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Charting Pathways Toward Sustainability for Aquifers Supporting Irrigated Agriculture
Water Resources Research ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-10-18 , DOI: 10.1029/2020wr027961
J. J. Butler 1 , G. C. Bohling 1 , D. O. Whittemore 1 , B. B. Wilson 1
Affiliation  

The question of how much longer groundwater can support large‐scale agricultural production is one of global significance. Many of the world's regional aquifers supporting irrigated agriculture are on a trajectory toward resource depletion. In the absence of alternative water supplies, the only viable near‐term (few to several decades) option for redirecting these heavily stressed systems on to more sustainable paths is to reduce pumping. The key issues therefore become how much should pumping be reduced to significantly extend an aquifer's lifetime and what is the likelihood of attaining a sustainable condition. We have developed a water‐balance approach to glean insights into these issues and chart pathways toward more sustainable states. An aquifer's response to pumping reductions heavily depends on the net inflow component of an aquifer's water budget, both in terms of its magnitude and how it decreases with time in response to reductions. If a reduction leads to a pumping rate that is above net inflow, the aquifer lifespan can often be extended by a factor of two or more, but depletion will be the final outcome. In contrast, if a reduction results in a pumping rate more than 10% below net inflow, a lengthy period of apparent sustainability will result. In that case, the aquifer lifespan may be extended long enough so that other options, such as large‐scale water transfers or development of more sustainable crop mixes, become viable. These concepts are demonstrated using examples based on an ongoing experiment in pumping reductions in the High Plains aquifer.

中文翻译:

制定支持灌溉农业的含水层可持续性的途径

更长的地下水可以支持大规模农业生产的问题是具有全球意义的问题之一。世界上许多支持灌溉农业的区域含水层正朝着资源枯竭的轨道发展。在没有替代水供应的情况下,将这些压力很大的系统重定向到更可持续的途径的唯一可行的近期(几至几十年)选择是减少抽水。因此,关键问题就变成了应减少多少抽水量以显着延长含水层的寿命以及达到可持续状况的可能性。我们已经开发出一种水平衡方法,以收集对这些问题的见解,并规划通往更可持续状态的途径。含水层 对抽水量减少的响应在很大程度上取决于含水层水预算的净流入量,无论是其大小,还是随着时间的推移如何随时间减少。如果减少导致抽水率高于净流入量,则含水层的寿命通常可以延长两倍或更多倍,但枯竭将是最终结果。相反,如果减少导致抽水率比净流入量低10%以上,则会导致很长的明显可持续性。在这种情况下,含水层的寿命可能会延长足够长的时间,以使其他选择(例如大规模调水或开发更具可持续性的农作物混合物)成为可行。这些示例是通过基于正在进行的高平原含水层抽水量减少实验的示例进行演示的。无论是在幅度方面,还是随着时间的推移,它如何随减少而减少。如果减少导致抽水率高于净流入量,则含水层的寿命通常可以延长两倍或更多倍,但枯竭将是最终结果。相反,如果减少导致抽水率比净流入量低10%以上,则会导致很长的明显可持续性。在这种情况下,含水层的寿命可能会延长足够长的时间,以使其他选择(例如大规模调水或开发更具可持续性的农作物混合物)成为可行。这些示例是通过基于正在进行的高平原含水层抽水量减少实验的示例进行演示的。无论是在幅度方面,还是随着时间的推移,它如何随减少而减少。如果减少导致抽水率高于净流入量,则含水层的寿命通常可以延长两倍或更多倍,但枯竭将是最终结果。相反,如果减少导致抽水率比净流入量低10%以上,则会导致很长的明显可持续性。在这种情况下,含水层的寿命可能会延长足够长的时间,以使其他选择(例如大规模调水或开发更具可持续性的农作物混合物)成为可行。这些示例是通过基于正在进行的高平原含水层抽水量减少实验的示例进行演示的。如果减少导致抽水率高于净流入量,则含水层的寿命通常可以延长两倍或更多倍,但枯竭将是最终结果。相反,如果减少导致抽水率比净流入量低10%以上,则会导致很长的明显可持续性。在这种情况下,含水层的寿命可能会延长足够长的时间,以使其他选择(例如大规模调水或开发更具可持续性的农作物混合物)成为可行。这些示例是通过基于正在进行的高平原含水层抽水量减少实验的示例进行演示的。如果减少导致抽水率高于净流入量,则含水层的寿命通常可以延长两倍或更多倍,但枯竭将是最终结果。相反,如果减少导致抽水率比净流入量低10%以上,则会导致很长的明显可持续性。在这种情况下,含水层的寿命可能会延长足够长的时间,以使其他选择(例如大规模调水或开发更具可持续性的农作物混合物)成为可行。这些示例是通过基于正在进行的高平原含水层抽水量减少实验的示例进行演示的。将导致很长一段时间的明显可持续性。在这种情况下,含水层的寿命可能会延长足够长的时间,以使其他选择(例如大规模调水或开发更具可持续性的农作物混合物)成为可行。这些示例是通过基于正在进行的高平原含水层抽水量减少实验的示例进行演示的。将导致很长一段时间的明显可持续性。在这种情况下,含水层的寿命可能会延长足够长的时间,以使其他选择(例如大规模调水或开发更具可持续性的农作物混合物)成为可行。这些示例是通过基于正在进行的高平原含水层抽水量减少实验的示例进行演示的。
更新日期:2020-10-26
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