Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin hebben een balans voor water in de Verenigde Staten opgesteld, waarbij de totale wateropslag in 14 van de belangrijkste watervoerende lagen van het land gedurende 15 jaar wordt gevolgd.

De resultaten zijn gepubliceerd in Brieven voor milieuonderzoek op 17 augustus 2021, met het onderzoek naar de wisselwerking tussen irrigatiegewoonten en het klimaat op water.

Uit de studie bleek dat irrigatie effectiever kan worden beheerd in vochtige gebieden in de oostelijke helft van de Verenigde Staten, waar oppervlaktewater gemakkelijker beschikbaar is, een bevinding die gevolgen kan hebben voor waar de Verenigde Staten voedsel kunnen verbouwen, volgens de onderzoekers. Met langdurige droogtes en intermitterende intense overstromingen die in de toekomst worden verwacht, vooral in het droge westen van de VS, er is toenemende bezorgdheid over de overbelasting van de watervoorraden in de regio, vooral voor geïrrigeerde landbouw.

"Het is belangrijk om de relatie tussen menselijk watergebruik en klimaatextremen te begrijpen om in de toekomst duurzamere waterbeheerpraktijken te ontwikkelen, " zei de hoofdauteur van de studie, Bridget Scanlon, een senior onderzoeker bij het UT Bureau of Economic Geology, een onderzoekseenheid van de Jackson School of Geosciences.

De studie laat ook zien hoe oppervlaktewater een belangrijke rol speelt bij het aanvullen van grondwater, met deze waterbronnen die de effecten van irrigatie helpen dempen.

Bijvoorbeeld, grondwaterpompen voor irrigatie in de Mississippi Embayment Aquifer overschreden die van de California Central Valley, een van de meest productieve landbouwgebieden ter wereld. Maar uit satellietgegevens bleek dat de Mississippi Embayment ondanks de hoge mate van pompen geen langdurige uitputting van het grondwater ondervond. Onderzoekers schreven dit toe aan grondwaterpompen die water opvangen uit het dichte stroomnetwerk in de vochtige Mississippi Embayment.

In tegenstelling tot, in het semi-aride westen van de VS waar droogte veel vaker voorkomt, irrigatie kan de gevolgen van droogte versterken of dempen, afhankelijk van de bron van het irrigatiewater. Bijvoorbeeld, in de centrale vallei van Californië, irrigatie schakelt over van voornamelijk oppervlaktewater tijdens natte periodes naar overwegend grondwater tijdens droogtes, het versterken van de effecten van droogte op de uitputting van het grondwater. Dit heeft geleid tot uitputting van het grondwater in de Centrale Vallei van in totaal ongeveer 30 kubieke kilometer, vergelijkbaar met de opslagcapaciteit van Lake Mead, het grootste oppervlaktewaterreservoir in de V.S.

En in het noordwesten en noorden van de V.S., wijdverbreide irrigatie van oppervlaktewater heeft er waarschijnlijk toe bijgedragen dat de totale wateropslag in deze watervoerende lagen stabiel is gebleven of licht is toegenomen, hoewel sommige gebieden te maken hadden met vergelijkbare droogteomstandigheden als de Central Valley.

Om te begrijpen hoe water in de loop van de tijd veranderde, de onderzoekers gebruikten metingen van NASA's GRACE-satellieten van 2002-2017 om de totale hoeveelheid water te volgen die in elk watervoerend gebied is opgeslagen, inclusief grondwater, bodemvocht, oppervlaktewater en sneeuw.

De onderzoekers verzamelden ook klimaatgegevens en irrigatierecords voor elk watervoerend gebied en resultaten van regionale modellen door de U.S. Geological Survey. De klimaatgegevens bevatten informatie over neerslag en droogte. De irrigatiegegevens bevatten waterhoeveelheden en of het water afkomstig was van oppervlaktewater of watervoerende lagen.

Door de totale waterberging in de tijd te vergelijken met klimaat- en irrigatiegegevens, de onderzoekers konden beschrijven hoe de watervoorziening van elk watervoerend gebied aan het veranderen was - en de rol die mensen speelden bij het versterken of dempen van klimaateffecten op wateropslag.

Scott Tinker, de directeur van het Bureau voor Economische Geologie, zei dat de inzichten van de studie over menselijke invloed cruciale informatie bieden voor het beheer van watervoorraden in de toekomst.

"Terwijl we doorgaan met het bestuderen van de effecten van klimaatextremen, het is van vitaal belang om ook de impact van menselijke managementpraktijken op water en andere natuurlijke hulpbronnen te begrijpen, " zei hij. "Deze studie boekt aanzienlijke vooruitgang in de richting van dat doel."