Центральная долина Калифорнии оседает, когда грунтовые воды закачиваются быстрее, чем могут подпитываться подземные водоносные горизонты . Центральная долина опускалась с разной скоростью с 1920-х годов и, по оценкам, опустилась на высоту до 28 футов. [1] В засушливые годы долина склонна к ускоренному оседанию. В Калифорнии периодически случаются засухи разной продолжительности и силы.
Центральная долина - это сельскохозяйственно продуктивный регион, зависящий от больших объемов поливной воды. Этот регион считается засушливым или полузасушливым и зависит от инфраструктуры для доставки воды. Центральная долина подвержена чрезмерному затоплению весной из-за таяния снегов в окружающем горном хребте Сьерра-Невада . Контролируемая система плотин и каналов была построена государственными и федеральными агентствами для обеспечения постоянного притока воды в долину, в первую очередь для поддержки сельского хозяйства. Штат Калифорний проект Вода и проект Центральной долиныэто два основных проекта, отводящих поверхностные воды в долину. Эта система помогает предотвратить весеннее половодье, а также нехватку воды летом и осенью.
Фермеры используют для орошения сочетание поверхностных и грунтовых вод. В засушливые годы фермеры получают меньше поверхностной воды, и они полагаются на выкачивание большего количества подземных вод. В Калифорнии существует иерархия прав на воду, в которой те, у кого есть права на воду, имеют преимущество в получении и использовании поверхностных вод. [2] Фермеры, не имеющие прав на воду, не всегда могут получать поверхностную воду в засушливые годы. Фермеры, не получающие поверхностные воды, могут использовать для орошения грунтовые воды. Засушливые годы ускоряют оседание земель в Центральной долине из-за коллективных усилий по увеличению откачки грунтовых вод без пополнения подземных водоносных горизонтов. [3]
Перекачка грунтовых вод
Подземные воды в Центральной долине в основном используются для нужд орошения в сельском хозяйстве и извлекаются из колодцев . В засушливые годы откачка грунтовых вод увеличивается из-за нехватки поверхностных вод, доступных для фермеров. Земля опускается быстрее всего в засушливые годы из-за увеличения откачки и отсутствия достаточного пополнения грунтовых вод . Водоносные горизонты недостаточно подпитываются из-за уменьшения количества осадков и чрезмерного использования поверхностных вод.
По мере откачки грунтовых вод водоносные горизонты истощаются, и уровень грунтовых вод падает. По мере падения уровня грунтовых вод между фермерами может возникнуть конкуренция за бурение более глубоких подземных скважин, чтобы избежать пересыхания их колодцев. Сельскохозяйственные колодцы могут простираться на глубину до 2000 футов под землей. [4]
Смягчение
Засушливые годы увеличивают использование подземных вод, что создает большой спрос на предприятия по бурению скважин. Во время пикового спроса стоимость бурения увеличивается, и клиентов могут помещать в лист ожидания на периоды, превышающие вегетационные сезоны. [5] Существуют различные методы орошения, которые могут уменьшить потери воды и предотвратить чрезмерное использование грунтовых вод. Например, миндальные сады требуют больших объемов воды, но благодаря более широкому использованию капельной ленты фермеры резко сократили водные отходы. [6] Более эффективное использование воды позволяет сэкономить деньги и уменьшить ненужное проседание.
Район ирригации Мадеры сообщил, что в 2017 году они смогли восстановить 2500 акров (3,1 миллиона кубических метров ) воды в водоносные горизонты, выпуская неиспользованную оросительную воду на имеющиеся у них затопляемые земли. Они сообщили, что некоторые фермеры также сбрасывали излишки воды, отведенной им на поймах, чтобы помочь восстановить водоносные горизонты. Эта практика снижает чрезмерное использование поверхностных вод. [7]
Губернатор Калифорнии Джерри Браун также наложил ограничения на ненужное использование воды во время засухи в Калифорнии, которая началась в 2012 году. Меры включали засухоустойчивое озеленение, программы скидок на покупку водосберегающих приборов и установление цели по сокращению потребления воды на 25% в масштабе штата. Браун также подписал законопроект, разрешающий штраф в размере 500 долларов для жителей, которые использовали воду без необходимости во время объявленных чрезвычайных ситуаций, связанных с засухой. Ненужное использование включает полив тротуаров и превышение лимитов использования, установленных городскими поставщиками воды. [8]
Мониторинг
Проседание земли в Центральной долине контролируется различными правительственными агентствами, включая НАСА , Калифорнийский департамент водных ресурсов , Геологическую службу США , а также различные местные агентства или предприятия в пределах долины.
Лаборатория реактивного движения НАСА использует InSAR для дистанционного измерения топографических изменений во времени. В ходе мониторингового исследования с мая 2015 года по сентябрь 2016 года НАСА обнаружило области, которые опускались со скоростью до двух футов в год. Данные также показали, что южные районы Эль-Нидо и Коркоран , Калифорния, переживали наиболее быстрое погружение в форме чаши. [9]
В долине Сакраменто DWR сообщает об использовании GPS- съемок для изучения изменений высот в исследовании, известном как Проект модернизации высоты в долине Сакраменто. Их исследование включает в себя 339 обследованных памятников по всей долине. DWR также имеет одиннадцать скважинных экстензометров для сбора подробной информации на определенных участках. GPS-съемка дает полную картину изменений, а скважинные экстензометры могут сосредоточиться на ключевых областях. [10]
Геологическая служба США собирает и обобщает данные других агентств для составления отчетов о проседании земли в долине. Они используют данные InSAR из Лаборатории реактивного движения НАСА в сочетании с интерферограммами для интерпретации топографических изменений, зафиксированных на спутниковых снимках. Данные станций непрерывного глобального позиционирования от UNAVCO , Scripps Orbit and Permanent Array Center, Caltrans и других получены для изменений топографии в большом регионе. Данные об уровне воды от DWR, Управления водоснабжения Дельта-Мендота, Ирригационного округа Центральной Калифорнии и других используются для измерения изменения высоты на меньшей территории. Геологическая служба США использует данные скважинных экстензометров, предоставленные DWR, а также использует информацию от пьезометров для отслеживания изменений в грунтовых водах. [11]
Ключевые компоненты изучения проседания земель в Центральной долине включают крупномасштабный и мелкомасштабный мониторинг, изучение топографии относительно грунтовых вод и межведомственный подход. Открытия, сделанные с помощью мониторинга, могут позволить улучшить методы и политику смягчения последствий для предотвращения проседания.
Повреждение инфраструктуры
Ущерб инфраструктуре, вызванный ускоренным оседанием почвы, угрожает эффективности многих плотин и каналов, по которым поверхностные воды поступают в центральную долину. Ущерб был отмечен в Калифорнии Акведук системы [12] и приписывается к скорости , с которой пол долина отстойника. Фундаменты зданий, трубопроводы и другая инфраструктура также могут быть повреждены. Районы со значительным проседанием могут подвергаться более высокому риску затопления.
Рекомендации
- ^ "Долина Сан-Хоакин все еще тонет" . earthobservatory.nasa.gov . 2017-03-05.
- ^ «Процесс прав на воду» . waterboards.ca.gov .
- ^ Галлоуэй, Девин; Райли, Фрэнсис. "Долина Сан-Хоакин, Калифорния: Крупнейшее изменение поверхности Земли человеком" (PDF) . USGS .
- ^ Ховард, Брайан (16 августа 2014 г.). «Калифорнийская засуха вызывает бум бурения подземных вод в Центральной долине» . National Geographic .
- ^ Ховард, Брайан (16 августа 2014 г.). «Калифорнийская засуха вызывает бум бурения подземных вод в Центральной долине» . National Geographic .
- ^ «Резюме исследования Калифорнийского университета по управлению орошением миндальных деревьев в условиях засухи» . Калифорнийский университет в Дэвисе .
- ^ Рипинг, Джон (2017-02-25). «Местные земли опускаются ниже, поскольку фермеры не используют MID» . Madera Tribune .
- ^ Санчес, Рэй (2015-04-02). «Низкий снежный покров Калифорнии вводит обязательные водные ограничения» . CNN .
- ^ «Данные НАСА показывают, что долина Сан-Хоакин в Калифорнии все еще тонет» . jpl.nasa.gov . 2017-02-28.
- ^ «Мониторинг проседания земель» . Ca.gov .
- ^ «Измерение проседания земель» . ca.water.usgs.gov .
- ^ «Текущее проседание земель в долине Сан-Хоакин» . ca.water.usgs.gov .