Le alluvioni non sono ciò che la maggior parte delle persone considera una benedizione. Ma potrebbero aiutare a porre rimedio ai sistemi di acque sotterranee sempre più aridi della California, secondo un nuovo studio condotto da Stanford. La ricerca, pubblicato in Progressi scientifici , sviluppa un quadro per calcolare i futuri volumi delle acque alluvionali in un clima che cambia e identifica le aree in cui gli investimenti nelle infrastrutture idriche obsolete della California potrebbero amplificare la ricarica delle acque sotterranee. Mentre lo stato è alle prese con tempeste e siccità più intense, riporre le acque alluvionali non solo ridurrebbe i rischi di alluvione, ma creerebbe anche più riserve idriche per i periodi più secchi.

"Questa è la prima valutazione completa del potenziale di ricarica delle acque alluvionali in California durante i cambiamenti climatici, ", ha affermato l'autore principale dello studio Xiaogang He, un assistente professore in ingegneria civile e ambientale presso la National University of Singapore che ha proseguito la ricerca come borsista post-dottorato presso il Program on Water in the West di Stanford.

Che si tratti di fiumi che straripano nelle pianure della Central Valley, tempeste di alta marea che colpiscono le zone costiere di pianura, inondazioni improvvise che inzuppano i deserti meridionali o le città impermeabili piene di cemento che si accumulano d'acqua, La California è suscettibile alle inondazioni. In alternativa, siccità incombenti spesso destano preoccupazione per l'approvvigionamento idrico, mentre le acque sotterranee diminuite affondano la terra, contamina l'acqua potabile e riduce le forniture di superficie. Queste riserve in declino ostacolano anche la resilienza climatica:durante i periodi di siccità fino al 60 percento dell'acqua dello stato proviene dalle acque sotterranee e l'85 percento dei californiani dipende dalla risorsa per almeno una parte del proprio approvvigionamento idrico.

Banca d'acqua

Poiché il cambiamento climatico intensifica la gravità e la frequenza di questi eventi estremi, l'amplificazione dei tassi di ricarica potrebbe aiutare lo stato a raggiungere un bilancio più equilibrato delle acque sotterranee. una pratica, chiamato water banking o ricarica gestita della falda acquifera, comporta l'aumento delle infrastrutture di superficie, come serbatoi o condutture, con infrastrutture sotterranee, come falde acquifere e pozzi, aumentare il trasferimento delle acque alluvionali per lo stoccaggio nei bacini idrici sotterranei.

Una nuova strategia per la gestione delle acque superficiali, rispetto ai metodi più tradizionali come invasi e dighe, le riserve idriche presentano molteplici vantaggi, tra cui la riduzione del rischio di alluvioni e il miglioramento dei servizi ecosistemici. Mentre i bacini di acque sotterranee offrono una vasta rete per la sicurezza dell'acqua, individuare le aree propizie al rifornimento, la misurazione delle infrastrutture necessarie e la quantità di acqua disponibile rimangono fondamentali, soprattutto in un clima caldo e incerto.

"L'integrazione della ricarica gestita della falda acquifera con le acque alluvionali nella già complessa infrastruttura di gestione dell'acqua offre molti vantaggi, ma richiede un'attenta considerazione delle incertezze e dei vincoli. La nostra crescente comprensione del cambiamento climatico rende questo un momento opportuno per esaminare il potenziale di questi benefici, ", ha affermato l'autore senior David Freyberg, professore associato di ingegneria civile e ambientale a Stanford.

I ricercatori hanno progettato un quadro per stimare la futura disponibilità di acque alluvionali in tutto lo stato. Sviluppo di un modello informatico ibrido utilizzando simulazioni idrologiche e climatiche e strumenti statistici, il team ha calcolato l'acqua disponibile per la ricarica in diversi scenari di cambiamento climatico fino al 2090. Hanno anche identificato le aree in cui gli investimenti infrastrutturali dovrebbero avere la priorità per sfruttare il potenziale delle inondazioni e aumentare la ricarica.

Alluvioni future

Il team ha scoperto che la California sperimenterà un aumento delle inondazioni sia a causa di piogge più intense che prima dello scioglimento della neve a causa delle temperature più calde, sotto una finestra che si restringe di tempo umido concentrato. In particolare, il fiume Sacramento e la costa settentrionale, insieme alla regione settentrionale e centrale della Sierra Nevada, vedrà volumi di alluvione più consistenti. Questi diluvi potrebbero sovraccaricare le attuali infrastrutture idriche, come serbatoi e acquedotti. Però, se la regione è pronta con ulteriori infrastrutture di deviazione delle acque alluvionali, come canali o condutture, potrebbe massimizzare il potenziale di ricarica e trasferirne di più verso l'arida California meridionale.

Le proiezioni future trovano condizioni immutabili o in alcuni casi anche più secche nel sud della California. Questo divario crescente è una cattiva notizia per la regione, che attualmente ha maggiori esigenze di esaurimento e ricarica delle acque sotterranee rispetto alla sua controparte settentrionale. Questa discrepanza tra abbondanza e necessità di acqua rivela una profonda sfida per le pratiche di ricarica, in termini di spostamento di grandi volumi d'acqua da dove sarà disponibile nel nord della California a dove sarà necessario verso sud.

I ricercatori hanno anche scoperto che le stime di ricarica per la San Joaquin Valley, una delle regioni agricole più produttive del mondo, potrebbero aiutare a rifornire gran parte delle falde acquifere esaurite. Seduto alla base delle montagne della Sierra Nevada, questa regione dovrà accogliere maggiori volumi d'acqua sia sopra che sotto la superficie per massimizzare il potenziale di riempimento. I gestori dell'acqua dovranno espandere i progetti di trasporto e riaprire i bacini idrici lì.

Mentre gli impatti climatici sono l'influenza più dominante, i ricercatori sottolineano che altri fattori, compresa la capacità delle infrastrutture, vincoli politici, le preoccupazioni finanziarie e ambientali devono essere considerate congiuntamente durante il processo di pianificazione.

Il quadro dello studio è adattabile e scalabile per la gestione della siccità, falde acquifere inondate e impoverite in tutto il mondo.

"Su scala globale solo l'1% della ricarica delle acque sotterranee avviene dalla ricarica gestita della falda acquifera, " Ha detto. "Questo lavoro può essere applicato per aiutare altre falde acquifere impoverite, come la pianura della Cina settentrionale o l'alto Gange indiano, raggiungere e mantenere livelli sostenibili delle acque sotterranee".