June11,2019—
テキサス州ヒューストンは、過去5年間、毎年浸水しています。 同時に、テキサス州はまた、悲惨な水不足のために知られています。 人々が洪水を捕獲し、水が通過することを可能にする透水性の岩、砂利、砂の地下層である帯水層に後で保管する場合はどうなりますか？
オースティンのテキサス大学の研究者による最近の研究では、農場や都市で使用するために水を汲み上げられた沿岸帯水層は、10のテキサス川からの高流量イベントからの水の三分の二を貯蔵するのに十分なスペースを持っており、洪水と干ばつの両方の影響を軽減していることがわかりました。
積極的に水を地下に移動させる、管理された帯水層再充電（MAR）として知られている練習は、今日ますます人気があります。 オランダのデルフトに拠点を置く国際地下水資源評価センター（IGRAC）によると、約1,200カ国に62の管理された帯水層再充電プロジェクトがあります。 水の過剰供給と供給不足の管理を支援することに加えて、MARは、枯渇した帯水層を回復し、生態系を修復し、汚染された水を浄化するために使用するこ しかし、同様に課題があります。
銀行の水
将来の使用のために地下に水を貯蔵することは、気候変動のための供給のボラティリティの増加と代替案の欠点のためにますます: 表面の貯水池を作成するために川を堰き止めます。
世界中の管理された帯水層の再充電プロジェクト。 キーの対話型地図にアクセスするためにイメージをかちりと鳴らして下さい。 画像提供：IGRAC、CC BY-SAの下でライセンスされています
一つには、先進国では、多くの川がすでに堰き止められています。 もう一つは、ダムは、堆積物が海岸を補充するのを防ぎ、魚の移動を妨げ、水を減速させて暖めることによって川の生息地を破壊するなど、無数の環境問題を引きおこすことである。 貯水池は貯蔵された水の四分の一まで蒸発を失い、時には大きな嵐のための部屋を作るために水を放出しなければならない。 それの光景は人々に水の安全保障の誤った感覚を与えるので、表面の貯蔵は水の過剰使用につながる可能性があります。 また、地下水の再充電の約2倍の価格がかかります。
1960年代以来、ニュージャージー州ワイルドウッドのバリア島のための練習されているより高い需要の時間のための地下重い流れを保存すると、スティーブン-フィリップス、サクラメントの米国地質調査所と水文学者と地下水の専門家は述べています。 人気のリゾートエリア、ワイルドウッドは夏に多くの訪問者をホストしています。 水マネージャーは余分な冬水を地下に貯え、次にハイシーズンの間に使用のためにポンプでくむ。
管理された帯水層の充電は、地下に移動することによって水を保存し、浄化するための自然の戦略をタップします。 INOWASのグラフィック礼儀。 クリックして展開します。
カリフォルニア州はこの戦略をスケールアップしようとしています。 歴史的に乾燥した春と夏に水を供給してきた雪のパックは、気候危機で大きく消えると予測されています。 そして、その冬の嵐はより激しく成長すると予測されています。 カリフォルニア州水資源省が率いる水管理者や科学者は、乾燥した夏の間に使用するために冬の嵐から水を地下に移動するのに最適な場所を探
その他の利点
水の自然な傾向は、多くの季節の多くの場所で、土地に残ることです。 地表水が減速すると、地下に浸透して帯水層を再充電することができます。
しかし、多くの場所で、私たちは自然帯水層の補充の機会を妨げています。 われは氾濫原から河川をコンクリートの水路と堤防で遮断し，湿地を排水し，それらの上に広がる不浸透性の都市を舗装し，ビーバーを排除した。 その結果、雨水は帯水層に浸漬するのではなく、地表水に逃げ出し、その地域から離れてしまいます。実際には、NASAの衛星データの2015年の研究では、世界の主要な帯水層の半分以上がoverdrawnまたはoverstressedたことがわかりました。
実際には、2015年の研究では、世界の主要な帯水層多くの場所で地下水が地表での使用のために作成されているという事実と組み合わせると、この状況は地下水の純損失を生み出しています。 実際、NASAの衛星データの2015年の研究では、世界の主要な帯水層の半分以上が誇張されているか、過度に強調されていることがわかりました。
これは水の安全保障を脅かすだけでなく、カリフォルニアのサンホアキン-バレー、北京、メキシコシティのように、上記の土地も沈む可能性があります。 そして、海岸近くの帯水層から汲み上げることは、海水が地下に押し込まれて淡水を汚染する点まで水圧を低下させる可能性があります。
MARはこのような問題を軽減するのに役立ちます。 カリフォルニア州サンノゼは、ダウンタウンが約13フィート(4メートル)沈没した後、何十年も前にMARを使用し始めた。 そして、ロサンゼルス郡とオレンジ郡は、塩水の侵入を押し戻すためにMARを使用する最初の場所の一つでした。 バージニア州のハンプトン-ローズ地域では、当局者は”地下水に入ってくる塩水を押し戻すためにかなり大規模な地下水の再充電を計画している”と全米地下水協会の科学技術ディレクターであるBill Alley氏は述べている。 海水の侵入は、部分的には急速な海面上昇によるものである。
地表水と地下水は重力と水圧によって結びついていることが多いため、湿地、泉、小川、および人々が地表水や地下水を枯渇させた後に乾燥したり、暖 サクラメント-バレーでは、自然保護協会が堤防の隙間を切り、高い川の流れが再びCosumnas川を保護し、帯水層に浸透し、水が生態系に継続的な栄養を提供することができるようにした。
水を地面に移動させると、汚染物質や基材の組成に応じて、水をきれいにすることができます。しかし、時にはそれは手遅れです。 サンホアキン渓谷のいくつかの地域では、水面が地面から500フィート（150メートル）以上落ちている、とフィリップス氏は述べています。 「水位は十分に深いので、川が地下水の流入から恩恵を受けることはおそらくありません。「このような帯水層はまだ水の貯蔵に使用することができますが、時には沈下が帯水層の容量の永久的な損失を引き起こすため、それは常に可能では
水を地面に移動させると、汚染物質や基材の組成に応じて、水をきれいにすることができます。 アリゾナ州ギルバートは、人々のためのレクリエーションスペースと野生動物の生息地を提供する河岸保護区を含む再充電池に排水を排出し、将来の使用のた 池の水は、灌漑やその他の非飲用にも直接使用され、飲料水の需要を減少させます。
それはどのように行われています
まだ世界中の農村部の場所で実践されている地下水を移動するために長い間使用されているアプローチは、浅い流域やトレンチに降雨を収穫または漏斗し、それが土壌に浸漬できるようにすることです。
2011年、エチオピアのティグレーでのプロジェクトで、IGRAC水文地質学者Arnaud Sterckxは、峡谷にチェックダムを建設し、急な谷の側面を再植林し、農業のためのテラスを建 これらの伝統的な方法は、許可、実現可能性調査、または環境影響評価を必要としないため、このようなプロジェクトは通常、MAR global inventoryには表示されません。
Sterckxは、コラールされた水は、これを有用な練習にするために帯水層までフィルタリングする必要はないと言います。 土で長引くことによって、それは穀物が潅漑のための減らされた必要性と育つのを助けることができる。
このアプローチの都市版は緑の下部組織の都市の増加する使用である。 緑の屋根、bioswales、透過性の舗装および川岸に沿う公園のような付加は雨水を吸収し、氾濫を減らし、未来の供給のために水を局部的に保つために。
Coachella Valley Water District and Desert Water Agencyは、コロラド川の水を使用して、カリフォルニア州南部の西ホワイトウォーター川 写真提供は、CC BY-NC-ND2の下でライセンスされているFlickrのJohn Marxです。0
水管理者はまた、コロラド川の水を後で使用するために貯蔵するアリゾナの38エーカー（15ヘクタール）の象形文字の山の再充電施設のような大規模な浸透盆地を建設している。 そのような盆地は、典型的には砂、砂利および粘土の混合物である浸潤のための適切な地質学の上に構築される。 しかし、水が堆積物をたくさん持っているので、定期的に掃除する必要がある場合は、再充電流域が詰まらせる可能性があり、Sterckxは警告しています。
水を地下に貯蔵するより自然な方法は、堤防内にとどまるように設計された小川や川が歴史的な氾濫原に広がるのを助けることです。
初期の例では、カリフォルニア州ロスガトスの地元の指導者は、1920年代に汚れで満たされた黄麻布の袋を使用して、水が遅くなり、小川に隣接する平らな領域に広がるようにして、小川を横切って部分的なダムを建設しました。 今日、膨脹可能なダムは自然なチャネルのより多くの浸潤を可能にするために高い流れの間に川および流れを減速するために複数の北および南カリフ
最も産業的なアプローチは、井戸またはボアホールを介して余剰の水を地面に注入することです。 それは必要なエネルギーのために受動的な方法よりも高価です。 それにもかかわらず、それは吸収性のない粘土層を通って下の帯水層に水を移動させるために、または広がる流域の余地がない場所で有用であり得 このアプローチは、リオランチョ、アルバカーキ、ニューメキシコ州の郊外で使用されている、路地は述べています。
ドイツのマインツにあるこの誘導銀行ろ過プラントは、ライン川から水を 写真提供：ウィキメディア/パブリックドメイン
別のMAR方法は、誘導バンクろ過と呼ばれています。 人々は川から数十メートル離れた井戸を掘るので、水圧は川から水を引き付け、良好なろ過特性を有する砂とシルトを通ってそれを動かす、とSterckxは言う。 ドイツとオランダは、これらのプロジェクトの多くを持っており、典型的には飲料水の前処理としてそれを使用しています。 ハンガリーは、このようにその公共供給の約半分を取得し、路地氏は述べています。
課題
MARの多くの利点にもかかわらず、欠点もある可能性があります。 主な関心事は汚染です。 地下に水を置くことはそれをきれいにすることができますが、いくつかのケースでは、MARは水や土壌中の汚染物質のために地下水を汚すことがで 「そのため、帯水層、水文地質学、地下水の流れの方向、浸透している水の質についての知識が必要です」とSterckx氏は言います。 “それ以外の場合は、深刻な問題がある可能性があります。”
汚染物質は、都市の流出や農業の肥料や農薬の使用から来る可能性があります。 カンザス州ウィチタの近くで、人々は彼らが彼らの水を引くEquusのベッドの帯水層を補充するために小さいアーカンソー川からの高い流れを引っ張ってい “彼らはそれを注入する前に水からアトラジンを除去することに対処しなければならなかった。”
他の汚染物質は、フロリダの地質学で発見されたヒ素のように、自然に発生しています。 そこで水を再充電すると、地下水の汚染を防ぐことは可能ですが、それは複雑です、とAlley氏は言います。 “エバーグレーズでは、彼らは管理された帯水層の再充電のこの大規模なアイデアを持っていた、と彼らは主にヒ素との化学的問題のためにそれに続いて”
場合によっては、汚染された地下水を再充電された淡水で希釈し、特定の用途に適したレベルまで洗浄することができます。 一部の地下水が肥料からの硝酸塩で汚染されているサンホアキンバレーでは、農家は作物を灌漑し、それに応じて肥料の施用量を減らすために汲み上げている地下水のレベルを測定し、時間の経過とともに地下水の質を向上させる可能性があります。 水は井戸から汲み上げられた後に飲むために掃除することもできますが、「高価になる傾向があります」とPhillips氏は言います。
後で使用するために水を再充電することは、所有権に対する驚きを引き起こす可能性もあります。 再充電のための給水へのアクセスを得ることは別の問題である場合もある。 帯水層を補充するために使用される多くの水は雨季の過剰から来ているが、いくつかの管轄区域では、その水への権利を得るか、それが適切な品質であることを保証するために、法的または政治的考慮のために複雑になる可能性がある、とジムLaMoreaux、国際水文地質学会の米国支部の会長は述べています。
後で使用するために水を再充電することは、所有権に対する驚きを引き起こす可能性もあります。 他の人は、エルパソやサンアントニオ、テキサス州のように、あなたが注入する水を汲み出すことができます、路地は言う、それは”最大のポンプの法則”だ—それは彼らの財産の下にある場合、誰もが地下水を汲み上げることができることを本質的に意味します。 それは最近までカリフォルニアでもそうでした。 しかし、州の2014持続可能な地下水管理法は現在、流域の水利用者が地下水を持続可能に使用するために協力することを要求しており、一部の地区ではMARを使用するよう動機づけている課題である。 彼らはリソースを共有し、したがって、お互いに責任があります。また、地質学によっては、地下に移動した水の一部がより広い環境に”失われる”可能性があります。
また、地下に移動した水の一部は、より広い環境に”失われる”可能性があります。 いくつかの損失を受け入れるには、所有者の考え方から、水を再充電することが生態系の健康を支え、おそらく崩壊を食い止めるために人間の介入 そして、地上の貯水池は貯蔵された水の四分の一を蒸発させ、時には大きな嵐のための部屋を作るために水を放出しなければならないことを再び言
世界の活況を呈している人間の人口と私たちの構築された環境は、ますます自然の水サイクルを変えています。 これらの変化の影響は、気候の混乱がより大きな洪水とより長い干ばつをもたらすため、悪化しています。 水循環を修復する1つの方法として、特に人々がプロセスの潜在的な問題を軽減する方法を経験から学ぶにつれて、MARは普及する可能性があります。