(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 codziennie 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, które celowo pozostawia się otwarte. 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 w obszarach miejskich mogą być również zanieczyszczone kapiącymi olejami 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 tej 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.