Med oversvømmelser og tørke stigende, samfund tager et nyt kig på opbevaring af vand under jorden

Juni 11, 2019 — Houston, har oversvømmet hvert år i de sidste fem år. Samtidig er Danmark også kendt for mangel på vand. Hvad hvis folk skulle fange oversvømmelsesvandet og opbevare det til senere i akviferer — underjordiske lag af permeabel sten, grus og sand, der tillader vand at passere igennem?

en nylig undersøgelse foretaget af forskere fra University of Austin fandt, at kystnære akviferer, hvorfra vand er blevet pumpet til brug i gårde og byer, har plads nok til at opbevare to tredjedele af vandet fra højstrømshændelser fra 10 floder, hvilket reducerer virkningerne af både oversvømmelser og tørke-hvis vi finder ud af en måde at få det overskydende vand ind i dem.

aktivt at flytte vand under jorden, en praksis kendt som managed akvifer recharge (MAR), bliver stadig mere populær i dag. Der er omkring 1.200 administrerede akviferopladningsprojekter i 62 lande, ifølge Det Internationale Grundvandsressourcevurderingscenter (IGRAC) med base i Delft, Holland. Ud over at hjælpe med at styre vand over – og underforsyninger, MAR kan bruges til at genoprette udtømte akviferer, rehabilitere økosystemer og rense forurenet vand. Men der er også udfordringer.

vand i banken

opbevaring af vand under jorden til fremtidig brug bliver stadig mere populært på grund af stigende volatilitet i udbuddet på grund af klimaændringer såvel som ulemperne ved alternativet: dæmning af floder for at skabe overfladereservoirer.

for en ting, i udviklede lande, mange floder er allerede opdæmmet. For en anden forårsager dæmninger utallige miljøproblemer, såsom at forhindre sediment i at genopfylde kyster, blokere fiskevandringer og ødelægge flodhabitat ved at bremse vandet og lade det varme. Reservoirer mister op til en fjerdedel af lagret vand til fordampning, og nogle gange er nødt til at frigive vand for at give plads til store storme. Og overfladelagring kan føre til overforbrug af vand, fordi synet af det giver folk en falsk følelse af vandsikkerhed. Det koster også omkring det dobbelte af prisen på grundvandsopladning.at spare tunge strømme under jorden for højere efterspørgselstider har været praksis for barriereøen vildtræ, ny Jersey, siden 1960 ‘ erne, siger Steven Phillips, en hydrolog og grundvandsspecialist med US Geological Survey i Sacramento. Et populært feriested, vildtræ er vært for mange besøgende om sommeren. Vandforvaltere opbevarer overskydende vintervand under jorden og pumper det derefter ud til brug i højsæsonen.

Californien søger at opskalere denne strategi. Snepakken, der historisk har leveret vand ind i det tørre forår og sommer, forventes stort set at forsvinde med klimakrisen. Og dens vinterstorme forventes at vokse mere intens. Vandforvaltere og forskere, ledet af California Department of vandressourcer, leder efter de bedste steder at flytte vand fra vinterstorme under jorden til brug i de tørre somre.

andre fordele

vandets naturlige tendens, mange steder i mange årstider, er at blive hængende på landet. Når overfladevand sænkes, kan nogle sive under jorden og genoplade akviferer.

men mange steder har vi blokeret muligheden for naturlig akviferpåfyldning. Vi har afskåret floder fra flodsletter med betonkanaler og diger; drænet vådområder og brolagt over dem med spredte, uigennemtrængelige byer; og elimineret bævere. Som et resultat ender regnvand med at løbe ud i overfladevand og væk fra regionen i stedet for at opsuge i akviferer.faktisk fandt en undersøgelse fra 2015 af NASA-satellitdata, at mere end halvdelen af verdens største akviferer var overtrækket eller overbelastet.Kombineret med det faktum, at grundvand mange steder udarbejdes til overfladebrug, har denne situation medført et nettotab af underjordisk vand. Faktisk viste en undersøgelse fra 2015 af NASA-satellitdata, at mere end halvdelen af verdens største akviferer var overtrækket eller overbelastet.

dette truer ikke kun vandsikkerheden, det kan også få landet ovenfor til at synke, som det har gjort i Californiens San Joakin Valley, Beijing og byen. Og pumpning fra en akvifer nær kysten kan reducere vandtrykket til det punkt, hvor saltvand kan skubbe ind under jorden, pletter ferskvandet.

MAR kan hjælpe med at reducere sådanne problemer. San Jose, Californien, begyndte at bruge MAR for mange årtier siden, efter at centrum sank omkring 13 fod (4 meter). Og Los Angeles og Orange amter var blandt de første steder at bruge MAR til at skubbe saltvandsindbrud tilbage. I Hampton Roads-området i Virginia planlægger embedsmænd en ” ret stor grundvandsopladning for at skubbe saltvand tilbage i deres grundvand,” siger Bill Alley, direktør for videnskab og teknologi for National Grundvandsforening. Saltvandsindbruddet skyldes delvis hurtig stigning i havniveauet.fordi overfladevand og grundvand ofte er forbundet med tyngdekraft og hydraulisk tryk, kan genopladning også bringe nyt liv til vådområder, kilder, åer og andre overfladevandsøkosystemer, der tørrer op, bliver for varme eller bliver kvalt med alger, efter at folk har udtømt overfladevandet eller grundvandet, der fodrer dem. I Sacramento Valley, Nature Conservancy skar et hul i en dæmning, så høje flodstrømme igen ville oversvømme Cosumnas River Preserve og sive ned i akviferen, hvor vandet kunne give vedvarende næring til økosystemet.

flytning af vand i jorden kan ofte rense det afhængigt af forurenende stoffer og substratets sammensætning.Men nogle gange er det for sent. I nogle dele af San Joakin-dalen er vandborde faldet mere end 500 fod (150 meter) under jorden fra overpumpning, siger Phillips. “Vandstanden er dyb nok til, at vi sandsynligvis ikke vil se floder, der drager fordel af grundvandsindgang for muligvis nogensinde.”Sådanne akviferer kan stadig bruges til vandlagring — selvom det ikke altid er muligt, fordi nogle gange nedsynkning forårsager permanent tab af kapacitet i en akvifer.

flytning af vand i jorden kan ofte rense det afhængigt af forurenende stoffer og substratets sammensætning. Gilbert, udledninger spildevand i genoplade damme, herunder en riparian bevare, der tilbyder rekreative plads til mennesker og levested for dyrelivet, hvor det siver ned i grundvandsmagasinet til fremtidig brug. Dam vand bruges også direkte til kunstvanding og andre ikke-potable anvendelser, hvilket reducerer efterspørgslen på drikkevand.

hvordan det gøres

en langvarig tilgang til at flytte vand under jorden, der stadig praktiseres på landlige steder rundt om i verden, er at høste eller tragt nedbør i et lavt bassin eller grøft og lade det sive ned i jorden.

i 2011, på et projekt i Tigray, Etiopien, et bjergrigt landdistrikt, så IGRAC hydrogeolog Arnaud Sterck, at folk byggede check dæmninger i kløfter, genskovede stejle dalflanker, byggede terrasser til landbrug og grave damme for at fange regnvand. Sådanne projekter vises typisk ikke i MAR global inventory, siger han, fordi disse traditionelle metoder ikke kræver tilladelser, gennemførlighedsundersøgelser eller miljøkonsekvensvurderinger.det corralled vand behøver ikke engang at filtrere ned til en akvifer for at gøre dette til en nyttig praksis. Ved at dvæle i jorden kan det hjælpe afgrøder med at vokse med reduceret behov for kunstvanding.

en urban version af denne tilgang er byernes stigende brug af grøn infrastruktur. Tilføjelser som grønne tage, bioval, permeabel fortov og parker langs flodbredder absorberer regnvand, reducerer oversvømmelser og bevarer vand lokalt til fremtidig forsyning.

vandforvaltere bygger også store infiltrationsbassiner, som f.eks. Sådanne bassiner er bygget over egnet Geologi til infiltration, typisk en blanding af sand, grus og ler. Men genopladningsbassiner kan tilstoppe, hvis vandet har meget sediment og derfor skal rengøres med jævne mellemrum, advarer Stercks.

en mere naturlig måde at opbevare vand under jorden er at hjælpe åer og floder, der er konstrueret til at forblive inden for deres bredder for at sprede sig tilbage i deres historiske flodsletter.i et tidligt eksempel byggede lokale ledere i Los Gatos, Californien, delvise dæmninger over en bæk i 1920 ‘ erne ved hjælp af jute sække fyldt med snavs for at få vandet til at bremse og sprede sig over flade områder ved siden af åen. I dag er oppustelige dæmninger indsat i flere nordlige og sydlige Californien amter for at bremse floder og vandløb under høje strømme for at tillade mere infiltration i den naturlige kanal, siger Phillips.

den mest industrielle tilgang er at injicere overskydende vand i jorden via en brønd eller borehul. Det er dyrere end passive metoder på grund af den krævede energi. Ikke desto mindre kan det være nyttigt at flytte vand gennem et ikke-absorberende lerlag ind i en akvifer nedenfor eller på steder, hvor der ikke er plads til et spredningsbassin. Denne tilgang er blevet brugt i Rio Rancho, en forstad til Albufeira, siger Alley.