地下水在地表深处的含水层中的流动通常会携带各种污染物,这些污染物可追溯到化粪池系统泄漏,地下基础设施受损,化肥过度使用和其他土地利用。但是,地下水和那些污染物最终到达何处通常是未知的。
罗德岛大学的一组研究人员使用带有红外热像仪的无人机,由博士生凯尔·杨(Kyle Young)领导,将其中一些追踪到了海洋州的沿海池塘。
海岸警卫队学院的海岸警卫队直升机飞行员和物理学老师扬说:“我们正在寻找进入河口的营养物的数量以及这些营养物的状况。” “关键营养物质是硝酸盐。少量硝酸盐是一件好事,但较大数量的硝酸盐可能会破坏生态系统。”
Young及其顾问URI副教授Soni Pradhanang寻求量化进入盐池的地下水的排放量,作为对他们所谓的“ 水预算 ”或对流入和流出的所有水的会计处理的一部分。该地区。
Pradhanang说:“我们知道下降的降水量,我们可以量化流入溪流的径流量,但是不容易直接量化的一件事是地下水流量。” “我们不知道从含水层到其他水体的水量。”
由于夏末的地下水温度比盐池要低,因此配备红外热像仪的无人机可以检测出池塘中的一股凉水,这很可能是地下水的排放。这正是Young和Pradhanang实验室的研究生Jeeban Panthi和本科生Janelle Kmetz在Green Hill和Ninigret池塘中发现的。
他们在盐池海岸线长400英里的地方飞行了10,000美元的无人机,并拍摄了几张红外图像,显示明显的凉爽区域,表明地下水从底部进入池塘。由于地下水是淡水,密度不如池塘中的盐水,因此它上升到地表,向红外摄像机传递清晰的信号。
扬说:“仅仅因为我们在某些地区看不到羽状流,并不意味着那里也没有地下水排放。” “淡水成分可能太少而无法显示在热信号中,或者与周围的水相比可能还不够凉。但是关于羽流,我们可以说的一件事是它们的淡水充足表示来自陆地的水域。”
这对于沿海池塘的健康意味着什么还不确定。研究人员发现的此类排放物可能已经持续了多年,而且地下水并不总是含有污染物。但是,确定它们的位置可能对将来跟踪地面污染物向池塘中的移动很有用。
这一发现也对气候变化产生了影响。根据Pradhanang的说法,地下水会影响池塘水的盐度和pH值,这对许多水活动(如水产养殖)以及池塘中的动植物都至关重要。
如果像气候变化所预测的那样,风暴潮更频繁地发生,它们可能会影响进入水体的地下水量,改变环境条件,并对生活在该地的野生生物产生负面影响。Pradhanang说:“这可能会对生态系统产生影响。”
现在已经确定了羽流的位置,Young正在继续他的无人机飞行,以查看天气和潮汐如何影响羽流。
他说:“在飞机上飞行高度敏感的设备是高风险的研究。” “下一步是量化排放量随时间的变化。但是到目前为止,我们已经能够确定对池塘可能造成污染的地点,这是一个很好的选择。”
Young明年重返海岸警卫队学院后,Pradhanang希望未来的学生将着手该项目,以查明其他盐池,沿海和淡水体,纳拉甘西特湾以及该地区其他地方的地下水排放位置和数量。