Ξήρανση: Πώς να αποθηκεύσετε περισσότερα υπόγεια ύδατα για ξηρές εποχές

Πολλά εδάφη στη Γερμανία είναι πολύ ξηρά. Οι βροχοπτώσεις έλειπαν ήδη την άνοιξη, ειδικά τον Μάρτιο.

Ακόμη και η εν μέρει άνω του μέσου όρου βροχόπτωση σε ορισμένες περιοχές τον Απρίλιο και τον Μάιο δεν μπόρεσε να αναπληρώσει την υγρασία που έλειπε στα βαθύτερα στρώματα του εδάφους. Αυτό φαίνεται από την τρέχουσα παρακολούθηση ξηρασίαςτου Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ).

Η πόλη του Μονάχου στη Νότια Γερμανία έχει απαγορεύσει το γέμισμα ιδιωτικών πισινών και το πότισμα χλοοτάπητα.

Μετά από ένα ακραίο κύμα καύσωνα στα τέλη Ιουνίου, ο επόμενος πυροδοτεί ήδη την Ευρώπη, ασκώντας ακόμη μεγαλύτερη πίεση στους φθίνοντες πόρους των υπόγειων υδάτων.

Όποιος έχει κήπο και δεξαμενή νερού γνωρίζει το πλεονέκτημα της συλλογής του βρόχινου νερού και της χρήσης του όταν η βροχή είναι σπάνια. Αλλά τα υπόγεια ύδατα λειτουργούν επίσης σαν μια τεράστια δεξαμενή νερού.

Περιέχοντας σχεδόν το μισό από το πόσιμο νερό του κόσμου, τα υπόγεια ύδατα σχηματίζονται όταν το νερό εισχωρεί στο έδαφος και συσσωρεύεται πάνω από αδιαπέραστα στρώματα βράχου ή αργίλου στο υπέδαφος. Είναι συχνά η μόνη πηγή νερού σε άνυδρες περιοχές.

Τα επίπεδα των υπόγειων υδάτων πέφτουν παγκοσμίως

Τα πολύτιμα υπόγεια ύδατα εξορύσσονται επί του παρόντος με τριπλάσιο ρυθμό από ό,τι πριν από 50 χρόνια.

Το πρόβλημα της πιο εντατικής χρήσης του νερού επιδεινώνεται από τη συχνότερη ξηρασία που συνδέεται με την κλιματική αλλαγή. Ακόμη και κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων, το ξεραμένο έδαφος δεν μπορεί να απορροφήσει αρκετό νερό.

Όλο και περισσότερες εκτάσεις στρώνονται επίσης, με αποτέλεσμα το νερό της βροχής να τρέχει από την επιφάνεια αντί να εισχωρεί στο έδαφος – που σημαίνει ότι δεν μπορεί να συλλεχθεί για χρήση σε περιόδους ξηρασίας.

Ακόμη και σε χώρες με σχετικά υψηλές βροχοπτώσεις, όπως η Γερμανία, τα επίπεδα των υπόγειων υδάτων πέφτουν σημαντικά, με πηγάδια που ανοίγονται όλο και πιο βαθιά σε ορισμένες περιοχές για να φτάσουν στο νερό.

Τα αποθέματα υπόγειων υδάτων μπορούν να αναπληρωθούν μόνο εάν εισέλθει αρκετή βροχή στο έδαφος. Αλλά η υπερεκμετάλλευση των υπόγειων υδάτων σημαίνει ότι εξάγεται περισσότερο νερό από ό,τι μπορεί να αποκατασταθεί.

Τώρα, περισσότεροι από 2 δισεκατομμύρια άνθρωποι και το 40% της παγκόσμιας γεωργικής παραγωγής εξαρτώνται από τα υπόγεια αποθέματα υπερεκμετάλλευσης.

Στοχευμένη αποθήκευση υπόγειων υδάτων για την καταπολέμηση της ξηρασίας και των πλημμυρών

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον υδρογεωλόγο Thomas Baumann από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου ανέπτυξε μια συσκευή “Έξυπνης αποθήκευσης νερού καταιγίδας” για την αντιμετώπιση της εξάντλησης των υπόγειων υδάτων.

«Η ιδέα μας ήταν να συνδυάσουμε την προστασία από τις πλημμύρες με την πρόληψη της ξηρασίας», είπε η Lea Augustin, άλλη υδρογεωλόγος που συνεργάζεται με τον Baumann.

Η εγκατάσταση βρίσκεται σε μια λοφώδη περιοχή καλλιέργειας λυκίσκου περίπου 60 χιλιόμετρα (περίπου 40 μίλια) βόρεια του Μονάχου, όπου οι έντονες βροχοπτώσεις προκαλούν συχνά πλημμύρες και όπου τα υπόγεια ύδατα εξαντλούνται σημαντικά για πόσιμο νερό και άρδευση.

ΕΝΑ

Το έργο αποθήκευσης νερού λειτουργεί συλλέγοντας πρώτα νερό σε μια λεκάνη κατακράτησης κατά τη διάρκεια έντονης βροχής. Στη συνέχεια καθαρίζεται και αφαιρούνται οι ρύποι. Το καθαρό νερό στη συνέχεια ρέει μέσω σωλήνων στα λεγόμενα πηγάδια διείσδυσης που το διοχετεύουν περίπου 30 μέτρα (100 πόδια) βαθιά στο έδαφος. Καθώς η στάθμη των υπόγειων υδάτων ανεβαίνει, το νερό μπορεί να αντληθεί ξανά μέσω φρεατίων.

Τα υπόγεια ύδατα δεν εξατμίζονται

Η πρωτεύουσα της Ναμίμπια, Windhoek, εργάζεται επίσης για την αναπλήρωση των υπόγειων υδάτων. Η πόλη βρίσκεται στα άνυδρα υψίπεδα της χώρας όπου οι βροχοπτώσεις είναι σπάνιες. Στα τέλη της δεκαετίας του 1960, τα υπόγεια ύδατα θεωρούνταν ήδη υπερεκμεταλλευόμενα.Â

Εκείνη την εποχή, το Windhoek απάντησε με το να γίνει μια από τις πρώτες πόλεις στον κόσμο που μετατρέπουν τα λύματα σε πόσιμο νερό.

Και από το 2002, πηγάδια διείσδυσης έχουν χρησιμοποιηθεί για τη διοχέτευση αυτού του επεξεργασμένου νερού στο έδαφος. Το νερό που προέρχεται από μερικές φορές απομακρυσμένες δεξαμενές χρησιμοποιείται επίσης για την αναπλήρωση των υπόγειων υδάτων.

Το πλεονέκτημα είναι ότι εξατμίζεται πολύ λιγότερο νερό υπόγεια σε σύγκριση με ανοιχτές δεξαμενές, επιτρέποντας καλύτερη διατήρηση των σπάνιων υδάτινων πόρων.

Η Καλιφόρνια βασίζεται στην αποθήκευση των υπόγειων υδάτων

Όλο και περισσότερες τεχνικές αποκατάστασης των υπόγειων υδάτων, μερικές φορές γνωστές ως διαχειριζόμενη αναπλήρωση υδροφορέων, αναπτύσσονται παγκοσμίως.

Αυτά περιλαμβάνουν την ανακατεύθυνση του υπερβολικού νερού της βροχής ή της πλημμύρας σε τάφρους ή μεγάλες λεκάνες πριν εισχωρήσει αργά στο έδαφος. Η μέθοδος είναι λιγότερο δαπανηρή από τα τεχνικά συστήματα, αλλά απαιτεί πολύ χώρο. Χρειάζεται επίσης περισσότερος χρόνος για να φτάσει το νερό στον υδροφόρο ορίζοντα.

Τέτοιες λεκάνες διείσδυσης υπάρχουν σε πολυάριθμες τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένου του ποταμού San Gabriel στη μητροπολιτική περιοχή του Λος Άντζελες.

Η πολιτεία της Καλιφόρνια που πλήττεται από την ξηρασία των ΗΠΑ θεωρεί την επαναφόρτιση του υδροφόρου ορίζοντα ως βασική στρατηγική για την αντιμετώπιση των ακραίων καιρικών φαινομένων που σχετίζονται με το κλίμα, σύμφωνα με την κρατική υπηρεσία ύδρευσης. Μόνο το 2023, περισσότερα από 4,1 εκατομμύρια στρέμματα ποδιών νερού – που ισοδυναμούν με περισσότερα από 5 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα, εισήχθησαν στον οργανισμό.

Πλημμύρες χωραφιών για αύξηση των υπόγειων υδάτων

Μια άλλη επιλογή είναι η στοχευμένη πλημμύρα γεωργικής γης όταν απειλείται η ακραία βροχή, επιτρέποντας τη δέσμευση των πλημμυρικών υδάτων και τη διοχέτευση τους στα υπόγεια ύδατα. Το πλεονέκτημα: Η γη μπορεί να συνεχίσει να χρησιμοποιείται για τη γεωργία αφού το νερό έχει διαρρεύσει.Â

Δεδομένου ότι οι γεωργικές εκτάσεις και τα βοσκοτόπια αντιπροσωπεύουν περίπου το 40% της παγκόσμιας έκτασης, αυτή η μέθοδος έχει μεγάλες δυνατότητες. Ωστόσο, λειτουργεί μόνο υπό ορισμένες προϋποθέσεις.

Τα φυτά δεν πρέπει να καταστραφούν. Επιπλέον, κανένας ρύπος ή παθογόνος παράγοντας από τα νερά της πλημμύρας δεν πρέπει να εισέρχεται στα υπόγεια ύδατα, καθιστώντας δύσκολη την εφαρμογή.

Η αποκατάσταση του ποταμού αναπληρώνει τα επίπεδα των υπόγειων υδάτων

Η ίδια η φύση μπορεί επίσης να βοηθήσει. Όταν τα ποτάμια αποκαθίστανται, επεκτείνονται. Στη συνέχεια, μπορούν να εξαπλωθούν κατά τη διάρκεια των πλημμυρών, δημιουργώντας ρηχά πλευρικά κανάλια και πισίνες.

Αυτά αιχμαλωτίζουν τα νερά της πλημμύρας, μερικά από τα οποία εισχωρούν επίσης στο έδαφος. Οι μικροοργανισμοί της πλημμυρικής πεδιάδας φιλτράρουν επίσης το νερό, που σημαίνει ότι η διαδικασία αναπληρώνει και καθαρίζει τα υπόγεια ύδατα.

Ταυτόχρονα, μειώνεται ο κίνδυνος ζημιών από πλημμύρες.

Συγκομιδή υπόγειων υδάτων απευθείας από ποτάμια ή λίμνες

Στη Γερμανία, το πόσιμο νερό λαμβάνεται συχνά έμμεσα από τα ποτάμια μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως φιλτραρίσματος όχθες.

Εδώ, τα υπόγεια ύδατα αντλούνται από πηγάδια που βρίσκονται κοντά σε ποτάμια ή λίμνες, δημιουργώντας ένα κενό. Το νερό από τον ποταμό στη συνέχεια ρέει για να το αντικαταστήσει. Καθώς περνά μέσα από το έδαφος, φιλτράρεται φυσικά. Το φιλτράρισμα τράπεζας παρέχει περισσότερο από το ήμισυ του πόσιμου νερού του Βερολίνου.

Τα φράγματα διείσδυσης διοχετεύουν επίσης το νερό του ποταμού στα υπόγεια ύδατα. Πρόκειται για δομές στην κοίτη που μειώνουν την ταχύτητα ροής, ή φράξουν προσωρινά τον ποταμό. Όταν το νερό ρέει πιο αργά, περισσότερο από αυτό μπορεί να εισχωρήσει στο έδαφος.Â

Σε άνυδρες περιοχές όπως η Κένυα, κατασκευάζονται μικρά φράγματα άμμου σε πολλά σημεία κατά μήκος της ροής του ποταμού. Έχουν σχεδιαστεί για να διατηρούν την άμμο που μεταφέρουν τα ποτάμια κατά την περίοδο των βροχών. Το στρώμα άμμου που προκύπτει στα φράγματα χρησιμεύει ως πρόσθετος υδροφόρος ορίζοντας, φιλτράροντας περαιτέρω το νερό καθώς διαρρέει μέσα από τα κενά της άμμου στα υπόγεια ύδατα.

Μέσω φρεατίων κατάντη, τα υπόγεια ύδατα αντλούνται στη συνέχεια ακόμη και κατά τις ξηρές περιόδους. Και εδώ, η αποθήκευση των υπόγειων υδάτων έχει ως αποτέλεσμα σημαντικά λιγότερες απώλειες μέσω της εξάτμισης σε σχέση με την υπέργεια αποθήκευση. Αυτό ωφελεί τους ανθρώπους, τα ζώα και τη βλάστηση, η οποία ανακάμπτει όταν ανεβαίνει η στάθμη των υπόγειων υδάτων

Αυτό το άρθρο γράφτηκε αρχικά στα γερμανικά.