p A água subterrânea representa 30 a 50 por cento do abastecimento de água da Califórnia, mas até recentemente havia poucas restrições colocadas em sua recuperação. Então, em 2014, a Califórnia se tornou o último estado ocidental a exigir a regulamentação de suas águas subterrâneas. Com prazos a partir deste ano, pela primeira vez, os gestores de água na principal região agrícola do país - o Vale Central do estado - têm a tarefa de estimar a disponibilidade de água subterrânea. É um desafio tecnológico assustador. p Agora, uma nova abordagem computacional desenvolvida por cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia (Berkeley Lab) oferece um método simples e de alta tecnologia:ele combina imagens de alta resolução derivadas por satélite com modelagem computacional avançada para estimar a mudança de volume do aquífero observada deformação do solo. O método pode ajudar a otimizar o rastreamento de águas subterrâneas em uma região, assim que várias agências de gestão locais começarem a enviar planos de gestão de água para cumprir com a Lei de Gestão de Águas Subterrâneas Sustentáveis ​​de 2014 (ou SGMA, pronunciado "sigma).

p "A seca tem prevalecido ao longo da história da Califórnia e é inevitável no futuro. Os métodos tradicionais de medição dos níveis de água subterrânea têm limitações para o tipo de gestão integrada exigida pelo SGMA, "disse Peter Nico, um geoquímico ambiental do Berkeley Lab, e pesquisador envolvido no esforço. "Usando esta técnica, é possível criar um modelo 'vivo' de recursos hídricos subterrâneos para o Vale Central que pode ser atualizado com frequência e usado em uma escala muito local ou em uma escala muito grande. "

p O método aplica um dos principais pontos fortes do Berkeley Lab - computação - a uma área que é um ponto importante de foco para o laboratório:a sustentabilidade da água. Os cientistas acreditam que pode estabelecer a estrutura necessária para os gestores de água retratar os recursos hídricos subterrâneos do Vale Central em um pequeno, escala local e também em uma escala mais ampla que leva em conta os recursos agregados de várias jurisdições próximas.

p O que a deformação da terra diz sobre o volume do aquífero

p Neste projeto, os cientistas aproveitaram dados obtidos de satélites de Radar de Abertura Sintética (SAR) que representam subsidência de superfície observada, ou onde a terra está afundando e a capacidade de armazenamento de água subterrânea diminuiu. Esses dados fornecem um instantâneo muito mais detalhado e de nível macro da compactação de aquíferos, um processo que é sensível aos níveis de água subterrânea em todo o Vale Central. Eles parearam as observações de satélite com um banco de dados público de poços perfurados na Califórnia, a fim de estimar a distribuição espacial do volume do aquífero que é perdido a cada mês no estado devido ao bombeamento.

p Suas descobertas, publicado recentemente na revista Nature Relatórios Científicos , sugerem que o volume do aquífero é influenciado por variações na pressão efetiva no solo ao redor dos poços documentados. Para os períodos estudados, os padrões espaciais de mudanças no volume do aquífero variam significativamente entre os anos que representam a seca (outubro de 2015 a 2016), precipitação (2017), e precipitação quase média (2018), refletindo os desvios no bombeamento de águas subterrâneas, que mudam dependendo das entregas de água de superfície aos agricultores.

p Os pesquisadores acreditam que seus métodos podem ser relativamente simples para as agências locais de sustentabilidade da água subterrânea implementarem porque as estimativas espacialmente explícitas de perda de volume do aquífero são relativamente baratas de se obter. e pode ser usado por agências locais para estimar áreas localizadas de bombeamento intensivo e consumo excessivo de água subterrânea.

p "Esta técnica torna possível avaliar os recursos hídricos subterrâneos não apenas no nível local, mas em uma escala maior, a fim de beneficiar várias partes interessadas, "Nico disse.

p A abordagem hiperlocal corre o risco de dupla contagem da água disponível

p Por muito tempo, a água subterrânea era regularmente bombeada na Califórnia para atender às necessidades de água quando a água de superfície vinha dos rios, lagos, e os riachos eram inadequados - tanto durante os muitos anos de seca persistente que o bombeamento excessivo em massa forçou o estado a aprovar a legislação SGMA.

p O SGMA exige que os usuários de água parem o saque a descoberto e tragam bacias subterrâneas criticamente descobertas para níveis equilibrados de bombeamento e recarga até 2040. Agências locais de sustentabilidade da água subterrânea encarregadas de desenvolver políticas de gestão sustentável para bacias subterrâneas com excesso de inscrições agora enfrentam a difícil tarefa de estimar o uso da água subterrânea e a capacidade de armazenamento do aquífero sem monitoramento sistemático e quantitativo suficiente, de acordo com os pesquisadores do Berkeley Lab.

p Infelizmente, não há nenhum método de baixo custo que tenha se mostrado útil para monitorar o armazenamento de aquíferos em resolução suficientemente alta, mas em extensões espaciais necessárias, mesmo em áreas agrícolas altamente desenvolvidas, como o Vale Central da Califórnia, de acordo com Don Vasco, Cientista sênior do Berkeley Lab e principal autor do artigo para Relatórios Científicos .

p Por exemplo, uma abordagem que utiliza os níveis de água observados no monitoramento de furos em todo o Vale Central para indicar o status do aquífero é amplamente ineficaz, porque os furos são geralmente rasos e podem não representar com precisão a saúde de aquíferos mais profundos. Nem os furos de sondagem tipicamente distribuídos de forma esparsa forneceriam informações em extensões espaciais suficientes para detectar áreas localizadas de alto uso de água.

p "O monitoramento é fundamental para avaliar a perda de capacidade de armazenamento em um determinado aquífero - e para determinar a taxa de esgotamento das águas subterrâneas - em uma resolução que corresponda às necessidades das agências responsáveis ​​pela gestão das águas subterrâneas, de alguns quilômetros a dezenas de quilômetros, "disse o Vasco.

p O Instituto de Políticas Públicas da Califórnia avaliou recentemente 36 planos de sustentabilidade da água subterrânea apresentados ao estado para 11 bacias com descoberto crítico no Vale de San Joaquin - a maior região agrícola da Califórnia. Sua revisão identificou as armadilhas potenciais do gerenciamento hiperlocal, mostrando que, embora as estimativas de abastecimento de água possam parecer razoáveis ​​quando os planos são considerados individualmente, a revisão dos planos em conjunto expõe o potencial que existe para a contagem dupla do abastecimento de água, adotando uma abordagem localizada.

p Essa perspectiva destaca a necessidade de uma ferramenta de monitoramento integrada que possa ser aplicada em pequena escala, mas também forneça uma visão integrada em grandes jurisdições, abrangendo várias áreas de gestão para evitar que quaisquer impactos sejam eliminados.

p "Se adotado em todo o estado, a abordagem de computação que desenvolvemos pode permitir que as novas agências locais de sustentabilidade da água subterrânea (GSAs) estabelecidas no SGMA estimem a variação espacial do uso da água subterrânea para sua própria área e a região maior ao mesmo tempo, "Nico disse.

p A técnica também pode se tornar uma nova abordagem que as partes interessadas em outros estados dos EUA, bem como em outras nações, podem considerar como parte de suas estratégias de gestão de água, disseram os pesquisadores.