Исследование: истощение грунтовых вод вызывает проседание земель в Калифорнии, предложены меры противодействия

Дно засушливой Центральной долины в Калифорнии проседает из-за откачки грунтовых вод для сельского хозяйства и питьевого водоснабжения. Новое дистанционное исследование Стэнфордского университета показывает, что проседание земель, вероятно, будет продолжаться десятилетиями или даже веками, если уровень подземных вод просто перестанет снижаться. Чтобы остановить проседание, уровень воды необходимо поднимать.

Исследование опубликовано 2 июня в журнале Water Resources Research на фоне усиления засухи в штате, где изменение климата увеличивает вероятность жарких условий и более экстремальных осадков. Первые четыре месяца 2022 года стали самыми засушливыми за период с 1895 года. Уровень воды в водохранилищах настолько низок, что многие ирригационные округа, как и в прошлом году, могут не получить свои обычные объемы воды из Центрального долинного проекта — федеральной сети водохранилищ и каналов, снабжающей водой около 3 миллионов акров сельхозугодий.

Исторически сокращение поверхностных водозаборов заставляло фермеров в Центральной долине сильно зависеть от грунтовых вод для орошения. Этот регион производит около четверти продовольствия страны, и сейчас здесь расположено большинство из 21 бассейна грунтовых вод, признанных критически истощенными согласно знаковому Закону об устойчивом управлении грунтовыми водами Калифорнии (SGMA) 2014 года. Закон требует от местных водных агентств достичь баланса между забором и пополнением водоносных горизонтов к 2040 году, а также разработать планы по мониторингу и предотвращению проседаний, которые повреждают инфраструктуру.

Новое исследование моделирует 65 лет проседания вблизи города Хэнфорд в долине Сан-Хоакин, составляющей южную половину Центральной долины. Модель, основанная на спутниковых данных о проседании, данных из частных скважин и замерах уровня воды с 1950-х годов, показывает, что толстые слои глины по всей долине будут продолжать уплотняться десятилетиями или веками после стабилизации уровня воды в водоносных горизонтах. Это означает, что планы устойчивого управления, предполагающие, что стабилизация уровня на недавних минимумах остановит проседание, ошибочны. Проседание замедлится только если пополнение бассейнов — за счет осадков, стока или проектов искусственного восполнения — начнет опережать забор воды.

«Если ваша единственная забота — проседание земли, то вам гораздо лучше качать воду из мелких, а не из глубоких горизонтов», — отмечает ведущий автор исследования, аспирант-геофизик Мэтью Лис. Моделирование также показало, что уплотнение в самом глубоком слое системы грунтовых вод составило более 90% от общего проседания в исследуемом районе за последние 20 лет. Авторы подчеркивают, что методология исследования применима для понимания проседаний в аналогичных водоносных системах по всему миру.