El agua subterránea constituye del 30 al 50 por ciento del suministro de agua de California, pero hasta hace poco tiempo se imponían pocas restricciones a su recuperación. Luego, en 2014, California se convirtió en el último estado occidental en exigir la regulación de sus aguas subterráneas. Con fechas límite a partir de este año, por primera vez, los administradores de agua en la principal región agrícola de la nación, el Valle Central del estado, tienen la tarea de estimar el agua subterránea disponible. Es un desafío tecnológico abrumador.

Ahora, un nuevo enfoque computacional desarrollado por científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab) ofrece un método simple pero de alta tecnología:combina imágenes de alta resolución derivadas por satélite con modelos informáticos avanzados para estimar el cambio de volumen del acuífero a partir de los observados. deformación del suelo. El método podría ayudar a agilizar el seguimiento de las aguas subterráneas en una región, una vez que varias agencias de gestión locales comiencen a presentar planes de gestión del agua para cumplir con la Ley de Gestión Sostenible de Aguas Subterráneas de 2014 (o SGMA, pronunciado "sigma).

"La sequía ha prevalecido a lo largo de la historia de California y es inevitable en el futuro. Los métodos tradicionales para medir los niveles de agua subterránea tienen limitaciones para el tipo de manejo integrado requerido por SGMA, "dijo Peter Nico, un geoquímico ambiental de Berkeley Lab, e investigador involucrado en el esfuerzo. "Con esta técnica, es posible crear un modelo 'vivo' de recursos de agua subterránea para el Valle Central que podría actualizarse con frecuencia y usarse a una escala muy local o muy grande ".

El método aplica una de las fortalezas clave de Berkeley Lab, la informática, a un área que es un importante punto de enfoque para el laboratorio:la sostenibilidad del agua. Los científicos creen que podría sentar el marco necesario para que los administradores del agua retraten los recursos de agua subterránea del Valle Central en una pequeña escala. escala local y también a una escala más amplia que toma en cuenta los recursos agregados de varias jurisdicciones cercanas.

¿Qué dice la deformación de la tierra sobre el volumen del acuífero?

En este proyecto, los científicos aprovecharon los datos obtenidos de los satélites de radar de apertura sintética (SAR) que representan el hundimiento de la superficie observado, o donde la tierra se está hundiendo y la capacidad de almacenamiento de agua subterránea se ha reducido. Dichos datos proporcionan una instantánea mucho más detallada y a nivel macro de la compactación del acuífero, un proceso que es sensible a los niveles de agua subterránea en todo el Valle Central. Emparejaron las observaciones satelitales con una base de datos pública de pozos perforados en California para estimar la distribución espacial del volumen del acuífero que se pierde cada mes en el estado debido al bombeo.

Sus hallazgos, publicado recientemente en la revista Nature Informes científicos , sugieren que el volumen del acuífero está influenciado por variaciones en la presión efectiva en el suelo que rodea los pozos documentados. Para los períodos estudiados, los patrones espaciales de cambios en el volumen del acuífero varían significativamente entre los años que representan la sequía (octubre de 2015 a 2016), precipitación (2017), y precipitaciones cercanas a la media (2018), reflejando las desviaciones en el bombeo de agua subterránea, que cambian dependiendo de las entregas de agua superficial a los agricultores.

Los investigadores creen que sus métodos podrían ser relativamente simples de implementar para las agencias locales de sostenibilidad del agua subterránea porque las estimaciones espacialmente explícitas de la pérdida de volumen del acuífero son relativamente económicas de obtener. y puede ser utilizado por agencias locales para estimar áreas localizadas de bombeo intensivo y consumo excesivo de agua subterránea.

"Esta técnica permite evaluar los recursos de agua subterránea no solo a nivel local, pero a mayor escala, para beneficiar a múltiples partes interesadas, "Dijo Nico.

El enfoque hiperlocal corre el riesgo de contar dos veces el agua disponible

Por mucho tiempo, El agua subterránea se bombeaba regularmente en California para satisfacer las necesidades de agua cuando el agua superficial provenía de los ríos, lagos y los arroyos eran inadecuados, tanto así durante los muchos años de sequía persistente que el exceso de bombeo masivo empujó al estado a aprobar la legislación SGMA.

La SGMA exige que los usuarios de agua detengan el sobregiro y lleven las cuencas de agua subterránea críticamente sobreexplotadas a niveles equilibrados de bombeo y recarga para el año 2040. Las agencias locales de sostenibilidad de las aguas subterráneas encargadas de desarrollar políticas de gestión sostenible para las cuencas de aguas subterráneas con sobreexplotación ahora enfrentan la difícil tarea de estimar el uso de las aguas subterráneas y la capacidad de almacenamiento de los acuíferos sin un seguimiento cuantitativo y sistemático suficiente, según los investigadores del Berkeley Lab.

Desafortunadamente, No existe un método rentable que haya demostrado su utilidad para monitorear el almacenamiento de un acuífero en una resolución suficientemente alta pero en las extensiones espaciales necesarias, incluso en áreas agrícolas altamente desarrolladas como el Valle Central de California, según Don Vasco, Científico senior de Berkeley Lab y autor principal del artículo para Informes científicos .

Por ejemplo, un enfoque que utiliza los niveles de agua observados en el monitoreo de pozos en todo el Valle Central para indicar el estado del acuífero es en gran medida ineficaz, porque los pozos son generalmente poco profundos y pueden no representar con precisión la salud de los acuíferos más profundos. Los pozos típicamente distribuidos de forma dispersa tampoco proporcionarían información sobre extensiones espaciales suficientes para detectar áreas localizadas de alto uso de agua.

"El monitoreo es fundamental para evaluar la pérdida de capacidad de almacenamiento en un acuífero determinado, y para determinar la tasa de agotamiento del agua subterránea, en una resolución que se corresponda con las necesidades de las agencias responsables de la gestión del agua subterránea, desde unos pocos kilómetros hasta decenas de kilómetros, "dijo Vasco.

El Instituto de Políticas Públicas de California evaluó recientemente 36 planes de sostenibilidad de agua subterránea presentados al estado para 11 cuencas críticamente sobreexplotadas en el Valle de San Joaquín, la región agrícola más grande de California. Su revisión identificó los posibles errores de la gestión hiperlocal, mostrando que si bien las estimaciones de suministro de agua pueden parecer razonables cuando los planes se consideran individualmente, La revisión de los planes en conjunto expone el potencial que existe para el doble conteo de los suministros de agua al adoptar un enfoque tan localizado.

Esta perspectiva destaca la necesidad de una herramienta de monitoreo integrada que se pueda aplicar a pequeña escala, pero que también brinde una mirada integrada en jurisdicciones grandes que abarquen múltiples áreas de gestión para evitar que cualquier impacto se pierda.

"Si se adopta en todo el estado, El enfoque informático que hemos desarrollado podría permitir que las nuevas agencias locales de sostenibilidad de aguas subterráneas (GSA) establecidas bajo SGMA estimen la variación espacial del uso de aguas subterráneas para su propia área y la región más grande al mismo tiempo, "Dijo Nico.

La técnica también podría convertirse en un nuevo enfoque que las partes interesadas en otros estados de EE. UU., Así como en otras naciones, podrían considerar como parte de sus estrategias de gestión del agua. dijeron los investigadores.