干旱的中央谷农场依赖内华达山脉获取地下水
新的研究表明，被称为粮仓的加州中部山谷地区一半的地下水都来自内华达山脉。这对于部分地区几乎完全依赖地下水灌溉的农业区来说意义重大。
虽然很容易看到地上水库的水位随着雨雪的涨落而上升，但含水层是隐藏在人们视线之外的天然水源，有些甚至位于地下数百英尺处。“它们就像巨大的浴缸，里面装满了水和沉积物，”加州大学河滨分校地下水水文学副教授 Hoori Ajami 说。
科学家们早就认识到内华达山脉是中央谷含水层的主要水源，但加州大学河滨分校领导的这项新研究首次量化了山脉对地下水的贡献。该研究发表在《水资源研究》杂志上，表明山脉对中央谷南部地下水的贡献高达 53%。
流入低洼含水层的不仅仅是融雪和雨水溪流。内华达山脉的含水层似乎也正在向中央谷地含水层排水。
“这项研究表明，山脉和山谷之间的连通程度相当高”，论文第一作者、前加州大学河滨分校博士后研究员桑德拉·阿门戈尔 (Sandra Armengol) 说。
由于地下水难以观测，因此也难以测量。研究人员采用多管齐下的方法来量化中央谷含水层的水源。
这项研究部分依赖于美国地质调查局从中部山谷南部和山区采集的井水样本。加州大学河滨分校的研究人员随后检查了这些样本的化学成分(钙、硫酸盐、钠、放射性和稳定同位素的含量)，以了解水的来源及其年龄。
碳 14 和氚是水中的化学物质，可以帮助研究人员了解某物有多古老。具体来说，碳 14 还用于考古学，可以了解几万年前的事物，而氚则可以判断某物是否年轻于 50 年。
加州大学河滨分校的研究团队发现，流入中央山谷的塞拉地下水的年龄非常复杂。有些水只有 4 年历史，有些大约有 102 年历史，有些地方的水历史超过 4 万年。因此，一旦使用，就很难再更换。
“降水需要很长时间才能穿过沉积层进入含水层并补充地下水。如果我们继续以目前的速度抽水，我们将严重耗尽中央谷地的含水层，”阿贾米说。
由于2012年至2016年的干旱，人们开始抽取过多的地下水，这加速了地面下沉，并影响了向山谷输送地表水的水坝和运河等基础设施。
前州长杰里·布朗于 2014 年签署了《可持续地下水管理法案》，该法案强制制定超采流域的地下水可持续性计划，并减少地下水枯竭和地面沉降等不良后果。然而，为了有效地管理地下水供应，我们还有很多工作要做，也应该做更多。
“如果我想知道含水层的可持续抽水率，我需要知道有多少水流入，有多少地下水流出。就像你的银行账户一样，你花多少钱取决于你的收入，”阿贾米说。
这项研究是量化该收入(又称补给)的努力的一部分，由美国国家科学基金会 CAREER 奖资助。Ajami 于 2020 年因水文研究、教育和推广而获得 630,000 美元的奖金。她正在计划进行更多研究，以更准确地量化内华达山脉的补给。
“对于超采的含水层，包括中央谷地的含水层，仍然需要更详细的研究来量化补给率，”阿门戈尔说。“但我们希望这项工作将有助于更好地管理这种不可替代的资源。我们所吃的很多食物都依赖于它。”
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