从河流到含水层的水追踪

使用溶解的稀有气体示踪剂的一项新技术揭示了水如何流过含水层，这对水资源及其对气候变化的脆弱性产生了影响。

粮食及农业组织，合国的一个机构，也称为山的“水世界的塔”。在全球范围内，山区通过融雪和冰川为数十亿人提供淡水。然而在21世纪已作好准备，这些紧张的水资源。气候模型预测降水时间和降水量的变化，积雪动力学的变化以及冰川的融化。这些变化以及其他压力，包括日益增加的人口压力和过去和现在的工农业的污染，都将影响河流流量，水质和地下水储量。

这些压力将需要谨慎的水管理，甚至可能需要重新设计饮用水系统。在一篇新论文中，Popp等人。描述了一个新颖的框架，该框架使用溶解的稀有气体来追踪河水与地下水的混合方式以及地下水在含水层中的移动速度。

案例研究发生在瑞士阿尔卑斯山的埃默河(Emme River)流域，这是一种由融雪喂养的系统，其上有粗糙的砾石和沙子河床，并覆盖在含水层上。作者使用氦4同位素确定河水和区域地下水在地下的混合方式。他们使用ra 222同位素推断最近渗入的河水穿过含水层的行程时间。结果有助于作者估算非常年轻的地下水运行时间，这对于评估水安全至关重要。

研究发现，流域中近70%的地下水来自最近渗入的河水。河流水大约需要2周才能穿过含水层，而河床则主要控制着入渗。渗入的地下水比例很高，并且流经含水层的时间短，这表明它很容易受到污染和干旱的影响。

该新方法可提供近乎实时的结果，并允许使用统计方法(贝叶斯混合模型)对不确定性进行量化。瑞士阿尔卑斯山的案例研究证明了拟议框架的可行性和附加值。作者认为，当应用于不同的流域时，该方法可以突出山岳水供应面临的风险和脆弱性，并改善世界范围内的水安全。

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