En California, La cantidad de agua que sale de los acuíferos de la región agrícola más productiva del estado supera con creces la cantidad de agua que vuelve a entrar. Ese sobregiro desenfrenado ha provocado que la tierra en gran parte de la región se hunda como una esponja exprimida. agotando permanentemente la capacidad de almacenamiento de agua subterránea y dañando la infraestructura.

La tendencia, y un mandato de 2014 para la gestión sostenible de las aguas subterráneas en el estado, ha despertado el interés en reponer los acuíferos en el Valle Central de California mediante la inundación gestionada del suelo sobre ellos. Pero hasta ahora no ha habido una forma confiable de saber dónde será más efectivo este tipo de remedio. Una nueva investigación de la Universidad de Stanford sugiere una forma de mapear con precisión dónde y cómo usar la recarga de agua subterránea para rellenar los acuíferos y detener el hundimiento.

Partes del Valle Central se hundieron hasta 28 pies durante la primera mitad del siglo XX, y en las últimas décadas, algunas ubicaciones han caído casi 8 pulgadas por año. Modelado en el nuevo estudio, publicado en la revista revisada por pares Investigación de recursos hídricos , indica que el suelo se hundirá otros 13 pies o más en algunos sitios durante los próximos 20 años, a menos que el bombeo disminuya.

Incluso en un escenario en el que el bombeo nunca exceda la cantidad de agua que ingresa a los acuíferos, el modelo predice que continuará hundiéndose a medida que los sobregiros pasados ​​cobran su precio. "Hay un retraso de tiempo en el sistema, "dijo la geofísica Rosemary Knight, autor principal del estudio y profesor de la Escuela de la Tierra de Stanford, Ciencias energéticas y ambientales. "La única forma en que podemos detenerlo es ser estratégicos sobre lo que hacemos con el agua de recarga disponible".

Una tormenta perfecta

En un año normal agua en canales, embalses y ríos es suficiente para la mayor parte del riego en el Valle Central, mientras que los acuíferos proporcionan un suplemento. En los últimos años de sequía, sin embargo, los suministros de superficie se quedaron cortos y los agricultores que contribuían a la industria agrícola de la región, valorada en 17.000 millones de dólares, dependían más del agua subterránea.

"Es una tormenta perfecta de una extensa industria agrícola combinada con bajas precipitaciones, temperaturas cálidas, la necesidad de bombear agua subterránea y una abundancia de arcilla propensa al hundimiento, "dijo Knight. Las arcillas aquí tan compactas cuando se bombean en seco también tienden a ser ricas en arsénico, que el bombeo intensivo puede liberar en los suministros de agua. "Entonces tienes problemas con la cantidad y la calidad del agua, "Dijo Knight.

Los métodos de recarga que se utilizan actualmente o que se están considerando seriamente en California incluyen la inundación de campos o huertos durante los meses de invierno o la creación de estanques de recarga durante todo el año. "La pregunta clave es ¿a dónde va el agua?" Dijo Knight. "Si vas a inundar el campo de un agricultor, debe estar seguro de que va a funcionar ".

Saber dónde pasará el agua bajo tierra depende de la cartografía de los intrincados canales de arena y grava que entrelazan arcillas y limos compactados. En California, que la información a menudo proviene de los informes de los contratistas de perforación a los reguladores estatales, que son costosos de adquirir y no cubren áreas entre o debajo de los pozos perforados. Como resultado, el enfoque más común para lidiar con el hundimiento es reactivo. "Si gestionamos de forma proactiva, podemos evitar la pérdida de almacenamiento irrecuperable, "dijo el autor principal Ryan Smith, profesor de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri que completó la investigación como Ph.D. estudiante de geofísica en Stanford.

Por encima y por debajo del suelo

El nuevo enfoque basado en una combinación de dos tipos de datos de teledetección, podría aplicarse en grandes regiones agrícolas a un costo relativamente bajo. Knight y Smith analizaron la estructura de las capas de arena y arcilla que se habían medido en un estudio anterior mediante la transmisión de señales electromagnéticas desde un helicóptero en tres sitios en el condado de Tulare. unas 45 millas al sur de Fresno, California. También procesaron datos de imágenes de satélite públicas para medir cuánto se había hundido el suelo.

"Me di cuenta de que ambos conjuntos de datos estaban vinculados al contenido de arcilla, "Smith dijo". Pensé, si hay una forma matemática de conectar estos dos, entonces podríamos construir un modelo predictivo de hundimiento ”. El estudio describe un método para adaptar algoritmos matemáticos y físicos existentes para integrar los dos conjuntos de datos en un modelo.

Solo se ha cartografiado una parte de California con ambos tipos de datos de teledetección, señaló Tim Godwin, un geólogo ingeniero senior del Departamento de Recursos Hídricos de California, que ha apoyado los esfuerzos de Knight para expandir los estudios electromagnéticos aéreos en el estado. Pero a medida que estos conjuntos de datos crecen, él dijo, combinarlos con herramientas para predecir el hundimiento ayudará a responder preguntas sobre las mejores formas de alcanzar los objetivos de sostenibilidad. "Los administradores de aguas subterráneas podrán predecir con mayor precisión la susceptibilidad a las condiciones de hundimiento y tendrán mayor confianza en los proyectos propuestos, " él dijo.

Según Smith, El hundimiento en los próximos años podría ser incluso más severo de lo que indica el modelo actual si los perforadores profundizan los pozos de la región para hacer frente a la futura escasez de agua. "Aún hay más acuíferos en gran parte sin explotar que, si se bombea, tendría una pérdida de presión dramática, ", dijo." Eso haría que las arcillas se compactaran más de lo que lo hacen en las partes del acuífero que se utilizan hoy ".