(The Hill) – Magazyny podziemne mogą być kluczem do zachodnich stanów, które borykają się z niedoborami Wody i ekstremalnymi warunkami pogodowymi.

Podziemne warstwy wodonośne od lat służą jako niezawodne źródło wody. W latach deszczowych warstwy wodonośne wypełniały się naturalnie, pomagając obszarom przetrwać w latach suchych.

Jednak rosnące zapotrzebowanie na wodę w połączeniu ze zmianami klimatycznymi spowodowało niedobory, ponieważ państwa wypompowują wodę z warstw wodonośnych szybciej, niż można je uzupełnić.

Opad może również prowadzić do zniszczenia roślinności i dzikiej przyrody, ponieważ strumienie wysychają, a także niszczą akwedukty i struktury przeciwpowodziowe z tonących terenów.

Gminy i naukowcy w całym kraju pracują nad sposobami wydajniejszego uzupełniania opróżnionych warstw wodonośnych.

Przepompowując warstwy wodonośne „stworzyliście przestrzeń. Pod ziemią Jest przestrzeń, która kiedyś była wypełniona wodą” — wyjaśnił Michael Kiparsky, dyrektor programu wodnego w Centrum Prawa, Energii i Środowiska Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley School of Law.

„A to, co możemy zrobić z tymi projektami ładowania wód gruntowych, to wykorzystać tę przestrzeń, która jest znacznie większa niż suma wszystkich powierzchniowych zbiorników retencyjnych, które istnieją obecnie lub mogą zostać zbudowane” – powiedział.

Kilka społeczności w Kalifornii, Arizonie i innych stanach od lat korzysta z zarządzanego ładowania warstwy wodonośnej, aby lepiej regulować lokalne zaopatrzenie w wodę.

Jeśli zostaną wdrożone na wystarczająco szeroką skalę, projekty doładowania mogą potencjalnie zwiększyć bezpieczeństwo wodne w regionach dotkniętych suszą, przy jednoczesnej poprawie stanu środowiska.

Kiparsky powiedział, że jeśli można go wyciągnąć, „obiecuje możliwość wygenerowania zupełnie nowego zaopatrzenia w wodę, o którym tak naprawdę nawet nie wiedzieliśmy”.

Starania regionalne

W Kalifornii – gdzie 85 procent populacji jest zależnych od wód gruntowych w zakresie zaopatrzenia w wodę – zaproponowano już ponad 340 projektów doładowania.

Kalifornijski Departament Zasobów Wodnych ogłosił w tym miesiącu, że przyspieszy proces wydawania zezwoleń na projekty doładowania, aby pomóc w osiągnięciu celu, jakim jest zwiększenie średniego uzupełniania wód gruntowych o co najmniej 500 000 akrów rocznie.

W samym hrabstwie Orange urzędnicy każdego dnia pompują 65 milionów galonów uzdatnionej wody do basenów w Anaheim. Hrabstwo zaczęło uzupełniać wodę przez baseny infiltracyjne w 1936 roku i służy jako wzór dla innych społeczności, które chcą wdrożyć zarządzane projekty ładowania warstwy wodonośnej.

„Jeśli chcemy utrzymać nasze systemy wód podziemnych i je podtrzymywać, nie wyczerpywać ich, nie wydobywać wody, i chcemy mieć wystarczającą ilość wody na wszystko inne — dla rolnictwa, dla miast, dla środowiska, dla strumieni — i tak dalej, musimy wprowadzić dużo wody do gruntu” — powiedział Andrew Fisher, profesor nauk o Ziemi i planetach na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz. „Nie ma dosłownie żadnego wyboru, jeśli tego nie zrobimy”.

Projekty zasilania wód podziemnych mogą przybierać różne formy.

Społeczności mogą tworzyć baseny perkolacyjne, w których woda deszczowa lub nadmiar przepływów rzecznych są gromadzone w basenach celowo pozostawionych otwartych. Z biegiem czasu woda osiada w glebie poniżej i ostatecznie w warstwach wodonośnych. Można zbudować suche studnie, które zatrzymują się nad lustrem wody i umożliwiają przesiąkanie wody na resztę drogi, wraz ze studniami iniekcyjnymi, które doprowadzają wodę bezpośrednio do warstw wodonośnych.

Arizona ma długą historię zarządzania zasilaniem warstwy wodonośnej, częściowo dzięki utworzeniu w 1996 roku Arizona Water Banking Authority (AWBA). Od momentu powstania władze wykorzystywały doładowania do przechowywania prawie 5600 milionów metrów sześciennych wód powierzchniowych z rzeki Kolorado (stan na 2019 r.).

Liczba i pojemność projektów ładowania wzrosła w całej Arizonie na początku XXI wieku, a naukowcy przypisywali sukces projektu lokalnemu konsensusowi politycznemu, sprzyjającej hydrogeologii i finansowaniu publicznemu, a także innym czynnikom.

„AWBA jest ważnym przykładem tego, jak solidne ramy regulacyjne w połączeniu z instytucjami publicznymi i finansowaniem mogą pomóc we wspieraniu adopcji [managed aquifer recharge] na dużą skalę i jak [managed aquifer recharge] może osiągnąć szerokie cele gospodarki wodnej i polityki publicznej” – czytamy w raporcie UNESCO z 2021 r. o tej praktyce.

Miasto Tucson stanowi również modelowy przykład dzięki elastycznemu podejściu do wykorzystania odnawialnych źródeł wody powierzchniowej.

W 2018 roku miasto zmagazynowało i odzyskało 76 milionów metrów sześciennych w tym samym roku, a dodatkowe 76 milionów metrów sześciennych zostało zmagazynowanych do długoterminowego użytku.

Miasto wykorzystuje „gleby jako metodę oczyszczania wód powierzchniowych” – wyjaśniła Sharon B. Megdal, dyrektor Centrum Badań Zasobów Wodnych Uniwersytetu Arizony w wywiadzie dla „Changing America”.

Powiedziała, że ​​wody powierzchniowe przenikają do warstw wodonośnych i mieszają się z istniejącymi wodami gruntowymi, a następnie urzędnicy mogą wyciągnąć tę mieszaną wodę mieszaną, aby służyć klientom.

Pomimo ustalonego charakteru programów Arizony, wody gruntowe są nadal przepompowywane na niektórych obszarach, a poziom warstw wodonośnych nadal spada.

„Arizona ma dość obszerną historię skutecznego wykorzystywania zarządzanych warstw wodonośnych, a jednak wciąż istnieje więcej możliwości”, powiedział Megdal. „Nie mamy wszystkich odpowiedzi. Wciąż mamy wiele do zrobienia. Ale z podstawowego punktu widzenia tego, co dzieje się w zarządzanym zasilaniu warstwy wodonośnej, zrobiliśmy całkiem sporo z powodzeniem”.

Jeśli chodzi o rozszerzenie zakresu operacji ładowania, „bardzo ważne jest, aby mieć odpowiednie ramy regulacyjne, zarówno dla wystarczającej ochrony – ponieważ istnieją implikacje dotyczące jakości wody, inne rodzaje implikacji – jak również przewidywalność” – powiedział Megdal.

Wyzwania pozostają

Jeden rodzaj projektu uzupełniania wód gruntowych nazywa się Flood-MAR lub ładowanie warstwy wodonośnej zarządzane przez powódź. W ramach tego procesu zarządcy wód mogliby skierować wodę zgromadzoną w rzekach podczas dużych przepływów na inne obszary, zalewać grunty zimą lub w porze deszczowej i uprawiać grunty latem.

„Częścią wyzwania związanego z ładowaniem powodziowym jest znalezienie gruntu, który nie jest jeszcze używany pod inne rzeczy, domy lub pola. I znalezienie obszarów, w których jest wystarczająca zdolność infiltracji, co jest terminem w sztuce oznaczającym, gdzie woda może szybko przepływać pod ziemię i do warstw wodonośnych wód gruntowych” – wyjaśnił Kiparsky. Kwestie prawne wchodzą również w grę, gdy projekty mają na celu wychwytywanie wody powodziowej, ponieważ roszczenia dotyczące dalszych przepływów mogą już istnieć.

Dodatkowe wyzwania związane z projektami ładowania pojawiają się, gdy woda jest zbierana w obszarach miejskich. Miasta nie mogą być zlokalizowane powyżej warunków geologicznych sprzyjających przedostawaniu się wody do warstw wodonośnych. Wody gruntowe na obszarach miejskich mogą być również zanieczyszczone kapiącą ropą lub kawałkami opon z samochodów. Chociaż tę wodę można uzdatnić przed wprowadzeniem do warstwy wodonośnej, uzdatnianie może być kosztowne.

W przypadku innych projektów społeczności muszą określić najlepsze miejsca do ładowania, aby złagodzić potrzebę budowy nowej infrastruktury transferowej.

„W niektórych przypadkach część zmagazynowanej wody musi pozostać w warstwie wodonośnej i nie można jej później wyciągnąć” – powiedział Megdal. Dzieje się tak, ponieważ wody gruntowe są w ruchu, a społeczności mogą nie być w stanie odzyskać całej wody, którą wprowadziły, zanim ruszy dalej.

Pomimo wielu wyjątkowych wyzwań związanych ze zbieraniem różnych rodzajów wody w różnym czasie, za pomocą różnych środków i na różnych obszarach, „istnieje wiele możliwości wdrożenia [managed aquifer recharge] w zależności od tego, o jakim źródle wody mówisz, o jakim ostatecznym zastosowaniu mówisz” – powiedziała Megdal.

„Ludzie są wdzięczni, że musimy patrzeć na wszystkie źródła wody i możliwości mądrego ich wykorzystania” – dodał Megdal.

Zwiększone magazynowanie wody może nie tylko pomóc w zapewnieniu bezpieczeństwa wodnego w przyszłości, ale wyższe poziomy wód gruntowych mogą również ponownie połączyć się ze strumieniami, poprawiając warunki dla ryb i roślinności wzdłuż korytarza strumienia.

„Mamy i nadal będziemy mieć za dużo wody, kiedy jej nie chcemy, i za mało, kiedy jej potrzebujemy, dlatego przechowywanie jest kluczem” – powiedział Kiparsky.

„Fakt, że stworzyliśmy tę ogromną przestrzeń pod ziemią, jest kluczem do rozwiązania tego problemu” — dodał Kiparsky.