Последнее место, где большинство людей ожидает найти пресную воду, находится в десятках или сотнях километров от берега в океане. Тем не менее, это не только то место, где можно найти пресную воду, в основании континентального шельфа под океаном, но и моделирование показало, что это может быть обычным явлением в целом ряде геологических систем..
Эти оффшорные ресурсы подземных вод могут быть использованы для питья, сельского хозяйства и добычи нефти, но новое исследование, проведенное Холли Майклом из Университета Делавэра и Сюань Ю, которые работали исследователями с докторской степенью в UD, предполагает, что использование эти ресурсы могут привести к неблагоприятным воздействиям на берег.
Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters и является частью премии Michael's National Science Foundation CAREER Award.
С помощью моделирования и компьютерного моделирования исследование показывает, как использование морских ресурсов пресной воды может угрожать наземным системам водоносных горизонтов, приводить к уменьшению запасов подземных вод на суше и вызывать широкомасштабное оседание почвы.
Прибрежные сообщества могут рассмотреть возможность использования этих морских ресурсов подземных вод по мере роста населения, а ограниченные ресурсы пресной воды ухудшаются из-за чрезмерного использования и загрязнения, но более непосредственное использование морских пресных и солоноватых подземных вод должно повысить нефтеотдачу.
Вода используется при бурении нефтяных скважин путем так называемого заводнения, при котором вода закачивается для поддержания давления в пласте и для перемещения нефти в добывающие скважины.
Соленость является основным фактором, контролирующим количество нефти, которое может быть извлечено из зоны, которая была затоплена, и метод, известный как заводнение водой с низкой соленостью, - использование пресной воды для заводнения этих морских нефтяных скважин вместо легкодоступной соленой воды. - было показано, что нефтеотдача увеличивается в среднем на 14 процентов.
Одна из проблем, связанных с использованием этих морских ресурсов пресной воды для заводнения водой низкой солености при морской добыче нефти, заключается в том, что морские источники пресной воды связаны с источниками пресной воды на суше. Береговые грунтовые воды заполняют поры отложений и помогают удерживать поверхность, на которой построены прибрежные города.
Если вы строите город на поверхности земли, вы добавляете вес и увеличиваете давление на водоносный горизонт - отложения и воду под землей. Когда здание строится, проводятся геотехнические испытания, чтобы убедиться, что это дополнительное давление не вызовет опускания поверхности земли», - сказал Майкл, руководитель отдела развития карьеры Unidel Fraser Russell в области окружающей среды и доцент кафедры геологических наук. «Давление воды в этих порах создает восходящую силу и способствует жесткости системы».
Если эта вода откачивается для заводнения с низкой соленостью, давление под землей изменяется, и это может снизить способность водоносного горизонта выдерживать вес города.
Оседание наблюдалось в мегаполисах с постоянным извлечением воды из-под земли, примерами являются Венеция, Италия и Токио, Япония. Такой же эффект может иметь выкачка морских ресурсов пресной воды для заводнения слабоминерализованной водой.
«Этот эффект вряд ли можно смоделировать, если предполагается простая геологическая структура», - сказал Юй, который в настоящее время является доцентом школы гражданского строительства Университета Сунь Ятсена в Китае. «Результаты нашей модели показали, что величина проседания в однородной и слоистой геологии намного меньше, чем в гетерогенных случаях».
В дополнение к оседанию земли, еще одним возможным последствием использования нефтяными компаниями этих морских ресурсов пресной воды является то, что пресноводные водоносные горизонты на суше могут подвергнуться повышенному засолению, опять же из-за связи между морской пресной водой и пресной водой на суше..
Сокращение запасов пресных подземных вод на суше из-за затопления водой с низкой соленостью также может повлиять на прибрежные населенные пункты, особенно в местах, где нефтяные резервуары находятся у берегов густонаселенных городов, например, в Юго-Восточной Азии и Средиземноморском бассейне.
Майкл сказал, что, поскольку ученые только сейчас осознали, что эта пресная вода существует в открытом море, цель статьи состояла в том, чтобы продемонстрировать потенциал морского откачивания воды, который может иметь разрушительные последствия для прибрежных сообществ, прежде чем эта практика станет широко распространенной.
«В этой статье мы говорим: «Подождите минутку, города на берегу могут не знать, что оффшорная деятельность может потенциально повлиять на их ресурсы», - сказал Майкл. «Откачка пресных подземных вод с берега может вызвать оседание на суше, что может вызвать ряд проблем, особенно в населенных районах. Кроме того, есть запасы пресных подземных вод, которые используются, которые потенциально могут стать ресурсом для людей в будущем.."