Tetra Tech 的 Richard Cresswell 博士讨论全面管理地下水以减轻气候变化的影响

地下水

博士。 Richard Cresswell 是澳大利亚悉尼 Tetra Tech 的高级校长兼水学科负责人。他是地下水流体动力学、地球化学以及利用同位素了解水相互作用方面的专家。理查德领导了私人和政府客户对重大基础设施项目、大规模农业开发以及煤炭和煤层气行业的重大地下水影响和资源评估。

他在地质学、考古学、陨石学、地貌学和生物医学等多个学科领域拥有 30 多年的经验，并且在过去 20 年里一直专注于水问题。 Richard 撰写了 40 多篇科学期刊文章和 20 个科学书籍章节。

理查德是国际水文地质学家协会新南威尔士州 (NSW) 分会主席，也是澳大利亚水协会和澳大利亚采矿和冶金研究所的成员吉。他是 Peter Cullen Trust 的研究员，并于 2011 年至 2015 年担任联邦部长大型煤层气项目专家小组成员。

Richard 拥有英国谢菲尔德大学地质学理学学士学位，以及加拿大多伦多大学地质学理学硕士和博士学位。

与地表水相比，您如何描述地下水（水文循环的隐藏部分）？

我认为很多人仍然认为地下水是地下的溪流和河流，而不是地下、岩石颗粒之间的间隙或微小裂缝中的水。

我还认为，与地表水相比，地下水源在空间和时间上的不同规模很难把握。在澳大利亚，我们经常使用悉尼港 (SydHarb) 作为地表水量的非正式指标。 1 SydHarb 相当于 5000 亿升水。澳大利亚最大的单体堰塞湖是位于澳大利亚北部的阿盖尔湖船尾澳大利亚，满载时包含 20 个 SydHarb。相比之下，澳大利亚最大的含水层系统是大自流盆地 (GAB)，其中包含近 20,000 SydHarbs 地下水，全部储存在构成高产自流含水层的砂岩的微小孔隙和裂缝内。

此外，地下水移动的时间比地表水慢得多。地表水以每秒米为单位冲过，而地下水以每年不到一米的速度流动。昆士兰州东北部 GAB 的雨水补给可能需要超过 200 万年的时间才能在 2,000 公里外的南澳大利亚的土丘泉水中排出。

地下水管理与地表水有何不同？

我们必须停止将地下水与地表水分开。水文循环之称并非无缘无故。我们仍然以不同的方式管理资源，主要是因为时间范围和数量上存在巨大差异。这个原因我们积极地看到地表水和地下水相互作用或其中一种水变成另一种水的混乱和问题，例如地下水为溪流提供基流的地方。我们需要认识到水是一个连续体，尽管在空间和时间上是不连续的，有时甚至是不连续的。影响地表水将会影响地下水，反之亦然，尽管可能并不总是以我们最初想象的方式或地点。

我们为新南威尔士州自然资源委员会提供了关于水资源共享计划的建议，并帮助保护昆士兰州卡迈克尔煤矿周围依赖地下水的生态系统。我们积极帮助政府和资源客户全面管理水资源，在不损害发展的情况下为环境取得积极成果。

您认为地下水资源面临的最大风险是什么？

各种形式的污染。自然系统不会很快或轻易地自我修复。例如，含水层可能会因盐度增加而受到污染e 海水入侵；引入污染物，例如 PFAS 或重金属；或者通过化学变化，主要是通过改变氧气水平或改变 pH 值。一旦发生这种情况，就不可能清洁资源，除非将其抽出，通过工程解决方案（例如海水淡化厂），然后再次注入。虽然这对于富裕国家、城市或资源公司来说通常是可行的，但我们最终只是将问题从一个地方转移到另一个地方，而不是解决根本问题。

我们如何保护地下水及其使用者？

设定保守、可持续的产量并监测地下水位和化学成分的变化是任何地下水资源保护的基础。依赖地下水的用户（包括环境）已成为澳大利亚所有开发审批中日益重要和相关的组成部分。关键是要严格管理随着气候变化对地表水供应的影响加大，保护水资源将变得越来越重要，规则应该成为保护水资源的基础。

通过钻孔提取地下水的用户很容易识别，但我们如何判断生态系统是否依赖地下水？

Tetra Tech 与客户和合作伙伴合作，使用我们的 Tetra Tech Delta 远程和替代传感功能来检测地下水的影响，作为直接测量地下水存在和使用的代理。例如，使用无人机测量清晨地面的温差可以突出显示浅层地下水。可以使用机载地球物理学对更深的水源进行成像，并且从多光谱卫星数据收集的干旱时期良好的植被健康状况突显了支撑依赖生态系统的地下水的存在。这并不妨碍需要良好的地面监测来确认是否存在和状况地下水，但遥感确实提供了快速且有针对性的调查组成部分。

气候变化如何影响我们对地下水的看法和使用？

气候变化现在是我们所有水务项目的主要驱动因素，Tetra Tech 拥有强大的气候科学团队来支持我们对未来水需求的评估。在气候变化导致地表水供应变得不太可靠和稀缺的地区，地下水可以帮助减轻影响。然而，我们不应该将其视为长期解决方案，因为地表水供应减少也意味着补给减少，这往往导致地下水位下降速度快于补给速度。这也可能导致盐度增加，因为含水层从周围的岩石中吸收额外的地下水，拖入额外的盐，有时还拖入其他不太理想的元素。

矛盾的是，在气候变化导致降雨量增加的地方，我们可能仍然会看到地下水位下降。康姆随着极端事件的增多，降雨量逐年增加，而这些时间较短、强度较大的倾盆大雨会更快地从土地上流失，没有时间渗透土壤并补给含水层。这又回到了需要同时了解和管理地表水和地下水，即在任何用水和影响评估中考虑整个水循环。

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