Как Калифорния может запасать дождь для смягчения будущих засух, пока осадки от мощных атмосферных рек стекают в Тихий океан

За последние недели в Калифорнии выпало так много осадков, что сельскохозяйственные поля затоплены, а обычно сухие ручьи и дренажные канавы превратились в бурные потоки, несущиеся к океану. Тем не менее, большая часть штата по-прежнему страдает от сильной засухи. Возникает вопрос: почему нельзя собрать и сохранить больше дождевой воды для долгих сухих весны и лета?

Как гидрогеолог из Калифорнийского университета в Санта-Круз, я изучаю, что можно сделать для сбора стока от таких штормов в больших масштабах. Существует два основных источника крупномасштабного хранения воды, которые могли бы помочь в борьбе с засухой: удержание воды за плотинами и закачка её в грунт.

Почему сложно удержать больше стока?

Калифорния имеет большие плотины и водохранилища, но они в основном расположены в горах. Когда они близки к заполнению, воду приходится сбрасывать, чтобы подготовиться к следующему шторму, и она часто уходит в океан. В густонаселенных районах автоматическому сбору ливневых стоков мешает их возможное загрязнение с дорог и риск переполнения септических систем, что потребовало бы очистки. Кроме того, для использования такой воды нужна отдельная инфраструктура для хранения и распределения.

Пополнение подземных вод

Альтернатива — направлять воду под землю для пополнения запасов грунтовых вод. Методы управляемого пополнения (managed recharge) используются десятилетиями, и сейчас интерес к ним растёт. В Калифорнии предложено более 340 таких проектов, которые в сумме могли бы пополнять в среднем дополнительно 500 000 акро-футов воды в год.

Один из перспективных методов — Flood-MAR (Flood-Managed Aquifer Recharge). Во время больших паводков часть потока можно направлять на обширные территории, затопляя тысячи акров для пополнения водоносных горизонтов. Концепция предполагает зимнее затопление земель с последующим летним земледелием. Однако для этого нужны согласие землевладельцев, права на воду и подходящие ландшафты. Кроме того, основные паводки часто случаются на севере штата, а наибольший дефицит грунтовых вод испытывают центральные и южные районы, что создаёт сложности с транспортировкой.

Вовлечение землевладельцев

В долине Пахаро, важном сельскохозяйственном регионе, мы тестируем другой подход: отвод части стока со склонов холмов во время сильных штормов в инфильтрационные бассейны площадью в несколько акров, где вода может просачиваться в грунт. Ключевое значение имеет выбор участков с грубыми почвами, обеспечивающими быстрое просачивание.

Программа в долине Пахаро поощряет землевладельцев участвовать в таких проектах через механизм «recharge net metering», предоставляя скидку на плату за водопользование. Анализ затрат и выгод показал, что такой подход конкурентоспособен по стоимости с поиском альтернативных источников воды и дешевле, чем опреснение или рециклинг.

Достаточно ли дождя, чтобы покончить с засухой?

Потребуется множество методов и несколько влажных лет, чтобы компенсировать длительный период малых осадков в регионе. Одного шторма или даже одного дождливого года недостаточно. Для бассейнов, зависящих от подземных вод, процесс пополнения занимает годы. Если этот дождь окажется последним в сезоне, через месяц мы снова можем оказаться в сложной ситуации.