Californische watervoerende laag in Central Valley, de belangrijkste bron van grondwater in de regio, permanent capaciteitsverlies geleden tijdens de droogte in het gebied van 2012 tot 2015.

Californië is de afgelopen decennia geteisterd door een aantal droogtes, waaronder een tussen 2007 en 2009, en de millenniumdroogte die de staat van 2012 tot 2015 teisterde. Door een gebrek aan watervoorraden, de staat trok tijdens deze periodes zwaar op zijn ondergrondse watervoerende voorraden.

Volgens nieuw onderzoek is de watervoerende laag van San Joaquin Valley in de Central Valley kromp permanent tot 3 procent als gevolg van overmatig pompen tijdens de aanhoudende droge periode. Gecombineerd met het verlies van de droogte van 2007 tot 2009, de watervoerende laag kan in de eerste twee decennia van de 21e eeuw tot 5 procent van zijn opslagcapaciteit hebben verloren, volgens Manoochehr Shirzaei, een assistent-professor aardwetenschappen aan de Arizona State University in Tempe en een van de co-auteurs van een nieuwe studie gepubliceerd in AGU's Journal of Geophysical Research:Solid Earth .

Grondwater bevindt zich in de porieruimten tussen grondkorrels en rotsen. Wanneer vloeistoffen worden gewonnen uit watervoerende lagen, de poriën sluiten. Er is een bereik waarvoor deze ruimtes elastisch kunnen krimpen en uitzetten. Maar als de poriën te veel sluiten, ze beginnen in te storten, waardoor het land onomkeerbaar krimpt.

Uitzoeken hoeveel de watervoerende laag permanent kromp, zou waterbeheerders kunnen helpen zich voor te bereiden op toekomstige droogtes, volgens de auteurs van de studie. De aquifer van San Joaquin Valley levert zoet water aan de Central Valley - een belangrijk knooppunt dat meer dan 250 verschillende gewassen produceert met een waarde van $ 17 miljard per jaar, volgens de U.S. Geological Survey.

"Als we zelfs maar één droogte per decennium hebben, onze watervoerende lagen kunnen elke keer een beetje meer krimpen en deze eeuw permanent meer dan een kwart van hun opslagcapaciteit verliezen, " zei Susanna Werth, een onderzoeksassistent-professor aardwetenschappen aan de Arizona State University, en een co-auteur van de nieuwe studie.

De nieuwe studie kan wetenschappers ook helpen begrijpen hoe andere gebieden door droogte kunnen worden getroffen.

"Dat was voor ons een nieuwsgierigheid om te begrijpen hoeveel grondwater er in die specifieke regio's verloren is gegaan en zal ons een beeld geven van wat we kunnen verwachten voor droge gebieden over de hele wereld als grondwaterpraktijken niet duurzaam zijn, " zei Chandrakanta Ojha, een postdoctoraal onderzoeker aan de Arizona State en de hoofdauteur van de nieuwe studie.

Ondergronds water vanuit de ruimte

De onderzoekers maten veranderingen in het watervolume als gevolg van grondwatervariatie in de aquifer met behulp van gegevens van het Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), een tweelingsatellietmissie die van april 2002 tot juni 2017 elke maand het zwaartekrachtveld van de aarde heeft gemeten. De auteurs van het onderzoek vergeleken de grondwaterverliezen op basis van GRACE-metingen met die berekend op basis van verticale landbewegingsmetingen verkregen door GPS. Landdepressies werden ook gemeten met een radartechniek genaamd InSAR en meerdere extensometers, apparaten die zijn geïnstalleerd in een boorgat van een grondwaterobservatieput. Ook onderzochten ze grondwaterstanden.

De auteurs van het onderzoek ontdekten dat van 2012 tot 2015 de watervoerende laag van de San Joaquin-vallei verloor een totaal volume van ongeveer 30 kubieke kilometer (7,2 kubieke mijl) grondwater. De aquifer kromp ook permanent met 0,4 procent tot 3,25 procent, volgens de nieuwe studie.

Uit eerder onderzoek bleek dat de droogte van 2007 tot 2009 ervoor zorgde dat de watervoerende laag van San Joaquin permanent 0,5 tot 2 procent van zijn capaciteit verloor. cumulatief, de auteurs zeiden dat beide droogteperiodes - 2007 tot 2009 en 2012 tot 2015 - ervoor zorgden dat de watervoerende laag van San Joaquin permanent met maar liefst 5,25 procent krimpt.

Toekomstige droogte-effecten voorspellen

Shirzaei zei dat de informatie die ze hebben verzameld belangrijk is voor toekomstige planning, vooral omdat het verlies van permanente opslagcapaciteit op de lange termijn onhoudbaar is.

Door dit type berekening te gebruiken, Shirzaei zei dat beheerders van land- en waterbronnen het effect van droogte op het watervoerende pakket kunnen voorspellen. Dit kan helpen om de grondwaterconservering in die periodes beter te reguleren en permanent verlies van waterbergingscapaciteit te voorkomen.

Shirzaei zei dat de verdichting van de watervoerende laag ook scheuren en scheuren aan het oppervlak kan veroorzaken als het land zakt. Dit kan gevolgen hebben voor wegen, stroomkabels, spoorwegen of andere infrastructuur, maar er is meer onderzoek nodig om de details van deze effecten te begrijpen.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.