science >> Wetenschap >  >> Natuur

Grondwateraanvullingspercentages in kaart gebracht voor Afrika

Kaart met de beste lineaire onbevooroordeelde voorspelling van LTA-oplading uit observaties en het gepaste lineaire gemengde model, met studiewaarden ter vergelijking / relatie tussen MJA grondwateraanvulling en MJA regenval met gegevens van Cuthbert et al 2019) uitgezet ter vergelijking, de enige onafhankelijke voorspeller was LTA-regenval. Krediet:British Geological Society UKRI 2021

Effectieve governance- en investeringsbeslissingen moeten gebaseerd zijn op betrouwbare gegevens, niet alleen over waar grondwater bestaat, maar ook de snelheid waarmee het grondwater wordt aangevuld. Voor het eerst met grondmetingen, een recente studie heeft de grondwateraanvulling in heel Afrika gekwantificeerd - gemiddeld over een periode van vijftig jaar - wat zal helpen om de duurzaamheid van watervoorraden voor Afrikaanse landen te identificeren.

De studie, geleid door de British Geological Survey en met een internationaal team uit het VK, Zuid-Afrika, Frankrijk, Nigeria, en Amerika, ontwikkelde een dataset van 134 bestaande oplaadonderzoeken voor Afrika voor de periode van 1970 tot 2019 om een ​​waardevolle hulpbron te creëren die een overzicht geeft van het oplaadpatroon over het hele continent. De gemiddelde oplaadwaarden op lange termijn werden geëvalueerd, en elke gegevensbron werd kritisch bekeken. De oplaadgegevens werden vervolgens geanalyseerd met behulp van een lineair model, om Afrika in kaart te brengen. De resulterende dataset biedt de eerste dergelijke benadering op de grond van de hernieuwbaarheid van grondwateropslag in Afrika. De resultaten zijn vandaag gepubliceerd in Brieven voor milieuonderzoek , en de kaarten en gegevens zijn gratis online beschikbaar voor overheden, onderzoekers en NGO's te gebruiken.

Hoofdauteur van het artikel, BGS Hydrogeoloog Professor Alan MacDonald legt de noodzaak van dit onderzoek uit:"In veel delen van de wereld, snelle toename van het oppompen van grondwater heeft geleid tot onhoudbare omstandigheden, gekenmerkt door dalende grondwaterstanden en problemen met de waterkwaliteit. Bijgevolg, het kwantificeren van de omvang van het aanvullen van grondwater is van cruciaal belang om de veerkracht van grondwatervoorraden tegen zowel toenemend gebruik als klimaatverandering te karakteriseren."

Het schatten van grondwateraanvulling is moeilijk, zoals de auteurs schetsen:"Er is geen enkele methode die de hoeveelheid regenwater die de grondwaterspiegel bereikt direct kan kwantificeren, dus de focus van het onderzoek was om veel verschillende methoden te combineren, elk geschikt voor de verschillende omgevingen in Afrika en aggregeren ze vervolgens met behulp van statistische technieken."

Kaart van LTA-aanvulling en grondwateropslag / staafdiagram van aanvulflux en grondwateropslag per m2 met 10 bovenste en onderste landen gemarkeerd als een Credit:British Geological Survey UKRI 2021

De resultaten laten zien dat op continentale schaal, de gemiddelde regenval op lange termijn voorspelt de grondwateraanvulling, maar er zijn verschillen op lokale schaal als gevolg van bodem- en bodembedekking en van jaar tot jaar, vanwege de variabiliteit in de intensiteit van de regenval. Ongeveer 2% van alle grondwateropslag wordt elk decennium aangevuld in Afrika en aanvulling kan zelfs in semi-aride gebieden plaatsvinden. Dit onderzoek keert een aantal wijdverbreide percepties om en biedt hoop voor het continent, aangezien het snel groeit in bevolkings- en infrastructuurontwikkeling.

De nieuwe grondwaterkaarten laten een interessant patroon zien voor Afrika. De meeste Afrikaanse landen met weinig grondwateropslag (zoals Liberia, Guinee en Burundi) hebben veel regen en daarom regelmatig opladen en, omgekeerd, veel Noord-Afrikaanse landen met verwaarloosbare regenval, meestal beschouwd als wateronzeker, een grote grondwaterberging hebben.

Het is te hopen dat de grondwateraanvullingskaarten zullen helpen om te laten zien waar er potentieel is om meer grondwater duurzaam te ontwikkelen en waar het verstandig kan zijn om inspanningen te doen voor het monitoren van grondwater dat dreigt uit te putten of vatbaar is voor droogte. Het onderzoek kan landen ook helpen om te bepalen waar nieuwe, meer gedetailleerde onderzoeken moeten worden gericht en hoe deze onderzoeken moeten worden opgezet. bepalen welke methoden het beste kunnen worden gebruikt.

Professor MacDonald voegt toe:"De kaarten van grondwateraanvulling en -opslag helpen de verborgen waterveiligheidssituatie in Afrika bloot te leggen. Voor verschillende landen met een hoge grondwateropslag, vooral in Noord-Afrika, grondwaterpompen kunnen de huidige waterzekerheid vergroten, maar uiteindelijk, ten koste van toekomstige generaties. Landen met een lage grondwateropslag zijn gebruikelijk in Afrika vanwege de geologie, maar voor de meeste van deze landen wordt deze grondwateropslag regelmatig aangevuld en is het een betrouwbare bron van water. Alleen als mensen te veel wegpompen (bijvoorbeeld voor grootschalige irrigatie) dreigt het grondwater bij droogte op te drogen."

Professor Seifu Kebede van de Universiteit van KwaZulu Natal, een co-auteur van het artikel voegt toe:"Deze inspanning bracht uitgebreide Afrikaanse kennis samen met expertise uit andere landen om informatie te verstrekken om waterbronnen duurzaam te ontwikkelen en enkele van de meest urgente problemen waarmee landen vaak worden geconfronteerd, te overwinnen, zoals droogte, ontbering, en honger."