De flesta områden i Kaliforniens jordbruksland har en betydande brist på information om deras användning av grundvatten. De vattenförvaltare som är ansvariga för att sätta Kaliforniens utarmade akvifärer på vägen mot hållbarhet behöver nu få data för att göra jobbet. Att driva de nya myndigheterna som skapats under statens lag om hållbar grundvattenförvaltning, dessa chefer måste först bestämma vad de behöver veta, och hur man får informationen.

De mätare som de behöver skulle helst ge två olika syn på grundvattnets verklighet. Först, redogöra för uttag genom att identifiera vem som tar vattnet, kontrollera sedan uttagna för att säkerställa hållbarhet, nu krävs i 109 av statens 517 grundvattenbassänger. Andra, övervaka den övergripande hälsan hos akvifären för att säkerställa att den inte tränger över de olika gränserna för ohållbarhet som nu är inhuggna i delstatslagstiftningen.

Innan de kan utforska de tekniska svaren på mätalternativ, chefer måste brottas med lokala attityder om integritet som har rådt i områden som är utsatta för kronisk överpumpning. Tunga användare har i årtionden bråttom motstått varje bokföring. Väl meter var anathema. Nyborrade brunnar rapporterades till staten, men enligt lag, att informationen hölls privat.

Sådana sekretessrestriktioner upphörde 2015, efter genomgången av grundvattenlagen; och i början av 2017, Statens vattenresurskontrollstyrelse offentliggjorde sin digitala karta över statliga brunnar. Men att bara veta var brunnarna är är inte detsamma som att veta hur mycket de pumpar, eller deras inverkan på akvifären nedan.

"Så länge ingen mätte eller övervakade grundvatten, det var till fördel för vilken bonde som helst att pumpa så mycket de kunde, sade Peter Gleick, medgrundare av Pacific Institute, som har djup expertis i vattenfrågor. Systemet, han sa, "var utformad för att gynna okunnighet." Andra experter avvisar en sådan trubbig anti-bonde-synpunkt. Både jordbruksanvändning och urbanisering, de säger, utökad grundvattenanvändning bortom hållbarhet:fingrarna kan peka var som helst.

Även med pumpning utan mätning, Fjärravkänningstekniken hade lyft slöjan vid uttömning av grundvatten

Oförlåtligheten hos vissa grundvattenanvändare blev mindre av ett hinder i och med ökningen av alternativen för fjärrobservation. Till exempel, ett par tvillingsatelliter uppskjutna av NASA kunde uppskatta att Central Valley akviferer hade, bara mellan 2003 och 2010, förlorade 25 miljoner tunnland grundvatten – mer än hälften av Kaliforniens årliga grundvattenanvändning vid den tiden. GRACE-satelliterna visade världen den utarmning som många bönder i Central Valley redan började ta itu med.

När GRACE-programmet togs ur bruk förra året, ännu finare analys var möjlig med hjälp av data från ytterligare satelliter, som NASA:s Landsat orbiters. Sådan fjärransamlad data, tillsammans med behovet av att följa den nya lagen, har gjort mätning på gården mer tilltalande. Vissa chefer lär sig från områden som redan har samlat in riklig data om grundvattenanvändning. Före den nya lagen, domstolarna sporrade arbetet.

Enligt statlig dom i 22 år, Mojave Agency håller en tydlig översikt

Okunskap är inget som domare accepterar som en ursäkt för passivitet. Data om brunnar och grundvattenanvändning finns gott om i grundvattenbassänger som varit föremål för vattenrättsprocesser under de senaste åren. Mojave Water Agency arbetar med en bassäng som täcker 4, 900 kvadratkilometer öken sprider sig västerut från skärningspunkten mellan Kalifornien, Nevada och Arizona. Bedömningen av dess vatten avkunnades 1996. Varje år sedan, den har vederbörligen rapporterat antalet brunnar som drar grundvatten och deras årliga "produktion, "eller uttag.

Till exempel, Mojaves rapport visar att Joe och Sue Harter, ägare av Harter Farms, i nålar, har 11 jordbruksbrunnar och två för hushållsbruk. Harters tog 2, 361 tunnland vatten under öknen förra året, mindre än hälften så mycket som de 5, 234 pumpade de 1990.

Joe Harters son, Andrew, som odlar pistagenötter och bermudagräs med sin far, sade att domstolsbeslutet från 1996 som krävde väl ansvarsskyldighet "gjorde oss progressiva när det gäller att kontrollera vår användning, " sa han. "Vi var tvungna att göra mer med mindre." Han tillade, "Vid slutet av dagen, vi måste ha hållbarhet." Det som irriterar honom är det till synes konstanta byggandet av nya bostadsområden, var och en skapar ny efterfrågan på vatten. "Jag tror att hållbarhet är det bästa. Mitt problem är att de lägger det på ryggarna för bönderna."

Vid tidpunkten för domstolsbeslutet, det var liten konsistens kring mätning och rapportering av uttag av grundvatten i Mojave Water Agencys område. En ingenjörsfirma åtalades för att verifiera påståenden om hur mycket som hade pumpats. När det inte fanns några register, företaget samlade flygfoton av planteringar, och använde dem för att uppskatta hur mycket vatten olika grödor använde. Detta fick de flesta användare, som Harters, att börja samla in sina egna skivor, ofta genom att använda flödesmätare på sina brunnar.

Elförbrukning är en vanlig proxy för grundvattenanvändning, sa Mojaves general manager, Tom McCarthy. Vattnet är tungt, och att pumpa grundvatten från dussintals eller till och med hundratals fots djup är energikrävande. Ju mer el som används, desto mer vatten har pumpats. "Vi tenderar att använda metoder som är beprövade och sanna, " han sa.

De mer utarmade bassängerna har nu nya myndigheter som hanterar dem. På mindre än två år, de måste ta fram planer för långsiktig hållbarhet. Vissa användare kan uppleva att deras pumpning är kraftigt begränsad. Vissa kan byta sitt vatten snarare än att odla med det. Alla kommer att behöva bra data.

Mer exakta mätningar leder till effektivare hantering

Zbeda sa att den dagliga hanteringen av grundvattnet som kontrolleras av vattendistriktet underlättas genom att veta hur mycket varje kund använder. Som McCarthy, han finner att hans största jordbruksanvändare är kooperativa, dela sina pumpdata. Varför? Mitt i en grundvattenkris för nästan två decennier sedan, ett lokalt kooperativ bildades i Indian Wells-bassängen och började mäta och dela sina konsumtionsdata.

Deras två decennier av data visar att grundvattenpumpningen totalt sett har minskat med 17 procent under det senaste decenniet; den största jordbruksbrukaren, Meadowbrook Farms, har minskat sin årliga konsumtion med nästan en tredjedel procent under samma period, från 9, 270 tunnland till 6, 387 tunnland. Herr Zbedas vattendistrikt använde 29 procent mindre under den perioden. Hans stora jordbruksanvändare, mestadels pistage- och alfalfabönder, har varit öppna och samarbetsvilliga, han sa.

Mindre samarbetsvillig, han sa, är små användare. "Någon som säger:"Hur mycket pumpar du?" spelar inte bra med många privata brunnsägare." Han lade till, "Utmaningen för oss lokalt är [alla användare] att inse att det finns ett behov av att veta vem som pumpar hur mycket."

Motstånd mot individuella mätningar börjar blekna

Det Zbeda möter med några av de mindre jordbruksanvändarna i sitt distrikt är vad Eric Averett mötte för 25 år sedan. Averett, general manager för Rosedale-Rio Bravo Water Storage District, minns, "Det var en tvekan att dela med sig av många olika typer av data. Det fanns mer av en privat egendom, folk ansåg att det var konfidentiellt, och kan påverka konkurrenskraften."

Men även före 2014 års passage av SGMA, han sa, dessa attityder började förändras, både på grund av den brutala femåriga torka, och ökningen av teknologier för fjärranalys av grundvattennivåer. Han har varit på möten nyligen när "markägare har kallat mig alla namn i boken och anklagat mig för att vara en stor regering." Men, han sa, den allmänna acceptansen för redovisning av vattenanvändning har spridit sig brett, även om motståndet dröjer sig kvar.

Så förändringen i attityder som började i dömda distrikt i öknen sprider sig nu till jordbrukets hjärta i San Joaquin Valley. Här, den föredragna metoden är inte meter, men ett mått härlett från satellitbilder. Cal Poly i San Luis Obispo Irrigation Training and Research Center använder "METRIC"-metoden – ursprungligen utvecklad vid University of Idaho – för områden i Kern och Tulare Counties.

Tanken är att använda högupplösta satellitbilder av jordbruksmarker för att peka ut vilka grödor som använder vatten. Att veta hur mycket vatten som släpps ut i luften (eller "passerar") av en viss gröda, och kombinera det med avdunstningshastigheten från jorden vid specifika temperaturer, låter forskare förvandla satellitfotografier till data om vattenanvändning. Kombinationen av dessa två förluster av vatten till luften – från både växten och jorden – kallas "evapotranspiration".

Noggrann mätning av vattenanvändning kommer ofta att tvinga jordbrukare att minska användningen av grundvatten

Denna teknik står för något som enkla pumpregister inte kan mäta – mängden bevattningsvatten från underjorden som sipprar tillbaka genom jorden och återgår till akvifären. Detta är allmänt känt som "ladda, " och speglar hur akviferer fylls på med vatten under naturliga förhållanden. Kern County-bönder, sa Dan Howes, ingenjör på Cal Poly, sa att Kern Countys bönder "vet att vi inte har tillräckligt med vatten för att ladda bassängen år efter år och upprätthålla grundvattnet vi pumpar.

"Huvudfrågan som bönder kommer att ta itu med är att vi har för mycket evapotranspiration och inte tillräckligt med vatten, sade Howes. Med andra ord, för många törstiga växter i för varmt klimat använder för mycket vatten och utarmar akvifären. Han lade till, "när de väl har tagit tag i det, "det finns bara två alternativ - minska evapotranspiration, kanske genom att lämna åkrar i träda eller plantera mindre törstiga grödor – eller hitta mer ytvatten. För jordbrukare utan ytvattenrättigheter, det kan vara svårt.

Howes kommer inte att riskera en bestämd uppskattning av hur mycket av en nedskärning av jordbruket de grundvattenberoende områdena kommer att behöva, annat än att säga att nedskärningarna kommer att bli betydande. Han arbetar med vattenmyndigheter i Tulare, Fresno, och Merced counties, och den nya grundvattenmyndigheten för Kern County-bassängen anlitade honom för att göra en historisk genomgång av vattenanvändningen med åren av Landsat-bilder nu tillgängliga. Han har över 23 års data i regionen från Fresno till Bakersfield.

Hur reagerar de lokala bönderna på möjligheten att minska pumpen? "De som jag har pratat med mycket lite ytvatten, de är väldigt deprimerade." Men de är realistiska. "Vissa säger, "Jag har ungefär 20 år och sedan går jag i pension och ger upp det." "Jag är förvånad över hur många jag pratar med som säger:'Det är på tiden att det här kommer. Vi visste alla att det skulle komma.'" Sådana kommentarer, Howes sa, kommer oftast från jordbrukare med rätt till ytvatten.

Gleick, från Pacific Institute, sa, "Kaliforniens grundvatten var en klassisk tragedi för allmänningen." Nu, "de smarta bönderna kommer att få hoppa över hur de ska hantera sina vattenresurser under en hållbar uppsättning regler."