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Da die Dürreaussichten für den Westen der USA immer düsterer werden, Das Augenmerk richtet sich wieder auf das Grundwasser – im wahrsten Sinne des Wortes, im Boden gespeichertes Wasser. Es ist die am weitesten verbreitete und zuverlässigste Süßwasserquelle der Erde. aber es ist nicht grenzenlos.

Brunnen, die Menschen bohren, um Zugang zum Grundwasser zu erhalten, liefern fast die Hälfte des Wassers, das in den USA für die Bewässerungslandwirtschaft verwendet wird, und versorgen über 100 Millionen Amerikaner mit Trinkwasser. Bedauerlicherweise, Durch das allgegenwärtige Pumpen sinkt der Grundwasserspiegel in einigen Gebieten, einschließlich eines Großteils des kalifornischen San Joaquin Valley und der High Plains von Kansas.

Wir sind ein Wasserressourcen-Ingenieur mit einer Ausbildung in Wasserrecht und ein Wasserwissenschaftler und ein großer Datenanalyst. In einer aktuellen Studie wurde Wir haben die Lage und Tiefe von Brunnen in 40 Ländern der Welt kartiert und festgestellt, dass Millionen Brunnen versiegen könnten, wenn der Grundwasserspiegel nur um wenige Meter sinkt. Während die Lösungen von Ort zu Ort variieren, Wir glauben, dass der nachhaltige Umgang mit dem Grundwasser am wichtigsten ist, um Brunnen vor dem Versiegen zu schützen – insbesondere in Ländern wie den USA, die viel davon verwenden.

Die USA haben eine der höchsten nationalen Grundwassernutzungsraten der Welt. Jasechko und Perrone, 2021, CC BY-ND

Grundwassernutzung heute

Menschen graben seit Jahrtausenden Brunnen für Wasser. Beispiele sind 7, 400 Jahre alte Brunnen in Tschechien und Deutschland, 8, 000 Jahre alte Brunnen im östlichen Mittelmeer, und 10, 000 Jahre alte Brunnen in Zypern. Heute liefern Brunnen 40 % des weltweit für die Bewässerung verwendeten Wassers und versorgen Milliarden von Menschen mit Trinkwasser.

Grundwasser fließt durch winzige Räume innerhalb von Sedimenten und dem darunter liegenden Grundgestein. An manchen Stellen, Entladezonen genannt, Grundwasser steigt an die Oberfläche, in Seen ziehen, Flüsse und Ströme. An anderen Stellen, sogenannte Aufladezonen, Wasser sickert tief in den Boden ein, entweder durch Niederschlag oder Leckage aus Flüssen, Seen und Bäche.

Grundwasser kann Tage bis Jahrtausende im Untergrund verbleiben, je nachdem wie tief es sinkt, wie leicht es sich durch das Gestein um ihn herum bewegt und wie schnell Menschen es an die Oberfläche pumpen. Grafik mit freundlicher Genehmigung von USGS.

Grundwasserrückgänge können viele unerwünschte Folgen haben. Landoberflächen sinken, wenn unterirdische Tonschichten verdichtet werden. Das Eindringen von Meerwasser kann die Grundwasserreserven kontaminieren und sie ohne energieintensive Behandlung zu salzig machen. Flusswasser kann in unterirdische Grundwasserleiter eindringen, So bleibt weniger Wasser an der Oberfläche verfügbar.

Die Erschöpfung des Grundwassers kann auch dazu führen, dass Brunnen versiegen, wenn die obere Oberfläche des Grundwassers – der sogenannte Grundwasserspiegel – so weit abfällt, dass der Brunnen nicht tief genug ist, um ihn zu erreichen. verlassen den Brunnen buchstäblich hoch und trocken. Doch bis vor kurzem Es war wenig darüber bekannt, wie anfällig globale Brunnen für das Trockenlaufen aufgrund des sinkenden Grundwasserspiegels sind.

Es gibt keine globale Datenbank von Brunnen, So haben wir über sechs Jahre hinweg 134 einzigartige Brunnenbaudatenbanken aus 40 verschiedenen Ländern zusammengestellt. In Summe, haben wir fast 39 Millionen Brunnenbauaufzeichnungen analysiert, einschließlich der Lage jedes Brunnens, der Grund, warum es gebaut wurde und seine Tiefe.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass Brunnen für den menschlichen Lebensunterhalt von entscheidender Bedeutung sind – und die Aufzeichnung der Brunnentiefen half uns zu erkennen, wie anfällig Brunnen für Trockenlauf sind.

Millionen Brunnen in Gefahr

Unsere Analyse führte zu zwei Hauptergebnissen. Zuerst, Bis zu 20 Prozent der Brunnen auf der ganzen Welt reichen nicht mehr als 5 Meter unter den Grundwasserspiegel. Das bedeutet, dass diese Brunnen versiegen, wenn der Grundwasserspiegel um nur wenige Meter sinkt.

Sekunde, Wir haben festgestellt, dass neuere Brunnen an einigen Stellen, an denen der Grundwasserspiegel sinkt, nicht wesentlich tiefer gegraben werden als ältere Brunnen. In manchen Gegenden, wie im Osten von New Mexico, neuere Brunnen werden nicht tiefer gebohrt als ältere Brunnen, da die tieferen Gesteinsschichten undurchlässig sind und salzhaltiges Wasser enthalten. Neue Bohrungen sind in diesen Gebieten mindestens genauso wahrscheinlich trocken wie ältere Bohrungen.

An einigen Stellen versiegen bereits Brunnen, einschließlich Teile des US-Westens. In früheren Studien schätzten wir, dass im Westen der USA bis zu 1 von 30 Bohrlöchern versiegte. und bis zu 1 von 5 in einigen Gebieten im südlichen Teil des kalifornischen Central Valley.

Im Central Valley und im Südosten Arizonas geht den Haushalten bereits das Brunnenwasser aus. Jenseits des Südwestens, Brunnen sind in so unterschiedlichen Staaten wie Maine, Illinois und Oregon.

Was tun, wenn der Brunnen versagt?

Wie können sich Haushalte anpassen, wenn ihr Brunnen versiegt? Hier sind fünf Strategien, die alle Nachteile haben.

– Graben Sie ein neues, tiefer gut. Dies ist nur eine Option, wenn in tieferen Tiefen frisches Grundwasser vorhanden ist. In vielen Grundwasserleitern ist tieferes Grundwasser tendenziell salzhaltiger als flacheres Grundwasser. tieferes Bohren ist also nicht mehr als eine Notlösung. Und da neue Brunnen teuer sind, Dieser Ansatz begünstigt wohlhabendere Grundwassernutzer und wirft Bedenken hinsichtlich der Gerechtigkeit auf.

– Verkaufen Sie die Immobilie. Dies wird oft in Erwägung gezogen, wenn der Bau eines neuen Brunnens nicht bezahlbar ist. Das Bohren eines neuen Haushaltsbrunnens im Südwesten der USA kann Zehntausende von Dollar kosten. Der Verkauf einer Immobilie, die keinen Zugang zu einer zuverlässigen und bequemen Wasserversorgung hat, kann jedoch eine Herausforderung darstellen.

– Wasser aus alternativen Quellen umleiten oder holen, wie nahegelegene Flüsse oder Seen. Dieser Ansatz ist nur möglich, wenn Oberflächenwasserressourcen nicht bereits für andere Nutzer reserviert oder zu weit entfernt sind. Auch wenn nahegelegene Oberflächengewässer verfügbar sind, Die Behandlung ihrer Qualität, um sie trinkbar zu machen, kann schwieriger sein als die Behandlung von Brunnenwasser.

– Reduzieren Sie den Wasserverbrauch, um den Rückgang des Grundwasserspiegels zu verlangsamen oder zu stoppen. Dies könnte eine Umstellung auf weniger wasserintensive Pflanzen bedeuten, oder die Einführung von Bewässerungssystemen, die Wasserverluste reduzieren. Solche Ansätze können die Gewinne der Landwirte schmälern oder Vorabinvestitionen in neue Technologien erfordern.

– Aktivitäten, die viel Wasser benötigen, einschränken oder aufgeben, wie zum Beispiel Bewässerung. Diese Strategie kann eine Herausforderung darstellen, wenn bewässertes Land höhere Ernteerträge liefert als unbewässertes Land. Neuere Forschungen legen nahe, dass einige Flächen in den zentralen USA nicht für die unbewässerte „Trockenlandwirtschaft“ geeignet sind.

Haushalte und Gemeinden können proaktiv Maßnahmen ergreifen, um Brunnen vor dem Versiegen zu schützen. Zum Beispiel, Einer von uns arbeitet eng mit Rebecca Nelson von der Melbourne Law School in Australien zusammen, um die Genehmigung der Grundwasserentnahme – das Verfahren zur Beantragung einer Genehmigung zur Entnahme von Grundwasser – im Westen der USA zu kartieren.

Staatliche und lokale Behörden können Grundwassergenehmigungen so verteilen, dass der sinkende Grundwasserspiegel langfristig stabilisiert wird. oder auf eine Weise, die bestimmten Wassernutzern Priorität einräumt. Die Verabschiedung und Durchsetzung von Richtlinien zur Begrenzung der Grundwassererschöpfung kann dazu beitragen, Brunnen vor dem Versiegen zu schützen. Obwohl es schwierig sein kann, den Verbrauch einer so wichtigen Ressource wie Wasser einzuschränken, wir glauben, dass in den meisten Fällen Einfach tiefer zu bohren ist kein nachhaltiger Weg.

Debra Perrone ist Assistenzprofessorin für Umweltstudien an der University of California Santa Barbara. Scott Jasechko ist Assistenzprofessor für Wasserressourcen an der University of California Santa Barbara.