中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所所長石建省接受媒體采訪時表示,華北一些城鄉(xiāng)集中供水的水井已經(jīng)打到500米深,開采到了數(shù)百萬年前地質(zhì)歷史時期形成的地下水。這些水像化石資源一樣,很難更新、循環(huán)遲緩,如果不嚴格管理,后果會很嚴重。
外太空“天眼”監(jiān)測地下水演變
2002年,德美兩國合作的衛(wèi)星發(fā)射升空,以兩顆衛(wèi)星編隊形式,在距離地面400多公里的軌道上運行。
“它們就像《貓和老鼠》里的湯姆和杰瑞,在太空中相互‘追逐’?!瘪T偉形容。GRACE衛(wèi)星采用了微波測距技術(shù),當衛(wèi)星所對的地球重力場發(fā)生變化,兩個衛(wèi)星的距離將隨之發(fā)生輕微改變,時近時遠,測量誤差小于0.1個微米,相當于頭發(fā)直徑的百分之一。
根據(jù)兩顆衛(wèi)星的距離變化,研究者可以反演推算出地球重力場發(fā)生的改變。而地球重力場變化則是物質(zhì)遷移導(dǎo)致的,包括水儲量、冰川質(zhì)量、海水質(zhì)量的變化等。
在降水較多的地區(qū),例如中國華南,地球重力場主要由于地表水和土壤水的變化導(dǎo)致。而在相對干旱的地區(qū),地下水變化是影響地球重力場變化的重要因素之一。因此,在諸如中國華北平原的干旱地區(qū),GRACE觀測數(shù)據(jù)可以很好地反映地下水的演變。
研究者通過GRACE監(jiān)測的地球重力變化估計出總的水質(zhì)量變化,再結(jié)合其他實測與模型資料,進一步扣除地表水和土壤水的影響,就可以定量監(jiān)測地下水的變化情況。
自第一代GRACE衛(wèi)星升空后,15年間,全世界的科學(xué)家利用GRACE數(shù)據(jù)進行了持續(xù)的地下水儲量變化的監(jiān)測,包括印度北部地區(qū)、美國加州中央山谷地區(qū)和中東地區(qū)等全球著名的地下水“漏斗區(qū)”。
“GRACE已成為監(jiān)測全球大中尺度地下水變化的唯一觀測手段?!瘪T偉說。