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節(jié)約每滴水:同位素水文學技術(shù)改善科威特的水管理

源自《國際原子能機構(gòu)通報》
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科威特科學研究所從科威特北部含水層采集地下淡水樣品進行同位素分析。(照片來源:科威特科學研究所)

像科威特這樣的干旱國家越來越關(guān)注使用穩(wěn)定同位素的技術(shù),以評估地下水資源,并以可持續(xù)方式管理這些資源,應對其不斷增長的人口挑戰(zhàn)。

“科威特沒有永久性河流或湖泊,地下水是我們唯一的天然水資源。我們的年平均降雨量僅為115毫米,連淡水小溪都沒有,”科威特科學研究所水研究中心執(zhí)行主任 Muhammad Al Rashed說。因此,有效的水管理政策對于確??捎盟馁|(zhì)量和數(shù)量以滿足該國400多萬人口的需求至關(guān)重要。

科威特的地下水儲量主要集中在該國北部,且補給量有限,因為只有很小比例的雨水流入這些含水層。

同位素水文學技術(shù)是科威特專家用來追蹤淡水運動和評估可用地下水年齡的重要科學方法之一。水中攜帶的各種同位素作為“標簽”,可用于確定地表水和地下水的來源、年齡、運動和相互作用。所獲得的并以水文圖形式顯示的數(shù)據(jù),使專家能夠就可持續(xù)資源管理做出循證決策。Al-Rashed和他的同事為科威特地下水管理進行了幾項同位素水文學研究。

科威特的用水量在世界最大,人均日耗水量超過400升。在科威特,地下水的提取速率為每年2.55億立方米。相比之下,含水層的天然地下流量估計為每年6700萬立方米。由于淡水資源有限,科威特嚴重依賴海水淡化,這是一種昂貴的水生產(chǎn)法。

科威特科學研究所水研究中心業(yè)務部主任 Khaled Hadi說:“我們必須研究所有可用的飲用水地區(qū),這也是同位素技術(shù)有助于調(diào)查的地方,因為它著眼于可持續(xù)發(fā)展所需的所有水資源的最佳利用?!?/p>

科威特科學研究所國際合作執(zhí)行專員 Naderal-Awadi說,國家工作的重點是結(jié)合物理化學方法利用同位素水文學調(diào)查地下水資源,評價降水補給,制定最佳水生產(chǎn)戰(zhàn)略,以及評價含水層人工補給的可行性。

與水有關(guān)的研究,實驗室支持

自2000年以來,原子能機構(gòu)一直通過各種技術(shù)合作項目支持科威特,獲得了對可用地下水資源的了解,并為加強水管理政策制定了糾正行動。

例如,一個原子能機構(gòu)支持的同位素調(diào)查技術(shù)合作項目旨在評價科威特的地下水水文學,重點是收集地下水的同位素數(shù)據(jù),然后將這些數(shù)據(jù)與以前研究期間收集的數(shù)據(jù)結(jié)合起來,以獲得覆蓋全國地下水的同位素圖。同位素技術(shù)的應用有助于解釋地下水的來源、年齡和運動,這對水資源的可持續(xù)管理至關(guān)重要。

另一個項目側(cè)重于通過同位素表征評價科威特地下水域中硝酸鹽和硫酸鹽的潛在污染源,包括研究地下水中天然存在的放射性物質(zhì)含量。研究人員發(fā)現(xiàn),地下水中硫酸鹽和硝酸鹽的主要來源是天然的,而不是人類活動的結(jié)果。

一些水樣被送往奧地利維也納的原子能機構(gòu)同位素水文學實驗室進行評價。

原子能機構(gòu)還支持利用通過原子能機構(gòu)技術(shù)合作項目提供的最先進儀器建立科威特同位素水文學實驗室。能力建設援助的其他領(lǐng)域包括培訓科學家和對一系列地下水問題進行研究。

“科威特政府高度重視原子能機構(gòu)通過其在促進全球能力建設、網(wǎng)絡建設、知識共享和伙伴關(guān)系發(fā)展中對成員國提供的活動和支持,在和平利用核科學技術(shù)的各個方面所發(fā)揮的重要作用,”科威特科學研究所所長 Samira A.S. Omar說。

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本文登載于《國際原子能機構(gòu)通報》2019年4月刊《水》

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