卫星与人工智能助力绘制欧洲水资源短缺地图

2026-01-11 02:05:21

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另一方面,2025年西班牙经历了与气候变化相关的严重灾难性洪灾。

人们可能会想到希腊,甚至意大利南部——那些我们常去"寻找阳光"的地方。当然,这种看法在某种程度上是正确的。但那些传统多雨地区呢?那些水资源充沛、我们终日抱怨阴雨的地方呢?比如爱尔兰这样的国家?

 

欧洲正日益干旱,水资源濒临枯竭

虽然抱怨阴雨、渴望阳光是西欧部分地区的传统,但两项最新研究表明,我们必须谨慎对待这种期盼。

伦敦大学学院(UCL)与"流域调查"组织及《卫报》合作开展的研究显示,欧洲地下水储量正在持续减少。研究人员分析了2022-2024年的卫星数据,这些数据通过追踪地球引力场变化来反映地下水、河流、湖泊、土壤湿度和冰川的储水量变化。

数据显示,欧洲北部和西北部部分地区正变得更湿润,而包括英国部分区域在内的南部和东南部大片地区则日趋干旱。总体而言,若不采取预防措施,水资源短缺将成为欧洲大陆面临的严峻挑战。

尽管地下水储量通常比其他水源更具韧性,但数据显示,当单独分析地下水(排除河流、湖泊、冰川等影响)时,其减少趋势同样明显。

早在2025年5月,欧盟欧洲干旱观测站就发现欧洲高达41.2%的区域经历了不同程度的干旱。警报不仅覆盖西班牙、希腊等传统"炎热"国家,还波及波兰和乌克兰,法国、德国和爱尔兰也令人担忧。

为此,欧盟委员会制定了水资源韧性战略,旨在确保所有成员国能为公民提供清洁可靠的供水保障。

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河流健康监测新突破

随着欧洲地下水储量减少,河流取水压力将持续增大。在爱尔兰,80%的饮用水和工业用水取自地表水。在大都柏林地区,利菲河的取水比例更高。这使得河流成为日益重要的水源。然而迄今为止,监测河流水量与水质始终是项艰巨耗时的任务。

马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员近期证实,卫星数据可精准监测宽度超过50米的任何河流的水量水质。

研究团队开发的开源平台"Confluence"免费向公众开放。水资源管理者、规划者、政策制定者、气候科学家和水文学家现在可获得这些关键指标,为水资源短缺地区及欧洲地下水等受压水源的管理决策提供科学依据。

该研究负责人、水文专家科林·格里森教授表示:"虽然Confluence尚未包含所有理想的水质参数,但其独特价值在于这是全球首个通过观测数据同步估算河流水量与水质的软件系统。"

 

多源数据融合系统

Confluence整合了三大卫星系统的数据:耗资10亿欧元的SWOT卫星(由NASA与法国国家太空研究中心联合发射,用于计算河流流量)、以及提供悬浮沉积物数据的LANDSAT和Sentinel-2卫星。

格里森补充道:"这些是从太空获取的独立观测数据。Confluence不受预设河流模型限制,纯粹通过直接测量反演流量与沉积物数据,真实反映地球的物理状态。"

 

爱尔兰水资源短缺案例研究

如前所述,爱尔兰主要依赖地表水。与英格兰类似,该国水资源分布呈现东西差异:东海岸远比西部地区干旱,其中大都柏林地区的水资源需求最为突出。目前该区域超过80%的用水依赖利菲河提取。

需求增长与气候模式变化导致供水难以满足需求,这种困境在欧洲乃至全球普遍存在。

爱尔兰水务公司预测,到2044年,由于经济增长、人口增加和气候变化影响,大都柏林地区的用水需求将比现有供应量高出34%。去年,爱尔兰有三个郡实施了史上最早的水资源使用限制。

对利菲河等河流的过度依赖使爱尔兰易受干旱或污染事件影响。面对需求增长和脆弱性加剧,爱尔兰水务公司已启动旨在降低取水量的项目。

 

科技创新应对水危机

其中一项计划是在都柏林地区运用智能技术与人工智能提升主干管网漏损检测能力,这是实现控漏目标的重要举措。爱尔兰水务公司管网管理负责人艾伦·米尔顿2025年表示:"我们设定了雄心勃勃的目标——到2030年将大都柏林地区漏损率降至20%,全国降至25%。"

他补充道:"我们必须创新工作方式,积极运用人工智能等新技术助力'控漏攻坚战'。"

近期,该公司提交了爱尔兰史上最大规模水利项目的规划申请。该项目旨在缓解对利菲河的过度依赖,计划从香农河下游帕廷堰上游的帕廷盆地取水,取水量不超过该盆地长期平均流量的2%。

净化后的水将通过170公里管道穿越蒂珀雷里郡、奥法利郡和基尔代尔郡,最终输送到都柏林郡皮芒特的终端水库,接入大都柏林地区配水管网。这将为过去12个月饱受用水限制的都柏林、米斯郡、基尔代尔郡和威克洛郡实现水源多元化。

项目还将建设分流设施惠及爱尔兰其他地区,为社区、企业和工业提供更可靠的水资源保障。

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