Aquifers zijn een onzichtbare maar kritische hulpbron in de watervoorziening van Californië.
Deze natuurlijke bekkens die onder de oppervlakte liggen, zijn te vinden onder 40 procent van het landoppervlak van Californië.
Aquifers zijn er in twee soorten. Sommige worden gevormd in de ruimte tussen poreuze materialen zoals zand, grind, slib of klei en staan bekend als alluviale aquifers (sedimenten afgezet door stromend water) of unconfined aquifers. Op veel plaatsen in Californië bevinden zich echter watervoerende lagen onder een rotslaag die niet toelaat dat water in meetbare hoeveelheden doordringt. Deze staan bekend als ingesloten watervoerende lagen.
Ingesloten watervoerende lagen die onder druk staan, staan bekend als artesische watervoerende lagen. Deze druk kan water naar de oppervlakte stuwen, die bij het boren artesische putten worden genoemd. Watervoerende lagen kunnen enkele meters of enkele duizenden meters diep zijn en kunnen overal in Californië worden aangetroffen, van de brakke kust tot de Centrale Vallei en het woestijnachtige binnenland.
Deze gevarieerde geografie brengt een scala van uitdagingen met zich mee. Daar komt nog bij dat Californië meer grondwater – de belangrijkste waterbron voor watervoerende lagen – gebruikt dan op natuurlijke of kunstmatige wijze kan worden vervangen.
Aquifers Overview
Aquifers spelen een belangrijke rol als zoetwaterbron voor stedelijke gebieden en irrigatie in de landbouw. In tegenstelling tot oppervlaktewater, dat vooral in het noorden en oosten van de staat te vinden is, zijn waterhoudende grondlagen wijd verspreid over Californië. Bovendien zijn ze vaak te vinden op plaatsen waar zoetwater het hardst nodig is, bijvoorbeeld in de Central Valley en Los Angeles.
Vergelijkbaar met een spons onder de grond, zijn aquifers de natuurlijke ophoping van afvloeiing en neerslag. Onder de oppervlakte sijpelt deze neerslag vervolgens door in spleten tussen rotsen, slib en ander materiaal.
Over het algemeen geven waterleidingbedrijven er de voorkeur aan waterhoudende lagen aan te boren die zich het dichtst bij de oppervlakte bevinden, omdat het praktischer en goedkoper is om te pompen. Alluviale watervoerende lagen, opgesloten door losser materiaal, zijn ook gunstiger bronnen van grondwater dan de hardere ingesloten watervoerende lagen. Sommige ingesloten watervoerende lagen kunnen echter, als ze worden aangeboord, genoeg druk bevatten om water naar de oppervlakte te stuwen zonder pomp.
Over het geheel genomen helpen aquifers – als een ondergronds natuurlijk reservoir – ook om aan de stijgende vraag naar grondwater in Californië te voldoen. Ongeveer 40 procent van de waterbehoefte van de staat wordt in normale jaren gedekt door grondwater, en tijdens een droogteperiode kan dat oplopen tot 60 procent. De afhankelijkheid van grondwater varieert van 5 procent in de San Francisco Bay Area tot 83 procent in de Central Coast-regio. Waterambtenaren zien uitgeputte aquifers ook als goede plaatsen om water op te slaan voor gebruik in de toekomst, een proces dat bekend staat als groundwater banking.
Naarmate de bevolking van Californië blijft groeien, worden nieuwe uitdagingen geconfronteerd met het gebruik van aquifers, omdat de staat probeert de duurzaamheid van het grondwater in evenwicht te brengen met de vraag naar water.
Aquifer Challenges
De stijgende vraag naar water, en aanverwante praktijken zoals overdrafting, hebben aquifers en aangesloten ecosystemen de afgelopen decennia zwaar belast. In 2014 werd de California’s Sustainable Groundwater Management Act aangenomen, die regeringen en wateragentschappen verplicht om overdraft te stoppen en de meest getroffen grondwaterbekkens in evenwicht te brengen van pompen en aanvullen.
Als gevolg hiervan zijn uitgeputte watervoerende lagen kwetsbaar voor zowel natuurlijke als door de mens veroorzaakte verontreiniging.
Met de natuur kunnen elementen zoals radon en arseen uitlogen in watervoerende lagen die zijn onttrokken. Ondertussen kunnen verlaagde niveaus van zoet water in de bovenste lagen van watervoerende lagen ook zwaarder zout water blootstellen dat op de bodem zit, waardoor de waterkwaliteit verslechtert. Tegelijkertijd kan langs de kust, met name in de zeer agrarische Pajaro en Salinas valleien van Centraal Californië, ook zeewater binnendringen in uitgeputte watervoerende lagen.
Evenzo kan in sommige gevallen zout grondwater afkomstig zijn van oud zeewater dat geïsoleerd lag in de sedimenten aan de oppervlakte totdat met pompen werd begonnen. De noordelijke San Joaquin Vallei nabij Stockton heeft problemen met zakken zeewater die via pompen in de zoetwater aquifers worden gezogen. In de noordelijke Sacramento-vallei lopen sommige pompende industrieën het risico oude afzettingen zeewater aan te boren, wat de kwaliteit van het grondwater kan aantasten.
Van door de mens veroorzaakte verontreinigende stoffen, waarvan vroeger werd gedacht dat ze door de bodem werden weggefilterd, is nu ook bekend dat ze de waterkwaliteit aantasten. Deze verontreinigende stoffen omvatten industriële oplosmiddelen en pesticiden.
In sommige gevallen worden de uitdagingen voor de duurzaamheid van aquifers aangepakt door aquifers te vullen met oppervlaktewater (in plaats van te wachten tot ze zich op natuurlijke wijze weer vullen) via een proces dat conjunctief gebruik wordt genoemd.