Vodonosné vrstvy jsou neviditelným, ale velmi důležitým zdrojem v kalifornském systému zásobování vodou.
Tyto přírodní nádrže, které se nacházejí pod povrchem, se nacházejí pod 40 procenty rozlohy Kalifornie.
Vodonosné vrstvy se dělí na dva typy. Některé vznikají v prostoru mezi porézními materiály, jako je písek, štěrk, bahno nebo jíl, a jsou známé jako aluviální vodonosné vrstvy (sedimenty usazené proudící vodou) nebo neohraničené vodonosné vrstvy. Na mnoha místech Kalifornie se však pod vrstvou hornin, která nepropouští vodu v měřitelném množství, nacházejí vodonosné vrstvy. Tyto vrstvy se označují jako uzavřené vodonosné vrstvy.
Uzavřené vodonosné vrstvy, které jsou pod tlakem, se nazývají artéské vodonosné vrstvy. Tento tlak může vytlačit vodu na povrch, což se po navrtání nazývá artéské studny. Akvifery mohou být hluboké i několik metrů nebo několik tisíc metrů a lze je nalézt po celé Kalifornii, od slaného pobřeží přes Centrální údolí až po pouštní vnitrozemí.
Tato rozmanitá geografie s sebou přináší řadu problémů. K těmto výzvám se přidává i to, že Kalifornie využívá více podzemní vody – hlavního zdroje vody pro vodonosné vrstvy – než lze přirozeně nebo uměle nahradit.
Přehled vodonosných vrstev
Vodonosné vrstvy hrají důležitou roli jako zdroj sladké vody pro městské oblasti a zemědělské zavlažování. Na rozdíl od povrchových vod, které se vyskytují převážně v severní a východní části státu, jsou vodonosné vrstvy rozšířeny po celé Kalifornii. Navíc se často nacházejí také v místech, kde je sladká voda nejvíce potřeba, například v Central Valley a Los Angeles.
Podobně jako podzemní houba jsou akviféry přirozenou akumulací odtoku a srážek. Pod povrchem pak tento odtok prosakuje do štěrbin mezi kameny, bahnem a dalším materiálem.
Obecně platí, že dodavatelé vody dávají přednost čerpání z vodonosných vrstev nejblíže povrchu, protože je to praktičtější a levnější. Aluviální zvodně, omezené volnějším materiálem, jsou také výhodnějšími zdroji podzemní vody než pevnější uzavřené zvodně. Některé uzavřené zvodně, pokud jsou navrtány, však mohou obsahovat dostatečný tlak na to, aby se voda dostala na povrch bez použití čerpadla.
Celkově lze říci, že vodonosné vrstvy – jako podpovrchový přírodní rezervoár – také pomáhají pokrýt rostoucí poptávku po podzemní vodě v Kalifornii. Přibližně 40 % potřeby vody ve státě pokrývá podzemní voda v běžných letech a až 60 % v období sucha. Závislost na podzemní vodě je různá, od pouhých 5 procent v oblasti Sanfranciského zálivu až po 83 procent v oblasti centrálního pobřeží. Vodohospodáři také považují vyčerpané vodonosné vrstvy za vhodná místa pro skladování vody pro použití v budoucnosti, což je proces známý jako ukládání podzemní vody.
S rostoucím počtem obyvatel Kalifornie se objevují nové problémy s využíváním vodonosných vrstev, protože stát se snaží najít rovnováhu mezi udržitelností podzemních vod a poptávkou po vodě.
Problémy s vodonosnými vrstvami
Rostoucí poptávka po vodě a s ní spojené praktiky, jako je nadměrné čerpání, v posledních desetiletích zatěžují vodonosné vrstvy a související ekosystémy. V roce 2014 byl v Kalifornii přijat zákon o udržitelném hospodaření s podzemními vodami, který ukládá vládám a vodohospodářským agenturám zastavit nadměrné čerpání a uvést nejvíce postižené povodí podzemních vod do vyvážené úrovně čerpání a doplňování.
V důsledku toho jsou vyčerpané vodonosné vrstvy náchylné ke kontaminaci jak přírodní, tak způsobené člověkem.
Díky přírodě se do vyčerpaných vodonosných vrstev mohou vyplavovat prvky jako radon a arsen. Mezitím může snížená hladina sladké vody ve svrchních vrstvách akviferů také obnažit těžší slanou vodu sedící na dně, což zhoršuje kvalitu vody. Zároveň podél pobřeží, zejména ve vysoce zemědělsky využívaných údolích Pajaro a Salinas ve střední Kalifornii, může do vyčerpaných akviferů pronikat i mořská voda.
Podobně může v některých případech slaná podzemní voda pocházet z dávné mořské vody, která byla izolována v podpovrchových sedimentech až do zahájení čerpání. V severní části údolí San Joaquin Valley poblíž Stocktonu se vyskytují problémy s kapsami mořské vody, která je pomocí čerpadel nasávána do sladkovodních zvodní. V severní části Sacramentského údolí hrozí, že někteří čerpači budou čerpat z dávných usazenin mořské vody, což může zhoršit kvalitu podzemní vody.
Dnes je známo, že kvalitu vody poškozují i člověkem vytvořené znečišťující látky, o kterých se dříve myslelo, že je odfiltruje půda. Mezi tyto kontaminanty patří průmyslová rozpouštědla a pesticidy.
V některých případech se problémy s udržitelností vodonosných vrstev řeší doplňováním vodonosných vrstev povrchovou vodou (místo čekání na jejich přirozené doplnění) prostřednictvím procesu zvaného konjunktivní využívání.