Kalifornien har sett så mycket regn under de senaste veckorna att gårdsfält är översvämmade och normalt torra bäckar och dräneringsdiken har blivit strömmar av vatten som forsar mot havet. Ändå är det mesta av staten fortfarande i svår torka.
Allt avrinning mitt i en torka väcker frågan:Varför kan inte mer regnvatten samlas upp och lagras för den långa, torra våren och sommaren när det behövs?
Som hydrogeolog vid University of California i Santa Cruz är jag intresserad av vad som kan göras för att samla upp avrinning från stormar som denna i stor skala. Det finns två primära källor till storskalig vattenlagring som skulle kunna hjälpa till att göra ett hål i torkan:att hålla det vattnet bakom dammar och sätta det i marken.
InnehållNär Kalifornien får stormar som de atmosfäriska floderna som slog i december 2022 och januari 2023, skakar förmodligen vattenförvaltare runt om i delstaten på huvudet och frågar varför de inte kan hålla på mer av det vattnet. Verkligheten är att det är en komplicerad fråga.
Kalifornien har stora dammar och reservoarer som kan lagra stora volymer vatten, men de tenderar att vara i bergen. Och när de närmar sig kapacitet måste vatten släppas ut för att vara redo för nästa storm. Om det inte finns en annan reservoar nedströms, går mycket av det vattnet ut till Stilla havet.
I mer befolkade områden är en av anledningarna till att dagvattenavrinning inte automatiskt samlas in för användning i stor skala eftersom den första avrinningen från vägar ofta är förorenad. Översvämning kan också orsaka översvämningar av septiska system. Så det vattnet skulle behöva behandlas.
Man kan säga, ja, det uppfångade vattnet behöver inte vara dricksvatten; vi kunde bara använda den på golfbanor. Men då skulle du behöva en plats för att lagra vattnet, och du skulle behöva ett sätt att distribuera det, med separata rör och pumpar, eftersom du inte kan lägga det i samma rör som dricksvatten.
Det finns ett annat alternativ, och det är att lägga det i marken, där det kan hjälpa till att fylla på grundvattenförsörjningen.
Managed recharge, som det är känt, har använts i decennier i många områden för att aktivt fylla på grundvattenförsörjningen. Men teknikerna har blivit mer uppmärksammade på sistone eftersom brunnarna har torkat mitt i den långvariga torkan. Lokala myndigheter har föreslagit mer än 340 laddningsprojekt i Kalifornien, och staten uppskattar att dessa skulle kunna ladda ytterligare 500 000 tunnland vatten per år i genomsnitt om alla byggdes.
En metod som diskuteras av statens avdelning för vattenresurser och andra är Flood-MAR, eller översvämningsstyrd akviferuppladdning. Under stora flöden i floder kan vattenförvaltare potentiellt avleda en del av det flödet till stora delar av landskapet och översvämma tusentals hektar för att ladda upp akvifärerna nedanför. Konceptet är att översvämma marken på vintern och sedan odla på sommaren.
Flood-MAR är lovande, förutsatt att vi kan hitta människor som är villiga att översvämma sin mark och kan säkra vattenrättigheter. Dessutom är inte alla delar av landskapet beredda att ta det vattnet.
Du kan översvämma 1 000 hektar (404,6 hektar) på en ranch, och mycket av det kan förbli översvämmat i dagar eller veckor. Beroende på hur snabbt vattnet tränger in kommer vissa grödor att vara OK, men andra grödor kan skadas. Det finns också oro för att skapa livsmiljöer som uppmuntrar skadedjur eller riskerar livsmedelssäkerhet.
En annan utmaning är att de flesta av de stora flodflödena finns i den norra delen av delstaten, och många av de områden som upplever de värsta grundvattenunderskotten finns i centrala och södra Kalifornien. För att få det överflödiga vattnet till de platser som behöver det krävs transport och distribution, vilket kan vara komplext och dyrt.
I Pajaro Valley, en viktig jordbruksregion i utkanten av Monterey Bay, försöker regionala kollegor och jag en annan typ av grundvattenladdningsprojekt där det finns mycket avrinning från sluttningar under stora stormar.
Tanken är att suga bort en del av avrinningen och avleda den till infiltrationsbassänger, som upptar några hektar, där vattnet kan samlas och tränga ner i marken. Det kan vara på jordbruksmark eller öppna ytor med rätt markförhållanden. Vi letar efter grova jordar som gör det lättare för vatten att sippra genom springor mellan kornen. Men mycket av landskapet är täckt eller underliggande av finare jordar som inte tillåter snabb infiltration, så noggrant val av plats är viktigt.
Ett program i Pajaro Valley uppmuntrar markägare att delta i laddningsprojekt genom att ge dem en rabatt på avgiften de betalar för vattenanvändning genom en mekanism för "laddning av nettomätning".
Vi gjorde en kostnads-nyttoanalys av detta tillvägagångssätt och fann att även när man lägger till alla kapitalkostnader för konstruktion och transport av en del jord, är kostnaderna konkurrenskraftiga med att hitta alternativa vattenförsörjningar, och det är billigare än avsaltning eller vattenåtervinning. .
Det kommer att ta många metoder och flera blöta år för att kompensera för regionens långa period med låg nederbörd. En storm gör det verkligen inte, och inte ens ett vått år gör det.
För bassänger som är beroende av grundvatten tar påfyllningsprocessen år. Om det här är den sista regnstormen för den här säsongen kan vi ha problem igen om en månad.
Andrew Fisher är professor i jord- och planetvetenskap vid University of California, Santa Cruz. Han får finansiering från U.S. National Science Foundation, U.S.A. Department of Agriculture, National Aeronautics and Space Administration, Gordon and Betty Moore Foundation, Santa Clara Valley Water District, U.S. Geologic Survey Affiliation:Research Network with the Public Policy Institute of California.
Denna artikel är återpublicerad från Konversationen under en Creative Commons-licens. Du kan hitta originalartikel här.
