Овердрафтинг - Overdrafting

Эта статья о добыче подземных вод. Для финансового использования термина см. Перерасход.

Овердрафтинг это процесс извлечения грунтовые воды за пределами равновесие доходность водоносный горизонт.

Подземные воды - это пресная вода что можно найти под землей; это также один из крупнейших источников. Истощение подземных вод можно сравнить с «деньгами в банке»,[1] Основная причина истощения грунтовых вод - это откачка или чрезмерный подъем грунтовых вод из подземных водоносных горизонтов.

Есть два набора урожайности: безопасный урожай и устойчивый урожай. Безопасный урожай - это количество воды, которое можно вынуть из земли без каких-либо нежелательных результатов. Устойчивый урожай - это добыча, учитывающая как скорость перезарядки и Поверхность воды ударов.

Есть два типа водоносных горизонтов: замкнутые и неограниченные. В замкнутых водоносных горизонтах есть мощный слой, называемый водоём, который содержит непроницаемые материалы, через которые невозможно извлечь грунтовые воды. В неограниченных водоносных горизонтах нет водоупоров, и грунтовые воды могут свободно извлекаться с поверхности. Извлечение грунтовых вод из неограниченных водоносных горизонтов похоже на заимствование воды, ее необходимо пополнять в надлежащем количестве. Если перезарядка не производится в надлежащих количествах, может быть много ударов. Подзарядка может происходить посредством искусственной подпитки и естественной подпитки.[2]

Естественный процесс подпитки происходит за счет просачивания поверхностных вод. Искусственный процесс подпитки водоносного горизонта путем откачки рекуперированная вода из управление сточными водами проецируется прямо в водоносный горизонт. Примером может служить Водный округ округа Ориндж в штате Калифорния.[3] Эта организация принимает сточные воды, очищает их до должного уровня, а затем систематически закачивает их обратно в водоносные горизонты для искусственного пополнения.

При добыче грунтовых вод вода в основном забирается из водоносного горизонта, который создает конусообразную депрессию вокруг колодца. При продолжении отвода воды конус депрессии увеличивается в ширину. Увеличение ширины приводит к негативным воздействиям, вызванным овердрафтом, таким как падение уровня грунтовых вод, оседание земли и потеря поверхностных вод, достигающих ручьев. В крайних случаях вода для естественного пополнения водоносных горизонтов поступает непосредственно из ручьев и рек, что приводит к снижению уровня воды в ручьях и реках. Истощение запасов воды в реках и ручьях сказывается на дикой природе, а также на людях, которые могут использовать воду для других целей.[2]

Поскольку каждый бассейн подземных вод перезаряжается с разной скоростью в зависимости от осадки, растительный покров и сохранение почвы На практике количество подземных вод, которые можно безопасно перекачивать, сильно различается между регионами мира и даже в пределах провинций. Некоторым водоносным горизонтам требуется очень много времени для подпитки, и, таким образом, процесс овердрафтинга может иметь последствия для эффективного высыхания определенных подповерхностей. запасы воды. Проседание происходит, когда излишки грунтовых вод извлекаются из пород, которые выдерживают больший вес при насыщении. Это может привести к снижению емкости водоносного горизонта.[4]


Во всем мире

Смотрите также: Воздействие орошения на окружающую среду
Рейтинг стран, использующих подземные воды для орошение.[5]
СтранаМиллион гектаров (1×10^6 га (2,5×10^6 акры))
орошается грунтовыми водами
Индия26.5
Соединенные Штаты Америки10.8
Китай8.8
Пакистан4.9
Иран3.6
Бангладеш2.6
Мексика1.7
Саудовская Аравия1.5
Италия0.9
индюк0.7
Сирия0.6
Бразилия0.5

Рейтинг основан на количестве подземных вод, которые каждая страна использует для сельского хозяйства. Эта проблема становится довольно большой в США (особенно Калифорния ), но также стоит отметить, что это была проблема в других частях мира, как было задокументировано в Пенджаб, Индия в 1987 г.[6]

Ускоренное снижение подземных резервуаров

Согласно отчету гидролога-исследователя Леонарда Ф. Коников за 2013 год,[7] на Геологическая служба США (USGS) истощение Водоносный горизонт Огаллала в период с 2001 по 2008 год включительно составляет около 32 процентов совокупного истощения за весь 20 век (Konikow 2013: 22) ».[7] В Соединенных Штатах крупнейшими потребителями воды из водоносных горизонтов являются сельскохозяйственные орошение и масло и добыча угля.[8] «Кумулятивное полное истощение подземных вод в Соединенных Штатах ускорилось в конце 1940-х годов и продолжалось почти с постоянной линейной скоростью до конца столетия. Помимо широко признанных экологических последствий, истощение подземных вод также отрицательно сказывается на долгосрочной устойчивости запасов подземных вод. чтобы помочь удовлетворить потребности страны в воде ".[7]

Согласно другому исследованию USGS водозаборов из 66 основных водоносных горизонтов США, три основных вида использования воды, добытой из водоносных горизонтов, были сельское хозяйство (орошение ) (68%), общественные водоснабжение (19%) и самообеспечивающиеся промышленные (4%). Оставшиеся около 8% забора подземных вод приходились на «самообеспечивающиеся внутренние, аквакультура, домашний скот, добыча полезных ископаемых, и термоэлектрическая мощность использует. "[9]

Воздействие на окружающую среду

В воздействие на окружающую среду овердрафта включает:

  • Проседание земли - обрушение земли из-за отсутствия опоры (из-за истощения воды). Первый зарегистрированный случай проседания земли был в 1940-х годах. Проседание земли может быть как небольшим, как обрушение местной земли, так и большим, как опускание земли всего региона. Оседание может привести к повреждению инфраструктуры и экосистем.
  • Снижение уровень грунтовых вод, что затрудняет попадание воды в ручьи и реки.
  • Уменьшение объема воды в ручьях и озерах, потому что их запасы воды уменьшаются за счет подпитки водоносных горизонтов поверхностными водами.
  • Животные, которые зависят от ручьев и озер в качестве пищи, воды и среда обитания будет затронут
  • Ухудшается качество воды
  • В стоимость воды к потребителю поднимается. Это происходит из-за понижения уровня грунтовых вод, поэтому требуется больше энергии для дальнейшей откачки, а для покрытия этого насосным компаниям требуется больше прибыли.
  • Снижение урожайности из-за нехватки воды (60% ирригации в США зависят от грунтовых вод, поэтому это большая потеря)
  • Истощение грунтовых вод также снижает круговорот воды.

Воздействие на климат

Водоносный горизонт просадка или овердрафтинг и перекачка ископаемая вода может быть фактором, способствующим повышению уровня моря.[10] Увеличивая количество влага Если выпадать в виде осадков, более вероятно возникновение суровых погодных явлений. В некоторой степени влажность в атмосфере увеличивает вероятность глобальное потепление мероприятие. В коэффициент корреляции еще не определено с научной точки зрения.

Социально-экономические эффекты

Десятки стран перекачивают водоносные горизонты, изо всех сил пытаясь удовлетворить свои растущие потребности в воде, в том числе каждая из большой тройки. зерно производители - Китай, Индия, а Соединенные Штаты. В этих трех странах, а также в ряде других стран, где уровень грунтовых вод падает, проживает более половины населения мира.

Вода присуща биологический и экономический рост, а овердрафт ограничивает доступное предложение. В соответствии с Закон минимума Либиха, следовательно, рост затруднен. Глубже колодцы должно быть просверлен по мере падения уровня грунтовых вод, что может стать дорогим. В дополнение энергия необходима для извлечения данного объема воды увеличивается по мере истощения водоносного горизонта. Чем глубже извлекается вода, тем хуже становится качество воды, что увеличивает стоимость фильтрации. Вторжение соленой воды - еще одно последствие овердрафта, приводящее к сокращению качество воды.

Возможные решения

  • Искусственный перезарядка [11]- Поскольку подпитка - это естественное пополнение воды, искусственный подпитка - это искусственное или искусственное пополнение подземных вод. Это более эстетичный вариант, хотя существует ограниченное количество воды, которое можно использовать для пополнения, что является проблемой.
  • Уменьшено водопользование[11] - Это можно использовать в сочетании с решением выше. Безвозвратное использование относится к воде, которая забирается из системы естественным путем (Пример: испарение ). Таким образом, сокращение использования - это то, что должно произойти в областях, где одна подзарядка не работает. Это требует таких вещей, как переход на менее водоемкие культуры.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Истощение подземных вод, наука о воде USGS». water.usgs.gov. Получено 2015-12-31.
  2. ^ а б Ласситер, Эллисон (июль 2015 г.). Устойчивые проблемы водоснабжения и решения из Калифорнии. Калифорнийский университет. ISBN  9780520285354.
  3. ^ "Водный округ округа Ориндж".
  4. ^ «Проседание земли». Школа водных наук USGS. Геологическая служба США. 2015-08-20.
  5. ^ Черный, Мэгги (2009). Атлас воды. Беркли и Лос-Анджелес, Калифорния: Калифорнийский университет Press. п. 62. ISBN  9780520259348.
  6. ^ Дхаван, Б. Д. (1993). «Истощение грунтовых вод в Пенджабе». Экономический и политический еженедельник. 28 (44): 2397–2401. JSTOR  4400350.
  7. ^ а б c Коников, Леонард Ф. Истощение подземных вод в США (1900–2008 гг.) (PDF) (Отчет). Отчет о научных исследованиях. Рестон, Вирджиния: Министерство внутренних дел США, Геологическая служба США. п. 63.
  8. ^ Забаренко, Дебора (20 мая 2013 г.). «Падение уровня подземных вод в США ускорилось: Геологическая служба США». Вашингтон, округ Колумбия: Рейтер.
  9. ^ Мопин, Молли А. и Барбер, Нэнси Л. (июль 2005 г.). «Предполагаемый отток воды из основных водоносных горизонтов в США, 2000 г.». Геологическая служба США. Циркуляр 1279.
  10. ^ «Повышение уровня моря связано с добычей подземных вод во всем мире». Утрехтский университет. Получено 8 февраля, 2011.
  11. ^ а б Ласситер, Эллисон (2015). Устойчивая вода. Окленд, Калифорния: Калифорнийский университет Press. п. 186.

внешняя ссылка