En California, la cantidad de agua que sale de los acuíferos bajo la región agrícola más productiva del estado supera con creces la cantidad de agua que gotea de nuevo. Ese sobregiro desenfrenado ha causado que la tierra en gran parte de la región se hunda como una esponja exprimida, agotando permanentemente el agua subterráneacapacidad de almacenamiento e infraestructura dañina.
La tendencia, y un mandato de 2014 para la gestión sostenible de las aguas subterráneas en el estado, ha despertado el interés en reponer los acuíferos en el Valle Central de California a través de inundaciones gestionadas del suelo sobre ellos. Pero hasta ahora no ha habido una forma confiable de saber dóndeeste tipo de remedio será más efectivo. Una nueva investigación de la Universidad de Stanford sugiere una forma de mapear con precisión dónde y cómo usar la recarga de agua subterránea para rellenar los acuíferos y detener el hundimiento.
Partes del Valle Central se hundieron hasta 28 pies durante la primera mitad de los 20 th siglo, y en las últimas décadas algunas ubicaciones han caído casi 8 pulgadas por año. Modelado en el nuevo estudio, publicado en la revista revisada por pares Investigación de recursos hídricos , indica que el suelo se hundirá otros 13 pies o más en algunos sitios durante los próximos 20 años a menos que el bombeo disminuya.
Incluso en un escenario donde el bombeo nunca excede la cantidad de agua que ingresa a los acuíferos, el modelo predice un hundimiento continuo a medida que los sobregiros pasen factura. "Hay un retraso de tiempo en el sistema", dijo la geofísica Rosemary Knight, autora principal delestudio y profesor en la Facultad de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford: "La única forma de detenerlo es ser estratégicos sobre lo que hacemos con nuestra recarga de agua disponible".
Una tormenta perfecta
En un año normal, el agua en canales, embalses y ríos es suficiente para la mayor parte del riego en el Valle Central, mientras que los acuíferos proporcionan un suplemento. Sin embargo, en los últimos años de sequía, los suministros de superficie se quedaron cortos y los agricultores contribuyeron a los $ 17 mil millones de la regiónLa industria agrícola dependía más del agua subterránea.
"Es una tormenta perfecta de una extensa industria agrícola combinada con bajas precipitaciones, temperaturas cálidas, la necesidad de bombear agua subterránea y una abundancia de arcilla propensa a hundirse", dijo Knight. Las arcillas aquí compactas cuando se bombean en seco también tienden aser rico en arsénico, que el bombeo intensivo puede liberar en los suministros de agua. "Así que tiene problemas con la cantidad y la calidad del agua", dijo Knight.
Los métodos de recarga que ahora se usan o que se están considerando seriamente en California implican la inundación de campos o huertos durante los meses de invierno o la creación de estanques de recarga durante todo el año. "La pregunta clave es ¿a dónde va el agua?", Dijo Knight.Si va a inundar el campo de un agricultor, debe estar seguro de que va a funcionar ".
Saber a dónde irá el agua bajo tierra depende del mapeo de los intrincados canales de arena y grava que entrelazan arcillas y limos apretados. En California, esa información a menudo proviene de los informes de los contratistas de perforación a los reguladores estatales, que son costosos de adquirir y nocubrir áreas entre o debajo de los pozos perforados. Como resultado, el enfoque más común para lidiar con el hundimiento es reactivo. "Si estamos manejando de manera proactiva, entonces podemos evitar la pérdida de almacenamiento irrecuperable", dijo el autor principal Ryan Smith, profesor de la Universidad de Missouri.de Ciencia y Tecnología que completó la investigación como estudiante de doctorado en geofísica en Stanford.
por encima y por debajo del suelo
El nuevo enfoque, basado en la unión de dos tipos de datos de teledetección, podría aplicarse en grandes regiones agrícolas a un costo relativamente bajo. Knight y Smith analizaron la estructura de las capas de arena y arcilla que había sido medida en un estudio previo portransmitiendo señales electromagnéticas desde un helicóptero en tres sitios en el condado de Tulare, a unas 45 millas al sur de Fresno, California. También procesaron datos de imágenes satelitales públicas para medir cuánto se había hundido el suelo.
"Me di cuenta de que ambos conjuntos de datos estaban vinculados al contenido de arcilla", dijo Smith. "Pensé que si hay una forma matemática de conectar estos dos, entonces podríamos construir un modelo predictivo de hundimiento". El estudio describe un métodopara adaptar los algoritmos matemáticos y físicos existentes para integrar los dos conjuntos de datos en un modelo.
Solo una parte de California ha sido mapeada con ambos tipos de datos de teledetección, señaló Tim Godwin, un geólogo de ingeniería sénior del Departamento de Recursos Hídricos de California, que ha apoyado los esfuerzos de Knight para expandir los estudios electromagnéticos aéreos en el estado. PeroEstos conjuntos de datos crecen, dijo, al unirlos con herramientas para predecir el hundimiento ayudará a responder preguntas sobre las mejores formas de cumplir con los objetivos de sostenibilidad. "Los administradores de aguas subterráneas podrán predecir con mayor precisión la susceptibilidad a las condiciones de hundimiento y tendrán una mayor confianza en los proyectos propuestos".él dijo.
Según Smith, el hundimiento en los próximos años podría ser aún más grave de lo que indica el modelo actual si los perforadores profundizan los pozos de la región para hacer frente a la escasez de agua en el futuro. "Todavía hay acuíferos más profundos, en gran parte sin explotar que, si se bombearan, habrían tenidouna dramática pérdida de presión ", dijo." Eso haría que las arcillas se compactaran más de lo que lo hacen en las porciones del acuífero que se usan hoy en día ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford . Original escrito por Josie Garthwaite. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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