Globalni vodni resursi su rastegnuti klimatskim promenama i rastom ljudske populacije, a farme i gradovi se sve više okreću podzemnim vodama da bi ispunili svoje potrebe. Nažalost, pumpanje podzemne vode može dovesti do potonuća površine tla, pošto su vodonosni slojevi ispod isušeni i arhitektura tla se urušava. Po prvi put, nova studija mapira ovaj gubitak kapaciteta za skladištenje podzemnih voda širom sveta.
U studiji, objavljenoj u oktobru u časopisu Nature Communications, istraživači sa DRI, Državnog univerziteta Kolorado i Univerziteta nauke i tehnologije u Misuriju ispitali su kako vađenje podzemnih voda dovodi do slijeganja zemljišta i kolapsa vodonosnika.
„Naša studija stavlja slijeganje zemljišta zbog prekomernog pumpanja podzemnih voda u globalni kontekst“, rekao je Fahim Hasan, dr. kandidat na Državnom univerzitetu Kolorado i glavni autor studije.
Kombinovanjem javno dostupnih podataka sa prediktivnim mogućnostima kompjuterskog modeliranja, otkrili su da globalni kapacitet skladištenja vodonosnika nestaje brzinom od približno 17 km 3 godišnje (oko 7.000 velikih piramida u Gizi). Ovaj gubitak skladištenja podzemne vode je trajan, zauvek smanjuje količinu vode koja se može uhvatiti i uskladištiti.
Otprilike 75% ovog slijeganja se dešava na obradivim površinama i urbanim regionima, naglašavajući važnost poboljšanja upravljanja podzemnim vodama na globalnom nivou.
„Ovom studijom želeli smo da razumemo dinamiku sleženja zemljišta na globalnom nivou i sa dovoljno visokom rezolucijom da pomognemo lokalnim upravljačkim vlastima“, kaže dr Sajantan Majumdar, pomoćnik profesora hidroloških nauka i daljinskog detekcije u DRI, koji je ko- autor studije.
Da bi identifikovao i kvantifikovao koliko zemlje opada usled crpljenja podzemne vode u regionima gde podaci nisu dostupni, tim je koristio napredne tehnike mašinskog učenja. Prvo su prikupili sve javno dostupne informacije koje su mogli pronaći od saveznih i državnih agencija i naučnih studija.
Zatim su koristili ove podatke za izgradnju kompjuterskog modela koji može koristiti faktore rizika za slijeganje zemljišta, kao što su podaci o upotrebi zemljišta i klimatskim podacima, da bi proizveli statistička predviđanja slijeganja tla u drugim regionima. Oni su testirali tačnost prediktivnog kapaciteta modela procenjujući koliko je dobro predvideo sleganje u regionima gde je sleganje verifikovano. Na ovaj način bi mogli da prošire studiju na ruralne i malo proučene regione širom sveta.
„Većina regiona sveta nema programe monitoringa za pumpanje podzemnih voda“, kaže Majumdar. „Ova vrsta podataka je ključna za razumevanje problema na globalnom nivou.
Studija je otkrila da Sjedinjene Države, Kina i Iran čine većinu globalnih gubitaka u skladištenju podzemnih voda, a neki regioni imaju više od 5 cm/godišnje slijeganje zemljišta. Kalifornija i Arizona pokazuju značajno slijeganje zemljišta zbog oslanjanja aridnog regiona na podzemne vode za navodnjavanje useva. Na mestima kao što je Meksiko Siti, sleganje je snažnije povezano sa korišćenjem podzemnih voda u gradovima.
Istraživanje takođe predviđa visoke stope slijeganja zemljišta u navodnjavanim i urbanim regionima Avganistana, Uzbekistana, Azerbejdžana i Sirije, gde nijedan prethodni podaci nisu dokumentovali uticaje povlačenja podzemnih voda.
Iako studija predviđa da većina Evrope doživljava niske stope slijeganja zemlje manje od 1 cm godišnje, autori napominju da čak i ova količina može prouzrokovati štetu infrastrukturi i stvoriti probleme za priobalne regione koji su takođe ugroženi porastom nivoa mora. Dodatne posledice slijeganja zemljišta uključuju kontaminaciju arsenom i prodor slane vode, a oba mogu uticati na kvalitet preostale podzemne vode.
Problem nije ograničen na sušne regione, napominju autori studije, sa slijeganjem ucrtanim u vlažnoj klimi kao što su Bangladeš, Indija i Vijetnam. Ovo naglašava veliko oslanjanje na podzemne vode čak i u regionima u kojima ima mnogo padavina.
Naučnici se nadaju da menadžeri vode mogu da koriste svoje podatke da razumeju razmere i obim gubitka podzemnih voda koji se dešavaju u njihovom regionu.
