Med flom og tørke økende, lokalsamfunn ta en ny titt på lagring av vann under jorden

11 juni 2019 – Houston, Texas, har oversvømmet hvert år de siste fem årene. Samtidig, Texas er også kjent for dire vannmangel. Hva om folk skulle fange flomvannet og lagre det for senere i akviferer-underjordiske lag av permeabel stein, grus og sand som tillater vann å passere gjennom?

en nylig studie av forskere fra University Of Texas I Austin fant at kystvann fra hvilke vann har blitt pumpet til bruk i gårder og byer, har nok plass til å lagre to tredjedeler av vannet fra høyflytende hendelser fra 10 Texas elver, og redusere virkningen av både flom og tørke-hvis vi finner ut en måte å få overflødig vann inn i dem.Aktivt flytte vann under jorden, en praksis kjent som managed aquifer recharge (MAR), blir stadig mer populært i dag. Det er ca 1200 administrerte akvifer lade prosjekter i 62 land, Ifølge International Grunnvann Ressurser Assessment Centre (IGRAC) basert I Delft, Nederland. I TILLEGG til å bidra til å håndtere vannover – og underforsyninger, KAN MAR brukes til å gjenopprette utarmede akviferer, rehabilitere økosystemer og rense forurenset vann. Men det er også utfordringer.

Vann I Banken

Lagring av vann under jorden for fremtidig bruk blir stadig mer populært på grunn av økende volatilitet i tilbudet på grunn av klimaendringer, samt ulempene med alternativet: damming elver for å skape overflate reservoarer.

for en ting, i utviklede land, mange elver er allerede demmet opp. For en annen forårsaker dammer utallige miljøproblemer, for eksempel å forhindre sediment fra å fylle kyster, blokkere fiskemigrasjoner og ødelegge elvemiljø ved å senke vannet og la det varme. Reservoarer mister opp til en fjerdedel av lagret vann til fordampning, og noen ganger må frigjøre vann for å gjøre plass til store stormer. Og overflatelagring kan føre til overbruk av vann fordi synet av det gir folk en falsk følelse av vannsikkerhet. Det koster også rundt dobbelt prisen på grunnvannsoppladning.Lagring av tunge strømmer under jorden for høyere etterspørselstider har vært praksis for barriereøya Wildwood, New Jersey, siden 1960-tallet, sier Steven Phillips, en hydrolog og grunnvannspesialist med US Geological Survey i Sacramento. Et populært feriested, wildwood er vert for mange besøkende om sommeren. Vannforvaltere lagrer overflødig vintervann under jorden og pumper det ut for bruk i høysesongen.

California er ute etter å skalere opp denne strategien. Snøpakken som historisk har levert vann inn i den tørre våren og sommeren, forventes i stor grad å forsvinne med klimakrisen. Og vinterstormene er spådd å bli mer intense. Vannforvaltere og forskere, ledet Av California Department Of Water Resources, leter etter de beste stedene å flytte vann fra vinterstormer under jorden for bruk i de tørre somrene.

Andre Fordeler

Vannets naturlige tendens, mange steder i mange årstider, er å ligge på landet. Når overflatevannet senkes, kan noen sive under jorden og lade opp akviferer.

Men mange steder har vi blokkert muligheten for naturlig akvifer etterfylling. Vi har avskåret elver fra flom med betong kanaler og diker; drenert våtmarker og brolagt over dem med viltvoksende, ugjennomtrengelige byer; og eliminert bever. Som et resultat, overvann ender opp med å kjøre ut i overflatevann og bort fra regionen i stedet for soaking i akviferer.faktisk fant EN STUDIE FRA 2015 AV NASAS satellittdata at mer enn halvparten av verdens store akviferer var overtrukket eller overbelastet.Kombinert med det faktum at mange steder grunnvann blir utarbeidet for overflatebruk, har denne situasjonen gitt et netto tap av underjordisk vann. FAKTISK fant EN STUDIE FRA 2015 AV NASAS satellittdata at mer enn halvparten av verdens store akviferer var overtrukket eller overbelastet.Dette truer ikke bare vannsikkerhet, det kan også føre til at landet over synker, som Det har i Californias San Joaquin Valley, Beijing og Mexico City. Og pumping fra en akvifer nær kysten kan redusere vanntrykket til et punkt der saltvann kan presse i undergrunnen, tainting ferskvann.

MAR kan bidra til å redusere slike problemer. San Jose, California, begynte å bruke MAR mange tiår siden etter at sentrum sank rundt 13 fot (4 meter). Og Los Angeles og Orange fylker var blant de første stedene å bruke MAR for å presse tilbake saltvann inntrenging. I Hampton Roads-området I Virginia planlegger tjenestemenn en «ganske storskala grunnvannsoppladning for å presse tilbake saltvann som kommer inn i grunnvannet,» sier Bill Alley, direktør for vitenskap og teknologi for National Groundwater Association. Saltvannsinntrengningen skyldes delvis rask havnivåstigning.fordi overflatevann og grunnvann ofte er forbundet med tyngdekraft og hydraulisk trykk, kan oppladning også gi nytt liv til våtmarker, fjærer, bekker og andre overflatevann økosystemer som tørker opp, blir for varme eller blir kvalt med alger etter at folk tømmer overflatevannet eller grunnvannet som mater dem. I Sacramento Valley kuttet Nature Conservancy et gap i en elv, så høye elvstrømmer ville igjen oversvømme Cosumnas River Preserve og sive ned i akvariet, der vannet kunne gi kontinuerlig næring for økosystemet.

Flytting av vann i bakken kan ofte rense det, avhengig av forurensningene og sammensetningen av substratet.Men noen ganger er det for sent. I Noen deler Av San Joaquin Valley har vannbordene falt mer enn 500 fot (150 meter) under bakken fra overpumping, sier Phillips. «Vannnivåene er dype nok til at vi ikke sannsynligvis vil se elver som drar nytte av grunnvannsinngang for muligens noensinne.»Slike akviferer kan fortsatt brukes til vannlagring-selv om det ikke alltid er mulig fordi noen ganger nedbør forårsaker permanent tap av kapasitet i en akvifer.

Flytting av vann i bakken kan ofte rense det, avhengig av forurensningene og sammensetningen av substratet. Gilbert, Arizona, utslipp avløpsvann i lade dammer, inkludert en riparian bevare som tilbyr rekreasjonsområde for mennesker og habitat for dyreliv, hvor det percolates ned i akvifer for fremtidig bruk. Damvann brukes også direkte til vanning og andre ikke-potable bruksområder, noe som reduserer etterspørselen etter drikkevann.En langvarig tilnærming til å flytte vann under jorden, som fortsatt praktiseres på landlige steder rundt om i verden, er å høste eller trakt nedbør i et grunt basseng eller grøft og la det suge inn i jorden.I 2011, på et prosjekt i Tigray, Etiopia, et fjellrikt, landlig område, IGRAC hydrogeolog Arnaud Sterckx så folk bygge sjekk dammer i raviner, skogplanting bratte dalen flanker, bygge terrasser for landbruk, og grave dammer for å fange regnvann. Slike prosjekter vises vanligvis ikke I MAR global inventory, sier han, fordi disse tradisjonelle metodene ikke krever tillatelser, mulighetsstudier eller miljøkonsekvensvurderinger.Sterckx sier at det korrallerte vannet ikke engang trenger å filtrere ned til en akvifer for å gjøre dette til en nyttig praksis. Ved dvelende i jorda, kan det hjelpe avlinger vokse med redusert behov for vanning.en urban versjon av denne tilnærmingen er byenes økende bruk av grønn infrastruktur. Tilføyelser som grønne tak, bioswales, permeable fortau og parker langs elvebredder absorberer overvann, reduserer flom og beholder vann lokalt for fremtidig forsyning.

Vannforvaltere bygger også store infiltrasjonsbassenger, som Arizonas 38 hektar store (15 hektar) Hieroglyphic Mountains Recharge facility, som lagrer Colorado River vann for senere bruk. Slike bassenger er bygget over egnet geologi for infiltrasjon, typisk en blanding av sand, grus og leire. Men ladebassenger kan tette hvis vannet har mye sediment og derfor må rengjøres regelmessig, advarer Sterckx.En mer naturlig måte å lagre vann under jorden på er å hjelpe bekker og elver som har blitt konstruert for å holde seg innenfor sine banker for å spre seg ut i deres historiske flomfelt.i et tidlig eksempel bygde lokale ledere I Los Gatos, California, delvise dammer over en bekk på 1920-tallet ved hjelp av burlap sekker fylt med smuss for å få vannet til å senke og spre seg ut over flate områder ved siden av bekken. I dag er oppblåsbare dammer utplassert i flere nordlige og sørlige california fylker for å bremse elver og bekker under høye strømmer for å tillate mer infiltrasjon i den naturlige kanalen, sier Phillips.

den mest industrielle tilnærmingen er å injisere overskuddsvann i bakken via en brønn eller borehull. Det er dyrere enn passive metoder på grunn av energien som kreves. Likevel kan det være nyttig for å flytte vann gjennom et ikke-absorberende leirelag i en akvifer under, eller på steder der det ikke er plass til et spredningsbasseng. Denne tilnærmingen har blitt brukt I Rio Rancho, en forstad Til Albuquerque, New Mexico, sier Alley.

En ANNEN MAR-metode kalles indusert bankfiltrering. Folk graver en brønn flere titalls meter fra elva, slik at det hydrauliske trykket vil tiltrekke seg vann fra elva, flytte det gjennom sand og silt, som har gode filtreringsegenskaper, sier Sterckx. Tyskland og Nederland har mange av disse prosjektene og bruker det vanligvis som forbehandling for drikkevann. Ungarn får omtrent halvparten av sin offentlige forsyning på denne måten, sier Alley.

Utfordringer

Til Tross FOR DE mange fordelene MED MAR, kan det også være ulemper. Den største bekymringen er forurensning. Selv om å sette vann under jorden kan rense DET, KAN MAR i noen tilfeller ødelegge grunnvannet på grunn av forurensninger i vannet eller jorda. «Det er derfor du trenger kunnskap om akviferer, hydrogeologi, retningen av grunnvannstrømmen, kvaliteten på vannet du infiltrerer,» sier Sterckx. «Ellers kan du ha alvorlige problemer.»

Forurensninger kan komme fra urban avrenning eller fra jordbrukets bruk av gjødsel og plantevernmidler. Nær Wichita, Kansas, sier Alley, folk har vært å trekke høye strømmer fra Little Arkansas River å fylle Equus Senger akviferer som de trekker sitt vann. «De har måttet håndtere å fjerne atrazin fra vannet før de injiserer det.»

Andre forurensninger er naturlig forekommende, for eksempel arsen, som finnes I Floridas geologi. Når du lader vann der, er det mulig å forhindre grunnvannsforurensning, men det er komplisert, sier Alley. «I Everglades hadde de denne massive ideen om administrert akvifer oppladning, og de har ikke fulgt det i stor grad på grunn av kjemiproblemer med arsen.»

i noen tilfeller kan forurenset grunnvann fortynnes med oppladet ferskvann, og rengjør det til et nivå der det passer for visse applikasjoner. I San Joaquin Valley, hvor noe grunnvann er forurenset med nitrater fra gjødsel, måler bøndene nivåene i grunnvannet de pumper for å irrigere sine avlinger og redusere gjødselapplikasjoner tilsvarende, en praksis som kan forbedre grunnvannskvaliteten over tid. Vann kan også rengjøres for å drikke etter å ha blitt pumpet fra en brønn, selv om «det pleier å være dyrt,» sier Phillips.

Opplading av vann for senere bruk kan også føre til bestyrtelse over eierskap. Å få tilgang til vannforsyning for oppladning kan være et annet problem. Selv om mye vann som brukes til å fylle akviferer kommer fra våte sesongoverskudd, kan det i noen jurisdiksjoner være komplisert på grunn av juridiske eller politiske hensyn å få rettigheter til det vannet eller for å sikre at det er av passende kvalitet, sier Jim LaMoreaux, president FOR den AMERIKANSKE grenen av International Association Of Hydrogeologists.

Opplading av vann for senere bruk kan også føre til bestyrtelse over eierskap. Andre mennesker kan pumpe ut vann som du injiserer, for Eksempel I El Paso og San Antonio, Texas, hvor, Sier Alley, det er » loven til den største pumpen — – som i hovedsak betyr at alle kan pumpe underjordisk vann hvis det ligger under deres eiendom. Slik var Det også i California inntil nylig. Men statens 2014 Sustainable Groundwater Management Act krever nå vannbrukere i et vannskille for å jobbe sammen for å bruke grunnvannet bærekraftig, en utfordring som motiverer noen distrikter TIL å bruke MAR. De deler ressursene og er derfor ansvarlige overfor hverandre.avhengig av geologien kan også noe av vannet som flyttes under jorden, «gå tapt» til det bredere miljøet. Å akseptere noe tap krever et lignende skifte i å tenke fra en eiermentalitet til en fokusert bærekraft, der opplading av vann støtter økosystemhelse, muligens krever færre menneskelige inngrep for å avverge sammenbrudd. Og det er verdt å si igjen at over bakken reservoarer mister opptil en fjerdedel av lagret vann til fordampning, og noen ganger må slippe vann for å gjøre plass til store stormer — så » tap » er allerede en del av status quo.verdens blomstrende befolkning og våre bygde omgivelser endrer i økende grad den naturlige vannsyklusen. Konsekvensene av disse endringene forverres som klimakaos bringer større flom og lengre tørke. SOM en metode for å reparere vannsyklusen, VIL MAR trolig spre seg, særlig ettersom folk lærer av erfaring hvordan man kan redusere potensielle problemer med prosessene.