Проседание, связанное с грунтовыми водами, - это проседание (или опускание) земли в результате добычи грунтовых вод . Это растущая проблема в развивающемся мире по мере роста населения и водопользования в городах без надлежащего регулирования и обеспечения соблюдения насосных норм. По одной из оценок, 80% серьезных проблем проседания земель в США связаны с чрезмерным извлечением грунтовых вод [1], что делает эту проблему растущей во всем мире.
Подземные воды можно считать одним из последних бесплатных ресурсов, поскольку любой, кто может позволить себе бурить, обычно может набирать воду только в соответствии со своей способностью откачивать воду (в зависимости от местных правил). Однако, как видно на рисунке, просадка, вызванная перекачкой , вызывает депрессию поверхности грунтовых вод вокруг добывающей скважины. В конечном итоге это может повлиять на большой регион, затрудняя и удорожая перекачку более глубокой воды. Таким образом, добыча подземных вод становится трагедией для общества , что приводит к внешним экономическим последствиям .
Засушливые районы мира требуют все больше и больше воды для роста населения и сельского хозяйства . В долине Сан-Хоакин в Соединенных Штатах откачка подземных вод для выращивания сельскохозяйственных культур осуществляется из поколения в поколение. Это привело к огромному погружению всей долины, как показано на рисунке. [2] Это не обошлось без последствий. Любое крупномасштабное изменение топографии, каким бы незначительным оно ни казалось, может коренным образом изменить гидрологию поверхностных вод. Это произошло в долине Хоакина и других регионах мира, таких как Новый Орлеан и Бангкок.. Эти районы в настоящее время подвержены сильному наводнению из-за проседания, связанного с удалением грунтовых вод. [3] [4] Общее проседание обычно можно определить с помощью обследований рельефа поверхности земли и измерений GPS . Потенциальное воздействие на водоносные горизонты и другие возникающие геологические опасности, такие как трещины, можно оценить с помощью долгосрочных гидрологических исследований и моделей.
Проседание грунтовых вод часто наносит серьезный ущерб городским районам. В Мехико здания взаимодействуют с поселением и вызывают трещины, наклон и другие серьезные повреждения. [5] Во многих местах открываются большие воронки , а также полости на поверхности. Ущерб от урагана Катрина усугубился из-за опускания берега, связанного с изъятием грунтовых вод.
Причины долговременных изменений поверхности, связанных с этим явлением, довольно хорошо известны. [6] Как показано на диаграмме USGS , водоносные горизонты часто связаны со сжимаемыми слоями ила или глины .
Когда грунтовые воды откачиваются, эффективное напряжение изменяется, вызывая уплотнение , которое часто необратимо. Таким образом, общий объем ила и глин уменьшается, что приводит к понижению поверхности. Повреждения на поверхности намного больше, если есть дифференциальные осадки или крупномасштабные объекты, такие как воронки и трещины.
Уплотнение водоносного горизонта является серьезной проблемой наряду с проседанием земли, вызванным откачкой. Большая часть потенциала хранения грунтовых вод во многих водоносных горизонтах может быть значительно уменьшена, если долгосрочная добыча грунтовых вод и, как следствие, снижение уровня грунтовых вод вызывает постоянное уплотнение тонких слоев отложений (илов и глин). Исследование в засушливом сельскохозяйственном районе Аризоны [7] показало, что даже при восстановлении уровня воды на 100 футов после прекращения откачки грунтовых вод поверхность земли продолжала опускаться в течение десятилетий. Это результат продолжающегося обезвоживания водоёмов (мелкозернистые слои, которые замедляют движение грунтовых вод) от стрессов, упомянутых в предыдущем абзаце.
Единственный известный метод предотвращения этого состояния - это откачка меньшего количества грунтовых вод, что чрезвычайно трудно обеспечить, когда многие люди владеют водозаборными колодцами. Предпринимаются попытки напрямую пополнить водоносные горизонты, но это все еще предварительная работа. [ необходима цитата ]
Основная зона воздействия [ править ]
Основные районы , пострадавшие включают в долину Сана - Хоакин в Калифорнии , [8] Центральная Аризона, [9] Мехико , [10] и в Джакарту , Индонезию . [11]
См. Также [ править ]
- Рабочая группа ЮНЕСКО по проседанию земель
Ссылки [ править ]
- ^ Информационный бюллетень USGS-165-00, декабрь 2000 г.
- ↑ Lin II, Rong-Gong (14 мая 2014 г.) «Истощение подземных вод Центральной долины может вызывать землетрясения» Los Angeles Times
- ^ Тимоти Х. Диксон (2006) Космическая геодезия: опускание и наводнение в Новом Орлеане. Nature 441, 587-588 (1 июня 2006 г.)
- ^ Dhira Phantumvanit (1989) Coming соглашения с экологическими проблемами Бангкока. Окружающая среда и урбанизация, апрель 1989 г., т. 1 шт. 1 31–39
- ^ Затонувший гигантский город, Geotimes.org, июль 2001 г.
- ↑ USGS: Проседание земли от откачки грунтовых вод, SA Leake, август 2013 г.
- ^ Эванс и Пул (1999). «Уплотнение водоносного горизонта и уровни грунтовых вод в южно-центральной части Аризоны». USGS WRIR (99–4249): 1.
- ↑ Серна, Джозеф (9 февраля 2017 г.). «Долина Сан-Хоакин продолжает опускаться из-за откачки грунтовых вод, - заявляет НАСА» . Лос-Анджелес Таймс . Проверено 8 февраля 2018 .
- ^ Утечка 2013 .
- ↑ Катерина Корней (20 декабря 2017 г.). «Крушение Мехико связано с аварией в метро, и это еще не все» . Наука . Проверено 22 декабря 2017 года .
опускается до 30 сантиметров в год по мере добычи грунтовых вод
- ↑ Майкл Киммельман (21 декабря 2017 г.). «Джакарта тонет так быстро, что может оказаться под водой» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 22 декабря 2017 года .
