在當(dāng)?shù)氐穆妪R語中，他們稱其為Mosi-oa-Tunya，即 "打雷的煙霧"，但到2019年底，維多利亞瀑布的雷聲更像是滴滴答答的涓流。非洲最大的瀑布一直是該地區(qū)干旱的受害者，與瀑布兩岸接壤的津巴布韋也在遭受苦難。
更加頻繁、強(qiáng)烈和不可預(yù)測的干旱奪走了該國居民和農(nóng)民足夠的清潔淡水，影響了糧食安全，威脅到該國45%的農(nóng)村人口的生計(jì)。城市地區(qū)也受到了影響。由于嚴(yán)重依賴水電作為電力來源，長期的干旱已經(jīng)使津巴布韋的能源網(wǎng)絡(luò)癱瘓，使城鎮(zhèn)和城市經(jīng)常出現(xiàn)電力短缺和斷電。
為津巴布韋的長期水問題尋找解決方案，包括尋找制定地下水取水準(zhǔn)則的核技術(shù)，這項(xiàng)任務(wù)需要對地表水與地下水的相互作用和該國的水資源有良好的了解。
通過其技術(shù)合作計(jì)劃，國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）與津巴布韋大學(xué)、津巴布韋國家水務(wù)局和環(huán)境管理局以及亥姆霍茲環(huán)境研究中心合作，正在尋求利用同位素水文學(xué)揭示該國的地下水和河流系統(tǒng)如何相互作用。他們的研究結(jié)果將幫助該國更好地管理其淡水資源，應(yīng)對水污染，并確保對該國人口的安全供水。
"津巴布韋的大部分雨水是在11月至3月之間落下的，一年中的其他時(shí)間是一個(gè)非常長的旱季。津巴布韋大學(xué)工程和建筑環(huán)境學(xué)院主席亞歷山大-米扎(Alexander Mhizha)說："而且最近每五年才有兩次好的降雨。"因此，我們越來越不得不依賴地下水，但對含水層補(bǔ)給區(qū)域和補(bǔ)給率的了解有限。培訓(xùn)我們的科學(xué)家和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室是更好地管理我們的水供應(yīng)的關(guān)鍵。"
原子能機(jī)構(gòu)在津巴布韋的技術(shù)合作項(xiàng)目管理官員Anna Grigoryan說，原子能機(jī)構(gòu)的區(qū)域和國家項(xiàng)目側(cè)重于培訓(xùn)和支持國內(nèi)的伙伴關(guān)系："通過協(xié)調(diào)水務(wù)利益相關(guān)者之間的干旱反應(yīng)，津巴布韋的決策者可以做出明智的選擇，促進(jìn)國家供水的可持續(xù)管理。"
對優(yōu)質(zhì)水的需求
干旱造成的缺水并不是唯一的問題，缺乏清潔的水是一個(gè)日益嚴(yán)重的問題。
河水很容易受到污染，并且容易受到許多類型的污染物的影響。"如果河流被污染，污染會(huì)自動(dòng)流向地下水。由于這兩個(gè)水體不是相互隔離的，因此了解它們之間的相互作用是極其重要的，不僅在水量方面，而且在水質(zhì)方面，"IAEA的同位素水文學(xué)家Ioannis Matiatos說。
"他說："通過使用氧和氫的穩(wěn)定同位素以及自然發(fā)生的放射性同位素，如氚和氡-222來追蹤水，我們可以更好地了解河流和地下水系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)態(tài)。這使科學(xué)家們能夠了解哪個(gè)水體受到了污染，以及如何補(bǔ)充水體。
河流和地下水在為拯救流域--國際原子能機(jī)構(gòu)項(xiàng)目的重點(diǎn)地區(qū)--的飲用、城市和農(nóng)業(yè)用途提供清潔水方面都很重要。該集水區(qū)位于津巴布韋東部，在旱季降雨量有限，容易發(fā)生干旱。隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)對農(nóng)業(yè)的依賴，集水區(qū)對水的需求正在增長。
對科學(xué)家及進(jìn)行同位素技術(shù)培訓(xùn)
為了更好地了解河水和地下水之間的關(guān)系，津巴布韋大學(xué)的同行們于2018年在埃塞俄比亞的亞的斯亞貝巴大學(xué)接受了培訓(xùn)，同年年底，Mhizha在維也納的IAEA實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)了如何評(píng)估地質(zhì)、水文化學(xué)和水文數(shù)據(jù)，并為研究地點(diǎn)設(shè)計(jì)實(shí)地采樣活動(dòng)。
2021年6月，來自德國萊比錫亥姆霍茲中心的專家與當(dāng)?shù)貙＜疫M(jìn)行了為期五天的虛擬培訓(xùn)課程。他們接受了同位素水文學(xué)基本原理的指導(dǎo)，特別強(qiáng)調(diào)使用穩(wěn)定和放射性示蹤劑作為調(diào)查地表水-地下水相互作用的工具;地下水測定技術(shù);以及含水層對污染的脆弱性。
這種在線培訓(xùn)之后，將在年底對該國進(jìn)行專家訪問，以進(jìn)一步培訓(xùn)津巴布韋專家的采樣和分析技術(shù)、結(jié)果解釋以及使用專門的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。然后，當(dāng)?shù)乜茖W(xué)家將能夠在幾個(gè)季節(jié)內(nèi)獨(dú)立地繼續(xù)進(jìn)行同位素分析，以產(chǎn)生數(shù)據(jù)并了解水循環(huán)不同組成部分之間的相互作用。
"萊比錫中心的礦物學(xué)家和該課程的培訓(xùn)師之一邁克爾-舒伯特說："當(dāng)?shù)匮芯咳藛T發(fā)現(xiàn)的同位素結(jié)果將有助于確定津巴布韋國家地下水管理系統(tǒng)需要解決的挑戰(zhàn)，并反過來使該國的供水管理更加可持續(xù)。
科學(xué)知識(shí)
利用環(huán)境同位素追蹤地表水和地下水的途徑
水體被天然地標(biāo)記為獨(dú)特的同位素特征。激光光譜分析器被用來確定獨(dú)特的同位素特征或指紋，其依據(jù)是水樣中不同同位素的相對比例。通過使用這些特征，可以在整個(gè)水循環(huán)中跟蹤水的來源和運(yùn)動(dòng)。
自然發(fā)生的放射性同位素，如氡-222(Rn-222)、氚(氫-3)、碳-14(C-14)是強(qiáng)大的工具，使科學(xué)家能夠確定非常年輕到古老的地下水系統(tǒng)的日期，并追蹤它們在河水排放中的貢獻(xiàn)。這些信息讓水務(wù)專家了解采樣河流和地下水的性質(zhì)、歷史和流量，并幫助他們校準(zhǔn)和改進(jìn)預(yù)測河流和含水層對取水和氣候變化反應(yīng)的數(shù)字模型。
