Можно ли лучше использовать зимние штормы в Калифорнии для пополнения водоносных горизонтов?

Долгосрочный прогноз для Калифорнии по мере усиления изменения климата: более частые засухи, прерываемые годами, когда мощные штормы приносят дождь быстрее, чем водная инфраструктура способна с ним справиться. Эта биполярная погода окажет глубокое влияние на сельское хозяйство штата стоимостью 50 миллиардов долларов и сложную сеть водохранилищ, каналов и акведуков. Система, построенная для орошения и защиты от наводнений, должна адаптироваться для сохранения воды.

Во время засух фермеры и муниципалитеты активно выкачивали грунтовые воды, истощив многие водоносные горизонты. Калифорнийский закон об устойчивом управлении подземными водами (SGMA) обязывает агентства к 2020 году представить планы по восстановлению критически истощенных бассейнов. По оценкам исследования, это может привести к выводу из оборота не менее 500 000 акров сельхозугодий. Чтобы смягчить последствия, инженеры стремятся использовать нестандартный источник — мощные атлантические штормы («атмосферные реки»), направляя воду для пополнения («подзарядки») водоносных горизонтов. Закон SGMA стал мощным стимулом для такого интереса к пополнению запасов.

Например, фермер Дон Кэмерон с 2011 года затапливает свои виноградники, а сейчас инвестирует 14 млн долларов в сооружения, которые увеличат мощность пополнения водоносного горизонта с 14 до 500 кубических футов в секунду (около 1000 акро-футов в день). Его подход демонстрирует потенциал «рабочих ландшафтов» для пополнения запасов. Подобные проекты реализуются и в других районах, несмотря на высокие затраты. Новое исследование Стэнфорда предлагает инструмент на основе спутниковых и аэрофотоснимков для прогнозирования влияния пополнения запасов на проседание земли, что поможет избежать проблем, подобных деформации канала Фрайант-Керн.

Хотя операции по пополнению запасов не новы, их потенциал используется не полностью. В очень влажном 2017 году в водоносные горизонты долины Сан-Хоакин было пополнено 6,5 млн акро-футов воды, но общий приток поверхностных вод составил около 30 млн. Исследователи считают, что возможности для пополнения были больше. Государственный департамент водных ресурсов (DWR) реализует программу FloodMAR по развитию пополнения на фермах.

Ключевыми препятствиями являются не только инфраструктура, но и правовые вопросы, включая сложную систему прав на воду и транспортное «узкое место» в районе дельты залива Сан-Франциско. Еще одна проблема — определение прав собственности на воду, пополненную в водоносном горизонте. Подходы варьируются от коллективной собственности района до создания «водного банка» и рынка для фермеров.

Одна из тактик для увеличения захвата воды «атмосферных рек» — заблаговременный сброс воды из водохранилищ перед приближением шторма с использованием прогнозных инструментов (Forecast-Informed Reservoir Operations). Это позволило, например, Оросительному округу Терлок в 2017 году уменьшить пик наводнения на 75% по сравнению с аналогичным штормом двумя десятилетиями ранее.

В сельскохозяйственных регионах Калифорнии осознают суровую реальность будущего без гарантированного доступа к подземным водам. Как отмечает 70-летний фермер Джерри Грагнани, «без пополнения запасов нет будущего... Мы знаем, что если не пополнять воду, она закончится».