Les prévisions générales à long terme pour la Californie à mesure que le changement climatique s'intensifie :sécheresses plus fréquentes, interrompu par intermittence par des années où de grosses tempêtes apportent la pluie plus rapidement que l'infrastructure hydraulique ne peut en supporter.

Ce temps bipolaire aura de profondes implications pour l'industrie agricole de l'État de 50 milliards de dollars et le réseau élaboré de réservoirs, canaux, et les aqueducs qui stockent et distribuent l'eau. Un système conçu pour l'irrigation et la protection contre les inondations doit s'adapter pour permettre une plus grande conservation. « Les effets du changement climatique nécessitent des changements radicaux dans la gestion de l'eau en Californie, " a écrit le Département des ressources en eau de l'État dans un livre blanc de juin 2018.

Pendant les sécheresses, les agriculteurs et les municipalités ont pompé les eaux souterraines pour augmenter les réserves de surface clairsemées. Après près d'un siècle d'utilisation intensive, de nombreux aquifères sont gravement épuisés. Et la loi californienne de cinq ans réglementant les bassins d'eaux souterraines approche d'un moment de vérité :en 2020, les plans de durabilité sont dus par les agences gérant des aquifères gravement épuisés. Ils doivent soit trouver plus d'eau pour soutenir les aquifères, soit mettre les terres cultivées hors d'usage. La loi—la Loi sur la gestion durable des eaux souterraines, ou SGMA - commence à mordre. Une étude de 2019 du Public Policy Institute of California a prédit qu'au moins 500, 000 acres de terres agricoles finiront par être inutilisées.

Pour soulager la douleur, les ingénieurs cherchent à exploiter une source d'eau non conventionnelle et difficile à manier :les tempêtes torrentielles qui traversent parfois l'océan Pacifique et trempent la Californie. "Nous devons capturer les rivières atmosphériques, " a déclaré Tim Quinn, l'ancien directeur de l'Association of California Water Agencies. Mais, il ajouta, "Nous n'avons pas les bonnes installations de transport. Il n'y a pas assez de stockage pour capturer les rivières atmosphériques." Quinn veut capter les eaux pluviales et les détourner vers des "parkings aquatiques, " comme il les appelle, où l'eau peut refluer dans les aquifères épuisés. Cela sert plusieurs objectifs :restaurer une ressource naturelle épuisée, réduire l'affaissement des terres et assurer l'approvisionnement futur en eau.

Après l'adoption de la loi, groupes, y compris les agences de l'eau nationales et locales, à but non lucratif, Les agriculteurs, et des groupes agricoles comme l'Almond Board, poussent pour augmenter les opportunités de recharge. « SGMA est un énorme pilote, " a déclaré Ashley Boren, directeur exécutif de la conservation durable, une organisation à but non lucratif travaillant avec les agriculteurs et les agences locales de l'eau dans tout l'État. "Il y a un intérêt beaucoup plus grand pour la recharge qu'avant la SGMA."

Dans le bassin de Tulare au sud, les districts d'irrigation ont longtemps dirigé l'eau vers des champs spéciaux conçus pour lui permettre de s'infiltrer rapidement et de recharger les aquifères. Maintenant, "au lieu de s'en tenir aux plans de recharge d'origine, nous rechargeons agressivement, " a déclaré Aaron Fukuda, directeur général du district d'irrigation de Tulare. "Si quelqu'un peut montrer un trou d'un pied par un pied par un pied, Je vais y mettre de l'eau."

"Au lieu de s'en tenir aux plans de recharge d'origine, nous rechargeons agressivement. Si quelqu'un peut pointer un trou d'un pied sur un pied sur un pied, Je vais y mettre de l'eau."

Le collègue de Boren à Sustainable Conservation, Daniel Mountjoy, a déclaré que plus de 120 millions d'acres-pieds d'eaux souterraines "ont été pompées des aquifères californiens" dans la vallée centrale au cours des 70 ou 80 dernières années. Il ajouta, "Je le considère comme un réservoir souterrain géant qui a déjà été construit." Si vous pensez au coût de construction d'un réservoir "—et au coût des permis environnementaux—pourquoi ferions-nous cela alors que nous avons accès à une capacité de 120 millions d'acres-pieds ?"

Refaire l'inondation de la vallée centrale

Comment puiser dans les rivières atmosphériques ? Demandez à Don Cameron, de Helm, qui gère la ferme Terranova sur la fourche nord de la rivière Kings. Il a inondé ses vignobles depuis 2011. Il a investi 14 millions de dollars - 5 millions de dollars d'une subvention DWR et 9 millions de dollars de Terranova-dans des structures de dérivation qui augmenteront la quantité qu'il peut recharger dans le sous-bassin de l'aquifère de Kings de 14 pieds cubes par seconde à 500 cfs, ou 1, 000 acres-pieds par jour. (Un acre-pied équivaut à environ 326, 000 gallons; les ménages californiens moyens utilisent jusqu'à un acre-pied par an.)

Depuis 38 ans, Cameron a géré la ferme, qui cultive 25 cultures différentes, des tomates et de l'ail aux raisins de cuve et, plus récemment, amandiers. "J'ai remarqué il y a quelque temps que la nappe phréatique diminuait de deux pieds par an, " a-t-il dit. " Nous avons réalisé que nous devions faire quelque chose. " Ses efforts initiaux pour construire une infrastructure de recharge - un tuyau, un canal, et un endroit désigné pour la recharge - agrandi il y a neuf ans quand il a reçu 75 $, 000 bourses du Service de conservation des ressources naturelles du ministère fédéral de l'Agriculture. Cela lui a permis de surveiller « si nous pouvions recharger les nappes phréatiques sur les paysages exploités – inonder ses champs, à la fois ceux en jachère et ceux où les cultures permanentes, comme les vignes, a grandi.

"Nous avons commencé à inonder les raisins de cuve. Nous avons gardé l'eau de février à fin juin. Les voisins ont pensé que nous étions fous, que nous ruinions nos raisins. » Il ne l'était pas. Maintenant, il inonde non seulement les vignes, mais aussi les noyers. Il travaille avec DWR, promettant de prélever l'excès d'eau les années d'inondation pour éviter les inondations en aval et a réservé 400 acres comme site de recharge permanent et 1, 200 acres de plus pour la recharge saisonnière.

Son nouveau système comprend une grande structure avec des vannes qui s'ouvrent pour laisser sortir l'eau de la fourche nord de la rivière Kings vers un canal et la grande station de pompage pour extraire l'eau de surface du canal, plus une structure avec des portes qui s'ouvrent pour laisser l'eau sortir de quatre nouveaux tuyaux de 72 pouces et dans un canal, en direction des zones de recharge. Il s'attend à pouvoir se recharger à une vitesse de 500 pieds cubes par seconde, ce qui équivaudrait à 1, 000 acres-pieds par jour, dans l'aquifère appauvri. "La capacité de stockage sous nos pieds se situe entre 2 et 3 millions d'acres-pieds, " at-il dit. "Nous avons un énorme potentiel sous nos pieds."

Il n'est pas seul. Anthéa Hansen, directeur général du Del Puerto Water District, veut également utiliser l'irrigation par inondation pour puiser dans les rivières atmosphériques; son district s'associe à un autre dans le cadre d'un projet pilote de 2 millions de dollars pour recharger les aquifères. Aaron Fukuda à Tulare aide à exploiter un district en utilisant une partie d'une subvention fédérale de 1,95 million de dollars pour construire un nouveau bassin de recharge et étudier les moyens d'étendre les installations de recharge existantes. Dans l'année humide de 2017, son district fournissait de l'eau bon marché aux agriculteurs désireux de la remettre dans l'aquifère. Mais pour un agriculteur individuel, la création d'un bassin de recharge pourrait être coûteuse. Compter le prix du terrain, les frais d'ingénierie et d'excavation, une canalisation pour déplacer l'eau, et les frais de justice, un projet de recharge d'un acre peut coûter 100 $, 000, estimations de Fukuda.

Pour les agences ou les particuliers cherchant à créer de nouveaux bassins de recharge, une nouvelle étude de Stanford propose un outil. L'étude, fait par Rosemary Knight, un professeur de sciences de la Terre, et un ancien Ph.D. L'étudiant Ryan Smith, aujourd'hui professeur adjoint à l'Université des sciences et technologies du Missouri, peut aider ceux qui construisent des bassins de recharge à éviter les problèmes qui affligent le système de livraison du canal Friant-Kern. Le pompage excessif a fait s'affaisser la terre en dessous, serrage de la structure et réduction de sa capacité. L'étude montre comment une combinaison de télédétection satellitaire et aérienne, qui cartographient les couches souterraines de sable et d'argile, peut être utilisé pour prédire comment la recharge peut réduire l'affaissement. La combinaison des sources de données permet de créer des cartes du lien entre la recharge - ou le pompage continu des eaux souterraines - et l'affaissement.

Les opérations de recharge n'ont rien de nouveau; des bassins dédiés parsèment la vallée de San Joaquin et la vallée de Sacramento depuis des années. Le district de stockage d'eau de Rosedale-Rio Bravo du comté de Kern remonte à 1959. De telles opérations ont permis d'augmenter le total d'eau rechargée pour la vallée de San Joaquin à 6,5 millions d'acres-pieds en 2017—un an, comme l'actuel, trempés par les rivières atmosphériques. Mais la quantité totale d'afflux dans les eaux de surface était plus proche de 30 millions d'acres-pieds, PPIC signalé. Alors que le volume de pluie et le volume de recharge étaient exceptionnels, les chercheurs disent que plus de recharge était possible. Une moyenne annuelle d'environ 500, 000 acres-pieds de potentiel de recharge sont disponibles, soit environ un quart du déficit annuel moyen des eaux souterraines dû au pompage excessif.

Le Département des ressources en eau de l'État a un programme consacré à l'amélioration de la recharge à la ferme appelé Flood Managed Aquifer Recharge, ou FloodMAR. Kamyar Guivetchi de DWR a déclaré qu'ils travaillaient avec le district d'irrigation de Merced pour déterminer la quantité d'eau pouvant être rechargée sur les terres agricoles du bassin versant de la rivière Merced. Au-delà de ça, il a dit, « Nous voulons élargir l'empreinte » de nouveaux projets. Les obstacles qu'il voit vont au-delà des infrastructures. "Il ne s'agit pas de grandes infrastructures, il s'agit d'une grande collaboration" entre privés, intérêts publics et à but non lucratif.

Buzz Thompson, un professeur de droit de Stanford, se concentre sur le problème du déplacement de l'eau. "L'essentiel est que dans les années vraiment humides, nous n'avons pas la capacité de stocker toute l'eau disponible, ", a-t-il déclaré. Les obstacles juridiques incluent le système vieux de 120 ans de droits individuels établis sur des quantités d'eau spécifiques. Ceux-ci doivent être respectés avant que l'excédent puisse être prélevé pour la recharge. Il en va de même des exigences relatives aux livraisons d'eau environnementales garantissant que les poissons obtiennent suffisamment d'eau. Le plus problématique :« À l'heure actuelle, la plus grande quantité d'eau de surface est disponible au nord du delta de la baie et certains des meilleurs sites de stockage se trouvent au sud du delta, " dit-il. Tant que le Delta est un goulot d'étranglement des transports, qui limite la quantité qui peut être stockée.

Un hic :à qui appartient l'eau rechargée ?

Une incitation poussant les agriculteurs à se recharger est le fait de savoir que pendant les années sèches, ils auront accès à l'eau qu'ils ont déposée pendant les années humides. Les districts d'irrigation et les agences de durabilité des eaux souterraines n'ont pas une approche commune de la question du crédit. "Avec SGMA, chaque agence va établir ses propres règles, " a déclaré Mountjoy de Sustainable Conservation. " Appartient-il au fermier ou au district d'irrigation qui a le droit de l'envoyer au fermier ? "

Une école de pensée privilégie la propriété collective. « Le district de l'eau a le droit de prélever cette eau - elle reste celle du district d'irrigation, au profit de tous les utilisateurs, " a déclaré Mountjoy. Une deuxième option est de "donner au fermier le droit de le capturer et de le vendre. … Ils ont payé pour le mettre en terre. C'est maintenant le leur. Ils pourraient le pomper hors du sol pendant une année sèche ou le vendre à un voisin. Vous créez essentiellement un marché de l'eau."

Le district de stockage d'eau semi-tropical du comté de Kern en pratique une variante. "Nos agriculteurs peuvent mettre en banque" de l'eau rechargée "dans le cadre du programme établi du district. Ils ont un compte bancaire pour leur utilisation, " a déclaré Jason Gianquinto, le directeur général du district. "Nous n'avons pas décidé s'ils peuvent faire autre chose que de la garder pour leur propre usage. Je ne peux pas dire que vous pouvez déplacer l'eau en dehors de notre district vers une autre zone."

Autre tactique :libérer de l'eau des réservoirs à l'approche d'une tempête

Une façon de capter une plus grande partie des rivières atmosphériques consiste à permettre aux barrages de libérer l'eau du réservoir en prévision d'une tempête. Le Corps du Génie de l'Armée, qui exploite les réservoirs, a des règles strictes sur la quantité d'eau qui doit être retenue et quand elle peut être libérée. Maintenant, le Corps travaille avec des outils développés par le Scripps Institute of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego qui facilitent ce que l'on appelle les opérations de réservoir basées sur les prévisions.

Le Turlock Irrigation District utilise les outils. « En 2017, quand nous avions un excès d'eau, nous avons pu savoir ce qui allait arriver. Nous pourrions commencer à faire des versions pré-inondations, " a déclaré Josh Weimer, le directeur des affaires gouvernementales du district. Les communiqués d'avance, dont certains pourraient être rechargés, signifiait que les inondations de 2017 à leur apogée représentaient 25% des inondations causées par des tempêtes tout aussi fortes deux décennies plus tôt.

À travers le pays agricole de la Californie, la dure réalité d'un avenir sans accès garanti aux eaux souterraines s'enfonce. Jerry Gragnani, un voisin de Don Cameron qui a 70 ans, récemment vendu 8, 000 acres de sa ferme, garder 3, 000 acres pour les cultures permanentes comme les noyers. "Il n'y a pas d'avenir sans recharge, " dit-il. " Je ne pense pas qu'il y ait un fermier par ici qui ne s'en rende pas compte. Nous savons que si vous ne rechargez pas l'eau, ça va s'épuiser. Une fois l'aquifère fermé, il est fermé pour toujours. » Il a ajouté, "C'est le bon moment pour sortir."