Επιπτώσεις της αστικοποίησης στα υπόγεια ύδατα και στις αλλαγές θερμοκρασίας στην επιφάνεια : Μια μελέτη της πόλης Λαχόρη
Από RemoteSensing Wiki
| Γραμμή 30: | Γραμμή 30: | ||
<p align="justify">Με την αυξανόμενη ζήτηση για γλυκό νερό λόγω της πληθυσμιακής αύξησης και της αστικοποίησης, η πίεση στους παγκόσμιους υπόγειους υδάτινους πόρους έχει αυξηθεί τρομερά. Η κύρια πηγή παροχής νερού στην αστικοποιημένη περιοχή είναι κυρίως τα υπόγεια ύδατα που χρησιμοποιούν για οικιακή χρήση ή φρεάτια. Η υπερβολική εξάρτηση και η εξόρυξη των υπόγειων υδάτων συχνά οδηγούν στην εξάντληση της αποθήκευσης των υπόγειων υδάτων στην περιοχή. Σχεδόν το 50% του συνολικού παγκόσμιου πόσιμου νερού, το 40% του νερού χρησιμοποιείται σε άρδευση και σχεδόν το ένα τρίτο του νερού που απαιτείται από τη βιομηχανία χρησιμοποιείται από τους υπόγειους υδάτινους πόρους παγκοσμίως. Τα υπόγεια ύδατα αποτελούν μέρος του οικοσυστήματος που εμποδίζει την εισχώρηση θαλασσινού νερού και διατηρεί τη βασική ροή στα περισσότερα ποτάμια, η οποία αποτελεί μέρος του παγκόσμιου υδρολογικού κύκλου. Οι δορυφόροι Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) παρείχαν μια νέα προοπτική σχετικά με τις μεθόδους για την ακριβή παρακολούθηση των πηγών υπόγειων υδάτων του κόσμου, καθώς παρατηρεί τις αλλαγές στα πεδία βαρύτητας που προκύπτουν από τις διακυμάνσεις της μάζας στην επιφάνεια της γης, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαμόρφωση της Συνολικής Αποθήκευσης Νερού (TWS). Το TWS είναι ένας συνδυασμός υγρασίας εδάφους (SM), αλλαγής αποθήκευσης υπόγειων υδάτων (GWSC) και εξαρτήματα μάζας που μεταβάλλουν τη βαρύτητα, όπως αποθήκευση επιφανειακών υδάτων, πάγος και χιόνι. Το GWSC μπορεί περαιτέρω να απομονωθεί από το TWS εκτιμώντας μεμονομένα εξαρτήματα, όπως αποθήκευση SM και επιφανειακών υδάτων, με τη βοήθεια Μοντέλων Επιφανειών Γης Global Land Data Assimilation System (GLDAS). Με τη βοήθεια των δορυφόρων GRACE, είναι εύκολο να παρακολουθούνται οι υπόγειοι υδάτινοι πόροι μεγάλων περιοχών με πολύ λιγότερες προσπάθειες, ωστόσο, είναι δύσκολο να αξιοποιήσει τα περιορισμένα δεδομένα απευθείας για αποφάσεις διαχείρισης. Η ανάλυση μπορεί να βελτιωθεί ενσωματώνοντας διάφορες προσεγγίσεις ισοζυγίου ενέργειας και μάζας μαζί με τοπικές μετρήσεις με τα δεδομένα GRACE για την εκτίμηση της αλλαγής στη συνολική αποθήκευση νερού, η οποία μπορεί να χρησιμοποιείται ως αναπαράσταση της μεταβολής της μάζας των υπόγειων υδάτων. Οι αλλαγές στη μάζα των υπόγειων υδάτων μπορούν περαιτέρω να συνδεθούν με σημαντικές αλλαγές στις χρήσεις γης και την κάλυψη γης (LULC) παγκοσμίως. Αυτές οι αλλαγές στο LULC μπορούν να συνδεθούν άμεσα με τη επίδραση φυσικών και ανθρωπογενών δραστηριοτήτων, οι οποίες επηρεάζουν σημαντικά το οικοσύστημα αυτών των λεκανών απορροής. Αυτές οι δραστηριότητες συνεπάγονται υψηλή αύξηση της αστικοποίησης, με αποτέλεσμα να υπάρχει επιζήμια επίδραση στους υπόγειους υδάτινους πόρους καθώς μειώνει σοβαρά την ικανότητα επαναφόρτισης της λεκάνης απορροής. Επομένως, είναι σημαντικό να συμπεριληφθούν οι επιπτώσεις του LULC στις πηγές υπόγειων υδάτων ενώ αναλύονται οι αλλαγές στην αποθήκευση των υπόγειων υδάτων οποιασδήποτε λεκάνης απορροής. Το LST μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποτελεσματική μέτρηση του αστικού κλίματος, δηλαδή το ποσοστό της αδιαπέραστης περιοχής είναι υψηλότερο σε μια αστική περιοχή και, ως εκ τούτου, η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι υψηλότερη από ό, τι σε μια περιοχή με βλάστηση. Αυτό συμβαίνει επειδή διαφορετικές επιφάνειες έχουν διαφορετική θερμική ικανότητα. Έτσι, όταν δέχονται παρόμοια ηλιακή ακτινοβολία, παρουσιάζουν διαφορετικές επιφανειακές θερμοκρασίες. Αυτές οι αλλαγές πρέπει να διερευνηθούν μέσω των πιο πρόσφατων διαθέσιμων τεχνικών, συμπεριλαμβανομένων των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και της τηλεπισκόπησης. Με το αυξανόμενο φορτίο στις παγκόσμιες πηγές υπόγειων υδάτων ως αποτέλεσμα της υψηλής ζήτησης γλυκού νερού λόγω της αυξανόμενης αστικοποίησης, υπάρχει τεράστια πίεση στους υπόγειους υδάτινους πόρους σε χώρες όπως το Πακιστάν. Πάνω από το 60% του νερού που καταναλώνεται για άρδευση και σχεδόν το 90% του πόσιμου νερού εξάγεται από τα υπόγεια ύδατα. Πάνω από 1 εκατομμύριο φρεάτια έχουν εγκατασταθεί και αντλούν υπόγεια ύδατα από την επαρχία Παντζάμπ, η οποία έχει οδηγήσει σε σοβαρή εξάντληση των υπόγειων υδάτινων πόρων. Οι παρατηρήσεις που καταγράφονται από τα φρεάτια παρακολούθησης είναι η κύρια πηγή πληροφοριών που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των συστημάτων υπόγειων υδάτων. Επιπλέον, η έλλειψη επαρκούς παρακολούθησης των φρεατίων σε περιοχές μεγάλης κλίμακας θέτει ένα ερωτηματικό στην αξιοπιστία και τη διαθεσιμότητα των δεδομένων που απαιτούνται από τους διαχειριστές των υπόγειων υδάτων, ωθώντας την ερευνητική κοινότητα να επιδιώξει νέες μεθόδους. Οι τεχνικές GIS και τηλεπισκόπησης έχουν αρχίσει να αποδεικνύονται για να καλύψουν αυτό το κενό. Αυτή η μελέτη επικεντρώθηκε κυρίως στην επίδραση της αλλαγής της κάλυψης του εδάφους στις αλλαγές των υπόγειων υδάτων και περαιτέρω αξιολόγηση των επιπτώσεων της εξάντλησης των υπόγειων υδάτων. </p> | <p align="justify">Με την αυξανόμενη ζήτηση για γλυκό νερό λόγω της πληθυσμιακής αύξησης και της αστικοποίησης, η πίεση στους παγκόσμιους υπόγειους υδάτινους πόρους έχει αυξηθεί τρομερά. Η κύρια πηγή παροχής νερού στην αστικοποιημένη περιοχή είναι κυρίως τα υπόγεια ύδατα που χρησιμοποιούν για οικιακή χρήση ή φρεάτια. Η υπερβολική εξάρτηση και η εξόρυξη των υπόγειων υδάτων συχνά οδηγούν στην εξάντληση της αποθήκευσης των υπόγειων υδάτων στην περιοχή. Σχεδόν το 50% του συνολικού παγκόσμιου πόσιμου νερού, το 40% του νερού χρησιμοποιείται σε άρδευση και σχεδόν το ένα τρίτο του νερού που απαιτείται από τη βιομηχανία χρησιμοποιείται από τους υπόγειους υδάτινους πόρους παγκοσμίως. Τα υπόγεια ύδατα αποτελούν μέρος του οικοσυστήματος που εμποδίζει την εισχώρηση θαλασσινού νερού και διατηρεί τη βασική ροή στα περισσότερα ποτάμια, η οποία αποτελεί μέρος του παγκόσμιου υδρολογικού κύκλου. Οι δορυφόροι Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) παρείχαν μια νέα προοπτική σχετικά με τις μεθόδους για την ακριβή παρακολούθηση των πηγών υπόγειων υδάτων του κόσμου, καθώς παρατηρεί τις αλλαγές στα πεδία βαρύτητας που προκύπτουν από τις διακυμάνσεις της μάζας στην επιφάνεια της γης, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαμόρφωση της Συνολικής Αποθήκευσης Νερού (TWS). Το TWS είναι ένας συνδυασμός υγρασίας εδάφους (SM), αλλαγής αποθήκευσης υπόγειων υδάτων (GWSC) και εξαρτήματα μάζας που μεταβάλλουν τη βαρύτητα, όπως αποθήκευση επιφανειακών υδάτων, πάγος και χιόνι. Το GWSC μπορεί περαιτέρω να απομονωθεί από το TWS εκτιμώντας μεμονομένα εξαρτήματα, όπως αποθήκευση SM και επιφανειακών υδάτων, με τη βοήθεια Μοντέλων Επιφανειών Γης Global Land Data Assimilation System (GLDAS). Με τη βοήθεια των δορυφόρων GRACE, είναι εύκολο να παρακολουθούνται οι υπόγειοι υδάτινοι πόροι μεγάλων περιοχών με πολύ λιγότερες προσπάθειες, ωστόσο, είναι δύσκολο να αξιοποιήσει τα περιορισμένα δεδομένα απευθείας για αποφάσεις διαχείρισης. Η ανάλυση μπορεί να βελτιωθεί ενσωματώνοντας διάφορες προσεγγίσεις ισοζυγίου ενέργειας και μάζας μαζί με τοπικές μετρήσεις με τα δεδομένα GRACE για την εκτίμηση της αλλαγής στη συνολική αποθήκευση νερού, η οποία μπορεί να χρησιμοποιείται ως αναπαράσταση της μεταβολής της μάζας των υπόγειων υδάτων. Οι αλλαγές στη μάζα των υπόγειων υδάτων μπορούν περαιτέρω να συνδεθούν με σημαντικές αλλαγές στις χρήσεις γης και την κάλυψη γης (LULC) παγκοσμίως. Αυτές οι αλλαγές στο LULC μπορούν να συνδεθούν άμεσα με τη επίδραση φυσικών και ανθρωπογενών δραστηριοτήτων, οι οποίες επηρεάζουν σημαντικά το οικοσύστημα αυτών των λεκανών απορροής. Αυτές οι δραστηριότητες συνεπάγονται υψηλή αύξηση της αστικοποίησης, με αποτέλεσμα να υπάρχει επιζήμια επίδραση στους υπόγειους υδάτινους πόρους καθώς μειώνει σοβαρά την ικανότητα επαναφόρτισης της λεκάνης απορροής. Επομένως, είναι σημαντικό να συμπεριληφθούν οι επιπτώσεις του LULC στις πηγές υπόγειων υδάτων ενώ αναλύονται οι αλλαγές στην αποθήκευση των υπόγειων υδάτων οποιασδήποτε λεκάνης απορροής. Το LST μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποτελεσματική μέτρηση του αστικού κλίματος, δηλαδή το ποσοστό της αδιαπέραστης περιοχής είναι υψηλότερο σε μια αστική περιοχή και, ως εκ τούτου, η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι υψηλότερη από ό, τι σε μια περιοχή με βλάστηση. Αυτό συμβαίνει επειδή διαφορετικές επιφάνειες έχουν διαφορετική θερμική ικανότητα. Έτσι, όταν δέχονται παρόμοια ηλιακή ακτινοβολία, παρουσιάζουν διαφορετικές επιφανειακές θερμοκρασίες. Αυτές οι αλλαγές πρέπει να διερευνηθούν μέσω των πιο πρόσφατων διαθέσιμων τεχνικών, συμπεριλαμβανομένων των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και της τηλεπισκόπησης. Με το αυξανόμενο φορτίο στις παγκόσμιες πηγές υπόγειων υδάτων ως αποτέλεσμα της υψηλής ζήτησης γλυκού νερού λόγω της αυξανόμενης αστικοποίησης, υπάρχει τεράστια πίεση στους υπόγειους υδάτινους πόρους σε χώρες όπως το Πακιστάν. Πάνω από το 60% του νερού που καταναλώνεται για άρδευση και σχεδόν το 90% του πόσιμου νερού εξάγεται από τα υπόγεια ύδατα. Πάνω από 1 εκατομμύριο φρεάτια έχουν εγκατασταθεί και αντλούν υπόγεια ύδατα από την επαρχία Παντζάμπ, η οποία έχει οδηγήσει σε σοβαρή εξάντληση των υπόγειων υδάτινων πόρων. Οι παρατηρήσεις που καταγράφονται από τα φρεάτια παρακολούθησης είναι η κύρια πηγή πληροφοριών που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των συστημάτων υπόγειων υδάτων. Επιπλέον, η έλλειψη επαρκούς παρακολούθησης των φρεατίων σε περιοχές μεγάλης κλίμακας θέτει ένα ερωτηματικό στην αξιοπιστία και τη διαθεσιμότητα των δεδομένων που απαιτούνται από τους διαχειριστές των υπόγειων υδάτων, ωθώντας την ερευνητική κοινότητα να επιδιώξει νέες μεθόδους. Οι τεχνικές GIS και τηλεπισκόπησης έχουν αρχίσει να αποδεικνύονται για να καλύψουν αυτό το κενό. Αυτή η μελέτη επικεντρώθηκε κυρίως στην επίδραση της αλλαγής της κάλυψης του εδάφους στις αλλαγές των υπόγειων υδάτων και περαιτέρω αξιολόγηση των επιπτώσεων της εξάντλησης των υπόγειων υδάτων. </p> | ||
| + | |||
| + | '''<span style="color:#006400"> 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ </span>''' | ||
| + | |||
| + | '''<span style="color:#008000"> 2.1. Περιοχή μελέτης </span>''' | ||
[[category:Υδατικοί Πόροι]] | [[category:Υδατικοί Πόροι]] | ||
Αναθεώρηση της 23:02, 14 Φεβρουαρίου 2024
Πρωτότυπος τίτλος: Impact of Urbanization on Groundwater and Surface Temperature Changes: A Case Study of Lahore City
Συγγραφείς: Huzaifah Zahran, Muhammad Zeeshan Ali, Khan Zaib Jadoon, Hammad Ullah Khan Yousafzai, Khalil Ur Rahman, Nadeem Ahmed Sheikh
Δημοσιεύθηκε: Sustainability 2023, 15, 6864. https://doi.org/10.3390/su15086864
Λέξεις κλειδιά: Υδατικοί πόροι
Αντικείμενο εφαρμογής: Μελέτη επιπτώσεων αστικοποίησης στα υπόγεια ύδατα και στις αλλαγές θερμοκρασίας
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Με την αυξανόμενη ζήτηση για γλυκό νερό λόγω της πληθυσμιακής αύξησης και της αστικοποίησης, η πίεση στους παγκόσμιους υπόγειους υδάτινους πόρους έχει αυξηθεί τρομερά. Η κύρια πηγή παροχής νερού στην αστικοποιημένη περιοχή είναι κυρίως τα υπόγεια ύδατα που χρησιμοποιούν για οικιακή χρήση ή φρεάτια. Η υπερβολική εξάρτηση και η εξόρυξη των υπόγειων υδάτων συχνά οδηγούν στην εξάντληση της αποθήκευσης των υπόγειων υδάτων στην περιοχή. Σχεδόν το 50% του συνολικού παγκόσμιου πόσιμου νερού, το 40% του νερού χρησιμοποιείται σε άρδευση και σχεδόν το ένα τρίτο του νερού που απαιτείται από τη βιομηχανία χρησιμοποιείται από τους υπόγειους υδάτινους πόρους παγκοσμίως. Τα υπόγεια ύδατα αποτελούν μέρος του οικοσυστήματος που εμποδίζει την εισχώρηση θαλασσινού νερού και διατηρεί τη βασική ροή στα περισσότερα ποτάμια, η οποία αποτελεί μέρος του παγκόσμιου υδρολογικού κύκλου. Οι δορυφόροι Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) παρείχαν μια νέα προοπτική σχετικά με τις μεθόδους για την ακριβή παρακολούθηση των πηγών υπόγειων υδάτων του κόσμου, καθώς παρατηρεί τις αλλαγές στα πεδία βαρύτητας που προκύπτουν από τις διακυμάνσεις της μάζας στην επιφάνεια της γης, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαμόρφωση της Συνολικής Αποθήκευσης Νερού (TWS). Το TWS είναι ένας συνδυασμός υγρασίας εδάφους (SM), αλλαγής αποθήκευσης υπόγειων υδάτων (GWSC) και εξαρτήματα μάζας που μεταβάλλουν τη βαρύτητα, όπως αποθήκευση επιφανειακών υδάτων, πάγος και χιόνι. Το GWSC μπορεί περαιτέρω να απομονωθεί από το TWS εκτιμώντας μεμονομένα εξαρτήματα, όπως αποθήκευση SM και επιφανειακών υδάτων, με τη βοήθεια Μοντέλων Επιφανειών Γης Global Land Data Assimilation System (GLDAS). Με τη βοήθεια των δορυφόρων GRACE, είναι εύκολο να παρακολουθούνται οι υπόγειοι υδάτινοι πόροι μεγάλων περιοχών με πολύ λιγότερες προσπάθειες, ωστόσο, είναι δύσκολο να αξιοποιήσει τα περιορισμένα δεδομένα απευθείας για αποφάσεις διαχείρισης. Η ανάλυση μπορεί να βελτιωθεί ενσωματώνοντας διάφορες προσεγγίσεις ισοζυγίου ενέργειας και μάζας μαζί με τοπικές μετρήσεις με τα δεδομένα GRACE για την εκτίμηση της αλλαγής στη συνολική αποθήκευση νερού, η οποία μπορεί να χρησιμοποιείται ως αναπαράσταση της μεταβολής της μάζας των υπόγειων υδάτων. Οι αλλαγές στη μάζα των υπόγειων υδάτων μπορούν περαιτέρω να συνδεθούν με σημαντικές αλλαγές στις χρήσεις γης και την κάλυψη γης (LULC) παγκοσμίως. Αυτές οι αλλαγές στο LULC μπορούν να συνδεθούν άμεσα με τη επίδραση φυσικών και ανθρωπογενών δραστηριοτήτων, οι οποίες επηρεάζουν σημαντικά το οικοσύστημα αυτών των λεκανών απορροής. Αυτές οι δραστηριότητες συνεπάγονται υψηλή αύξηση της αστικοποίησης, με αποτέλεσμα να υπάρχει επιζήμια επίδραση στους υπόγειους υδάτινους πόρους καθώς μειώνει σοβαρά την ικανότητα επαναφόρτισης της λεκάνης απορροής. Επομένως, είναι σημαντικό να συμπεριληφθούν οι επιπτώσεις του LULC στις πηγές υπόγειων υδάτων ενώ αναλύονται οι αλλαγές στην αποθήκευση των υπόγειων υδάτων οποιασδήποτε λεκάνης απορροής. Το LST μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποτελεσματική μέτρηση του αστικού κλίματος, δηλαδή το ποσοστό της αδιαπέραστης περιοχής είναι υψηλότερο σε μια αστική περιοχή και, ως εκ τούτου, η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι υψηλότερη από ό, τι σε μια περιοχή με βλάστηση. Αυτό συμβαίνει επειδή διαφορετικές επιφάνειες έχουν διαφορετική θερμική ικανότητα. Έτσι, όταν δέχονται παρόμοια ηλιακή ακτινοβολία, παρουσιάζουν διαφορετικές επιφανειακές θερμοκρασίες. Αυτές οι αλλαγές πρέπει να διερευνηθούν μέσω των πιο πρόσφατων διαθέσιμων τεχνικών, συμπεριλαμβανομένων των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) και της τηλεπισκόπησης. Με το αυξανόμενο φορτίο στις παγκόσμιες πηγές υπόγειων υδάτων ως αποτέλεσμα της υψηλής ζήτησης γλυκού νερού λόγω της αυξανόμενης αστικοποίησης, υπάρχει τεράστια πίεση στους υπόγειους υδάτινους πόρους σε χώρες όπως το Πακιστάν. Πάνω από το 60% του νερού που καταναλώνεται για άρδευση και σχεδόν το 90% του πόσιμου νερού εξάγεται από τα υπόγεια ύδατα. Πάνω από 1 εκατομμύριο φρεάτια έχουν εγκατασταθεί και αντλούν υπόγεια ύδατα από την επαρχία Παντζάμπ, η οποία έχει οδηγήσει σε σοβαρή εξάντληση των υπόγειων υδάτινων πόρων. Οι παρατηρήσεις που καταγράφονται από τα φρεάτια παρακολούθησης είναι η κύρια πηγή πληροφοριών που χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση των συστημάτων υπόγειων υδάτων. Επιπλέον, η έλλειψη επαρκούς παρακολούθησης των φρεατίων σε περιοχές μεγάλης κλίμακας θέτει ένα ερωτηματικό στην αξιοπιστία και τη διαθεσιμότητα των δεδομένων που απαιτούνται από τους διαχειριστές των υπόγειων υδάτων, ωθώντας την ερευνητική κοινότητα να επιδιώξει νέες μεθόδους. Οι τεχνικές GIS και τηλεπισκόπησης έχουν αρχίσει να αποδεικνύονται για να καλύψουν αυτό το κενό. Αυτή η μελέτη επικεντρώθηκε κυρίως στην επίδραση της αλλαγής της κάλυψης του εδάφους στις αλλαγές των υπόγειων υδάτων και περαιτέρω αξιολόγηση των επιπτώσεων της εξάντλησης των υπόγειων υδάτων.
2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ
2.1. Περιοχή μελέτης
