Utiliser les eaux de crue pour surmonter les sécheresses – Technoguide

Les eaux de crue ne sont pas ce que la plupart des gens considèrent comme une bénédiction. Mais ils pourraient aider à remédier aux systèmes d’eaux souterraines de plus en plus desséchés de Californie, selon une nouvelle étude menée par Stanford. La recherche, publiée dans Science Advances, développe un cadre pour calculer les volumes futurs des eaux de crue sous un climat changeant et identifie les domaines dans lesquels les investissements dans les infrastructures hydrauliques vieillissantes de la Californie pourraient amplifier la recharge des eaux souterraines. Alors que l’État est aux prises avec des tempêtes et des sécheresses plus intenses, le stockage des eaux de crue permettrait non seulement de réduire les risques d’inondation, mais également de créer davantage de réserves d’eau pour les périodes plus sèches.

“Il s’agit de la première évaluation complète du potentiel de recharge des eaux de crue en Californie sous le changement climatique”, a déclaré l’auteur principal de l’étude Xiaogang He, professeur adjoint en génie civil et environnemental à l’Université nationale de Singapour qui a poursuivi ses recherches en tant que stagiaire postdoctoral au programme de Stanford. sur l’eau dans l’ouest.

Qu’il s’agisse de rivières débordant dans les plaines de la vallée centrale, de tempêtes à marée haute frappant les zones côtières des basses terres, d’inondations soudaines inondant les déserts du sud ou de villes imperméables chargées de béton qui s’accumulent avec de l’eau, la Californie est vulnérable aux inondations. Par ailleurs, les sécheresses imminentes soulèvent souvent des inquiétudes au sujet de l’approvisionnement en eau, car la diminution des eaux souterraines coule, contamine l’eau potable et réduit les approvisionnements de surface. Ces réserves en baisse entravent également la résilience climatique – pendant les périodes de sécheresse, jusqu’à 60 pour cent de l’eau de l’État provient des eaux souterraines et 85 pour cent des Californiens dépendent de la ressource pour au moins une partie de leur approvisionnement en eau.

Banque d’eau

Alors que le changement climatique intensifie la gravité et la fréquence de ces événements extrêmes, une augmentation des taux de remplissage pourrait aider l’État à atteindre un budget des eaux souterraines plus équilibré. Une pratique, appelée banque d’eau ou recharge gérée des aquifères, consiste à augmenter les infrastructures de surface, telles que les réservoirs ou les pipelines, avec des infrastructures souterraines, telles que les aquifères et les puits, pour augmenter le transfert des eaux de crue pour le stockage dans les bassins souterrains.

Une nouvelle stratégie de gestion des eaux de surface, par rapport aux méthodes plus traditionnelles comme les réservoirs et les barrages, les réserves d’eau présentent de multiples avantages, notamment la réduction des risques d’inondation et l’amélioration des services écosystémiques. Alors que les bassins d’eaux souterraines offrent un vaste réseau pour la conservation de l’eau, l’identification des zones de choix pour le réapprovisionnement, les infrastructures de jaugeage nécessaires et la quantité d’eau disponible restent essentielles, en particulier dans un climat réchauffé et incertain.

“L’intégration de la recharge gérée de l’aquifère avec les eaux de crue dans une infrastructure de gestion de l’eau déjà complexe offre de nombreux avantages, mais nécessite un examen attentif des incertitudes et des contraintes. Notre compréhension croissante du changement climatique en fait un moment opportun pour examiner le potentiel de ces avantages”, a déclaré l’auteur principal David Freyberg, professeur agrégé de génie civil et environnemental à Stanford.

Les chercheurs ont conçu un cadre pour estimer la disponibilité future des eaux de crue à travers l’État. En développant un modèle informatique hybride utilisant des simulations hydrologiques et climatiques et des outils statistiques, l’équipe a calculé l’eau disponible pour la recharge dans différents scénarios de changement climatique jusqu’en 2090. Ils ont également identifié les domaines dans lesquels les investissements dans les infrastructures devraient être prioritaires pour exploiter le potentiel des crues et augmenter la recharge.

Eaux de crue du futur

L’équipe a constaté que la Californie connaîtra une augmentation des eaux de crue à la fois en raison de pluies plus abondantes et d’une fonte des neiges plus précoce en raison de températures plus chaudes, sous une fenêtre de plus en plus étroite de temps humide concentré. En particulier, la rivière Sacramento et la côte nord, ainsi que la région du nord et du centre de la Sierra Nevada, verront des volumes d’eau de crue plus importants. Ces déluges pourraient surcharger les infrastructures hydrauliques actuelles, telles que les réservoirs et les aqueducs. Cependant, si la région est prête avec des infrastructures supplémentaires de dérivation des eaux de crue, telles que des canaux ou des pipelines, elle pourrait maximiser le potentiel de recharge et en transférer une plus grande partie vers le sud aride de la Californie.

Les projections futures révèlent des conditions inchangées ou, dans certains cas, même plus sèches dans le sud de la Californie. Cet écart grandissant est une mauvaise nouvelle pour la région, qui a actuellement des besoins d’épuisement et de recharge des eaux souterraines plus importants que son homologue nordique. Cette inadéquation entre l’abondance et les besoins en eau révèle un défi majeur pour les pratiques de recharge, en termes de déplacement de grands volumes d’eau de l’endroit où elle sera disponible dans le nord de la Californie vers là où elle sera nécessaire vers le sud.

Les chercheurs ont également découvert que les estimations de la recharge pour la vallée de San Joaquin – l’une des régions agricoles les plus productives du monde – pourraient aider à reconstituer une grande partie des aquifères souterrains épuisés. Située au pied des montagnes de la Sierra Nevada, cette région devra accueillir de plus grands volumes d’eau à la fois au-dessus et au-dessous de la surface afin de maximiser le potentiel de remplissage. Les gestionnaires de l’eau devront étendre les projets d’adduction et y rouvrir les réservoirs.

Alors que les impacts climatiques sont l’influence la plus dominante, les chercheurs soulignent que d’autres facteurs, y compris la capacité des infrastructures, les contraintes politiques, les préoccupations financières et environnementales doivent être pris en compte conjointement au cours du processus de planification.

Le cadre de l’étude est adaptable et évolutif pour gérer la sécheresse, les inondations et les aquifères souterrains épuisés dans le monde entier.

«À l’échelle mondiale, seulement 1 pour cent de la recharge des eaux souterraines provient de la recharge gérée de l’aquifère», a-t-il déclaré. “Ce travail peut être appliqué pour aider d’autres aquifères épuisés, tels que la plaine de la Chine du Nord ou le Gange supérieur en Inde, à atteindre et à maintenir des niveaux d’eau souterraine durables.”

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Stanford. Original écrit par Michelle Horton. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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