Los círculos de esta imagen de satélite son cultivos en el suroeste de Kansas regados por riego de pivote central, que extrae agua de un pozo en el centro de cada campo. El agua proviene en parte del Acuífero Ogallala, una capa de agua subterránea que se encuentra debajo de aproximadamente 173, 746 millas cuadradas (450, 000 kilómetros cuadrados) de las Grandes Llanuras, un área que incluye partes de ocho estados de EE. UU. El agua se encuentra entre 30 y 100 metros bajo tierra, y la cantidad de agua en el acuífero varía mucho de una región a otra. La imagen fue tomada por el instrumento de imágenes del Radiómetro de Reflexión y Emisión Térmica Avanzada del Espacio (ASTER) en el satélite Terra. Crédito:NASA
El bombeo de agua subterránea en el último siglo ha contribuido hasta en un 50 por ciento a la disminución del flujo de los arroyos en algunos ríos de EE. UU. según una nueva investigación dirigida por un hidrólogo de la Universidad de Arizona.
El nuevo estudio tiene importantes implicaciones para la gestión de los recursos hídricos de EE. UU. Las leyes que regulan el uso de aguas subterráneas y superficiales difieren de un estado a otro. Algunos estados occidentales, Arizona entre ellos, gestionar las aguas subterráneas y superficiales por separado.
"Estamos tratando de averiguar cómo el agotamiento de las aguas subterráneas ha remodelado nuestro paisaje hidrológico, "dijo la primera autora Laura Condon, profesor asistente de hidrología y ciencias atmosféricas de la Universidad de Arizona. "Qué significa eso para nosotros, y cuáles son los impactos duraderos? "
Condon dijo que este es el primer estudio que analiza el impacto del pasado bombeo de agua subterránea en todo Estados Unidos. Otros investigadores han examinado cómo el bombeo de agua subterránea afectó las aguas superficiales. pero a escalas más pequeñas.
Usando un modelo de computadora, Condon y su coautor, Reed Maxwell de la Escuela de Minas de Colorado en Golden, determinó cómo habrían sido las aguas superficiales de EE. UU. sin usos consuntivos significativos y lo comparó con los cambios en el agua superficial desde que comenzó el bombeo de agua subterránea a gran escala en la década de 1950.
Los científicos se enfocaron particularmente en las cuencas de los ríos Colorado y Mississippi y observaron exclusivamente los efectos del bombeo de agua subterránea en el pasado porque esas pérdidas ya ocurrieron.
El Servicio Geológico de EE. UU. Ha calculado la pérdida de agua subterránea durante el siglo XX en 800 kilómetros cúbicos, o 649 millones de acres-pies. Esa cantidad de agua cubriría los estados de Montana, Idaho, Wyoming, Nevada, Utah, Colorado, Arizona y Nuevo México, además de la mayor parte de California, con agua a un pie de profundidad.
"Demostramos que debido a que hemos sacado toda esta agua del subsuelo, que ha tenido un gran impacto en cómo se comporta nuestra hidrología de la superficie terrestre, ", dijo." Podemos mostrar en nuestra simulación que al sacar esta agua subterránea, hemos secado muchos arroyos pequeños en los Estados Unidos porque esos arroyos habrían sido alimentados por descargas de agua subterránea ".
El agua subterránea ayuda a proporcionar agua a la vegetación existente, incluyendo cultivos, Dijo Condon.
El retroceso de los niveles freáticos y la disminución de los arroyos pueden hacer que el riego de los cultivos sea más difícil y costoso. Parte de la vegetación nativa, incluidos los álamos, morirá eventualmente si el nivel freático cae por debajo de sus raíces.
El agua subterránea es a menudo el componente más lento del sistema hidrológico terrestre para recuperarse de las pérdidas, Dijo Condon.
Disminuciones potenciales simuladas de los caudales provocados por el agotamiento de las aguas subterráneas a gran escala entre 1900 y 2008. Estas disminuciones ilustran los cambios en el flujo de los arroyos que habrían ocurrido únicamente como resultado del bombeo de agua subterránea y no incluyen otras actividades de gestión que impactan el flujo de los arroyos, como el riego o el clima. Crédito:Laura Condon y Reed Maxwell
Los científicos descubrieron que las corrientes lagos y ríos en el oeste de Nebraska, Kansas occidental El este de Colorado y otras partes de las Altas Llanuras se han visto particularmente afectadas por el bombeo de agua subterránea. Ese hallazgo concuerda con otros estudios a menor escala en la región.
Maxwell dijo:"Con este estudio, no solo hemos podido reconstruir el impacto del bombeo histórico en el agotamiento de los arroyos, pero también podemos usarlo en un sentido predictivo, para ayudar a gestionar de forma sostenible el bombeo de aguas subterráneas en el futuro ".
El artículo de Condon y Maxwell, "Simular la sensibilidad de la evapotranspiración y el flujo de los arroyos al agotamiento de las aguas subterráneas a gran escala" está programado para su publicación en Avances de la ciencia el 19 de junio. El Departamento de Energía de Estados Unidos financió la investigación.
El modelo de computadora del equipo mapea las aguas subterráneas y superficiales en una cuadrícula de 0,6 millas en un lado que cubre la mayor parte de los Estados Unidos contiguos. que no incluye las regiones costeras, incluye toda el agua subterránea hasta 328 pies (100 metros) por debajo de la superficie terrestre.
Maxwell dijo:"Podemos hacer cosas con estas simulaciones de modelos que no podemos hacer en la vida real. Podemos preguntar, '¿Qué pasa si nunca bombeamos en absoluto? ¿Cual es la diferencia?'"
Condon dijo que solo hacer un escenario de bombeo de agua subterránea antes y después durante un año requería una enorme cantidad de potencia informática de las supercomputadoras.
"Tenemos alrededor de 32 millones de cuadrículas que tenemos que resolver en nuestro modelo, " ella dijo.
Las regiones más sensibles a un descenso del nivel freático son al este de las Montañas Rocosas, donde inicialmente el nivel freático era poco profundo, a una profundidad de 6-33 pies (2-10 metros), ella dijo. En esas regiones, las aguas subterráneas y superficiales están más estrechamente vinculadas, y el agotamiento del agua subterránea es más perjudicial para la vegetación, arroyos y ríos.
En el oeste de EE. UU., el agua subterránea ya era profunda, por lo que la reducción del agua subterránea no tuvo un efecto tan grande en las aguas superficiales.
Otra investigación ha demostrado que partes del Medio Oeste donde la cantidad de precipitación utilizada para igualar la demanda evaporativa, lo que significa que las plantas no necesitaban riego, se están volviendo más áridas, ella dijo. Estas son algunas de las regiones donde el bombeo de aguas subterráneas ha reducido las aguas superficiales.
"En el oeste, nos preocupamos mucho por la disponibilidad de agua y tenemos muchos sistemas para manejar y gestionar la escasez de agua, ", Dijo Condon." A medida que avanza hacia el este, donde las cosas son mas humedas, no tenemos tantos sistemas instalados ".
