Aquifers sind eine unsichtbare, aber entscheidende Ressource im kalifornischen Wasserversorgungssystem.
Diese natürlichen Becken, die unter der Oberfläche liegen, befinden sich unter 40 Prozent der Landfläche Kaliforniens.
Aquifers gibt es in zwei Arten. Einige bilden sich in den Zwischenräumen poröser Materialien wie Sand, Kies, Schluff oder Ton und sind als alluviale Aquifere (durch fließendes Wasser abgelagerte Sedimente) oder nicht begrenzte Aquifere bekannt. An vielen Orten in Kalifornien gibt es jedoch Grundwasserleiter unter einer Gesteinsschicht, die kein Wasser in messbaren Mengen durchlässt. Diese werden als gespannte Grundwasserleiter bezeichnet.
Gespannte Grundwasserleiter, die unter Druck stehen, werden als artesische Grundwasserleiter bezeichnet. Durch diesen Druck kann Wasser an die Oberfläche gedrückt werden, die dann als artesische Brunnen bezeichnet werden. Aquifere können auch mehrere Meter oder mehrere tausend Meter tief sein und sind in ganz Kalifornien zu finden, von der Brackwasserküste über das Central Valley bis hin zum Wüsteninneren.
Diese vielfältige Geographie bringt eine Reihe von Herausforderungen mit sich. Hinzu kommt, dass in Kalifornien mehr Grundwasser – die Hauptwasserquelle für Aquifere – verbraucht wird, als auf natürliche oder künstliche Weise ersetzt werden kann.
Aquifers Overview
Aquifere spielen eine wichtige Rolle als Süßwasserquelle für städtische Gebiete und die landwirtschaftliche Bewässerung. Im Gegensatz zu Oberflächenwasser, das vor allem in den nördlichen und östlichen Teilen des Staates vorkommt, sind Grundwasserleiter in ganz Kalifornien weit verbreitet. Außerdem befinden sie sich oft dort, wo Süßwasser am dringendsten benötigt wird, z. B. im Central Valley und in Los Angeles.
Ähnlich wie ein unterirdischer Schwamm sind Grundwasserleiter die natürliche Ansammlung von Abfluss und Niederschlag. Unter der Oberfläche versickert dieser Abfluss dann in Spalten zwischen Felsen, Schlamm und anderem Material.
Im Allgemeinen ziehen es die Wasserversorger vor, die oberflächennahen Grundwasserleiter anzuzapfen, da es praktischer und billiger ist, zu pumpen. Alluviale Grundwasserleiter, die durch lockeres Material begrenzt sind, sind ebenfalls günstigere Grundwasserquellen als die härteren gespannten Grundwasserleiter. Allerdings können einige begrenzte Grundwasserleiter, wenn sie angebohrt werden, genügend Druck aufweisen, um Wasser ohne Pumpe an die Oberfläche zu fördern.
Insgesamt tragen die Aquifere als unterirdisches natürliches Reservoir auch dazu bei, den steigenden Grundwasserbedarf Kaliforniens zu decken. In normalen Jahren werden etwa 40 % des Wasserbedarfs des Staates durch Grundwasser gedeckt, in Dürrejahren sogar 60 %. Die Abhängigkeit vom Grundwasser variiert von nur 5 Prozent in der San Francisco Bay Area bis zu 83 Prozent in der Central Coast Region. Wasserbehörden betrachten erschöpfte Grundwasserleiter auch als gute Orte, um Wasser für den zukünftigen Gebrauch zu speichern, ein Prozess, der als Grundwasserbanking bekannt ist.
Da die Bevölkerung Kaliforniens weiter wächst, stehen neue Herausforderungen für die Nutzung der Grundwasserleiter an, da der Staat versucht, die Nachhaltigkeit des Grundwassers mit der Wassernachfrage in Einklang zu bringen.
Herausforderungen für Grundwasserleiter
Die steigende Wassernachfrage und die damit verbundenen Praktiken wie die Überdüngung haben die Grundwasserleiter und die damit verbundenen Ökosysteme in den letzten Jahrzehnten belastet. Im Jahr 2014 wurde in Kalifornien der Sustainable Groundwater Management Act erlassen, der Regierungen und Wasserbehörden dazu verpflichtet, die Überförderung zu stoppen und in den am stärksten betroffenen Grundwassereinzugsgebieten ein Gleichgewicht zwischen Abpumpen und Anreicherung herzustellen.
Infolgedessen sind erschöpfte Grundwasserleiter sowohl für natürliche als auch für vom Menschen verursachte Verunreinigungen anfällig.
In der Natur können Elemente wie Radon und Arsen in Grundwasserleiter sickern, die abgepumpt wurden. Gleichzeitig kann durch den Rückgang des Süßwassers in den oberen Schichten der Grundwasserleiter auch schwereres Salzwasser in den unteren Schichten freigesetzt werden, wodurch sich die Wasserqualität verschlechtert. Gleichzeitig kann entlang der Küste, insbesondere in den stark landwirtschaftlich genutzten Tälern von Pajaro und Salinas in Zentralkalifornien, Meerwasser in erschöpfte Grundwasserleiter eindringen.
In einigen Fällen kann salzhaltiges Grundwasser auch von altem Meerwasser stammen, das bis zum Beginn des Abpumpens in den unterirdischen Sedimenten isoliert war. Im nördlichen San Joaquin Valley in der Nähe von Stockton gibt es Probleme mit Einschlüssen von Meerwasser, das durch Pumpen in die Süßwasser-Aquifere gesaugt wird. Im nördlichen Sacramento Valley besteht bei einigen Pumpen die Gefahr, dass sie uralte Meerwasserablagerungen anzapfen, die die Qualität des Grundwassers beeinträchtigen können.
Auch vom Menschen verursachte Schadstoffe, von denen man früher annahm, dass sie vom Boden herausgefiltert werden, beeinträchtigen heute bekanntermaßen die Wasserqualität. Zu diesen Verunreinigungen gehören industrielle Lösungsmittel und Pestizide.
In einigen Fällen werden die Herausforderungen für die Nachhaltigkeit von Grundwasserleitern dadurch angegangen, dass Grundwasserleiter mit Oberflächenwasser aufgefüllt werden (anstatt darauf zu warten, dass sie sich auf natürliche Weise wieder auffüllen), und zwar durch einen Prozess, der als „conjunctive use“ bezeichnet wird.