وصفات جديدة

تتجاهل شركة مياه كاليفورنيا الأوامر المتكررة لوقف استغلال الموارد الحرجة أثناء الجفاف

تتجاهل شركة مياه كاليفورنيا الأوامر المتكررة لوقف استغلال الموارد الحرجة أثناء الجفاف

لقد تحدت شركة Sugar Pine Spring Water ، وهي شركة تجارية لتعبئة المياه ، مرارًا وتكرارًا عقوبات المياه التي تفرضها الولاية

رفض صاحب الشركة السماح لمسؤولي الدولة بمعرفة عملياته ، مما دفعهم إلى تركيب كاميرات مراقبة سجلت نقل آلاف الجالونات من المياه.

في هذا الأسبوع ، قدم مجلس مراقبة الموارد المائية بولاية كاليفورنيا شكوى وأمرًا بالإيقاف والكف ضد Sugar Pine Spring Water ، وهي شركة في كاليفورنيا تم إدراجها كمورد للمياه المعبأة لشركة Starbucks.

في وقت سابق من هذا العام ، بعد احتجاجات شعبية كبيرة ، أعلنت ستاربكس أنها ستتوقف عن الحصول على مياه Ethos Water من مناطق كاليفورنيا التي كانت تعتبر بالفعل تمر بظروف "جفاف استثنائي" ، وستنقل عمليات التعبئة إلى الساحل الشرقي.

وبحسب ما ورد رفض مالك الشركة ، سكوت فاهي ، الطلبات السابقة من مسؤولي الدولة للسماح لهم بتفتيش العمليات.

تم الآن إصدار أمر وقف ووقف لمياه نبع شوجر باين ينص على أنه بين شهري يوليو وأغسطس من هذا العام ، تم سحب ما يقدر بنحو 653.400 جالون من المياه من موقع التجميع التابع للشركة ، والذي يسحب المياه من كل من القطاع الخاص والمملوك للدولة. الأرض. اكتشف المحققون العمليات بعد تركيب كاميرات مراقبة خارج العقار.

تواجه شركة Sugar Pine الآن غرامات تقدر بحوالي 225000 دولار لنقل المياه إلى مصانع تعبئة الزجاجات التجارية على مدار العامين الماضيين ، على الرغم من التعليمات المتكررة من هيئة المياه بالولاية بالتوقف.

إذا قاومت الشركة أمرًا ثالثًا وأخيرًا بالوقف والكف ، فستواجه غرامة محتملة قدرها 10000 دولار في اليوم للمقاومة ، أو المثول أمام المدعي العام ، وفقًا لـ الأم جونز.

تحديث: أصدر ممثل Starbucks التوضيح التالي: "تم التحقق من Sugar Pine كمصدر احتياطي لمياه Ethos (كما هو مذكور على الزجاجة) ، لكننا لا نصدر المياه منها."


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام. لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على صناعة الزراعة في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة. ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز. قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ. احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية. لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية. "لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان". كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام. لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على الصناعة الزراعية في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار أمريكي والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات المائية التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة.ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز. قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ. احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية. لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية. "لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان". كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام. لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على الصناعة الزراعية في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار أمريكي والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات المائية التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة. ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز. قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ.احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية. لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية. "لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان". كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام. لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على الصناعة الزراعية في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار أمريكي والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات المائية التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة. ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز. قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ. احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية. لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية."لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان". كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام. لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على الصناعة الزراعية في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار أمريكي والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات المائية التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة. ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز. قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ. احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية. لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية. "لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان". كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام.لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على الصناعة الزراعية في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار أمريكي والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات المائية التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة. ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز. قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ. احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية. لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية. "لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان". كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام. لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على الصناعة الزراعية في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار أمريكي والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات المائية التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة. ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز.قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ. احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية. لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية. "لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان". كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام. لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على الصناعة الزراعية في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار أمريكي والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات المائية التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة. ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز. قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ. احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية.لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية. "لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان". كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام. لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على الصناعة الزراعية في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار أمريكي والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات المائية التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة. ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز. قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ. احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية. لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية. "لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان".كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


وضع العاصفة في إبريق الشاي: هل يمكن لولاية كاليفورنيا استخدام العواصف الشتوية بشكل أفضل لإعادة ملء خزانات المياه الجوفية؟

مع دخول القواعد الجديدة حيز التنفيذ ، يجب على المزارعين والبلديات التي تستخدم المياه الجوفية إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج الأراضي الزراعية من الاستخدام. لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا.

"منشأة لتجديد المياه الجوفية" تديرها منطقة وادي كوتشيلا للمياه ، تم تصويرها في عام 2014. إدارة الموارد المائية في كاليفورنيا

التوقعات العامة طويلة الأجل لولاية كاليفورنيا مع اشتداد تغير المناخ: حالات جفاف أكثر تواترًا ، تتقطع بشكل متقطع بسنوات عندما تجلب العواصف الكبيرة الأمطار بسرعة أكبر من قدرة البنية التحتية للمياه على التعامل معها.

سيكون لهذا الطقس ثنائي القطب تداعيات عميقة على الصناعة الزراعية في الولاية التي تبلغ تكلفتها 50 مليار دولار أمريكي والشبكة المعقدة من الخزانات والقنوات والقنوات المائية التي تخزن المياه وتوزعها. يجب أن يتكيف النظام المبني للري والحماية من الفيضانات لاستيعاب المزيد من الحفظ. كتبت وزارة الموارد المائية بالولاية في ورقة بيضاء في يونيو 2018: "تستلزم آثار تغير المناخ تغييرات بالجملة في كيفية إدارة المياه في كاليفورنيا".

خلال فترات الجفاف ، يضخ المزارعون والبلديات المياه الجوفية لزيادة الإمدادات السطحية المتفرقة. بعد ما يقرب من قرن من الاستخدام الكثيف ، تم استنفاد العديد من طبقات المياه الجوفية بشدة. ويقترب قانون ولاية كاليفورنيا الذي ينظم أحواض المياه الجوفية ، البالغ من العمر خمس سنوات ، من لحظة الحقيقة: في عام 2020 ، من المقرر أن تصدر خطط الاستدامة من الوكالات التي تدير طبقات المياه الجوفية المستنفدة بشدة. يجب عليهم إما العثور على المزيد من المياه لدعم طبقات المياه الجوفية أو إخراج أراضي المحاصيل من الاستخدام. بدأ القانون - قانون الإدارة المستدامة للمياه الجوفية ، أو SGMA - في الظهور. توقعت دراسة أجراها معهد السياسة العامة بكاليفورنيا عام 2019 أن ما لا يقل عن 500 ألف فدان من الأراضي الزراعية ستصبح معطلة في النهاية.


المصادر: PPIC (السحب على المكشوف من المياه الجوفية) ، كاليفورنيا DWR (حدود منطقة المياه) بيانات الأرض الطبيعية Geoff McGhee / مركز بيل لين للغرب الأمريكي

لتخفيف الألم ، يتطلع المهندسون إلى تسخير مصدر غير تقليدي وغير عملي للمياه: العواصف الغزيرة التي تنفجر أحيانًا عبر المحيط الهادئ وتنقع كاليفورنيا. قال تيم كوين ، المدير السابق لاتحاد وكالات المياه في كاليفورنيا: "نحتاج إلى التقاط الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي". لكنه أضاف: "ليس لدينا مرافق النقل المناسبة. لا توجد مساحة تخزين كافية لالتقاط الأنهار في الغلاف الجوي ". يريد كوين التقاط مياه العواصف وتحويلها إلى "ساحات انتظار" مائية ، كما يسميها ، حيث يمكن أن تتدفق المياه مرة أخرى إلى طبقات المياه الجوفية المستنفدة. يخدم هذا عدة غايات: استعادة الموارد الطبيعية المستنفدة ، وتقليل هبوط الأرض وتوفير إمدادات المياه في المستقبل.

بعد إقرار القانون ، تضغط المجموعات ، بما في ذلك وكالات المياه الحكومية والمحلية ، والمنظمات غير الربحية ، والمزارعين ، والمجموعات الزراعية مثل مجلس اللوز ، من أجل زيادة فرص إعادة الشحن. قال أشلي بورين ، المدير التنفيذي لمنظمة "الحفظ المستدام" ، وهي منظمة غير ربحية تعمل مع المزارعين ووكالات المياه المحلية في جميع أنحاء الولاية: "إن SGMA محرك ضخم". "هناك اهتمام أكبر بكثير بإعادة الشحن مما كان عليه قبل SGMA."

في حوض تولير في الجنوب ، قامت مناطق الري منذ فترة طويلة بتوجيه المياه إلى حقول خاصة مصممة للسماح لها بالتسرب بسرعة إلى أسفل وإعادة تغذية طبقات المياه الجوفية. قال آرون فوكودا ، المدير العام لمنطقة تولياري للري ، "بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة". "إذا استطاع أحد أن يشير إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها."

"بدلاً من الالتزام بخطط إعادة الشحن الأصلية ، نقوم بإعادة الشحن بقوة. إذا تمكن شخص ما من الإشارة إلى حفرة قدم واحدة بقدم قدم واحدة ، فسوف أذهب وأضع الماء فيها ".

قال زميل بورن في منظمة "الحفظ المستدامة" ، دانيال ماونت جوي ، إن أكثر من 120 مليون فدان من المياه الجوفية "تم ضخها من طبقات المياه الجوفية في كاليفورنيا" في الوادي الأوسط في السبعين أو الثمانين عامًا الماضية. وأضاف: "أعتقد أنها خزان عملاق تحت الأرض تم بناؤه بالفعل". إذا كنت تفكر في تكلفة بناء خزان واحد "- وتكلفة التصاريح البيئية -" لماذا نفعل ذلك عندما نتمكن من الوصول إلى 120 مليون فدان من السعة؟ "

جعل فيضان الوادي الأوسط مرة أخرى

كيفية الاستفادة من الأنهار في الغلاف الجوي؟ اسأل دون كاميرون ، من هيلم ، الذي يدير مزرعة Terranova في نورث فورك لنهر كينغز. قام بإغراق مزارع الكروم الخاصة به منذ عام 2011. لقد استثمر 14 مليون دولار - 5 ملايين دولار من منحة DWR و 9 ملايين دولار أخرى من Terranova - في هياكل التحويل التي ستزيد من المبلغ الذي يمكنه إعادة شحنه في الحوض الفرعي لطبقة المياه الجوفية Kings من 14 قدمًا مكعبًا لكل الثانية إلى 500 قدم مكعب ، أو 1000 فدان قدم في اليوم. (قدم الفدان يساوي حوالي 326000 جالون متوسط ​​استخدام الأسر في كاليفورنيا ما يصل إلى فدان قدم في السنة).

على مدار 38 عامًا ، أدار كاميرون المزرعة ، التي تزرع 25 محصولًا مختلفًا ، من الطماطم والثوم إلى عنب النبيذ ، ومؤخراً أشجار اللوز. قال: "لقد لاحظت منذ بعض الوقت أن منسوب المياه الجوفية ينخفض ​​بمقدار قدمين في السنة". "أدركنا أننا بحاجة إلى القيام بشيء ما." توسعت جهوده الأولية لبناء بنية تحتية لإعادة الشحن - أنبوب وقناة ومكان مخصص لإعادة الشحن - قبل تسع سنوات عندما حصل على منحة قدرها 75000 دولار من خدمة الحفاظ على الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الفيدرالية. سمح له هذا بمراقبة "ما إذا كان بإمكاننا إعادة تغذية المياه الجوفية في مناطق العمل" - إغراق حقوله ، سواء تلك المروعة أو التي نمت فيها المحاصيل الدائمة ، مثل كروم العنب.

بدأنا في إغراق عنب النبيذ. احتفظنا بالمياه من فبراير إلى أواخر يونيو. اعتقد الجيران أننا مجانين ، وأننا ندمر حبات العنب ". لم يكن كذلك. وهو الآن لا يغمر كروم العنب فقط بل أشجار الجوز. يعمل مع DWR ، ويعد بأخذ المياه الزائدة في سنوات الفيضانات لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر وخصص 400 فدان كموقع إعادة شحن دائم و 1200 فدان أخرى لإعادة الشحن الموسمي


عنب نبيذ غمرته المياه في مزرعة دون كاميرون الواقعة على الشوكة الشمالية لمزرعة كينغز ريفر تيرانوفا

يشتمل نظامه الجديد على هيكل كبير به بوابات تفتح لإخراج المياه من الشوكة الشمالية لنهر الملوك إلى قناة ومحطة ضخ كبيرة لاستخراج المياه السطحية من القناة ، بالإضافة إلى هيكل به بوابات تفتح للسماح بالمياه من أصل أربعة أنابيب جديدة مقاس 72 بوصة وفي قناة متجهة إلى مناطق إعادة الشحن. إنه يتوقع أن يكون قادرًا على إعادة الشحن بمعدل 500 قدم مكعب في الثانية ، وهو ما يعادل 1000 فدان قدم يوميًا ، في طبقة المياه الجوفية المستنفدة. وقال "سعة التخزين تحت أقدامنا تتراوح بين 2 و 3 ملايين فدان". "لدينا إمكانات هائلة تحت أقدامنا."

إنه ليس وحده. تريد أنثيا هانسن ، المدير العام لمنطقة ديل بويرتو المائية ، استخدام الري بالغمر للاستفادة من الأنهار الموجودة في الغلاف الجوي لشركائها في منطقتها مع شركة أخرى في مشروع تجريبي بقيمة 2 مليون دولار لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية. يساعد آرون فوكودا في تولاري في تشغيل منطقة باستخدام جزء من منحة اتحادية بقيمة 1.95 مليون دولار لبناء حوض إعادة شحن جديد ودراسة طرق لتوسيع مرافق إعادة الشحن الحالية. في العام المطير لعام 2017 ، قدمت منطقته مياه رخيصة للمزارعين الراغبين في إعادتها إلى طبقة المياه الجوفية. ولكن بالنسبة للمزارع الفردي ، فإن إنشاء حوض لإعادة الشحن قد يكون مكلفًا. وبحسب تقديرات فوكودا ، فإن حساب سعر الأرض ، وتكاليف الهندسة والحفر ، وخط أنابيب لنقل المياه ، والتكاليف القانونية ، يمكن أن يكلف مشروع إعادة شحن فدان واحد 100000 دولار.

بالنسبة للوكالات أو الأفراد الذين يسعون إلى إنشاء أحواض إعادة شحن جديدة ، تقدم دراسة جديدة في جامعة ستانفورد أداة. الدراسة ، التي أجرتها روزماري نايت ، أستاذة علوم الأرض ، ودكتوراه سابقة. يمكن للطالب ريان سميث - وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة ميسوري للعلوم والتكنولوجيا - أن يساعد أولئك الذين يبنون برك إعادة الشحن على تجنب المشكلات التي تصيب نظام توصيل قناة فريانت كيرن. أدى الإفراط في الضخ إلى تهدئة الأرض التي تحتها ، مما أدى إلى تقويض الهيكل وتقليل قدرته. تُظهر الدراسة كيف يمكن استخدام مزيج من الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية والجو ، والذي يرسم خرائط لطبقات الرمال والطين تحت الأرض ، للتنبؤ بكيفية تقليل إعادة الشحن إلى الهبوط. يسمح الجمع بين مصادر البيانات بإنشاء خرائط للرابط بين التغذية - أو استمرار ضخ المياه الجوفية - والهبوط.

عمليات إعادة الشحن ليست شيئًا جديدًا أحواض مخصصة منتشرة في وادي سان جواكين ووادي ساكرامنتو لسنوات. يعود تاريخ منطقة تخزين المياه Rosedale-Rio Bravo في مقاطعة كيرن إلى عام 1959. ساعدت هذه العمليات في رفع إجمالي المياه المعاد شحنها لوادي سان جواكين إلى 6.5 مليون فدان في عام 2017 - سنة ، مثل السنة الحالية ، غارقة في الأنهار الجوية. لكن المبلغ الإجمالي للتدفق إلى المياه السطحية كان أقرب إلى 30 مليون فدان ، حسب تقرير PPIC. في حين أن حجم المطر وحجم إعادة الشحن كانا استثنائيين ، يقول الباحثون إن المزيد من إعادة الشحن كان ممكنًا. يتوفر متوسط ​​سنوي يبلغ حوالي 500000 فدان من إمكانات التغذية - حوالي ربع متوسط ​​عجز المياه الجوفية السنوي من الإفراط في الضخ.

حجم المياه الجوفية المعاد شحنها في المناطق التي تم مسحها ، 2017

بعد الشتاء الممطر للغاية في 2016-2017 ، قام معهد السياسة العامة في كاليفورنيا (PPIC) بجمع إحصائيات إعادة الشحن من 46 منطقة مائية في وادي سان جواكين. ووجدوا أن أحواض التغذية المخصصة تخزن أكبر كمية من المياه.

في عكا قدم من الماء

المصدر: معهد السياسة العامة بكاليفورنيا

لدى وزارة الموارد المائية بالولاية برنامج مخصص لتحسين التغذية في المزرعة يسمى إعادة تغذية الخزان الجوفي المدار بالفيضان ، أو FloodMAR. قال Kamyar Guivetchi من DWR إنهم يعملون مع منطقة Merced Irrigation لمعرفة كمية المياه التي يمكن إعادة شحنها في الأراضي الزراعية في مستجمعات مياه نهر ميرسيد. علاوة على ذلك ، قال: "نريد توسيع بصمة" المشاريع الجديدة. العقبات التي يراها تتجاوز البنية التحتية. "لا يتعلق الأمر بالبنية التحتية الكبيرة ، بل يتعلق بالتعاون الكبير" بين المصالح الخاصة والعامة وغير الربحية.

يركز Buzz Thompson ، أستاذ القانون بجامعة ستانفورد ، على مشكلة نقل المياه. وقال: "خلاصة القول هي أنه في السنوات المطيرة حقًا ، ليس لدينا القدرة على تخزين كل المياه المتاحة". تشمل العقبات القانونية نظام عمره 120 عامًا للحقوق الفردية الراسخة في كميات محددة من المياه. يجب استيفاء هذه الشروط قبل التمكن من أخذ الفائض لإعادة الشحن. لذلك يجب أن تضمن متطلبات توصيل المياه البيئية للأسماك الحصول على كمية كافية من الماء. الأكثر إشكالية: "في الوقت الحالي ، تتوفر أكبر كمية من المياه السطحية شمال دلتا الخليج وبعض أفضل مواقع التخزين تقع جنوب الدلتا" ، على حد قوله. طالما أن دلتا تشكل عنق زجاجة نقل ، فهذا يحد من الكمية التي يمكن تخزينها ".

عقبة: من يملك المياه المعاد شحنها؟

أحد الحوافز التي تحفز المزارعين على إعادة الشحن هو معرفة أنه في سنوات الجفاف سيكون لديهم إمكانية الوصول إلى المياه التي يودعونها في السنوات الرطبة. مناطق الري ووكالات استدامة المياه الجوفية ليس لديها نهج مشترك لمسألة الائتمان. قال ماونت جوي من منظمة الحفظ المستدام: "مع SGMA ، ستضع كل وكالة قواعدها الخاصة". "هل تخص المزارع أو منطقة الري التي لها الحق في إرسالها إلى المزارع؟"

مدرسة فكرية واحدة تفضل الملكية الجماعية. قال ماونت جوي: "منطقة المياه لها الحق في أخذ تلك المياه - فهي تظل منطقة الري ، لصالح جميع المستخدمين". الخيار الثاني هو "منح المزارع حق الاستيلاء عليه وبيعه. ... لقد دفعوا ليضعوها في الأرض. إنها الآن ملكهم. يمكنهم ضخه من الأرض في عام جاف أو بيعه إلى أحد الجيران. أنت تنشئ سوقًا للمياه بشكل أساسي ".

تمارس منطقة تخزين المياه شبه الاستوائية في مقاطعة كيرن نوعًا مختلفًا من هذا. "يمكن لمزارعينا أن يصرفوا" المياه المعاد شحنها "في إطار برنامج المقاطعة المعمول به. قال جيسون جيانكوينتو ، المدير العام للمنطقة: "لديهم حساب مصرفي لاستخدامهم". "لم نقرر ما إذا كان بإمكانهم فعل أي شيء آخر غير الاحتفاظ به لاستخدامهم الخاص. لا أستطيع أن أقول أنه يمكنك نقل المياه خارج منطقتنا إلى منطقة أخرى ".

تكتيك آخر: إطلاق الماء من الخزانات عندما تقترب العاصفة

تتمثل إحدى طرق الاستيلاء على المزيد من أنهار الغلاف الجوي في السماح للسدود بإطلاق مياه الخزان تحسباً لوقوع عاصفة. لدى سلاح المهندسين بالجيش ، الذي يدير الخزانات ، قواعد صارمة بشأن كمية المياه التي يجب الاحتفاظ بها ومتى يمكن إطلاقها. الآن يعمل الفيلق باستخدام الأدوات التي طورها معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والتي تسهل ما يسمى عمليات الخزان المستنيرة للتنبؤ.

تستخدم منطقة الري Turlock الأدوات. في عام 2017 ، عندما كانت لدينا كمية زائدة من المياه ، تمكنا من معرفة ما سيحدث. قال جوش وايمر ، مدير الشؤون الحكومية بالمنطقة ، "يمكننا البدء في إصدار إصدارات ما قبل الفيضان". كانت الإصدارات المسبقة ، التي يمكن إعادة شحن بعضها ، تعني أن فيضانات 2017 في ذروتها كانت 25 في المائة من الفيضانات التي سببتها عواصف قوية مماثلة قبل عقدين.

في جميع أنحاء البلاد الزراعية في ولاية كاليفورنيا ، تتلاشى الحقيقة الصعبة للمستقبل دون ضمان الوصول إلى المياه الجوفية. قام جيري جراجناني ، جار دون كاميرون البالغ من العمر 70 عامًا ، ببيع 8000 فدان من مزرعته مؤخرًا ، واحتفظ بـ 3000 فدان للمحاصيل الدائمة مثل الجوز الأشجار. قال: "لا مستقبل بدون إعادة شحن". "لا أعتقد أن هناك مزارعًا هنا لا يدرك ذلك. نعلم أنه إذا لم تقم بإعادة شحن المياه ، فسوف تنفد. بمجرد إغلاق طبقة المياه الجوفية ، يتم إغلاقها إلى الأبد ". وأضاف: "إنه وقت جيد للخروج".

ماشية أم سياح؟ نقاش يوتان وهو أصعب على الأراضي العامة

في ولاية يوتا ، يعد الترفيه في الهواء الطلق أكثر فأكثر من الأعمال المزدهرة. لا يزال تأثيره على الأرض مفهوماً ، لكن هناك حدود قليلة تلوح في الأفق.


شاهد الفيديو: العربية معرفة. الجفاف من أسوأ سيناريوهات ظاهرة الاحتباس الحراري (شهر اكتوبر 2021).