Science >> Wetenschap >  >> Geologie

Kan Californië de regen van vandaag redden voor toekomstige droogtes?

Auto's worden ondergedompeld in overstromingswater nadat zware regenval door Windsor, Californië trok, 9 januari 2023 De San Francisco Bay Area wordt nog steeds overspoeld door krachtige atmosferische riviergebeurtenissen die harde wind en overstromingen hebben veroorzaakt. Justin Sullivan/Getty Images

Californië heeft de afgelopen weken zoveel regen gezien dat akkers onder water staan ​​en normaal gesproken droge kreken en afwateringssloten zijn veranderd in waterstromen die naar de oceaan stromen. Toch kampt het grootste deel van de staat nog steeds met ernstige droogte.

Al dat afvoerwater midden in een droogte roept de vraag op:waarom kan er niet meer regenwater worden opgevangen en opgeslagen voor de lange, droge lente en zomer wanneer dat nodig is?

Als hydrogeoloog aan de Universiteit van Californië in Santa Cruz ben ik geïnteresseerd in wat er gedaan kan worden om de afvoer van dit soort stormen op grote schaal op te vangen. Er zijn twee primaire bronnen van grootschalige wateropslag die kunnen helpen de droogte een halt toe te roepen:het vasthouden van dat water achter dammen en het in de grond stoppen.

Inhoud
  1. Waarom vangt Californië nu niet meer water op?
  2. Het water in de grond stoppen
  3. Landeigenaren aanmoedigen om betrokken te raken
  4. Is de regen genoeg om een ​​einde te maken aan de droogte?

Waarom vangt Californië nu niet meer water op?

Wanneer Californië stormen krijgt zoals de atmosferische rivieren die in december 2022 en januari 2023 toesloegen, schudden waterbeheerders in de hele staat waarschijnlijk hun hoofd en vragen zich af waarom ze niet meer van dat water kunnen vasthouden. De realiteit is dat het een ingewikkelde kwestie is.

Californië heeft grote dammen en reservoirs die grote hoeveelheden water kunnen opslaan, maar deze liggen meestal in de bergen. En zodra ze bijna vol zijn, moet er water worden vrijgegeven om klaar te zijn voor de volgende storm. Tenzij er stroomafwaarts nog een reservoir is, stroomt veel van dat water naar de Stille Oceaan.

In meer bevolkte gebieden is een van de redenen waarom het afvoerwater van regenwater niet automatisch wordt opgevangen voor gebruik op grote schaal, omdat het eerste afvoerwater van wegen vaak vervuild is. Overstromingen kunnen ook overstroming van het septische systeem veroorzaken. Dat water zou dus behandeld moeten worden.

Je zou kunnen zeggen:het opgevangen water hoeft geen drinkwater te zijn; we zouden het gewoon op golfbanen kunnen gebruiken. Maar dan heb je een plek nodig om het water op te slaan, en een manier om het te distribueren, met aparte leidingen en pompen, want je kunt het niet in dezelfde leidingen stoppen als drinkwater.

Water stroomt door de overlaat bij Nicasio Reservoir nadat dagenlange regen het reservoir bijna vol heeft gemaakt in Nicasio, Californië. Het redden van dit soort afvoer is moeilijk. Justin Sullivan/Getty Images

Het water in de grond stoppen

Er is nog een andere optie, en dat is om het in de grond te stoppen, waar het zou kunnen helpen de grondwatervoorraden aan te vullen.

Beheerde aanvulling, zoals het bekend staat, wordt in veel gebieden al tientallen jaren gebruikt om de grondwatervoorraden actief aan te vullen. Maar de technieken krijgen de laatste tijd meer aandacht, omdat putten droogvallen te midden van de langdurige droogte. Lokale instanties hebben meer dan 340 oplaadprojecten in Californië voorgesteld, en de staat schat dat deze gemiddeld 500.000 hectare water per jaar extra kunnen aanvullen als ze allemaal worden gebouwd.

Eén methode die wordt besproken door het ministerie van Watervoorraden van de staat en anderen is Flood-MAR, oftewel het aanvullen van watervoerende lagen onder overstromingsbeheer. Tijdens grote stromingen in rivieren zouden waterbeheerders mogelijk een deel van die stroming naar grote delen van het landschap kunnen leiden en duizenden hectaren onder water kunnen zetten om de grondwaterlagen eronder aan te vullen. Het concept is om het land in de winter onder water te zetten en vervolgens in de zomer te boeren.

Flood-MAR is veelbelovend, op voorwaarde dat we mensen kunnen vinden die bereid zijn hun land onder water te zetten en de waterrechten veilig te stellen. Bovendien is niet elk deel van het landschap bereid dat water op te nemen.

Je zou op een ranch 404,6 hectare onder water kunnen zetten, en een groot deel ervan kan dagen of weken onder water blijven staan. Afhankelijk van hoe snel het water indringt, zullen sommige gewassen in orde zijn, maar kunnen andere gewassen schade oplopen. Er zijn ook zorgen over het creëren van leefgebieden die ongedierte bevorderen of de voedselveiligheid in gevaar brengen.

Een andere uitdaging is dat de meeste grote rivierstromen zich in het noordelijke deel van de staat bevinden, en dat veel van de gebieden met de ergste grondwatertekorten zich in centraal en zuidelijk Californië bevinden. Om dat overtollige water naar de plaatsen te krijgen waar het nodig is, zijn transport en distributie nodig, wat complex en duur kan zijn.

Methoden voor het aanvullen van aquifers met overstromingsbeheer zouden in theorie kunnen helpen een deel van het grondwater te herstellen, maar het zou een tijdje duren veel belangstelling van grondeigenaren. Californië Dept. of Water Resources

Landeigenaren aanmoedigen om betrokken te raken

In de Pajaro-vallei, een belangrijke landbouwregio aan de rand van Monterey Bay, proberen regionale collega's en ik een ander type grondwateraanvullingsproject uit, waarbij tijdens grote stormen veel afvoer van heuvelhellingen plaatsvindt.

Het idee is om een ​​deel van dat afvoerwater af te tappen en om te leiden naar infiltratiebekkens van een paar hectare, waar het water zich kan verzamelen en in de grond kan sijpelen. Dat kan zijn op landbouwgrond of open ruimte met de juiste bodemgesteldheid. We zoeken naar grove bodems die het voor water gemakkelijker maken om door de openingen tussen de korrels te sijpelen. Maar een groot deel van het landschap is bedekt of bedekt met fijnere bodems die geen snelle infiltratie mogelijk maken, dus een zorgvuldige selectie van de locatie is belangrijk.

Eén programma in de Pajaro-vallei moedigt landeigenaren aan om deel te nemen aan oplaadprojecten door hen een korting te geven op de vergoeding die ze betalen voor watergebruik via een 'recharge net metering'-mechanisme.

We hebben een kosten-batenanalyse van deze aanpak gemaakt en ontdekten dat zelfs als je alle kapitaalkosten voor de bouw en het afvoeren van wat grond erbij optelt, de kosten concurrerend zijn met het vinden van alternatieve watervoorzieningen, en dat het goedkoper is dan ontzilting of waterrecycling. .

Is de regen genoeg om de droogte te beëindigen?

Er zullen veel methoden en verschillende natte jaren nodig zijn om de lange periode van weinig neerslag in de regio goed te maken. Eén storm is zeker niet voldoende, en zelfs één nat jaar is niet voldoende.

Voor bassins die afhankelijk zijn van grondwater duurt het aanvullingsproces jaren. Als dit de laatste regenbui van dit seizoen is, kunnen we over een maand opnieuw in de problemen komen.

Andrew Fisher is hoogleraar aard- en planetaire wetenschappen aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz. Hij ontvangt financiering van de Amerikaanse National Science Foundation, het Amerikaanse ministerie van Landbouw, de National Aeronautics and Space Administration, de Gordon and Betty Moore Foundation, het Santa Clara Valley Water District, het U.S. Geological Survey Affiliation:Research Network met het Public Policy Institute of California.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf Het gesprek onder een Creative Commons-licentie. Je kunt de vinden origineel artikel hier.