Восход солнца в долине Салинас, сельскохозяйственном центре центральной Калифорнии. Истощенные водоносные горизонты оставили некогда ценные пахотные земли бесполезными. Shutterstock

Вода становится дефицитным ресурсом во многих частях мира. Уровень грунтовых вод снижается во многих регионах на протяжении десятилетий, особенно в районах с интенсивным сельским хозяйством. Скважины высыхают, и существует несколько долгосрочных решений - общий пробел заключается в бурении глубоких скважин.

Это именно то, что произошло в Центральной долине Калифорнии. Недавняя засуха там подтолкнула бурение глубоких и глубоких водозаборных скважин для поддержки орошаемого земледелия.

Аризона также планирует пробурить дополнительные скважины для решения проблемы нехватки воды для поддержки сельского хозяйства. Поток реки Колорадо, которая обеспечивает водой более миллиона человек в семи штатах, включая Аризону, сократился почти до Процент 20 в последние годы 15, опуская уровень воды в озере Мид, самое большое водохранилище реки.

В соответствии с предлагаемым Аризонским планом действий в чрезвычайных ситуациях, связанных с засухой, штат должен будет сократить использование воды реки Колорадо примерно на 500 миллионов кубических метров в год, количество, равное трехкратному годовому потреблению воды в Калгари.

Поставкам грунтовых вод по всему миру угрожает чрезмерная закачка, но бурение глубоких скважин не является долгосрочным решением. Существует ограничение на доступность пресные подземные воды на глубине, Лучшим решением является управление водопользованием и предотвращение чрезмерного снижения уровня подземных вод.

Сдвиг кукурузного пояса, смещение потребности в воде

Бурение более глубоких скважин для поддержки орошаемого земледелия может быть невозможно везде. Недавнее исследование указывает, что глубина, на которой располагаются ресурсы пресных подземных вод, сильно варьируется и не так велика, как предполагалось ранее.

Глубокие пресные подземные воды можно найти в некоторых частях Калифорнии и Аризоны, но это не относится к районам Высоких равнин в западной части Соединенных Штатов, на Среднем Западе США или в канадских прериях. Интенсивное орошение в Канзасе, Небраске, Оклахоме и Техасе привело к истощению водоносного горизонта Высоких равнин. Скважины в этой области теперь достигают дна ресурсов пресных подземных вод.

В настоящее время в канадских прериях орошение для сельского хозяйства является редкостью, но это может измениться в ближайшие десятилетия. Дефицит воды на юге США на Высоких равнинах в сочетании с изменением климата может привести к изменения в сельскохозяйственной практике в Канаде, Как кукурузный пояс сдвигается на север, спрос на воду увеличится.

Вода в водосборном бассейне реки Саскачеван уже близка к полному распределению в некоторых районах. Паровой поток в верховьях реки Саскачеван уменьшилось в течение вегетационного периода, поскольку ледники и снежные покровы в Скалистых горах тают и уменьшаются. Потребность в подземных водах вероятно, увеличится, чтобы решить проблему нехватки воды из поверхностных источников.

Широкое истощение подземных вод не было отмечено в Канаде, частично из-за низкого спроса на подземные воды на сегодняшний день. Не ясно, какой уровень закачки подземных вод будет устойчивым.

Изучение этого вопроса в преддверии повсеместного освоения ресурсов подземных вод в связи с ростом населения и изменениями в сельском хозяйстве является ключом к предотвращению широко распространенных проблем истощения, наблюдаемых в других регионах.

Истощение подземных вод в результате загрязнения

В Канаде, однако, возникли проблемы с качеством подземных вод.

В канадских прериях эти вопросы часто связаны с разработкой нефти и газа и сельскохозяйственной практикой. Саскачеван задокументировал почти Поверхностные разливы 20,000 углеводородов и воды из нефтяных месторождений с 2005. Миграция этих загрязнителей и других, особенно нитраты от сельского хозяйства, до уровня грунтовых вод снижается качество подземных вод.

Другой проблемой является загрязнение грунтовых вод снизу вверх. Есть больше чем нефтяные и газовые скважины 700,000, и больше, чем 20,000 нагнетательные скважиныВ основном используется для утилизации соленых вод, добываемых при добыче нефти и газа в Западной Канаде. Больше, чем 23 миллиард кубометров жидкостейв основном в соленые воды, добываемые при добыче нефти и газа, закачивается в недра - эквивалентно одной пятой всей мировой добычи нефти с 1850.

Эти мероприятия могут создавать условия, которые позволят миграция углеводородов, соленых вод и других загрязнителей вверх в запасы подземных вод, которые в противном случае могут быть пригодны для сельского хозяйства и питьевого водоснабжения.

Влияние нефтегазовой промышленности на химический состав воды не было детально изучено в региональном масштабе. Большинство проведенных исследований опирались на данные, представленные при первоначальном бурении скважин, что означает, что мы не можем отслеживать изменения в химическом составе воды с течением времени.

Исследования, которые изучают изменения в химическом составе воды с течением времени и потенциальную миграцию загрязняющих веществ в запасы питьевой воды, редки, главным образом из-за отсутствия требования к отчетности для химии воды и закачиваемых жидкостей, а также редкие сети мониторинга.

Подземные воды могут сыграть большую роль в удовлетворении потребностей в воде Западной Канады в предстоящее столетие. Срочно необходимо понять, насколько обширен этот ресурс, и разработать более эффективные стратегии управления.

Об авторе

Грант Фергюсон, доцент, Университет Саскачевана и Дженнифер К. Макинтош, профессор, Университет штата Аризона

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon