加利福尼亚能否更好地利用冬季风暴来补充其含水层

加州对气候变化的总体长期预测加剧：干旱更加频繁，多年来间歇性地中断，大风暴带来的降雨速度比水基础设施能够处理得更快。

这种两极天气将对该州500亿美元的农业产业以及储存和分配水的水库，运河和渡槽的精心设计网络产生深远的影响。建立用于灌溉和防洪的系统必须适应更多的保护。“ 气候变化的影响使得加利福尼亚州如何管理水资源需要大规模改变，”州水资源部在2018年6月的一份白皮书中写道。

在干旱期间，农民和市政当局抽取地下水来增加稀疏的地表供应。经过近一个世纪的大量使用，许多含水层严重枯竭。加利福尼亚州长达五年之久的法律规定了地下水盆地即将到来的时刻：2020年，可持续发展计划应该来自管理严重枯竭含水层的机构。他们必须找到更多的水来支撑含水层或者不再使用农田。法律 - 可持续地下水管理法案(SGMA)正开始受到影响。加州公共政策研究所2019年的一项研究预测，至少有500,000英亩的农田将最终闲置。

为了缓解这种痛苦，工程师们正在寻求利用非常规和笨重的水源：有时会在太平洋上爆炸并浸泡加利福尼亚的暴风雨。“我们需要捕捉大气的河流，”加州水务协会前主任蒂姆奎因说。但是，他补充说，“我们没有合适的运输设施。没有足够的存储空间来捕获大气的河流。” 奎因希望捕获雨水并将其转移到水生“停车场”，正如他所说的那样，水可以流回贫瘠的含水层。这有几个目的：恢复枯竭的自然资源，减少地面沉降并为未来的供水提供支持。

法律通过后，包括州和地方水务机构，非营利组织，农民和农业团体(如杏仁委员会)在内的团体正在努力增加补给机会。“SGMA是一个巨大的推动因素，”可持续保护公司(Sustainable Conservation)执行董事阿什利·博伦(Ashley Boren)表示。该公司是一家与该州农民和当地水务机构合作的非营利组织。“补给的兴趣比SGMA之前的要大得多。”

在南部的图莱里盆地，灌溉区长期将水引导到特殊的田地上，使其能够快速渗透并补给含水层。现在，“Tulare灌溉区总经理Aaron Fukuda表示，”我们不是坚持原来的充电计划，而是积极充电。“ “如果有人可以指出一英尺一英尺，一英尺的洞，我就会把水放进去。”

“而不是坚持原来的充电计划，我们正在积极地充电。如果有人可以指出一英尺一英尺一英尺的洞，我就会把水放进去。”

Boren的可持续保护同事Daniel Mountjoy表示，在过去70或80年间，中央山谷有超过1.2亿英亩 - 英尺的地下水被“抽出加利福尼亚含水层”。他补充道，“我认为它是一座已建成的巨型地下水库。” 如果你考虑建造一个水库的成本“ - 以及环境许可的成本 - 当我们能够获得1.2亿英亩 - 英尺的容量时，我们为什么要这样做呢?”

让中央山谷再次泛滥

如何进入大气的河流?请问Helm的Don Cameron，他负责管理国王河北叉的Terranova农场。自2011年以来，他已经淹没了他的葡萄园。他从DWR补助金中投资了1400万美元 - 500万美元，从Terranova投资了另外900万美元的转移结构，这将增加他可以从14立方英尺每立方英尺充入国王含水层的子流域。第二到500 cfs，或每天1,000英亩 - 英尺。(英亩 - 英尺等于大约326,000加仑;加利福尼亚州的平均家庭每年使用一英亩英尺。)

38年来，卡梅伦管理着这个农场，种植了25种不同的作物，从西红柿，大蒜到酿酒葡萄，最近还有杏仁树。“我前段时间注意到地下水位每年下降两英尺，”他说。“我们意识到我们需要做点什么。” 他九年前获得联邦农业部自然资源保护局提供的75,000美元赠款时，他最初为建设补给基础设施所做的努力 - 一条管道，一条运河和一个指定用于补给的地点。这让他监视“我们是否可以在工作景观上对地下水进行补给 - 淹没他的田地，无论是那些被淘汰的田地还是那些葡萄藤等永久性作物生长的田地。

“我们开始淹没酿酒葡萄。我们从2月到6月底开始浇水。邻居们认为我们疯了，我们毁了我们的葡萄。” 他没有。现在他不仅淹没了葡萄园，还淹没了坚果树。他与DWR合作，承诺在洪水期采取多余的水以防止下游洪水，并预留了400英亩作为永久补给场地和1,200英亩以上的季节性补给。

他的新系统包括一个大型结构，其门打开，让水从国王河的北叉运送到运河，大型泵站从运河中提取地表水，加上一个门打开让水流出的结构四条新的72英寸管道中的一条进入运河，前往补给区。他预计能够以每秒500立方英尺的速度充电，即每天1000英亩 - 英尺，进入耗尽的含水层。“我们脚下的存储容量在200到300万英亩 - 英尺之间，”他说。“我们脚下的巨大潜力。”

他并不孤单。Del Puerto水区总经理Anthea Hansen也希望利用洪水灌溉大气河流; 她的地区与另一个地区合作开展了200万美元的试水项目，以补充含水层。Tulare的Aaron Fukuda帮助运营一个地区，使用195万美元的联邦补助金中的一部分建设一个新的补给池，并研究扩大现有补给设施的方法。在2017年的潮湿年份，他的地区向愿意将其放回含水层的农民提供了廉价的水。但对于个体农民而言，建立补给池可能成本很高。据Fukuda估计，计算土地价格，工程和挖掘成本，输水管道和法律费用，一英亩的补给项目可能需要10万美元。

对于寻求创建新充电盆的机构或个人，斯坦福大学的一项新研究提供了一种工具。这项研究由地球科学教授罗斯玛丽奈特和前博士研究完成。学生Ryan Smith--现在是密苏里科技大学的助理教授 - 可以帮助那些建造补给池避免困扰Friant-Kern运河系统的问题。过度抽水使其下方的土地消退，扭转了结构并降低了其容量。该研究表明，地下砂和粘土层的卫星和航空遥感组合如何用于预测补给如何减少沉降。结合数据源可以创建补给或连续地下水抽水和下沉之间的联系地图。

充电操作并不新鲜; 多年来，专用的盆地点缀着圣华金河谷和萨克拉门托山谷。克恩郡的Rosedale-Rio Bravo蓄水区可追溯至1959年。这些行动有助于将2017年圣华金河谷的水补给量提高到650万英尺 - 一年，就像现在的大气河流一样。PPIC报道，但流入地表水的总量接近3000万英亩 - 英尺。虽然降雨量和补给量非同寻常，但研究人员表示可能会有更多的补给。每年平均可提供约500,000英亩 - 英尺的补给潜力 - 约为过度抽水的年平均地下水赤字的四分之一。

州水资源部有一个计划，致力于改善农场补给，称为洪水管理含水层补给，或FloodMAR。DWR的Kamyar Guivetchi表示他们正在与Merced灌溉区合作，以了解默塞德河流域农田可以补给多少水。除此之外，他说，“我们希望扩大新项目的足迹”。他看到的障碍超出了基础设施。“这不是关于大型基础设施;而是关于私人，公共和非营利组织之间的大合作”。

斯坦福大学法学教授巴兹汤普森专注于移动水的问题。“最重要的是，在真正潮湿的年代，我们没有能力储存所有可用的水，”他说。法律障碍包括具有120年历史的特定水量的个人权利体系。必须满足这些必须满足才能进行充电。因此，环境水输送的要求必须确保鱼获得足够的水。最成问题的是：“目前海湾三角洲以北地区的地表水供应量最大，一些最好的储存地点位于三角洲以南，”他说。只要三角洲是运输瓶颈，就会限制可存储的数量。“

一个障碍：谁拥有充电水?

鼓励农民补充能量的一个因素是，在干旱的年份里，他们可以获得在潮湿年份存放的水。灌溉区和地下水可持续发展机构对信贷问题没有共同的方法。“通过SGMA，每个机构都将制定自己的规则，”可持续保护的Mountjoy说。“它属于有权将其送给农民的农民或灌溉区吗?”

一派思想倾向于集体所有制。“水区有权采取水 - 它仍然是灌溉区，为了所有用户的利益，”Mountjoy说。第二个选择是“给予农民捕获它并卖掉它的权利.......他们付钱把它放在地上。它现在是他们的。他们可以在干燥的一年将它抽出地面或卖给邻居。你基本上创造了一个水市场。“

克恩县的Semitropic水储存区实践了这个变种。“我们的农民可以在该地区的既定计划下为”补给水“提供银行服务。他们有一个银行帐户供他们使用，”该区总经理Jason Gianquinto说。“我们还没有决定他们是否可以做任何事情而不是保留它们供自己使用。我不能说你可以将我们的区域外的水转移到另一个区域。”

另一个策略：当风暴来临时从水库释放水

捕获更多大气河流的一种方法是允许水坝在预期风暴时释放水库水。运行水库的陆军工程兵团对于必须保持多少水以及何时可以释放水有严格的规定。现在，军团正在使用加利福尼亚大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所开发的工具，这些工具可以促进所谓的预测 - 通知油藏作业。

特洛克灌溉区使用这些工具。“2017年，当我们有过量的水时，我们能够知道即将发生的事情。我们可以开始进行洪水前的发布，”该区政府事务经理Josh Weimer说。提前释放，其中一些可以充电，意味着2017年的洪水高度是二十年前类似强风暴引起的洪水的25%。

在加利福尼亚州的农业国家，未来无法保证获得地下水的未来的艰难现实正在下降.Derry Cameron的邻居杰里·格拉尼亚尼(Jerry Gragnani)最近卖掉了他的农场8,000英亩，保留了3,000英亩的永久性作物，如坚果树木。“没有充电就没有未来，”他说。“我不认为周围有一个农民没有意识到这一点。我们知道如果你不给水充水，它就会耗尽。一旦含水层关闭，它就会永远关闭。” 他补充说：“现在是出去的好时机。”