كيف يمكن لولاية كاليفورنيا توفير أمطارها لتخفيف موجات الجفاف في المستقبل – بدلاً من مشاهدة هطول الأمطار في الغلاف الجوي الملحمي وهو يصب في المحيط الهادئ

شهدت ولاية كاليفورنيا هطول أمطار غزيرة خلال الأسابيع القليلة الماضية ، حيث غمرت المياه الحقول الزراعية وأصبحت الجداول الجافة وخنادق الصرف في العادة سيولًا من المياه تتسابق نحو المحيط. ومع ذلك ، لا تزال معظم الولاية تعاني من جفاف شديد.

كل هذا الجريان السطحي في منتصف الجفاف يطرح السؤال – لماذا لا يمكن جمع المزيد من مياه الأمطار وتخزينها لفصلي الربيع والصيف الجافين عند الحاجة؟

بصفتي عالمة جيولوجيا هيدروجيولوجية في جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز ، فأنا مهتم بما يمكن فعله لجمع الجريان السطحي من عواصف كهذه على نطاق واسع. هناك مصدران رئيسيان لتخزين المياه على نطاق واسع يمكن أن يساعدا في إحداث تأثير في الجفاف: الاحتفاظ بهذه المياه خلف السدود ووضعها في الأرض.

لماذا لا تستحوذ كاليفورنيا على الجريان السطحي الآن؟

عندما تتعرض كاليفورنيا لعواصف مثل أنهار الغلاف الجوي التي ضربت في ديسمبر 2022 ويناير 2023 ، ربما يهز مديرو المياه في جميع أنحاء الولاية رؤوسهم ويسألون لماذا لا يمكنهم التمسك بالمزيد من تلك المياه. الحقيقة هي أنها قضية معقدة.

يوجد في كاليفورنيا سدود وخزانات كبيرة يمكنها تخزين كميات كبيرة من المياه ، لكنها تميل إلى التواجد في الجبال. وبمجرد اقترابها من السعة ، يجب إطلاق المياه لتكون جاهزة للعاصفة القادمة. ما لم يكن هناك خزان آخر في اتجاه مجرى النهر ، فإن الكثير من تلك المياه تذهب إلى المحيط.

في المناطق الأكثر اكتظاظًا بالسكان ، أحد أسباب عدم جمع جريان مياه الأمطار تلقائيًا للاستخدام على نطاق واسع هو أن الجريان السطحي الأول من الطرق غالبًا ما يكون ملوثًا. يمكن أن تتسبب الفيضانات أيضًا في فيضان نظام الصرف الصحي. لذلك ، يجب معالجة تلك المياه.

قد تقول ، حسنًا ، المياه التي يتم التقاطها لا يجب أن تكون مياه شرب ، يمكننا فقط استخدامها في ملاعب الجولف. لكن بعد ذلك ستحتاج إلى مكان لتخزين المياه ، وستحتاج إلى طريقة لتوزيعها ، مع أنابيب ومضخات منفصلة ، لأنه لا يمكنك وضعها في نفس الأنابيب مثل مياه الشرب.

وضع الماء في الأرض

هناك خيار آخر ، وهو وضعه في الأرض ، حيث يمكن أن يساعد في تجديد إمدادات المياه الجوفية.

تم استخدام التغذية المُدارة لعقود في العديد من المناطق لتجديد إمدادات المياه الجوفية بشكل فعال. لكن هذه التقنيات اكتسبت مزيدًا من الاهتمام مؤخرًا مع جفاف الآبار وسط الجفاف المستمر منذ فترة طويلة. اقترحت الوكالات المحلية أكثر من 340 مشروعًا لإعادة الشحن في كاليفورنيا ، وتقدر الولاية أن هذه المشاريع يمكن أن تعيد شحن 500000 فدان إضافية من المياه سنويًا في المتوسط ​​إذا تم بناؤها جميعًا.

إحدى الطرق التي تناقشها وزارة الموارد المائية بالولاية وغيرها هي Flood-MAR ، أو إعادة تغذية الخزان الجوفي الذي يديره الفيضان. أثناء التدفقات الكبيرة في الأنهار ، يمكن لمديري المياه تحويل بعض هذا التدفق إلى أجزاء كبيرة من المناظر الطبيعية وإغراق آلاف الأفدنة لإعادة شحن طبقات المياه الجوفية أدناه. المفهوم هو إغراق الأرض في الشتاء ثم الزراعة في الصيف.

برنامج Flood-MAR واعد ، بشرط أن نتمكن من العثور على أشخاص يرغبون في إغراق أراضيهم ويمكنهم تأمين حقوق المياه. بالإضافة إلى ذلك ، ليس كل جزء من المشهد الطبيعي مستعدًا لأخذ تلك المياه.

يمكنك غمر 1000 فدان في مزرعة ، وقد يظل الكثير منها مغمورًا بالمياه لأيام أو أسابيع. اعتمادًا على مدى سرعة امتصاص هذه المياه ، ستكون بعض المحاصيل على ما يرام ، ولكن قد تتضرر المحاصيل الأخرى. هناك أيضًا مخاوف بشأن إنشاء موائل تشجع الآفات أو تخاطر بسلامة الأغذية.

التحدي الآخر هو أن معظم تدفقات الأنهار الكبيرة تقع في الجزء الشمالي من الولاية ، والعديد من المناطق التي تعاني من أسوأ عجز في المياه الجوفية تقع في وسط وجنوب كاليفورنيا. لإيصال تلك المياه الزائدة إلى الأماكن التي تحتاجها يتطلب النقل والتوزيع ، الأمر الذي قد يكون معقدًا ومكلفًا.

تشجيع ملاك الأراضي على المشاركة

في وادي باجارو ، وهي منطقة زراعية مهمة على حافة خليج مونتيري ، أحاول أنا وزملائي الإقليميون نوعًا مختلفًا من مشروع إعادة تغذية المياه الجوفية حيث يوجد الكثير من الجريان السطحي من منحدرات التلال أثناء العواصف العاتية.

الفكرة هي سحب بعض من هذا الجريان السطحي وتحويله إلى أحواض التسلل ، تحتل بضعة أفدنة ، حيث يمكن أن تتجمع المياه وتتسرب إلى الأرض. قد يكون ذلك على أرض زراعية أو مساحة مفتوحة مع ظروف التربة المناسبة. نبحث عن تربة خشنة تسهل تسرب المياه من خلال الفجوات بين الحبوب. لكن الكثير من المناظر الطبيعية مغطاة أو تحتها تربة دقيقة لا تسمح بالتسلل السريع ، لذا فإن الاختيار الدقيق للموقع مهم.

يشجع أحد البرامج في وادي باجارو مالكي الأراضي على المشاركة في مشاريع إعادة الشحن من خلال منحهم خصمًا على الرسوم التي يدفعونها مقابل استخدام المياه من خلال آلية “إعادة شحن صافي القياس”.

لقد قمنا بتحليل التكلفة والعائد لهذا النهج ووجدنا أنه حتى عندما تضيف جميع التكاليف الرأسمالية للبناء وسحب بعض التربة ، فإن التكاليف تكون تنافسية مع إيجاد إمدادات بديلة من المياه ، وهي أرخص من تحلية المياه أو إعادة تدوير المياه. .

هل المطر كاف لانهاء الجفاف؟

سوف يستغرق الأمر العديد من الأساليب والعديد من السنوات الرطبة للتعويض عن الفترة الطويلة التي تشهد قلة هطول الأمطار في المنطقة. من المؤكد أن عاصفة واحدة لا تفعل ذلك ، وحتى سنة واحدة ممطرة لا تفعل ذلك.

بالنسبة للأحواض التي تعتمد على المياه الجوفية ، تستغرق عملية إعادة التغذية سنوات. إذا كانت هذه هي آخر عاصفة ممطرة هذا الموسم ، بعد شهر من الآن قد نكون في مشكلة مرة أخرى.