Desde la década de 1920, El bombeo excesivo de agua subterránea en miles de pozos en el Valle de San Joaquín de California ha causado que la tierra en secciones del valle se hundiera, o hundirse, hasta por 28 pies (8.5 metros). Este hundimiento se agrava durante las sequías, cuando los agricultores dependen en gran medida del agua subterránea para sostener una de las regiones agrícolas más productivas de la nación.

El hundimiento a largo plazo es una preocupación seria y desafiante para los administradores de agua de California, poniendo acueductos estatales y federales, diques, puentes y carreteras con riesgo de daños. Ya, El hundimiento de la tierra ha dañado miles de pozos de agua subterránea públicos y privados en todo el Valle de San Joaquín. Es más, el hundimiento puede reducir permanentemente la capacidad de almacenamiento de los acuíferos subterráneos, amenazando los futuros suministros de agua. También es caro. Si bien no existe una estimación completa de los costos de daños asociados con el hundimiento, Las agencias de agua estatales y federales han gastado aproximadamente $ 100 millones en reparaciones relacionadas con hundimientos desde la década de 1960.

Para determinar hasta qué punto el bombeo adicional de agua subterránea asociado con la actual sequía histórica de California, que comenzó en 2012, ha afectado el hundimiento de la tierra en el Valle Central, El Departamento de Recursos Hídricos de California (DWR) encargó el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, Pasadena, California, utilizar su experiencia en la recopilación y análisis de datos de radares aéreos y satelitales. Un informe inicial de los hallazgos del JPL (agosto de 2015) analizó datos de radar de varios sensores diferentes entre 2006 y principios de 2015. Debido a la continua sequía, Posteriormente, DWR encargó a JPL que recopilara y analizara nuevas imágenes de radar de 2015 y 2016 para actualizar DWR sobre el hundimiento de la tierra.

¿Cuánto hundimiento?

Varios puntos problemáticos identificados en el primer informe continúan disminuyendo a tasas de hasta 2 pies (0,6 metros) por año. Se midió la subsidencia significativa en dos cuencos de subsidencia ubicados cerca de los pueblos de Chowchilla, al sur de Merced; y Corcoran, al norte de Bakersfield. Estos tazones cubren cientos de millas cuadradas y continuaron creciendo más y más profundos entre mayo de 2015 y septiembre de 2016. El hundimiento máximo durante este período de tiempo fue de casi 2 pies (0,6 metros) en el área de Corcoran y aproximadamente 16 pulgadas (41 centímetros) cerca de Chowchilla. . El hundimiento también se intensificó cerca de Tranquility en el condado de Fresno durante el año pasado. donde la superficie terrestre se ha asentado hasta 20 pulgadas (51 centímetros) en un área que se extiende 7 millas (11 kilómetros). El hundimiento en estas áreas afecta los acueductos y las estructuras de control de inundaciones.

También se identificaron pequeñas cantidades de hundimiento de la tierra en el Valle de Sacramento cerca de Davis y Arbuckle. Una pequeña área observada por primera vez en Sierra Valley, al norte del lago Tahoe, muestra aproximadamente 6 pulgadas (15 centímetros) de hundimiento.

Los científicos del JPL trazaron la historia del hundimiento de varios sitios en las áreas mapeadas y encontraron que para algunas áreas en el Valle de San Joaquín, el hundimiento se desaceleró durante el invierno de 2015-16 cuando las lluvias coincidieron con las necesidades de agua de los cultivos.

"Si bien podemos ver el efecto que tiene la lluvia sobre el hundimiento, sabemos que hemos tenido un déficit de agua subterránea durante algún tiempo, por lo que llevará mucho tiempo rellenar esos depósitos, ", dijo el coautor del informe del JPL, Tom Farr.

La actualización del informe también examinó la costa centro sur de California, incluyendo Ventura, Oxnard, Santa Bárbara y al norte del Valle de San Joaquín, así como el Valle de Santa Clara. No encontró áreas importantes de hundimiento en estas regiones, aunque se observó que un área conocida de hundimiento en el valle de Cuyama tenía un hundimiento continuo de la tierra.

La coautora del informe del JPL, Cathleen Jones, dijo que poder identificar dónde está ocurriendo el hundimiento ayuda a los administradores de recursos hídricos a determinar por qué está sucediendo.

"Si ves un cuenco de hundimiento, luego, algo está sucediendo en el centro del cuenco que hace que la tierra se hunda, por ejemplo, altos niveles de bombeo de agua subterránea, ", Dijo Jones." Podemos localizar puntos problemáticos para que el estado pueda concentrarse en esas áreas, ahorrando dinero y recursos. Encontramos la aguja en el pajar, por así decirlo."

Cómo se realizó el estudio

Para obtener las medidas de hundimiento, Los científicos del JPL compararon múltiples imágenes de radar de apertura sintética interferométrica (InSAR) satelitales y aerotransportadas de la superficie de la Tierra adquiridas ya en 2006 para producir mapas que muestran cómo varía la subsidencia en el espacio y el tiempo. InSAR se utiliza habitualmente para producir mapas de deformación de la superficie con una precisión de aproximadamente media pulgada (nivel de centímetro).

Los mapas de subsidencia en el nuevo informe se crearon analizando datos satelitales del satélite Sentinel-1A de la Agencia Espacial Europea desde marzo de 2015 hasta septiembre de 2016. y del radar aerotransportado de apertura sintética de vehículos aéreos deshabitados (UAVSAR) de la NASA desde marzo de 2015 hasta junio de 2016. Los nuevos datos complementan los datos utilizados en el informe anterior de PALSAR de Japón (2006 a 2010), Radarsat-2 de Canadá (mayo de 2014 a enero de 2015) y UAVSAR (julio de 2013 a marzo de 2015).

Cómo el hundimiento afecta las rutas clave de suministro de agua de California

El mapeo de radar UAVSAR aerotransportado de alta resolución se centró en el Acueducto de California, la arteria principal del Proyecto Estatal de Agua, que abastece a 25 millones de californianos y casi un millón de acres de tierras agrícolas. El acueducto es un sistema de canales, tuberías y túneles que transportan agua a 444 millas (715 kilómetros) desde Sierra Nevada y los valles del norte y centro de California hasta el sur de California.

El informe de JPL muestra que el hundimiento localizado que impacta directamente en el acueducto está en curso, con un hundimiento máximo de la estructura que alcanza las 25 pulgadas (64 centímetros) cerca de Avenal en el condado de Kings. Como resultado del hundimiento en esta área desde la construcción inicial del acueducto, el acueducto ahora puede llevar un flujo reducido de solo 6, 650 pies cúbicos (188 metros cúbicos) por segundo — 20 por ciento menos que su capacidad de diseño de 8, 350 pies cúbicos por segundo (236 metros cúbicos por segundo). Los operadores del proyecto hídrico deben reducir los caudales en los tramos hundidos para evitar rebasar los márgenes de hormigón del acueducto.

DWR, que opera el Proyecto de Agua del Estado, está analizando si el hundimiento creado por el hundimiento en el Acueducto de California afectará las entregas a los distritos de agua en el condado de Kern y el sur de California. Si la asignación del Proyecto Estatal de Agua es del 85 por ciento o más, la entrega puede verse afectada este año debido a los impactos de hundimiento acumulativo en el área de Avenal-Kettleman City.

El nuevo análisis de la NASA también encontró hundimientos de hasta 22 pulgadas (56 centímetros) a lo largo del Canal Delta-Mendota. una arteria principal del Proyecto del Valle Central (CVP), operado por la Oficina de Reclamación de EE. UU. El CVP suministra agua a aproximadamente tres millones de acres de tierras agrícolas y a más de dos millones de californianos.

También es motivo de preocupación el desvío del lado este, un sistema diseñado para llevar el flujo de la inundación del río San Joaquín en el condado de Fresno. El desvío atraviesa un área de hundimiento donde la superficie de la tierra ha bajado entre 16 y 20 pulgadas (41 y 51 centímetros) desde mayo de 2015. además de varios pies de hundimiento medidos entre 2008 y 2012. DWR está trabajando con los distritos de agua locales para analizar si la deformación de la superficie puede interferir con los esfuerzos de lucha contra las inundaciones, particularmente porque una capa de nieve pesada de la Sierra se derrite esta primavera. Un tramo de 5 millas (8 kilómetros) de la circunvalación del lado este se levantó en 2000 debido al hundimiento, y DWR estima que puede costar en el rango de $ 250 millones adquirir servidumbres de flujo y mejoras de diques para restaurar la capacidad de diseño del área hundida.

"Las tasas de hundimiento del Valle de San Joaquín documentadas desde 2014 por la NASA son preocupantes e insostenibles, ", dijo el director de DWR William Croyle." El hundimiento ha plagado durante mucho tiempo ciertas regiones de California. Pero las tarifas actuales ponen en peligro la infraestructura que atiende a millones de personas. El bombeo de agua subterránea ahora pone en riesgo el mismo sistema que lleva agua al Valle de San Joaquín. La situación es insostenible ".

La próxima misión de radar de la NASA e ISRO (Organización de Investigación Espacial de la India), NISAR, recopilará datos sistemáticamente sobre California y el mundo y será ideal para medir y rastrear los cambios en el hundimiento de la tierra asociado con el bombeo de agua subterránea, así como la elevación asociada con la recarga natural y asistida de aguas subterráneas.