Вторжение соленой воды в Калифорнию - Saltwater intrusion in California - Wikipedia

Вторжение морской воды либо вызвано добычей подземных вод, либо повышением уровня моря. На каждый фут пресноводной депрессии солёная вода поднимается на 40 футов, так как конус депрессии формы.^[1] Засоление грунтовых вод - одно из основных загрязнений воды, когда-либо вызванных человечеством или естественными процессами. Это ухудшает качество воды до такой степени, что она соответствует приемлемым стандартам питьевой воды и орошения.^[2] По сей день штат Калифорния применяет несколько методологий с помощью технических инноваций и научных подходов для борьбы с вторжением соленой воды в районы, уязвимые для вторжения соленой воды.

Округ Лос-Анджелес

Бассейн подземных вод в Округ Лос-Анджелес, Калифорния считается жизненно важным ресурсом как для сельского хозяйства, так и для жилых районов. Более 40 лет округу Лос-Анджелес удавалось защищать местные бассейны подземных вод от вторжения морской воды. Закачивая пресную воду в прибрежные районы, округ Лос-Анджелес стремится создать гидравлические градиенты между пресной и соленой водой. Это предотвращает продвижение морской воды дальше вглубь суши.^[3] Одним из важнейших факторов, влияющих на водоснабжение Лос-Анджелеса, является рост населения. По мере роста населения округа Лос-Анджелес вторжение соленой воды имеет тенденцию продвигаться дальше вглубь суши в подземные водоносные горизонты Лос-Анджелеса. Это происходит из-за роста населения, требующего избыточного количества пресной воды из скважин для откачки грунтовых вод. Это устанавливает гидрологические условия для соленой воды, чтобы следовать градиенту геоморфного давления, создаваемому в направлении суши. А конус депрессии развивается в результате эксплуатации насосных скважин для водоснабжения жилых районов и сельского хозяйства. Для борьбы с проникновением соленой воды водные округа Лос-Анджелеса решают построить нагнетательные скважины, чтобы сформировать гидравлический барьер, предотвращающий продвижение проникновения соленой воды в водоносные горизонты Лос-Анджелеса. Однако геологи продолжают изучать и исследовать береговую линию округа Лос-Анджелес, потому что создание этих гидравлических градиентов не является полностью эффективным. Чтобы лучше понять вторжение соленой воды в округе Лос-Анджелес, Геологическая служба США в партнерстве с Округом пополнения запасов воды в Южной Калифорнии и Департаментом общественных работ округа Лос-Анджелес проводит геологические исследования с использованием сейсмология отражений. Это означает, что сейсмические профили важны для понимания того, как седиментация влияет на вторжение соленой воды.^[4]

Управление проникновением морской воды в округ Лос-Анджелес

В Проект барьера Аламитос является одним из трех гидравлических барьеров в округе Лос-Анджелес. Он был создан в основном для защиты запасов подземных вод от вторжения морской воды. В настоящее время он эксплуатируется под Округ Лос-Анджелеса по борьбе с наводнениями и Водный округ округа Ориндж. Другие совместные комитеты включают округа пополнения запасов воды в Южной Калифорнии, который отвечает за водоснабжение каждого гидравлического барьера, а затем Департамент общественных работ округа Лос-Анджелес, который управляет проектами на ежедневной основе. Последствия вторжения морской воды были впервые замечены в 1956 году. В качестве ответной меры Водный округ округа Ориндж построил проект прибрежного барьера для борьбы с вторжением соленой воды, который остается заметным и вызывает беспокойство по сей день. Известный как Завод воды 21Округ построил семь добывающих скважин, расположенных в 2 милях от побережья, чтобы перехватывать и отправлять соленую воду обратно в море. Также была построена серия из 23 нагнетательных скважин в глубине суши, чтобы создать мощный гидравлический барьер между соленой и пресной водой. Водоснабжение Water Factory 21 проходит несколько этапов, прежде чем попадет в нагнетательные скважины. Эти искусственные гидравлические процессы включают удаление воздуха, рекарбонизация, мультимедийная фильтрация, связывание углерода и хлорирование. Ежегодно добывается 23 000 акров воды для подачи этого количества воды в каждую нагнетательную скважину для формирования эффективного, но неэффективного гидравлического барьера. После того, как каждая капля воды проходит каждую обработку, нагнетательные колодцы распределяют это огромное количество пресной воды в океан и в бассейн грунтовых вод. Большая часть этой пресной воды поступает в бассейн подземных вод для удовлетворения потребностей потребителей.^[5]

Мониторинг проникновения морской воды

Понимание масштабов и скорости проникновения соленой воды является ключевым элементом устойчивого управления водными ресурсами. Неэффективное управление означает низкое качество воды для городского сектора и сельского хозяйства. Эффективные стратегии управления включают мониторинг проникновения морской воды в районах, подверженных проникновению морской воды. Общий подход к мониторингу проникновения морской воды включает измерение уровня грунтовых вод, анализ гидрографа, отбор проб воды и геофизические исследования. Эти процедуры предоставляют дискретную и ощутимую информацию для раннего предупреждения о вторжении соленой воды, прилегающей к землям и подземным водоносным горизонтам. Воздушные электромагнитные измерения используются вертолетами для определения удельного электрического сопротивления. Этот метод может предоставить полезную информацию о качестве воды на расстоянии более 100 миль в день, проникая сквозь морскую поверхность на глубину до 1500 футов. Использование аэрогеофизических измерений дает полезные данные для интерпретации и гидрологической информации.^[6]

Сакраменто Дельта Сан-Хоакин

И система дамб, и острова в дельте помогают защитить гидрологию пресной воды и экспортировать водные объекты от вторжения соленой воды. Это может быть достигнуто за счет вытеснения оттока пресной воды и поддержания градиента пресной воды в самой дельте. Это означает, что существует искусственный баланс между соленой водой, протекающей внутри страны, и пресной водой, текущей в сторону моря. Отказ системы дамбы приведет к увеличению количества соленой воды в Дельте. В результате это может изменить баланс градиента водообмена в пользу продвижения морской воды. Некоторые акведуки и система водоснабжения будут иметь нежелательные последствия, поскольку соленая вода продолжает течь вглубь суши, подавляя отток пресной воды. Например, в сельском хозяйстве и быту может наблюдаться дефицит пресной воды из-за общей засоленности дельты. Это объясняет, почему дельта Сакраменто-Сан-Хоакин становится сердцем системы водоснабжения Калифорнии. Однако дельта Сакраменто-Сан-Хоакин представляет собой серьезную уязвимость с обеих сторон, поскольку уровень моря не только повышается, но и отток пресной воды имеет тенденцию к уменьшению из-за увеличения использования воды в верхнем течении и последствий изменения климата.^[7] Поскольку отток пресной воды уменьшается в количестве, соленая вода перемещается в Дельту, влияя на программы управления водными ресурсами и изменчивость климата. Временно вторжение соленой воды менее вероятно в зимний и весенний периоды, когда происходит большинство наводнений. Это происходит из-за сильного стока с гор, отражающего вторжение морской воды. До появления человеческих инноваций и стратегий управления морская вода безмерно затопляла болота Дельты. Это означает экономический спад, поскольку вода из Дельты может быть дорогостоящей с точки зрения очистки самой воды. Прежде всего, стратегии управления морской водой имеют решающее значение для водохозяйственных округов и других ведомств, занимающихся водными ресурсами, для эффективного предотвращения вторжения соленой воды.^[7] Это также означает, что общее состояние системы дамб и островов Дельты имеет жизненно важное значение для защиты и повышения стандартного качества воды как для фермеров, так и для городских районов. Но такое движение соленой и пресной воды трудно контролировать, поскольку одна большая гигантская стиральная машина особенно когда прорывается дамба или затем полностью погружается остров в дельте ниже уровня моря.^[8]

Сельскохозяйственный дренаж в дельте

В самой южной части дельты концентрация соленой воды увеличивается по мере того, как фермеры орошают свои посевы для получения свежей продукции. В сельскохозяйственных дренажных водах в процессе орошения усилилось засоление. В некоторых случаях может не оказаться воды дельты, которая осталась бы для вымывания и вытеснения содержания соленой воды в пределах дельты, особенно в южной части дельты. Это создает локальные проблемы засоления, которые менеджеры по водным ресурсам должны решить или смягчить, поскольку засоление сильно концентрируется.^[8]

Суисун Марш

Суисунское болото - одно из крупнейших болот с солоноватой водой в дельте Сакраменто-Сан-Хоакин. В этой водной среде обитания пресная и соленая вода встречаются. Здесь находится 230 миль дамб, защищающих болото Суисун. Соленость Дельты сильно повлияла на общее состояние Суйсунского болота. Сюда входит экосистема в этой области, включающая живые растения и соседние виды. Ворота контроля солености болот Суисун, осуществляемые Государственным водным проектом, управляют приливными потоками, чтобы ограничить проникновение соленой воды из соленых приливных потоков. Департамент водных ресурсов Калифорнии построил эти ворота для контроля приливных потоков, чтобы ограничить засоление, впервые попавшее из залива Гризли и через топь Монтесума.^[9]