Tiefere Brunnen werden Amerikas Grundwasserproblem nicht lösen

Tiefere Brunnen werden Amerikas Grundwasserproblem nicht lösen

Die Menschen bohren tiefere Brunnen, um Wasser zu finden. Dies geht aus dem ersten umfassenden Bericht über Grundwasserbrunnen in den angrenzenden Vereinigten Staaten hervor.

Grundwasser ist zwar nicht in Sicht, aber für über 100 Millionen Amerikaner, die es für ihr Leben und ihren Lebensunterhalt benötigen, ist es alles andere als unsinnig. Leider werden die Brunnen trocken und die Wissenschaftler fangen gerade erst an, die komplexe Landschaft der Grundwassernutzung zu verstehen.

In der neuen Studie analysierten die Forscher Daten von fast 12 Millionen Bohrlöchern im ganzen Land in jahrzehntelangen Aufzeichnungen. Die Forscher hatten verschiedene Fragen zur Grundwassernutzung, die sie ansprechen wollten. Zunächst wollten sie herausfinden, wo sich die Brunnen im Land befinden und welchen Zwecken sie dienen - inländisch, industriell oder landwirtschaftlich. Sie wollten auch die Tiefen von Bohrlöchern in verschiedenen Gebieten verfolgen und testen, ob die Bohrlöcher im Laufe der Zeit tiefer gebohrt werden.

Die Forscher konzentrierten sich auf Regionen, von denen bekannt ist, dass sie vom Grundwasser abhängen, wie das kalifornische Central Valley, und sammelten eine Fülle von Informationen über verschiedene Arten von Brunnen im ganzen Land. Grundwasser ist in der Regel eine Angelegenheit der staatlichen Verwaltung, daher mussten sie ihre Daten aus einer Vielzahl von Quellen sammeln.

"[Das war] eine der größten Hürden", sagt Co-Autorin Debra Perrone, eine Assistenzprofessorin in der Abteilung für Umweltstudien an der University of California in Santa Barbara.

„Es dauerte ungefähr vier Jahre, bis wir all diese Datenquellen gesammelt und qualitätsgesichert hatten“, fügt Co-Autor Scott Jasechko hinzu, ein Assistenzprofessor an der Bren School of Environmental Science & Management der UC Santa Barbara.

Trockenlaufende Grundwasserbrunnen

Wissenschaftler wissen, dass die Erschöpfung des Grundwassers dazu führt, dass einige Brunnen trocken laufen. Wenn die Bedingungen stimmen, kann das Bohren neuer und tieferer Brunnen dieses Problem für diejenigen abwenden, die es sich leisten können. In der Tat stellten Perrone und Jasechko fest, dass neue Bohrlöcher zwischen 1.4- und 9.2-Zeiten immer tiefer werden, je flacher sie gebohrt werden.

Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass 79 in% der untersuchten Bereiche tiefgreifende Trends in einem Fenster zwischen 1950 und 2015 aufwies. Zu den Hotspots dieser Aktivität zählen unter anderem das kalifornische Central Valley, die High Plains im Südwesten von Kansas und die Atlantic Coastal Plain.

„Wir waren überrascht, wie weit verbreitet das Bohren von Tiefen ist“, sagt Jasechko. Nachrichtenmedien hatten den Trend in Orten wie dem Central Valley dokumentiert, aber er ist auch in vielen anderen Teilen des Landes weit verbreitet. Dazu gehören Orte wie Iowa, in denen das Grundwasser nicht so intensiv untersucht wurde, bemerkt er.

Die Gründe für tieferes Bohren sind laut Perrone unterschiedlich. Zum Beispiel bohren Menschen tiefer, um zu vermeiden, dass Verunreinigungen von der Oberfläche in Grundwasserleiter eindringen, oder um auf Grundwasserleiter zuzugreifen, für die weniger strenge Entnahmevorschriften gelten, erklärt sie. Einige Menschen bohren möglicherweise tiefer, um mehr Wasser zu gewinnen.

„Wir stellen fest, dass an Orten mit sinkendem Wasserstand einige Menschen tiefer bohren, um zu vermeiden, dass ihre primäre Wasserversorgung versiegt“, sagt Perrone. "Unabhängig von den Gründen, warum Amerikaner tiefer bohren, schlagen wir vor, dass tieferes Bohren von Bohrlöchern eine unhaltbare Lücke zur Grundwasserverschöpfung darstellt."

4-Gründe für tiefere Bohrungen

Vier Hauptfaktoren erklären, warum tiefere Bohrungen Wasserprobleme nicht auf unbestimmte Zeit lösen. Für den Anfang kostet es mehr und es erfordert mehr Energie, um Wasser aus dem tiefen Untergrund zu pumpen, als Wasser, das näher an der Oberfläche ist.

Die Geologie stellt eine weitere Herausforderung dar: Tiefere Schichten sind für die Grundwassergewinnung in der Regel weniger geeignet. Und schließlich wird das Grundwasser in der Tiefe tendenziell salziger, sodass es ab einem bestimmten Punkt unbrauchbar wird, wenn es nicht behandelt wird. Infolgedessen gibt es in vielen Regionen einen Grund dafür, wie tief wir produktiv nach Wasser bohren können.

Dieses Problem trifft ländliche Gemeinden besonders stark. „Grundwasser ist eine wichtige Ressource für ländliche Gemeinden“, sagt Perrone. „Unsere früheren Arbeiten haben gezeigt, dass ländliche Grundwasserbrunnen besonders anfällig für Trockenheit sind.“

Darüber hinaus haben diese Gemeinden häufig weniger Kapazitäten, um ihre Grundwasserinfrastruktur zu aktualisieren. Grundwasser sei auch für den Agrarsektor wichtig, der es häufig zur Bewässerung benötigt, insbesondere bei Dürreperioden, fügt sie hinzu.

Bewusste Steuerung und Bewirtschaftung des Grundwassers haben sich als aktive Bereiche herausgestellt, um dieser Herausforderung zu begegnen. Die Idee ist, die Grundwassernutzung gewissenhafter zu gestalten und die Praktiken effektiver zu regulieren und zu überwachen. Weitere Forschungen zur kontrollierten Wiederauffüllung von Grundwasser sind im Gange, nämlich die Anregung des Wassers, wieder in den Untergrund einzudringen. Dies kann normales Oberflächenwasser, Hochwasser oder aufbereitetes Wasser sein. Und besonders in trockenen Gebieten wird überlegt, ob der Einsatz von recyceltem Wasser verstärkt werden soll.

Das neue Papier bietet zusätzlichen Kontext zu einem von Perrone und Jasechko vergangene Studien wo sie fanden, dass die Vereinigten Staaten möglicherweise weniger brauchbares Grundwasser haben als bisher angenommen. Es knüpft auch an Perrones Arbeiten zur Grundwasserpolitik in den USA an. Sie plant, sich in Zukunft mit den rechtlichen Rahmenbedingungen für die Grundwassernutzung zu befassen.

"Mein Ziel ist es, zu verstehen, welche Arten von Gesetzen in den westlichen 17-Staaten verabschiedet werden, um die Grundwasserentnahme auf nachhaltigere Weise zu steuern", sagt sie.

Ihre Ergebnisse erscheinen in der Zeitschrift Natur Nachhaltigkeit.

Quelle: UC Santa Barbara

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