Использование паводковых вод для борьбы с засухами
Согласно новому исследованию под руководством Стэнфордского университета, паводковые воды, которые большинство людей не считает благом, могут помочь пополнить истощённые грунтовые воды Калифорнии. Работа, опубликованная в Science Advances, предлагает методологию для расчёта объёмов будущих паводковых вод в условиях меняющегося климата и определяет районы, где инвестиции в стареющую водную инфраструктуру штата могут усилить пополнение подземных водоносных горизонтов. Поскольку Калифорния сталкивается с более интенсивными штормами и засухами, накопление паводковых вод не только снизит риски наводнений, но и создаст водные резервы на более засушливые периоды.
«Это первая комплексная оценка потенциала пополнения водоносных горизонтов за счёт паводковых вод в Калифорнии в условиях изменения климата», — заявил ведущий автор исследования Сяоган Хэ, доцент гражданского и экологического строительства Национального университета Сингапура, проводивший эту работу в качестве постдока в Стэнфордской программе «Вода на Западе».
Исследователи разработали методологию для оценки будущей доступности паводковых вод по всему штату. Используя гибридную компьютерную модель, объединяющую гидрологические и климатические симуляции со статистическими инструментами, команда рассчитала объёмы воды, доступные для пополнения водоносных горизонтов, в различных сценариях изменения климата до 2090 года. Они также определили приоритетные районы для инвестиций в инфраструктуру, чтобы использовать потенциал паводковых вод и увеличить пополнение.
Команда установила, что в Калифорнии ожидается увеличение объёмов паводковых вод из-за более интенсивных осадков и более раннего таяния снега в условиях потепления. Особенно существенный рост ожидается в бассейне реки Сакраменто, на северном побережье, а также в северной и центральной частях хребта Сьерра-Невада. Эти потоки могут перегрузить существующую инфраструктуру, однако готовность с дополнительными каналами или трубопроводами для отвода воды позволит максимизировать потенциал пополнения и передать больше воды в засушливую Южную Калифорнию.
Прогнозы показывают неизменные или даже более засушливые условия на юге штата, где потребность в пополнении водоносных горизонтов выше. Это создаёт серьёзную проблему для переброски больших объёмов воды с севера, где она будет в избытке, на юг, где она необходима. При этом пополнение в долине Сан-Хоакин — одном из самых продуктивных сельскохозяйственных регионов мира — могло бы восстановить значительную часть истощённых водоносных горизонтов.
«Интеграция пополнения водоносных горизонтов за счёт паводковых вод в уже сложную систему управления водными ресурсами предлагает много преимуществ, но требует тщательного учёта неопределённостей и ограничений», — отметил старший автор работы Дэвид Фрейберг, доцент гражданского и экологического строительства в Стэнфорде. Методология исследования адаптируема и масштабируема для управления засухами, наводнениями и истощёнными водоносными горизонтами по всему миру.