维大研究:地下水补给可让下沉城市重新抬升

全球地下水超采导致城市下沉的问题正在蔓延,但惠灵顿维多利亚大学(Te Herenga Waka—Victoria University of Wellington)的最新研究显示,只要给地下水资源留出恢复的时间,这种下沉是可以逆转的。

该校地球科学家Jesse Kearse博士表示:"各地城市已经吸取了教训——地下水超采会加剧地面沉降,增加洪水风险,并让城市更容易受海平面上升影响。在新西兰,我们知道大约八成的城市海岸线正在下沉,而在部分地区,地下水超采可能是造成这一问题的因素之一。"

Kearse博士与日本京都大学(Kyoto University)、美国南加州大学(University of Southern California)的同事共同开展的这项研究显示,这种下沉并非必然是永久性的。

"可以把城市地下想象成一个巨大的水气球。抽走地下水后,'气球'就会瘪下去,地面随之下沉,这会让沿海城市在气候变暖、海平面上升时更加脆弱。"他说,"但如果地下水得到补给,'气球'重新充气,上方的地面也会随之抬升。所以,如果我们让含水层得到补给,就有可能帮助沿海地区抵御未来的海平面上升。"

日本大阪市为研究人员提供了一个"露天实验室"。大阪在1920年代至1960年代期间大量取水,地下水位下降了30米,地面沉降超过2米。此后当地出台了严格规定,限制地下水开采。

Kearse博士说,此后数十年间,大阪的地下水位逐渐回升——这是地表水自然渗入地下时会出现的现象。

"我们利用大阪长期的水文监测数据,结合卫星观测,清楚地发现地下水回升与城市地面抬升之间存在明确关联,部分地区地面抬升速率每年最高达12毫米。我们的研究结果显示,只要地下水资源得到补给,城市是可以重新抬升的。"

研究人员还发现,大阪各地的地面抬升幅度并不一致,这与地壳中的断层有关。

"这些断层的作用有点像水坝,能够有效阻断地下水流动,形成局部积水区。这意味着在这些区域,水位以及地面抬升速率都会相对更高。"

他说,不同区域的抬升速率差异,可能预示着城市地下存在尚未被发现的断层。

"在新西兰,我们见过一些此前并不知道存在断层的地区发生了重大地震,基督城就是一例。在含水层与断层并存的地方——基督城正是这样的情况——地面抬升情况或许可以作为线索,提示该地区存在断层,为未来的土地利用规划提供重要信息。"

相关研究发表在期刊《Nature Communications Earth & Environment》上。