Эффективное руководство и инвестиционные решения должны основываться на надежных данных, не только о том, где находятся подземные воды, но и о скорости их пополнения. Недавно проведенное исследование, впервые использующее наземные измерения, позволило количественно оценить уровень пополнения подземных вод по всей Африке - в среднем за пятидесятилетний период - что поможет определить устойчивость водных ресурсов для африканских стран.
В ходе исследования, проведенного под руководством Британской геологической службы и с участием международной группы из Великобритании, Южной Африки, Франции, Нигерии и Америки, был разработан набор данных из 134 существующих исследований пополнения запасов в Африке за период с 1970 по 2019 годы, чтобы создать ценный ресурс, обеспечивающий обзор структуры пополнения запасов на континенте. Были оценены долгосрочные средние значения пополнения баланса, и каждый источник данных подвергся критической оценке. Затем данные о пополнении запасов были проанализированы с использованием линейной модели для картирования по всей Африке. Результирующий набор данных представляет собой первое подобное наземное приближение возобновляемости запасов подземных вод в Африке. Результаты были опубликованы сегодня в журнале Environmental Research Letters, а карты и данные находятся в свободном доступе в Интернете для правительств, исследователей и НПО.
Ведущий автор статьи, гидрогеолог Британской геологической службы, профессор Алан Макдональд объясняет необходимость этого исследования: «Во многих частях мира быстрое увеличение откачки грунтовых вод привело к возникновению неустойчивых условий, характеризующихся падением уровня грунтовых вод и проблемами с качеством воды. Следовательно, количественная оценка масштабов пополнения запасов подземных вод имеет решающее значение для характеристики устойчивости запасов подземных вод как к более интенсивному использованию, так и к изменению климата».
Оценить восполнение подземных вод сложно, как отмечают авторы: «Не существует единого метода, который мог бы напрямую количественно определить объем дождевой воды, которая достигает уровня грунтовых вод. Поэтому в центре внимания исследования было объединение множества различных методов, каждый из которых подходит для различных сред в Африке, а затем объединение их, используя статистические методы».
Карта наилучшего линейного несмещенного прогноза долгосрочного среднего пополнения на основе наблюдений и подобранной линейной смешанной модели со значениями исследования для сравнения/взаимосвязи между долгосрочным средним пополнением подземных вод и долгосрочным средним количеством осадков с данными Cuthbert et al 2019, построенными для для сравнения, единственным независимым предиктором было долгосрочное среднее количество осадков. Фото: British Geological Society UKRI 2021
Результаты показывают, что в континентальном масштабе средние долгосрочные осадки предсказывают пополнение подземных вод, но существуют различия в локальном масштабе из-за почвы и почвенного покрова, а также от года к году из-за изменчивости интенсивности дождевых осадков. Примерно 2% всех запасов подземных вод в Африке пополняется каждые десять лет, и пополнение может происходить даже в полузасушливых районах. Это исследование разворачивает некоторые широко распространенные представления и дает надежду континенту, поскольку он быстро растет в области населения и развития инфраструктуры.
Новые карты грунтовых вод показывают интересную картину для Африки. В большинстве африканских стран с небольшими запасами грунтовых вод (таких как Либерия, Гвинея и Бурунди) выпадает много осадков и, следовательно, они регулярно пополняются, и, наоборот, многие страны Северной Африки с незначительными осадками, которые обычно считаются небезопасными с точки зрения водоснабжения, имеют значительные запасы грунтовых вод.
Есть надежда, что карты пополнения подземных вод помогут показать, где есть потенциал для устойчивого развития большего количества подземных вод и где было бы разумно инвестировать усилия в мониторинг подземных вод, которые могут подвергаться риску истощения или подвержены засухе. Исследование также может помочь странам определить, на чем следует сосредоточить новые более подробные исследования и как их планировать, определяя, какие методы могут быть лучше всего для использования.
Карта долгосрочного среднего пополнения и запасов грунтовых вод / гистограмма потоков пополнения и запасов грунтовых вод на м2 с выделением 10 верхних и нижних уровней в странах. Фото: British Geological Society UKRI 2021
Профессор Макдональд добавляет: «Карты пополнения и хранения подземных вод помогают раскрыть скрытую ситуацию с водной безопасностью в Африке. В некоторых странах с высокими запасами подземных вод, особенно в Северной Африке, откачка подземных вод может повысить текущую водную безопасность, но, в конечном итоге, за счет будущие поколения. Страны с низким уровнем запасов подземных вод распространены в Африке из-за геологии, однако для большинства из этих стран запасы подземных вод регулярно пополняются и являются надежным источником воды. Только если люди откачивают слишком много воды (например, для крупномасштабного орошения) будет опасность высыхания грунтовых вод во время засухи».
Профессор Сейфу Кебеде из Университета Квазулу-Натал (ЮАР), соавтор документа, добавляет: «Эти усилия объединили обширные африканские знания с опытом других стран, чтобы предоставить информацию для устойчивого развития водных ресурсов и преодоления некоторых из наиболее острых проблем, с которыми часто сталкиваются страны, таких как засуха, лишения и голод».
Источник: Phys.org
