Проседание, связанное с грунтовыми водами - Википедия - Groundwater-related subsidence

Просадка поверхности грунтовых вод

Проседание, связанное с грунтовыми водами это проседание (или опускание) земли в результате грунтовые воды добыча. Это растущая проблема в развивающемся мире, поскольку в городах растет население и увеличивается водопотребление 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] делая это растущей проблемой 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 своими способностями откачивать (в зависимости от местных правил). Однако, как видно на рисунке, накачка вызывала опускать 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 Трагедия общественного достояния, в результате чего экономические внешние эффекты.

Изменение поверхности долины Сан-Хоакин

Засушливые районы мира требуют все больше и больше воды для растущего населения и сельское хозяйство. в Долина Сан-Хоакин из Соединенные Штаты, откачка грунтовых вод для сельскохозяйственных культур осуществляется на протяжении нескольких поколений. Как показано на рисунке, это привело к огромному погружению всей долины.[2] Это не обошлось без последствий. Любое крупномасштабное изменение топографии, каким бы незначительным оно ни казалось, может радикально изменить гидрологию поверхностных вод. Это произошло в долине Хоакина и других регионах мира, таких как Жители Нового Орлеана и Бангкок. В настоящее время эти районы подвержены сильному затоплению из-за проседания, связанного с удалением грунтовых вод.[3][4] Общее проседание обычно можно определить по высоте поверхности земли. опросы и GPS измерения. Потенциальное воздействие на водоносные горизонты и другие возникающие геологические опасности, такие как трещины, можно оценить с помощью долгосрочных гидрологических исследований и моделей.

Проседание Мехико

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 большие воронки открываются, а также поверхностные полости. Ущерб от ураган Катрина обострилась из-за опускания берегов, связанного с изъятием грунтовых вод.

Причины долговременных изменений поверхности, связанных с этим явлением, достаточно хорошо известны.[6] Как показано в USGS фигура, водоносные горизонты часто связаны со сжимаемыми слоями ил или же глина.

Gwcause.jpg

По мере откачки грунтовых вод эффективный стресс изменения, ускоряющие укрепление, что 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. Значительная часть потенциала хранения грунтовых вод многих водоносных горизонтов может быть значительно уменьшена, если длительный отбор 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] показали, 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 колодцами. Предпринимаются попытки напрямую подпитывать водоносные горизонты, но это все еще предварительная работа.[нужна цитата ]

Основная зона поражения

Основные затронутые области включают Долина Сан-Хоакин в Калифорния,[8] Центральная Аризона, [9] Мехико,[10] и Джакарта, Индонезия.[11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Информационный бюллетень USGS-165-00 декабрь 2000 г.
  2. ^ Линь II, Ронг-Гонг (14 мая 2014 г.) «Истощение подземных вод Центральной долины может вызывать землетрясения» Лос-Анджелес Таймс
  3. ^ Тимоти Х. Диксон (2006) Космическая геодезия: опускание и наводнение в Новом Орлеане. Nature 441, 587-588 (1 июня 2006 г.)
  4. ^ Дхира Фантумванит (1989) Примирение с экологическими проблемами Бангкока. Окружающая среда и урбанизация, апрель 1989 г., т. 1 шт. 1 31–39
  5. ^ Тонущий титанический город, Geotimes.org, июль 2001 г.
  6. ^ USGS: Проседание земли от откачки грунтовых вод, С. А. Лик, август 2013 г.
  7. ^ Эванс и Пул (1999). «Уплотнение водоносного горизонта и уровни грунтовых вод в южно-центральной части Аризоны». USGS WRIR (99–4249): 1.
  8. ^ Серна, Джозеф (9 февраля 2017 г.). «Долина Сан-Хоакин продолжает опускаться из-за откачки грунтовых вод, - заявляет НАСА».. Лос-Анджелес Таймс. Получено 8 февраля 2018.
  9. ^ Утечка 2013.
  10. ^ Катерина Корней (20 декабря 2017 г.). «Крушение Мехико связано с аварией в метро, ​​и это еще не все». Наука. Получено 22 декабря, 2017. опускается до 30 сантиметров в год по мере добычи грунтовых вод
  11. ^ Майкл Киммельман (21 декабря 2017 г.). «Джакарта тонет так быстро, что может оказаться под водой». Нью-Йорк Таймс. Получено 22 декабря, 2017.