Det globale kapløb om grundvand accelererer for at brødføde landbrugets voksende behov

Vand er ved at blive en knap ressource i mange dele af verden. Vandspejlet er faldet i mange regioner i årtier, især i områder med intensivt landbrug. Brønde er ved at blive tørre, og der er få langsigtede løsninger til rådighed - et almindeligt stop har været at bore dybere brønde.

Det er præcis, hvad der skete i Californiens Central Valley. Den seneste tørke der førte til boring af dybere og dybere vandbrønde for at støtte kunstvandet landbrug.

Arizona søger også at bore yderligere brønde for at tackle vandmangel for at støtte landbruget. Floden af ​​Colorado-floden, som leverer vand til mere end 44 millioner mennesker i syv stater, inklusive Arizona, er faldet med tæt på 20 procent de seneste 15 år, sænke vandstanden i Lake Mead, flodens største reservoir.

I henhold til Arizonas foreslåede tørkeberedskabsplan, staten bliver nødt til at reducere sin brug af Colorado River-vand med omkring 500 millioner kubikmeter om året, et beløb svarende til tre gange Calgarys årlige vandforbrug.

Grundvandsforsyninger rundt om i verden er truet af overdreven pumpning, men at bore dybere brønde er ikke en langsigtet løsning. Der er en grænse for tilgængeligheden af ​​fersk grundvand i dybden. En bedre løsning er at styre vandforbruget og undgå for store fald i grundvandsstanden.

Skiftende majsbælte, skiftende vandbehov

Det er måske ikke muligt at bore dybere brønde for at støtte kunstvandet landbrug alle steder. Nyere forskning viser, at dybderne, hvor fersk grundvandsressourcer forekommer, er meget varierende og ikke så omfattende som tidligere antaget.

Dybt fersk grundvand kan findes i dele af Californien og Arizona, men dette er ikke tilfældet under High Plains i det vestlige USA, det amerikanske midtvest eller de canadiske prærier. Intensiv kunstvanding i Kansas, Nebraska, Oklahoma og Texas har udtømt High Plains-akviferen. Brønde i dette område når nu til bunden af ​​friske grundvandsressourcer.

Kunstvanding til landbrug er i øjeblikket ualmindeligt i de canadiske prærier, men dette kan ændre sig i løbet af de kommende årtier. Vandmangel i det sydlige amerikanske højsletter kombineret med klimaændringer kan føre til ændringer i landbrugspraksis i Canada. Når majsbæltet skifter mod nord, efterspørgslen efter vand vil stige.

Vand i Saskatchewan River vandskel er allerede tæt på at være fuldt allokeret i nogle områder. Dampstrømmen i Saskatchewan-flodens udspring er faldet i løbet af vækstsæsonen, som gletsjere og snepakker i Rocky Mountains smelter og skrumper. Grundvandsefterspørgslen vil sandsynligvis stige for at imødegå mangler i vand fra overfladevandkilder.

Udbredt grundvandsudtømning er ikke blevet bemærket i Canada, dels på grund af lav efterspørgsel fra grundvand til dato. Det er ikke klart, hvilket niveau af grundvandspumpning ville være bæredygtigt.

At undersøge dette spørgsmål forud for en udbredt udvikling af grundvandsressourcer på grund af voksende befolkning og ændringer i landbruget er nøglen til at undgå de udbredte udtømningsproblemer, der ses i andre regioner.

Grundvandsnedbrydning ved forurening

Canada har, imidlertid, set problemer med grundvandskvaliteten.

I de canadiske prærier, disse spørgsmål er ofte relateret til olie- og gasudvikling og landbrugspraksis. Saskatchewan har dokumenteret næsten 20, 000 overfladeudslip af kulbrinter og vand fra oliefelter siden 2005. Migration af disse forurenende stoffer og andre, især nitrater fra landbruget, til grundvandsspejlet forringer grundvandskvaliteten.

Et andet problem er forurening af grundvand fra bunden og op. Der er mere end 700, 000 olie- og gasbrønde, og mere end 20, 000 injektionsbrønde, anvendes hovedsageligt til bortskaffelse af saltvand produceret under olie- og gasudvinding i det vestlige Canada. Mere end 23 milliarder kubikmeter væsker, hovedsageligt saltvand produceret under olie- og gasudvinding, er blevet sprøjtet ind i undergrunden - svarende til en femtedel af al verdens olieproduktion siden 1850.

Disse aktiviteter kunne skabe betingelser, der ville tillade migration af kulbrinter, saltvand og andre forurenende stoffer opad i grundvandsforsyninger, der ellers kunne være egnede til landbrug og drikkevandsforsyning.

Påvirkningerne fra olie- og gasindustrien på vandkemi er ikke blevet undersøgt i detaljer på regional skala. De fleste af DE undersøgelser, der er blevet udført, var baseret på data, der blev indsendt, da brøndene oprindeligt blev boret, hvilket betyder, at vi ikke er i stand til at spore ændringer i vandkemi over tid.

Undersøgelser, der undersøger ændringer i vandkemi over tid og den potentielle migration af forurenende stoffer til drikkevandsforsyninger, er sjældne, hovedsageligt på grund af manglende rapporteringskrav til vandkemi og injicerede væsker, sammen med sparsomme overvågningsnetværk.

Grundvand kan spille en stor rolle for at opfylde vandbehovet i det vestlige Canada i løbet af det kommende århundrede. Det er et presserende behov for at forstå, hvor omfattende denne ressource er, og at udvikle bedre ledelsesstrategier.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.