加州如何在晴天为雨水做好储存准备

认识一下海伦·达尔克,一位水的银行家

海伦·达尔克在加州大学戴维斯分校的办公室窗外,云层低垂,仿佛触碰着建筑。雨下得很大,在一个长期干旱、正经历五年旱灾的州,这很不寻常。“看起来像是世界末日,”达尔克愉快地说。

作为一名研究水如何在岩石、土壤、田野和农场之上及之中流动的 the hydrologist and professor,她算得上是水方面的专家。在过去的两年里,达尔克在这样的日子里做着水资源保护者可能会觉得令人发指的事情:穿着及膝的橡胶靴,站在雨中,打开休耕农场或果园的喷淋器,任由它们喷水。她很擅长。她可以在42天内喷洒约4500万加仑的水。

她承认:“我从小就对水着迷。我总是喜欢玩水。”达尔克的喷淋“游戏”可能会改变加州对天气的看法,以及我们所有人如何节约用水。她的洪水实验旨在找出人类是否能够利用冬季的雨季,有针对性地补充因干旱而枯竭的地下含水层——即储存我们农业和饮用水的深层渗透性岩石。

今年的情况尤为令人关注,冬季的风暴向加州水库输送了高达3500亿加仑的水。官员们不得不打开水闸,将多余的水排向下游,最终排入大海。这就像在烧钱。而且我们已经这样烧了很久了。

达尔克曾帮助埃塞俄比亚、南非和瑞典解决水资源问题。据她估计,自20世纪30年代以来,加州已损失了1亿英亩·英尺的地下水。她出生在德国莱比锡,得知这个数字时感到非常惊讶。“一英亩·英尺的水相当于一个足球场覆盖着一英尺深的水,”她说,停顿了一下,让这个画面印在脑海里。“所以想象一下1亿个足球场的水量。”

达尔克和她的同事们现在希望通过将这些“足球场”的水分流到该州400万英亩的休耕冬季农田和果园中来“储存”它们——使用与夏季灌溉相同的管道和喷淋系统——有效地将水储存起来,以便在晴天抽回使用。

在一次有计划的洪水实验后,达尔克会部署探地雷达、遥感器和野外化学试剂盒,以测量诸如多少水到达地下含水层、植物和树木如何应对洪水、多少化肥渗入地下水等指标。她还会测量产量是否受到影响。她从2014年开始进行的为期三年的试点研究是同类研究中规模最大的,旨在安抚那些担心作物损坏的农民和担忧潜在地下水污染的卫生官员。

到目前为止,达尔克发现的许多结果包括:90%的洪水能够到达地下水位;在合适的土壤中,苜蓿可以承受相当于26英尺降雨量的水分;而她认为“自然生长在河岸土壤中的山核桃树,能够很好地适应冬季湿润的根部。”

达尔克接下来将在杏树种植园进行进一步研究,她和她的团队将监测根系生长和树木水分含量。“我只希望我们不会杀死任何树,”她说。至少,她会在浸泡这个地方的过程中获得乐趣。“下雨的时候,发生了很多事情,”她解释说。“这是一个自然系统。而且非常迷人。”

多亏了她的着迷,我们可能很快就能为干旱的日子储存下雨天。

本文最初发表于《大众科学》2017年3月/4月号,标题为“水的银行家”。

 

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