Πώς η κλιματική αλλαγή μπορεί να επηρεάσει ένα σύστημα υπόγειων υδάτων
Γενικά, προτιμάται η χρήση υπόγειων υδάτων για παροχή πόσιμου νερού, γιατί τα υπόγεια ύδατα προστατεύονται καλά. Τα επιφανειακά νερά μπορεί να μολύνονται από την απόρριψη λυμάτων και τα ατυχήματα και η ποιότητα του νερού μπορεί να αλλάξει γρήγορα. Τα υπόγεια ύδατα είναι λιγότερο ευάλωτα στη ρύπανση και η ποιότητα των υπόγειων υδάτων αλλάζει πολύ αργά. Η εξόρυξη υπόγειων υδάτων για πόσιμο νερό, ωστόσο, επηρεάζει τα επίπεδα των υπόγειων υδάτων στην περιοχή, και ως εκ τούτου μπορεί να έχει αντίκτυπο, για παράδειγμα, στη γεωργία και στα οικοσυστήματα ανάλογα με το επίπεδο των υπόγειων υδάτων. Συνήθως, οι μελέτες για την κλιματική αλλαγή έχουν δώσει προσοχή στις επιπτώσεις στα επιφανειακά ύδατα και σχεδόν στα υπόγεια ύδατα. Ωστόσο, η κλιματική αλλαγή μπορεί επίσης να επηρεάσει τους υπόγειους υδάτινους πόρους.
Είναι δύσκολο να κατανοήσουμε πώς λειτουργούν τα συστήματα υπόγειων υδάτων, λόγω της περίπλοκης ιστορίας σχηματισμού τους. Απαιτούνται πολλά δεδομένα για τη βελτίωση της κατανόησης αυτών των συστημάτων υπόγειων υδάτων, αλλά αυτά τα δεδομένα συνήθως λείπουν. Ωστόσο, στην Ολλανδία, μελετήσαμε διεξοδικά το σύστημα υπόγειων υδάτων και συλλέξαμε δεδομένα εδώ και πολύ καιρό. Ως εκ τούτου, έχουμε τώρα εκτεταμένα δεδομένα για τα χαρακτηριστικά του εδάφους και τις μεγάλες χρονικές σειρές βροχοπτώσεων, θερμοκρασίας και επιπέδων των υπόγειων υδάτων. Χρησιμοποιήσαμε αυτή τη γνώση για να αναπτύξουμε υδρογεωλογικά μοντέλα. Στη μελέτη μας, χρησιμοποιήσαμε ένα τέτοιο μοντέλο για να μελετήσουμε τον αντίκτυπο της κλιματικής αλλαγής στις πιθανές στρατηγικές προσαρμογής στην παροχή πόσιμου νερού.
Σε αυτή την έρευνα, μελετήσαμε την περιοχή Veluwe. Αυτή η ελαφρώς υπερυψωμένη περιοχή στο κέντρο της Ολλανδίας διαθέτει αμμώδη υδροφόρο ορίζοντα με μεγάλη αποθήκευση καλοδιατηρημένων υπόγειων υδάτων και αποτελεί πηγή πόσιμου νερού για αιώνες. Αν και η διαθέσιμη ποσότητα υπόγειων υδάτων είναι άφθονη, υπάρχουν ανεπιθύμητες επιπτώσεις της εξόρυξης σε ορισμένες περιοχές:ειδικά όταν υπάρχουν οικοσυστήματα που εξαρτώνται από τα υπόγεια ύδατα κοντά στην εξόρυξη, η βλάστηση σε αυτές τις περιοχές μπορεί να υποφέρει από τις αλλαγές στα επίπεδα των υπόγειων υδάτων ή/και τη διαρροή . Μια πιθανή στρατηγική προσαρμογής για την αποκατάσταση του συστήματος υπόγειων υδάτων είναι η ανακατανομή των όγκων εξόρυξης από ευάλωτες περιοχές σε περιοχές όπου η εξόρυξη επηρεάζει λιγότερο τη στάθμη των υπόγειων υδάτων.
Το σύστημα υπόγειων υδάτων του Veluwe ανταποκρίνεται αργά. Τα υπόγεια ύδατα είναι βαθιά και τα επιφανειακά ύδατα βρίσκονται μόνο στις άκρες της περιοχής. Επομένως η στάθμη των υπόγειων υδάτων δύσκολα ανταποκρίνεται στις τρέχουσες καιρικές συνθήκες. Οι διακυμάνσεις στη στάθμη των υπόγειων υδάτων αντικατοπτρίζουν τις μακροπρόθεσμες διακυμάνσεις της βροχόπτωσης (Εικ. 1, κάτω είσοδος). Αυτό είναι διαφορετικό από την ανταπόκριση στις άκρες του Veluwe και στα περισσότερα άλλα μέρη της Ολλανδίας. Εδώ η στάθμη των υπόγειων υδάτων είναι ρηχή και υπάρχουν ζώνες διαρροής και συστήματα επιφανειακών υδάτων. Αυτό είναι ορατό στον τρόπο με τον οποίο ανταποκρίνεται η στάθμη των υπόγειων υδάτων σε αυτήν την περιοχή:μπορείτε να δείτε τις ετήσιες αλλαγές του καιρού, με ξηρά καλοκαίρια (και χαμηλότερα επίπεδα υπόγειων υδάτων) και υγρούς χειμώνες (και υψηλότερα επίπεδα υπόγειων υδάτων) στο ανώτερο ένθετο στο Σχήμα 1.
Χάρη στα ρηχά επίπεδα των υπόγειων υδάτων κατά μήκος των άκρων του Veluwe αναπτύχθηκε ένα σύστημα αποστράγγισης από πηγές και ρυάκια για να μπορεί να εκμεταλλεύεται νερόμυλους. Τον 20ό αιώνα, η χρήση των νερόμυλων σταμάτησε σιγά σιγά και ταυτόχρονα, οι Ολλανδοί άρχισαν να χρησιμοποιούν αυτές τις περιοχές για την εξόρυξη υπόγειων υδάτων για την παροχή πόσιμου νερού.
Επειδή η περιοχή Veluwe καλύπτεται κυρίως από δάση και ερείκη, ένα μεγάλο μέρος της ετήσιας βροχόπτωσης εξαφανίζεται μέσω της εξατμισοδιαπνοής. Ο αντίκτυπος της εξόρυξης πόσιμου νερού στην περιοχή αυτή είναι περίπου το 8 % της ετήσιας βροχόπτωσης. Η υπόλοιπη βροχόπτωση διεισδύει στο έδαφος και έτσι επαναφορτίζει την αποθήκη υπόγειων υδάτων στην περιοχή. Αν και ο αντίκτυπος της εξόρυξης πόσιμου νερού στην αποθήκευση υπογείων υδάτων Veluwe, γενικά, είναι σχετικά περιορισμένος, σε τοπικό επίπεδο μπορεί να υπάρξει σημαντικός αντίκτυπος:επειδή η εξόρυξη πόσιμου νερού είναι κυρίως στα άκρα του Veluwe, αυτό μερικές φορές παρεμβαίνει στις περιοχές διαρροής και ρυάκια και πηγές στις περιοχές αυτές. Για το λόγο αυτό, θεωρείται ότι αναδιανέμονται οι όγκοι εξόρυξης πόσιμου νερού σε λιγότερο ευάλωτες περιοχές της περιοχής Veluwe.
Χρησιμοποιήσαμε ένα υδρογεωλογικό μοντέλο για να υπολογίσουμε τον αντίκτυπο της κλιματικής αλλαγής και την ανακατανομή στην αναπλήρωση των υπόγειων υδάτων και στα επίπεδα των υπόγειων υδάτων. Αν και η κλιματική αλλαγή θα προκαλέσει χαμηλότερη στάθμη των υπόγειων υδάτων στα περισσότερα μέρη της Ολλανδίας, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι στην περιοχή Veluwe που βασίζεται στα υπόγεια ύδατα, η κλιματική αλλαγή θα προκαλέσει την αύξηση των επιπέδων των υπόγειων υδάτων (Εικ. 2), η οποία είναι διαφορετική απόκριση σε σύγκριση με την περιοχή που περιβάλλει το Veluwe:σε αυτήν την περιοχή υπάρχει ένα σύστημα επιφανειακών υδάτων, το οποίο θα αποστραγγίσει την επιπλέον βροχόπτωση το χειμώνα και η εξατμισοδιαπνοή θα αυξηθεί το καλοκαίρι. Το συνδυασμένο αποτέλεσμα είναι η μείωση της στάθμης των υπόγειων υδάτων. Η έρευνά μας επιβεβαίωσε ότι τα τοπικά υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά καθορίζουν σε ποιο βαθμό η ανακατανομή των όγκων εξόρυξης επηρεάζει τα επίπεδα των υπόγειων υδάτων.
Διαπιστώσαμε επίσης ότι ο αντίκτυπος της κλιματικής αλλαγής μπορεί να είναι μεγαλύτερος από τον αντίκτυπο της ανακατανομής. Αυτό είναι σημαντικό να το γνωρίζουμε. Η μετακίνηση μιας μονάδας εξόρυξης πόσιμου νερού είναι ένα κοινωνικό δαπανηρό μέτρο και, ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη οι μελλοντικές εξελίξεις και ο αντίκτυπος πριν από την επιλογή αυτής της στρατηγικής προσαρμογής. Δίπλα σε αυτά τα αποτελέσματα μοντελοποίησης, οι απόψεις των ενδιαφερομένων είναι σημαντικές κατά την επιλογή στρατηγικών προσαρμογής. Θα χρησιμοποιήσουμε τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης σε ένα ερευνητικό έργο που μελετά τον τρόπο βελτίωσης της βιωσιμότητας των χώρων εξόρυξης πόσιμου νερού υπό το πρίσμα των μελλοντικών εξελίξεων.
Στην περιοχή Veluwe που τροφοδοτείται από τα υπόγεια ύδατα, η αυξανόμενη τροφοδοσία των υπόγειων υδάτων ως προβλεπόμενο αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής θα μπορούσε να θεωρηθεί ελαφρώς θετική παρενέργεια στην περιοχή. Ωστόσο, η συνολική απειλή της κλιματικής αλλαγής για τη βιοποικιλότητα υπερβαίνει κατά πολύ αυτό το αποτέλεσμα.
Αυτή η μελέτη, Impact of Changes in Underground Water Extractions and Climate Change on Underground-water-dependent Ecosystems in a Complex Hydrogeological Setting δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Water Resources Management .
