新的研究表明,内布拉斯加州地下水供应何时恢复

Aaron Mittelstet,Troy Gilmore,Mikaela Cherry和Didier Gatsmana采样地下水
2018年7月,亚伦·米特尔斯特、特洛伊·吉尔摩、米凯拉·切里和迪迪埃·加茨马纳在黑斯汀附近的小蓝自然资源区取样地下水。自然资源学院的博士候选人Cherry和他的同事最近的一项研究发现,冬季的降水重新负荷了该州的大部分地下水供应。(图片/悉尼Corcoran)

新的研究表明,内布拉斯加州地下水供应何时恢复

下雨的时候,即使它在2018年底在内布拉斯加州倾倒和洪水时,达到了2019年的大部分时间,击中表面的降水并不总是因素来为国家的巨大和重要地下水供应充电。

事实上,大部分降水并没有达到那个深度。那么最常发生在什么时候呢?内布拉斯加大学林肯自然资源学院的博士研究生米凯拉·切里最近领导的一项研究发现,冬季降水重新负荷了该州的大部分地下水供应。

和学习地下水正在充电时,樱桃说,可以加强目前的努力,限制硝酸盐达到供应量。

樱桃表示,探索水质不是初始计划的一部分,但结果是一个不可预见的福利的关键。

“当我们接近该项目时,更多关于寻找何时,”她说。

Cherry started her doctoral program two years ago, and her adviser, groundwater hydrologist Troy Gilmore, told her about a trove of data collected in 2011 by former Husker faculty member John Gates, who coordinated with Nebraska’s Natural Resources Districts to gather nearly 800 groundwater samples from across the state that year.

“(Gilmore)说,”你走了“,这就是我开始努力的方式,”凯莉说。

这些样本可以用来检测内布拉斯加州各地地下水的同位素组成,并进一步让切里和她的研究团队进行某种形式的比赛。他们将大约600个地下水样本与相应的降水数据进行了比较。通过分析地下水和降水样本中各自的氧-18和氢-2或氘同位素,研究人员能够确定地下水样本何时显示出与冬季或夏季降水相似的同位素组成。虽然有一些地区的地下水供应可以从夏季降水中得到补充,但该州大部分地区的地下水供应偏向冬季。

基于地下水充电比率,内布拉斯加州的大多数都显示出对非研磨季节充电(比率> 1)的适度偏见。灌溉等人类活动可以改变季节性的充电(A和B)。具有高硝酸盐但不同的充电季节性的地区可能与地下水质量的Namagement策略(B和C)不同。
图1。Mikaela Cherry,内布拉斯加州自然资源学院的博士候选人最近的一项研究发现,冬季降水重新加载了大部分地区的地下水供应。

内布拉斯加州的夏天通常比冬季更潮湿,所以为什么在干燥季节期间,重新充电更常见?樱桃说,有几个原因。一个是土壤和植物的潜在蒸散超过降雨,这意味着没有多余的水可以成为地下水充电。人类的影响是另一个原因。内布拉斯加州的地下水供应经常用于灌溉动力的农业运营。在密集的运河灌溉领域与普拉特河作为源头来源,樱桃发现了似乎是一个非生长(冬季)的季节充电比率,实际上大多是通过运河充电的普拉特河水。在一些集中的枢轴灌溉区域,樱桃表示,水循环已经向生长季节转移了充电签名。

“我们真的不确定为什么,”樱桃说。“可能是人们过度灌溉,你有降水加灌溉,导致夏天充电。或者可能与灌溉过程有关的事情正在改变地下水的同位素组成,因此似乎似乎更加夏季。不同类型的灌溉会影响不同的影响,但我们不太确定为什么。“

Cherry表示,研究团队很惊讶,数据在地下水在不同类型灌溉的地区充电时,数据显示了这些细量。她说,这些信息可以帮助加强努力限制和降低内布拉斯加州地下水供应的硝酸盐水平的水管理实践。

硝酸盐是氮和氧结合形成的,在许多农业操作中使用的粪肥和无机肥料中普遍存在。硝酸盐是可溶于水的,通过土壤进入地下水位,在那里可以沉淀几十年。如果饮用水中的硝酸盐含量过高,食用它会对健康产生不良影响,尤其是对婴儿。处理富含硝酸盐的饮用水是可行的,但代价高昂。

Cherry说:“通过了解含水层何时可以重新蓄水,何时容易受到污染,我们可以改进水质最佳管理做法。”“这方面的一个例子可能是秋季施肥。如果我们知道补给发生在非生长季节,那么在这段时间施肥可能意味着比在春天施肥更多的污染。另一个问题是地下水的数量。气候变化可能会改变降水模式和时间,并延长生长季节,这将影响成为地下水的降水总量。由于该州大部分地区的饮用水和灌溉都依赖地下水,这些地区的更多信息将有助于为管理决策提供信息。”

该小组的论文发表在3月份的《水文过程》杂志上。它是由Cherry写的,由Gilmore贡献;生物系统工程系助理教授Aaron Mittelstet;圣保罗州立大学的Didier Gastmans和Vinicius Santos;以及《作物指标之门》。

美国农业部国家粮食和农业研究所和内布拉斯加州环境信任提供资金。