science >> Wetenschap >  >> Natuur

Stormwaterbankieren kan Texas helpen overstromingen en droogtes te beheersen

Een ondergelopen laagwater door San Antonio, Texas. Uit onderzoek onder leiding van de Jackson School of Geosciences van de University of Texas is gebleken dat het opvangen van hoge stromen van grote rivieren in de staat en deze op te slaan in ondergrondse watervoerende lagen kan helpen overstromingsrisico's te verminderen en watervoorraden op te bouwen die in tijden van droogte kunnen worden gebruikt. Krediet:Mlhradio/Flickr creative commons

enorm, verwoestende overstromingen zoals die veroorzaakt door de orkaan Harvey in 2017 zijn een grimmige realiteit in Texas, maar dat geldt ook voor langdurige grondkraken.

In een perfecte wereld, er zou een manier zijn om water uit rivieren op te vangen tijdens stormen en andere hoge stroomtijden en het te bewaren voor droge tijden wanneer het nodig is. Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin hebben de eerste stap gezet om te bepalen of dit ooit mogelijk zal zijn door te kijken hoeveel water ondergronds kan worden opgeslagen in uitgeputte watervoerende lagen nabij de kust van Texas.

De studie, gepubliceerd op 10 mei in het tijdschrift Brieven voor milieuonderzoek , kwantificeerde de hoeveelheid water die tijdens zware regenval in de grote rivieren van Texas stroomt en ontdekte dat er genoeg ruimte is in de watervoerende lagen aan de kust om het meeste ervan op te slaan. Deze ontdekking betekent dat het opvangen en opslaan van water een haalbare optie kan zijn om overstromingen en droogtes gedeeltelijk te verzachten, die beide naar verwachting in frequentie en intensiteit zullen toenemen naarmate het klimaat verandert, zei hoofdauteur Qian Yang, een onderzoeksmedewerker bij het Bureau of Economic Geology van de UT Austin.

"We hebben of te veel water of we hebben niet genoeg water, "zei ze. "En dus, wat kunnen we dan doen om de watervoorraden tijdens deze extremen te beheren? Dat is de motivatie die we hadden."

Het idee om water op te vangen en om te leiden naar natuurlijk voorkomend, ondergrondse watervoerende lagen is niet nieuw. Het wordt al gedaan in de Texaanse steden El Paso, Kerrville en San Antonio. Maar het afschuimen van water op een groter niveau zou een enorme hoeveelheid nieuwe infrastructuur en planning vergen, zei Bridget Scanlon, een bureau senior onderzoekswetenschapper en studie auteur.

"Deze studie is de eerste stap, maar het lijkt erop dat het water de moeite waard is om achterna te gaan, "zei ze. "Voor dit onderzoek wisten we niet hoeveel water er was, of het de moeite waard is om in te investeren, waar het was, toen het gebeurde - al deze fundamentele vragen."

Een figuur die de gemiddelde hoeveelheid water weergeeft die wordt geproduceerd tijdens gebeurtenissen met hoog debiet die door stroommeters in 10 grote rivieren van Texas zijn gepasseerd tijdens natte jaren van 1968 - 2017. De kleuren van de cirkels komen overeen met het watervolume in miljoen acre-voet. Een zwarte stip in het midden van een cirkel geeft de meter aan die zich het dichtst bij de rivieruitlaat in de Golf van Mexico bevindt. De grijze lijn schetst het noordelijke deel van de Texas Gulf Coast Aquifer. De paarse lijn schetst het zuidelijke deel van de Texas Gulf Coastal Aquifer. Krediet:Qian et al .

Het bureau is een onderzoekseenheid van de Jackson School of Geosciences.

Het waterpeil in de watervoerende lagen langs de kust van de Golf van Texas is in de loop der jaren gedaald als gevolg van het gebruik van landbouw- en gemeentelijk water. Dit heeft ruimte overgelaten die ongeveer 20 miljoen acre-voet water kan opslaan, bijna net zoveel als er in Lake Mead kan worden gehouden, het grootste stuwmeer van de Verenigde Staten.

Dat is genoeg ruimte om ongeveer tweederde van het water op te slaan dat in de 10 grote rivieren van Texas stroomde tijdens high-flow-evenementen van 2015 tot 2017, volgens de studie. De onderzoekers maakten onderscheid tussen hoge stroming en normale stroming door te kijken naar de dagelijkse gemiddelde watervolumes van de afgelopen 50 jaar, en classificeren van stromen die het 95e percentiel overschreden als hoge magnitude.

Hoewel 2015, 2016 en 2017 waren bijzonder natte jaren, de studie wees uit dat er regelmatig hoge stromen voorkomen over de 10 rivieren, met een kans van 50% dat het in een bepaald jaar in elke rivier voorkomt. Uit de analyse blijkt ook dat ongeveer 80% van het water dat wordt geproduceerd door evenementen met een hoog debiet een week of langer meegaat, waardoor het opvangen van het water haalbaarder is dan wanneer ze zouden plaatsvinden tijdens kortere, heftigere stormen.

Uit de studie bleek ook dat het opvangen van deze stromen geen gevolgen zou hebben voor de eigenaren van waterrechten van de staat. En onderzoekers verwezen naar milieustudies in de rivieren San Antonio en Brazos die aantoonden dat 65% van de stromen met een grote omvang konden worden opgevangen zonder het milieu te schaden.

Bill Mullican, een voormalig plaatsvervangend beheerder voor de Texas Water Development Board die expertise heeft geleverd aan projecten in Texas, Colorado, Oklahoma, Georgië en Arkansas, zei dat het onderzoek zou kunnen helpen bij het ondersteunen van aquifer-opslagprojecten in meer gebieden in de staat.

"Hoewel er grote belangstelling is van zowel beleidsmakers als waterbeheerders om beter te profiteren van overstromingsstromen, er was gewoon niet echt een robuust begrip van de werkelijke beschikbaarheid, " zei hij. "Wat Dr. Yang en Dr. Scanlon deden, heeft een zeer belangrijke niche gevuld in het begrijpen van de mogelijkheid en beschikbaarheid van een potentiële waterbron waarvan we in de toekomst zouden kunnen profiteren."