近日,中國科學院亞熱帶農業生態研究所環江喀斯特生態系統觀測研究站(下稱“環江站”)在Science上發表題為Groundwater flooding risks overlooked的Letter評述,警示全球范圍內廣泛存在但常被忽視的地下水泛濫風險(圖1)。
《道德經》有云:水善利萬物而不爭,而攻堅強者莫之能勝。水滋養了地球關鍵帶中的生命,使得地球以勃勃生機區別于已知其他星球的荒涼沉寂;但與此同時,因水而成的洪澇災害也一直是社會發展的重大挑戰。以喀斯特地區為例,該類型區僅占全球陸地面積的15%,卻為全球1/4人口提供淡水資源,對人類福祉的貢獻無可替代。但同時,喀斯特地區也飽受洪水困擾,尤其多為極具隱蔽性的地下水洪水。遺憾的是,截至目前,地下水泛濫風險遠未引起公眾、學術界以及相關業務部門的足夠重視。
為此,環江站伊朗籍博士后Hamid M. Behzad和聶云鵬研究員依托在伊朗和我國南方喀斯特地區的研究經驗積累,結合全球范圍內其他非喀斯特地區相關研究成果,明確了地下水洪水的基本特征、巨大破壞力、易發區環境類型與復雜成因,以及誘發污染物遷移對地下水安全的威脅。
評述進一步指出,由于地下水洪水與常規洪水在形成過程機制上存在明顯差異,傳統的防洪堤壩等措施幾乎無益于地下水洪水的防范。此外,地下水洪水過程監測的極度匱乏,不僅限制了基于詳實數據的預測模型構建,也限制了AI技術在無資料區洪水預報中功能的應用。
據此,評述提出了以開發低成本地下水監測與數據傳輸設備、構建地下水監測系統網絡為核心的舉措,同時深入解析植被及土地利用變化等對地下水過程的影響,服務于由業務部門制定、公眾參與、面向全球變化背景下地表和地下水資源可持續利用的綜合水管理計劃。
本研究得到國家重點研發計劃政府間國際合作重點項目和中國科學院青年創新促進會優秀會員項目資助。
圖1 評述正文及喀斯特地區洪澇災害影像
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