用于测量土壤湿度变化的光纤电缆

科学家正在使用地震技术测量土壤水分。他们的结果表明,加州最近的干旱耗尽了浅层地下的水。

来源:Eos杂志

vadose带(地球表面和地下水位之间的地下区域)在水周期中扮演着重要的作用。但是到目前为止,监视vadose区的水分含量一直具有挑战性。现在,地震学家设法使用光纤电缆在该区域中追踪了水分波动。

这项新研究发表在《自然通讯》上,重点介绍了加利福尼亚州里奇克雷斯特市,该城市位于死亡谷西南和莫哈韦沙漠西北地区的一个易于干旱的地区。结果表明,雾化区的土壤水分受干旱的强烈影响,并且可能在几公里内差异很大。

研究 自然通讯

“这项研究展示了使用电信光纤电缆以显着的时空分辨率监测土壤水分的新应用,”德克萨斯大学奥斯汀分校地震学助理教授Shujuan Mao说,他不属于这项研究。 “ [它]提高了我们观察和理解vadose区域的水动力学的能力,并为更广泛的应用打开了可能性。”

Shujuan Mao

研究浅层地下,深度

尽管雾化区仅包含地球淡水的一小部分,但它对水文周期产生了很大的影响:它向植物和农作物提供水,运输养分和污染物,并控制含水层在干旱后添加含量的速度。

“当前用于土壤水分监测的技术……通常会遭受低空间分辨率的困扰,并难以测量200厘米以下[80英寸]。”

而不是卫星数据,这项新研究的作者使用了分布式声感应(DAS)来监测水分。在DAS中,将激光脉冲发送到地下光纤电缆中,例如提供互联网和电话连接的电缆。电缆中的小缺陷散射光。当电缆弯曲或振动时,散射的光也会变化。

分布式声感应 地震 Zhichao Shen 干旱 水监测 @CarbonBaseadCary