加州地下水快速枯竭程度全球名列前茅

2023 年 3 月 3 日,圣华金河谷门多塔附近的农田正在接受灌溉

根据今天发表的研究,加利福尼亚州的六个地区的含水层已跻身世界上含水层下降最快的行列,这表明其宝贵的地下水储量持续受到威胁。

在全球范围内,当地缺水导致了移民、贫困、饥饿和暴力,而在加利福尼亚州,它引发了长达数十年的监管斗争,围绕如何阻止种植者过度抽水。

西班牙、伊朗、中国和智利的含水层位居地下水位下降最快的 100 个地区之首。加利福尼亚州圣巴巴拉北部的库亚马谷(Cuyama Valley)在全球排名第 34 位。它的地下盆地每年下降近 5 英尺,居民、农民甚至学区都陷入了与胡萝卜种植者的法庭斗争中,胡萝卜种植者就地下水权起诉了他们。

这项由加州大学和瑞士研究人员领导的研究显示,圣华金河谷的另外四个盆地和圣地亚哥东北部的一个盆地也跻身前 100 名,水位每年下降近四英尺。发表在《自然》杂志上。

美国只有另外两个盆地进入前 100 名:菲尼克斯附近的希拉湾 (Gila Bend) 和爱达荷州的米尔溪 (Mill Creek)。

该研究的合著者、加州大学圣巴巴拉分校水文学、水资源和地下水副教授斯科特·贾塞奇科(Scott Jasechko)表示:“加利福尼亚州地下水位下降的速度确实是世界上最高的。”

“这是一个发人深省的发现,”他说。“我们在加州还有很多工作要做。”

研究表明,在没有农业的地方,迅速减少的地下水盆地实际上不存在。气候干燥的农业密集地区,如圣华金河谷、伊朗和印度部分地区,受到的打击尤其严重。

地下水位骤降会导致饮用水井干涸。溪流可能会减少和消失,干燥的土地可能会下沉和塌陷,从而导致含水层的储存能力缩小,并损坏道路、建筑物、堤坝和其他地面结构。

在加利福尼亚州,经过多年的干旱和过度抽水,数千口井已经干涸——在最近的干旱期间,这种情况 从圣华金河谷蔓延到萨克拉门托河谷。

圣华金河谷部分地区的土地下陷严重,损坏了将河水输送到南加州的加州渡槽,迫使弗里安特-克恩运河花费至少 1.87 亿美元进行修复,并需要数百万美元来加固堤坝。在正在下沉的科科伦镇周围,保护它免受洪水侵袭。

研究人员分析了 40 多个国家的 170,000 多个地下水井,并报告了“地下水位加深普遍加速”,他们表示,“这凸显了迫切需要采取更有效的措施。”

这项研究提供了一个全球数据库,支持长期以来令水资源观察者担忧的观察结果。

加州大学戴维斯分校水文地质学名誉教授格雷厄姆·福格(Graham Fogg)没有参与这项研究,他说:“主要贡献是让人们更加关注地下水枯竭和过度抽取这一全球性问题。”

“对于地下水,如果不加以管理和监管,在很多情况下就会被滥用。如果这种滥用持续足够长的时间,一些盆地的水就会枯竭。”

全球各地因水而发生的暴力事件不断发生。仅仅在过去的两年里,水就成为数百起冲突的导火索、伤亡者和武器——从俄罗斯军队摧毁乌克兰大坝到对以色列水利基础设施的网络攻击,以及以色列军队夺取或摧毁巴勒斯坦水源。围绕水安全和水资源短缺的冲突已导致世界各地伤亡。

在加利福尼亚州,从最北部的斯科特河和沙斯塔河到海湾三角洲及其他地区,水资源纠纷困扰着整个州。

圣华金河谷种植者仍在过度抽水

十年前,加州立法者对地下水创纪录的下降和数千口枯井感到震惊,通过了一项旨在阻止过度抽水的法律。《可持续地下水管理法案》要求地方机构到 2040 年实现透支最严重的流域的可持续地下水利用,到 2042 年实现被认为枯竭程度较低的流域的可持续地下水利用。

但水井继续干涸,地下水持续枯竭,而几乎没有采取任何保护措施。到目前为止,加州水务官员认为六个圣华金河谷盆地的计划不充分,并要求举行缓刑听证会。

除 Cuyama 山谷外,《自然》杂志排名前 100 的盆地还包括克恩县的 White Wolf Basin(第 52 位)、圣地亚哥东北部的San Pasqual Valley (第 55 位)、横跨默塞德县和马德拉县的Chowchilla Basin(第 65 位)、北部克恩盆地(第 69 位)以及国王县和图莱里县的卡维亚盆地(第 93 位)。

“对于地下水来说,如果不加以管理和监管,就会被滥用……如果这种滥用持续足够长的时间,一些流域的水将会枯竭。”

亚塞奇科和他的同事着手了解加州地下水枯竭情况与全球其他含水层相比的情况。他们花了六年时间搜寻水位测量文献,从数据库下载并向世界各地的水管理人员索取。

对于 540 多个含水层,研究人员拥有足够的数据来比较 40 年来的地下水位。其中,约三分之一显示地下水加速下降。另外 21% 的公司在 20 世纪 80 年代和 90 年代的增长在过去 23 年转为亏损。

但 Jasechko 找到了一些充满希望的理由:21 世纪 20% 的含水层地下水下降速度放缓。另有 16% 的人从地下水下降转向恢复,而 13% 的人则看到地下水位继续上升。

研究人员写道:“长期地下水流失既不是普遍现象,也不是不可避免的。”

例如,沙特阿拉伯部分地区的地下水枯竭速度放缓,这可能是由于旨在限制农业使用的政策,包括逐步停止苜蓿种植,这也导致从美国的进口大幅增加。在泰国曼谷,官员提高收费后,抽水速度放缓。

在科切拉山谷,水区引入新的定价结构、增加补给以及改善科罗拉多河和循环水供应 后,地下水位得到改善。

但加州大学戴维斯分校的福格表示,这项研究还阐明了他所说的粮食、能源和水之间关系的生存挑战之一:控制地下水枯竭将如何影响全球粮食系统。全球约 70% 的水用于农业和灌溉。

“我们已经建立了一个粮食供应系统,该系统在很大程度上依赖于灌溉农业,而灌溉农业又在许多地区依赖于抽取的地下水,”福格说。“所以这必须改变。这种变化可能会对粮食供应产生影响。因此,看看文明未来如何应对这一问题是一个重大挑战。”