Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hậu quả của việc tăng cường khai thác nước ngầm đối với các hồ nước phụ thuộc vào nước ngầm trong địa hình băng hà
Tóm tắt
Theo Chỉ thị Khung Nước của Liên minh châu Âu, tài nguyên nước ngầm và nước mặt phải được quản lý theo cách tích hợp. Việc sử dụng tài nguyên nước ngầm không được gây hại cho các hệ sinh thái nước mặt phụ thuộc trực tiếp vào nước ngầm. Nghiên cứu này đánh giá tác động của việc tăng cường khai thác nước ngầm (a) trên quy mô khu vực đến mức nước ngầm và mức nước hồ ở một khu vực hồ, và (b) trên quy mô địa phương đến các mẫu thấm trong một hồ mẫu. Sau khi tăng 51% lưu lượng bơm từ một tầng chứa nước không bị giới hạn, mức nước của ba hồ nước đóng bồn gần trạm bơm giảm từ 0,3 - 0,7m trong vòng 1 năm, nhưng không thay đổi ở hai hồ xa hơn khỏi trạm bơm. Mức nước ngầm trong tầng chứa nước giảm lên đến 0,8m gần trạm bơm, nhưng không thay đổi xa hơn khoảng cách từ các giếng. Các phép đo thấm ở đáy một hồ cho thấy rằng trước khi khai thác tăng cao, hiện tượng thấm ra đã xảy ra ở phía bắc của hồ, sau khi tăng cường khai thác, khu vực thấm ra đã mở rộng về phía tây của hồ. Kết quả xác nhận rằng sự sụt giảm mức nước ngầm và sự sụt giảm mức nước hồ là do tỷ lệ khai thác tăng lên. Các kết quả của cơ hội hiếm có để phân tích sự tương tác giữa hồ/mạch nước ngầm cả trước và sau khi can thiệp nhân tạo tăng lên cung cấp một ví dụ thận trọng về những gì có thể xảy ra với các hồ phụ thuộc vào nước ngầm nếu sự tương tác giữa nước ngầm/nước mặt không được làm rõ hoàn toàn trước khi can thiệp trong các trường hợp tương tự trên toàn thế giới.
Từ khóa
#khai thác nước ngầm #hồ nước đóng bồn #hệ sinh thái nước mặt #tương tác nước ngầm-nước mặt #quản lý tài nguyên nướcTài liệu tham khảo
Allen GR, Pereira SL, Raes D, Smith M (1998) Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 56. FAO: Rome
Alley WM, Reilly TE, Franke OL (1999) Sustainability of ground-water resources. United States Geological Survey Circular 1186
Alley WM, Healy RW, LaBaugh JW, Reilly TE (2002) Flow and storage in groundwater systems. Science 296:1985–1990
Bau DA (2012) Planning of groundwater supply systems subject to uncertainty using stochastic flow reduced models and multi-objective evolutionary optimization. Water Resour Manag 26:2513–2536
Chaminé HI (2015) Water resources meet sustainability: new trends in environmental hydrogeology and groundwater engineering. Environ Earth Sci 73:2513–2520
Constantz J, Essaid H (2007) Influence of groundwater pumping on streamflow restoration following upstream dam removal. Hydrol Process 21:2823–2834
Custodio E (2002) Overexploitation, what does it mean? Hydrogeol J 10:254–277
Erg K (1994) The hydrogeological regime. In: Punning J-M (ed) The influence of natural and anthropogenic factors on the development of landscapes. The results of a comprehensive study in NE Estonia. Institute of Ecology, Estonian Academy of Sciences, Tallinn, pp 94–101
Falke JA, Fausch KD, Magelky R, Aldred A, Durnford DS, Riley LK, Oad R (2011) The role of groundwater pumping and drought in shaping ecological futures for stream fishes in a dryland river basin of the western Great Plains, USA. Ecohydrology 4:682–697
Gleeson T, Alley WM, Allen DM, Sophocleous MA, Zhou Y, Taniguchi M, VanderSteen J (2012) Towards sustainable groundwater use: setting long-term goals, backcasting, and managing adaptively. Groundwater 50:19–26
Haitjema HM (1995) Analytic element modeling of groundwater flow. Academic Press, San Diego
Ilomets M, Kont A (1994) Study area. In: Punning J-M (ed) The influence of natural and anthropogenic factors on the development of landscapes. The results of a comprehensive study in NE Estonia. Institute of Ecology, Estonian Academy of Sciences, Tallinn, pp 14–17
Jones PM, Trost JJ, Rosenberry DO, Jackson PR, Bode JA, O´Grady RM (2013) Groundwater and surface-water interactions near White Bear Lake, Minnesota, through 2011. US Geological Survey Scientific Investigations Report 2013–5044
Kappel WM, Miller TS, Hetcher KK (2001) Hydrogeology of the Tully Lakes Area in Southern Onondaga and Northern Cortland Counties, New York. US Geological Survey Water-Resources Investigations Report 01-4166
Lee DR (1977) A device for measuring seepage flux in lakes and estuaries. Limnol Oceanogr 22:140–147
Mair A, Fares A (2010) Influence of groundwater pumping and rainfall spatio-temporal variation on streamflow. J Hydrol 393:287–308
McCallum AM, Andersen MS, Giambastiani BMS, Kelly BFJ, Acworth RI (2013) River-aquifer interactions in a semi-arid environment stressed by groundwater abstraction. Hydrol Process 27:1072–1085
Perens R, Savitski L, Savva V, Jaštšuk S, Häelm M (2012) Põhjaveekogumite piiride kirjeldamine ja põhjaveekogumite hüdrogeoloogiliste kontseptuaalsete mudelite koostamine. [Description of the Borders of Groundwater Bodies and Compilation of Hydrogeological Conceptual Models for Groundwater Bodies]. Eesti Geoloogiakeskus, Tallinn (in Estonian)
Pisinaras V, Petalas C, Tsihrintzis VA, Zagana E (2007) A groundwater flow model for water resources management in the Ismarida plain, North Greece. Environ Model Assess 12:75–89
Raukas A, Tavast E, Vaher R (2007) Vasavere ancient valley, its morphology, genesis and importance in the economy of North-East Estonia. Baltica 20:13–18
Rautio A, Korkka-Niemi K (2011) Characterization of groundwater-lake water interactions at Pyhäjärvi, a lake in SW Finland. Boreal Environ Res 16:363–380
Rosenberry DO (2005) Integrating seepage heterogeneity with the use of ganged seepage meters. Limnol Oceanogr Methods 3:131–142
Rosenberry DO, Labaugh JW, Hunt RJ (2008) Use of monitoring wells, portable piezometers, and seepage meters to quantify flow between surface water and ground water. In: Rosenberry DO, Labaugh JW (eds) Field techniques for estimating water fluxes between surface water and ground water. US Geological Survey Techniques and Methods 4-D2, pp 39–70
Savitski L, Savva V (2005) Kurtna-Vasavere veehaarde põhjaveevarude hindamine 2035. aastani. [Evaluation of the groundwater resources of Kurtna-Vasavere groundwater intake until year 2035]. Eesti Geoloogiakeskus, Tallinn (in Estonian)
Sebestyen SD, Schneider RL (2001) Dynamic temporal patterns of nearshore seepage flux in a headwater Adirondack lake. J Hydrol 247:137–150
Shah T (2007) The groundwater economy of South Asia: an assessment of size, significance and socio-ecological impacts. In: Giordano M, Villholth KG (eds) The agricultural groundwater revolution: opportunities and threats to development. CABI, Oxfordshire, pp 7–36
Shaw RD, Prepas EE (1989) Anomalous, short-term influx of water into seepage-meters. Limnol Oceanogr 34:1343–1351
Sidiropoulos P, Mylopoulos N, Loukas A (2015) Stochastic simulation and management of an over-exploited aquifer using an integrated modeling system. Water Resour Manag 29:929–943
Singh A (2014) Groundwater resources management through the applications of simulation modeling: a review. Sci Total Environ 499:414–423
Sophocleous M (2002) Interactions between groundwater and surface water: the state of the science. Hydrogeol J 10:348
Vainu M, Terasmaa J (2014) Changes in climate, catchment vegetation and hydrogeology as the causes for dramatic lake-level fluctuations in Kurtna Lake District, NE Estonia. Est J Earth Sci 63:45–61
Vainu M, Terasmaa J, Häelm M (2015) Relations between groundwater flow in an unconfined aquifer and seepage patterns in a closed-basin lake in glacial terrain. Hydrol Res 46:325–342
Vallner L (1987) Põhjavee bilanss ja selle tehismõjurid Kurtna mõhnastikus [Groundwater balance and its artificial affectors in the Kurtna Kame Field]. In: Ilomets M (ed) Kurtna järvestiku looduslik seisund ja selle areng [Natural status and development of Kurtna Lake District]. Valgus, Tallinn, pp 72–78 (In Estonian)
Vandel E, Vaasma T, Terasmaa J, Koff T, Vainu M (2014) Effect of human induced drastic water-level changes to ecologically sensitive small lakes. In: Gâştescu P, Marszelewski W, Bretcan P (eds) Water resources and wetlands: 2nd international conference “Water resources and wetlands” 11–13 September, 2014 Tulcea (Romania). Transversal Publishing House, Targoviste, pp 204–211
Vassiljev J (1998) The simulated response of lakes to changes in annual and seasonal precipitation: implication for Holocene lake-level changes in northern Europe. Clim Dyn 14:791–801
Virdi ML, Lee TM, Swancar A, Niswonger RG (2013) Simulating the effect of climate extremes on groundwater flow through a Lakebed. Groundwater 51:203–218
Webster KE, Kratz TK, Bowser CJ, Magnuson JJ, Rose WJ (1996) The influence of landscape position on lake chemical response to drought in Northern Wisconsin. Limnol Oceanogr 41:977–984
Winter TC, Harvey JW, Franke OL, Alley WM (1998) Ground water and surface water: a single resource. Circular 1139, USGS, Denver
Winter TC, Rosenberry DO, Labaugh JW (2003) where does the ground water in small watersheds come from? Groundwater 41:989–1000
Zektser S, Loaiciga HA, Wolf JT (2004) Environmental impacts of groundwater overdraft: selected case studies in the southwestern United States. Environ Geol 47:396–404