高山地區(qū)的水面很多。凍結(jié)在地面上，就像水泥基礎(chǔ)一樣，可以使斜坡保持穩(wěn)定。在融化季節(jié)，冰川和冰雪為河流和山麓地區(qū)提供了飲用水和農(nóng)業(yè)用水。另一方面，傾盆大雨，山洪暴發(fā)和山體滑坡對(duì)山谷中的人們構(gòu)成了威脅生命的危險(xiǎn)。因此，具有蓄水能力的地下土壤在山區(qū)中起著生存的作用。

但是，我們?nèi)绾未_定在難以接近的區(qū)域中土壤蓄水池有多空?德國(guó)地球科學(xué)研究中心(GFZ)的研究人員與尼泊爾的同事們現(xiàn)在已經(jīng)展示了一種跟蹤高山中地下水動(dòng)態(tài)的絕佳方法：他們使用地震波，例如由地面振動(dòng)產(chǎn)生的地震波，并以很高的聲壓記錄下來(lái)。敏感的工具。與醫(yī)學(xué)超聲類(lèi)似，他們利用了這樣的事實(shí)，即波在不同的地下條件下傳播的方式不同。GFZ的Luc Illien，ChristophSens-Schönfelder和Christoff Andermann領(lǐng)導(dǎo)的研究人員在AGU Advances雜志上對(duì)此進(jìn)行了報(bào)道。

地震是眾所周知的地震波。在地下破裂后，它們迅速傳播并釋放破壞力。但是，也有小得多的波浪，例如由卡車(chē)，有軌電車(chē)或(在山中)落石引起的波浪。實(shí)際上，地面一直在振動(dòng)。在地球科學(xué)中，這被稱(chēng)為“地震噪聲”。當(dāng)探入地下時(shí)，在地震檢測(cè)中必須從地震儀的測(cè)量數(shù)據(jù)中費(fèi)力地提取出來(lái)的東西成為有價(jià)值的信息來(lái)源。這是因?yàn)榈卣鸩ㄔ谒柡蛥^(qū)和非飽和區(qū)(也稱(chēng)為滲流區(qū))中的傳播方式不同。

Luc Illien，博士 GFZ的一名學(xué)生和他的同事們使用了兩個(gè)尼泊爾地震臺(tái)站，它們分別位于海平面1200和2300米處。盧克·伊利安(Luc Illien)說(shuō)：“尼泊爾喜馬拉雅山為南亞大部分地區(qū)提供了至關(guān)重要的水資源。這些水大部分通過(guò)山區(qū)地下水水庫(kù)排泄，我們很難描繪出這些水庫(kù)。” 研究區(qū)域包括一條通往與尼泊爾之間邊界河博特科希的小支流的集水區(qū)。該團(tuán)隊(duì)使用多個(gè)氣象站和物位計(jì)，在三個(gè)季風(fēng)季節(jié)中有時(shí)每分鐘收集一次數(shù)據(jù)。據(jù)此，他們建立了可以與地震記錄進(jìn)行比較的地下水模型。結(jié)果是：通往博特科希的徑流主要來(lái)自深層含水層。在干旱季節(jié)，很少的水順著山谷流下。在季風(fēng)中 水平上升，但是可以確定兩個(gè)不同的階段。首先，下雨而沒(méi)有增加流量，但是后來(lái)降雨與河流水位之間的明顯關(guān)變得明顯了。該研究的合著者克里斯托夫·安德曼(Christoff Andermann)解釋說(shuō)：“最初的降雨最初補(bǔ)充了地表附近土壤中的水庫(kù)。一旦土壤被水飽和，與河流直接相連的深層地下水水庫(kù)將被填滿。然后，地下水的增加立即反映在河水位上升中。” 最初的降雨最初補(bǔ)充了地表附近土壤中的水庫(kù)。一旦土壤被水飽和，與河流直接相連的深層地下水庫(kù)就會(huì)被填滿。然后，地下水的增加立即反映在河水位上升中。” 最初的降雨最初補(bǔ)充了地表附近土壤中的水庫(kù)。一旦土壤被水飽和，與河流直接相連的深層地下水庫(kù)就會(huì)被填滿。然后，地下水的增加立即反映在河水位上升中。”

與地震儀數(shù)據(jù)的比較表明，滲流帶的飽和度可以很好地從地震噪聲中推導(dǎo)出來(lái)。ChristophSens-Schönfelder說(shuō)：“只有將水文觀測(cè)結(jié)果與地震測(cè)量結(jié)果結(jié)合起來(lái)，我們才能分析滲流帶作為降水與地下水庫(kù)之間系的功能。” 第一作者Luc Illien：“了解水庫(kù)如何充水和排水對(duì)于評(píng)估其可持續(xù)性至關(guān)重要。由此，我們不僅可以預(yù)測(cè)徑流，還可以警告山體滑坡和山洪暴發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)增加。”

例如，如果土壤已經(jīng)被水飽和，則降雨將在表面上流走，并帶走斜坡。氣候變化加劇了大規(guī)模氣候變化，破壞了山區(qū)環(huán)境，加劇了局勢(shì)。GFZ科學(xué)總監(jiān)尼爾斯·霍維斯(Niels Hovius)為這項(xiàng)研究做出了貢獻(xiàn)。他說(shuō)：“我們?cè)谀岵礌柕墓ぷ骷捌浣Y(jié)果表明，監(jiān)測(cè)眾多影響因素的重要性。這些因素包括地下水儲(chǔ)存，土地利用的變化，土地覆蓋和降水制度。捕捉和預(yù)測(cè)這種變化將幫助我們更好地預(yù)測(cè)淡水資源和山地景觀的未來(lái)，特別是在冰川繼續(xù)融化的情況下。”