösung von etwa 2 km voraus. Außerdem wird geschätzt, dass weltweit jährlich 17 km3 Grundwasserkapazität verloren gehen. Dieser Verlust von 17 km3 entspricht der Größe von 7.000 Pyramiden von Gizeh in Ägypten und ist dauerhaft und kann nicht ausgeglichen werden, selbst wenn die Grundwasserförderung eingestellt wird.
Darüber hinaus unterstreicht die Studie auch die Notwendigkeit nachhaltiger Maßnahmen zur Grundwasserbewirtschaftung, insbesondere in landwirtschaftlich nutzbaren Flächen und städtischen Gebieten, die etwa 73 % der auf der Karte verzeichneten Senkungsgebiete ausmachen. „Mit der neuen Studie wollten wir die Dynamik der Bodenabsenkung weltweit verstehen, und zwar mit einer Auflösung, die hoch genug ist, um lokalen Verwaltungsbehörden zu helfen“, sagte der Co-Autor der Studie, Sayantan Majumdar, ein Experte für Hydrologie und Fernerkundung am DRI.
Thu Thao (Laut Interesting Engineering )
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