受重力挤压:高德注册潮汐如何影响我们脚下的地下水

时间:2020-05-20 作者:河南《高德娱乐》 热度:
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高德娱乐-Q554258报导:  在海里游完泳回来的时候,有时候你的毛巾好像动了。当然,只是水位发生了变化。
 
海滩上海洋的自然涨落是太阳和月亮引力的绝佳展示。虽然潮汐力很小,但它足够强大,可以有规律地牵引海洋,使大量的水涨落。
 
你可能不知道的是,来自太阳和月亮的潮汐力也会影响我们呼吸的空气和我们脚下的坚实地面。这些效应被称为大气和地球潮汐。
 
虽然我们往往不会注意到地球和大气的潮汐,但它们确实会影响陆地和我们脚下的世界上最大的淡水资源:地下水。它占据了存在于诸如沙子或土壤等地质物质中的孔隙,就像厨房里的海绵里的水一样。
 
我们开发了一种方法,利用潮汐的影响来监测我们宝贵的地下水资源,而不需要抽水、钻探或取心。
 
我们脚下的水
 
据估计,地下水占地球上可用淡水的99%。如果把地球上所有的地下水都提取出来并汇集到世界各地的地表,就足以形成一个180米深的湖泊。
 
虽然这听起来像很多水,但重要的是要记住,并不是所有的地下水都可用。事实上,地下水目前是在全球范围内开采的,特别是在世界上比较干旱的地区,那里的地下水在干旱时期支撑着人类的活动。
 
地下水开采会导致地面水位下降(称为“下沉”),特别是如果地下水从含有软粘土的地下区域移走。由于城市化和相关的水资源需求,这是一个重大的全球问题,尤其是在沿海地区。
 
另一种情况是,长期的降雨过多会导致地下水上升,引发洪水。
 
潮汐对地下水的影响
 
埋在不同类型沉积物下的深层地下水承受着巨大的压力(在地下水术语中,这被称为“承压”)。来自地球潮汐的重力变化会挤压沉积物,从而改变孔隙中的水的压力。
 
大气潮汐增加了地下水上方的重量,引起应力变化,导致向下挤压。
 
该深度的地下水响应这些应力变化,可以通过地下水钻孔内的微小水位波动来测量。
 
我们开发了一种新的方法,利用潮汐的影响来计算重要的地下属性。例如,它可以预测地下水抽取时压力是如何降低的,以及由于地下物质的收缩(就像挤压厨房里的海绵一样),地表会下沉多少。
 
该方法基本上可以精确计算地下水对地球和大气潮汐响应的可压缩地下特性。
 
这一进展意义重大,因为它将允许分析地下水库(称为含水层),而不需要人为造成的压力,例如通过钻孔或取心抽取物质的物理样本以及钻孔。
 
这个分析所需要的就是大约16天的连续测量,每小时测量一次地下水水位和大气压力。
 
在世界各地和澳大利亚,由联邦政府地下水NCRIS计划资助的地下水水位定期记录作为水监测计划的一部分。大气压是由气象站测量的一个标准参数,例如由气象局操作。
 
潮汐力对地下水的影响可能不如对海洋的影响明显,但它们同样重要。我们理解潮汐对地下水影响的新方法大大减少了对地下水抽水响应和地面沉降潜势的预测工作。
 
这项技术可以被动利用现有的钻孔,并可应用于地下水水位的全球档案,为今后更可持续的地下水资源开发提供信息。
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