Вторжение соленой воды в Калифорнию
Штат Калифорния применяет несколько методологий посредством технических инноваций и научного подхода для борьбы с проникновением соленой воды в районы, уязвимые для проникновения соленой воды. Проникновение морской воды либо вызвано забором грунтовых вод, либо повышением уровня моря. На каждый фут пресноводной депрессии (0,30 м) морская соленая вода поднимается на 40 футов (12 м) по мере формирования конуса депрессии . [ 1 ] Засоление подземных вод является одним из основных загрязнений воды, когда-либо произведенных человечеством или в результате природных процессов. Это ухудшает качество воды до такой степени, что она соответствует приемлемым стандартам питьевой воды и орошения. [ 2 ]
Мониторинг проникновения морской воды
[ редактировать ]Понимание масштабов и скорости проникновения соленой воды является ключевым элементом устойчивого управления водными ресурсами. Неэффективное управление означает низкое качество воды для городского сектора и сельского хозяйства. Эффективные стратегии управления включают мониторинг проникновения морской воды в районы, подверженные проникновению соленой воды. Общий подход к мониторингу проникновения морской воды включает измерение уровня грунтовых вод, гидрографический анализ, отбор проб качества воды и геофизические каротажи. Эти процедуры предоставляют дискретную и осязаемую информацию о признаках раннего предупреждения о вторжении соленой воды рядом с землями и водоносными горизонтами подземных вод. Воздушные электромагнитные измерения используются вертолетами для определения удельного электрического сопротивления. Этот метод может предоставить полезную информацию о качестве воды на расстоянии более 100 миль (160 км) в день, проникая через морскую поверхность на глубину до 1500 футов (460 м). Использование аэрогеофизических измерений дает полезные данные для интерпретации и гидрологическую информацию. [ 3 ]
округ Лос-Анджелес
[ редактировать ]Бассейн подземных вод в округе Лос-Анджелес считается жизненно важным ресурсом как для сельского хозяйства, так и для жилых районов. На протяжении более 40 лет округу Лос-Анджелес удавалось защитить местные бассейны подземных вод от проникновения морской воды. Закачивая пресную воду в прибрежные районы, округ Лос-Анджелес имеет тенденцию создавать гидравлические градиенты между пресной и соленой водой. Это не позволяет соленой воде продвигаться дальше вглубь суши. [ 4 ] Одним из важнейших факторов, влияющих на водоснабжение в Лос-Анджелесе, является рост населения. По мере увеличения роста населения в округе Лос-Анджелес, вторжение соленой воды имеет тенденцию распространяться дальше вглубь суши, в водоносные горизонты Лос-Анджелеса. Это происходит из-за роста населения, требующего избыточного количества пресной воды из скважин, откачивающих подземные воды. Это устанавливает гидрологические условия для соленой воды, которые следуют геоморфическому градиенту давления, создаваемому в направлении к суше. конус депрессии В результате эксплуатации насосных скважин для водоснабжения жилых территорий и сельского хозяйства формируется . Чтобы бороться с проникновением соленой воды, водные округа Лос-Анджелеса решают построить нагнетательные скважины, чтобы сформировать гидравлический барьер, предотвращающий проникновение соленой воды в водоносные горизонты Лос-Анджелеса. Геологи, однако, продолжают изучать и обследовать береговую линию округа Лос-Анджелес, поскольку создание гидравлических градиентов не является полностью эффективным. Чтобы лучше понять проникновение соленой воды в округ Лос-Анджелес, Геологическая служба США в сотрудничестве с Районом пополнения запасов воды Южной Калифорнии и Департаментом общественных работ округа Лос-Анджелес проводит геологические исследования с использованием отраженная сейсмология . Это означает, что сейсмические профили необходимы для понимания того, как седиментация влияет на проникновение соленой воды. [ 5 ]
Управление проникновением морской воды
[ редактировать ]Проект барьера Аламитос — один из трех гидравлических барьеров в округе Лос-Анджелес. Он был создан главным образом для защиты запасов подземных вод от проникновения морской воды. В настоящее время он находится в ведении округа по борьбе с наводнениями округа Лос-Анджелес и водного округа округа Ориндж . Другие совместные комитеты включают Округ пополнения запасов воды Южной Калифорнии, который отвечает за подачу воды к каждому гидравлическому барьеру, а также Департамент общественных работ округа Лос-Анджелес, который ежедневно управляет проектами. Последствия вторжения морской воды впервые были замечены в 1956 году. В ответ на это позже водным округом округа Ориндж был построен проект прибрежного барьера для борьбы с вторжением соленой воды, которое остается заметным и проблематичным по сей день. Известный как Водозабор 21 , район построил семь добывающих скважин, расположенных в 2 милях от побережья, для перехвата и отправки соленой воды обратно в море. Дальше вглубь суши была построена серия из 23 нагнетательных скважин, чтобы создать мощный гидравлический барьер между соленой и пресной водой. Подача воды на Водозавод 21 проходит несколько этапов, прежде чем достигнет нагнетательных скважин. Этот искусственный гидравлический процесс включает в себя отгонка воздуха , рекарбонизация, мультимедийная фильтрация, секвестрация углерода и хлорирование . Ежегодно добывается 23 000 акров футов воды для подачи этого количества воды в каждую нагнетательную скважину для формирования эффективного, но неэффективного гидравлического барьера. После того, как каждая капля воды проходит каждую обработку, нагнетательные скважины распределяют это огромное количество пресной воды в океан и в бассейн подземных вод. Большая часть этой пресной воды поступает в бассейн подземных вод для удовлетворения потребностей потребителей. [ 6 ]
Сакраменто Сан-Хоакин Дельта
[ редактировать ]И система дамб, и острова в дельте помогают защитить гидрологию пресной воды и муниципальные водоочистные сооружения от проникновения соленой воды. В условиях экстремальной засухи совокупного потока пресной воды из всех притоков реки Сан-Хоакин уже недостаточно, чтобы остановить солоноватые потоки, поступающие из залива во время каждого приливного цикла. Государственные чиновники зашли так далеко, что построили дамбы через основные притоки соленой воды во время особенно сильной засухи. [ 7 ] Вторжение соленой воды временно прекращается в весенние месяцы, когда таяние снега и дождевой сток увеличивают объемы воды, переносимые реками Сан-Хоакин и Сакраменто, предотвращая вторжение соленой воды. Ожидается, что проблема проникновения соленой воды в эту дельту будет усугубляться, поскольку климатические циклы, на которые влияет изменение климата, еще больше подталкивают Калифорнию к засухе, поскольку потоки рек еще больше уменьшаются в летние месяцы после того, как снежный покров ослабевает. [ 8 ] До вмешательства человека соленая вода регулярно затопляла болота в Дельте, но расположение насосных станций, обеспечивающих воду для сельскохозяйственных и бытовых нужд, означает, что вторжение соленой воды было бы катастрофическим для водоснабжения штата. Здоровье естественно образовавшихся барьерных островов имеет решающее значение для дальнейшего исключения соленой воды и является активной областью исследований. [ 9 ] [ 10 ]
Сельскохозяйственный дренаж в дельте
[ редактировать ]В самой южной части Дельты концентрация соленой воды увеличивается, поскольку фермеры орошают свои посевы для получения свежих продуктов. Засоление сельскохозяйственных дренажных вод усилилось в процессе орошения. В некоторых случаях в дельте может не остаться воды, которую можно было бы вымыть и вытолкнуть обратно соленую воду внутри дельты, особенно в южной части дельты. Это создает локальные проблемы с соленостью, которые водохозяйственным предприятиям необходимо решать или смягчать, поскольку соленость имеет высокую концентрацию. [ 10 ]
Суйсун Марш
[ редактировать ]Болото Суисун — одно из крупнейших водно-болотных угодий с солоноватой водой в дельте Сакраменто-Сан-Хоакин. В этой водной среде обитания встречаются пресная и соленая вода. Здесь находится 230 миль дамб, защищающих болото Суйсун. Соленость дельты сильно повлияла на общее состояние болота Суйсун. Сюда входит экосистема этой территории, включающая живые растения и соседние виды. Ворота контроля солености болота Суисун Государственного водного проекта управляют приливными потоками, чтобы ограничить проникновение соленой воды из соленых приливных потоков. Департамент водных ресурсов Калифорнии построил эти ворота для контроля приливных потоков, чтобы ограничить высокий уровень солености, впервые попадающий из залива Гризли и через болото Монтесума. [ 11 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Проникновение морской воды в грунтовые воды» . Леннтех .
- ^ Абд-Элати, Исмаил; Абд Эльхамид, Хани Фархат; Джавади, Акбар (7 ноября 2016 г.). «Численный анализ влияния изменения гидравлических параметров на проникновение соленой воды в прибрежные водоносные горизонты». Инженерные расчеты . 33 (8): 2546–2564. дои : 10.1108/EC-11-2015-0342 . ПроКвест 1830615685 .
- ^ Исследование, Калифорнийский центр водных наук, Геологическая служба США. «Вторжение морской воды — SGMA — Центр водных наук Геологической службы США штата Калифорния» . ca.water.usgs.gov .
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Брей, Бенджамин С.; Да, Уильям В.-Г. (1 марта 2008 г.). «Улучшение работы барьера для морской воды с помощью оптимизации моделирования в Южной Калифорнии». Журнал планирования и управления водными ресурсами . 134 (2): 171–180. дои : 10.1061/(ASCE)0733-9496(2008)134:2(171) .
- ^ «Вторжение соленой воды в прибрежные водоносные горизонты Лос-Анджелеса – связь с морской средой – FS 030-02» . pubs.usgs.gov .
- ^ https://www.ocwd.com/media/2451/water-factory-21-brochure.pdf . [ только URL-адрес PDF ]
- ^ Александр, Куртис (19 мая 2021 г.). «Штат планирует построить стену стоимостью 30 миллионов долларов, чтобы остановить проникновение соленой воды в дельту — последствия засухи» . СФ-хроника . Проверено 27 апреля 2022 г.
- ^ Ченовет, Джонатан (август 2008 г.). «Вода, вода повсюду». Новый учёный . 199 (2670): 28–32. дои : 10.1016/S0262-4079(08)62124-7 .
- ^ Лунд, Джей; Ханак, Эллен; Флинор, Уильям; Беннетт, Уильям; Ховитт, Ричард (2010). книга: Сравнение фьючерсов для Сакраменто, дельта Сан-Хоакина Книга «Сравнение фьючерсов для Сакраменто, дельта Сан-Хоакина» . Издательство Калифорнийского университета. ISBN 9780520945371 .
- ^ Jump up to: а б «Дельта Сакраменто-Сан-Хоакин и соленость» . Фонд водного образования . 22 июня 2020 г.
- ^ «Суйсун Марш» . Фонд водного образования . 22 июня 2020 г.