Warstwa wodonośna Ogallala

Grubość strefy nasycenia warstwy wodonośnej Ogallala (1997)
Zmiany poziomu wody w warstwie wodonośnej Ogallala w latach 1980-1995

Ogallala , znany również jako High Plains, jest ważnym wodonośny w górotworze z Wielkich Równin w Stanach Zjednoczonych . Jako jeden z największych poziomów wodonośnych na świecie, rozciąga się na powierzchni ponad 450 000 km² pod ośmioma stanami USA: Dakota Południowa , Nebraska , Wyoming , Kolorado , Kansas , Oklahoma , Nowy Meksyk i Teksas . Jej nazwa pochodzi od formacji Ogallala , która została założona w 1899 roku przezNazwa Nelsona Horatio Dartona pochodzi od jego lokalizacji typu w pobliżu małego miasteczka Ogallala w Nebrasce.

geologia

Najważniejsze warstwy przewodzące wodonośne, formacja Ogallala, zostały zdeponowane w późnym miocenie i wczesnym pliocenie . Jest to związane z niedawnym podniesieniem się Gór Skalistych . Zwiększona erozja w Górach Skalistych doprowadziła do powstania aluwialnych osadów krzemionkowych w dużej części ich wschodniego przedpola. Oprócz formacji Ogallala w warstwie wodonośnej Ogallala zaangażowane są inne formacje osadowe, w tym czwartorzędowe piaski dryfujące .

Grubość strefy nasycenia warstwy wodonośnej Ogallala waha się od kilku centymetrów do ponad 160 metrów (525 stóp ), przy czym na północy Wielkich Równin miąższość jest na ogół większa niż na południu. Strefa nasycenia znajduje się na głębokości 122 metrów (400 stóp) na północy i do 30-60 metrów (100-200 stóp) na południu. Współczynnik ponownego ładowania wód gruntowych jest w ostatnim czasie bardzo niski. Dlatego większość wody w warstwie wodonośnej prawdopodobnie pochodzi z co najmniej ostatniej epoki lodowcowej .

Woda w warstwie wodonośnej Ogallala to na ogół woda słodka zawierająca od 300 do 1000 mg / l rozpuszczonych składników, głównie wapnia , magnezu i wodorowęglanów .

Zależność między poborem wód podziemnych a tworzeniem się wód podziemnych

Fałszywe kolorowe zdjęcie nawadnianych pól w pobliżu Garden City w Kansas, wykonane przez satelitę Landsat-7

Każda warstwa wodonośna jest zbiornikiem wodnym, a zatem stanowi część cyklu wodnego . US geologiczna OC (USGS) przeprowadził liczne badania nad Ogallala wodonośnej w celu zbadania związku pomiędzy wód gruntowych i poboru wody gruntowej, a tym samym również do rozwoju wód tabeli. Powinno to pomóc zabezpieczyć wodę na przyszłość, ponieważ dziś warstwa wodonośna stanowi podstawę prawie całego rolnictwa na Wielkich Równinach, a jej wysychanie oznaczałoby koniec tysięcy gospodarstw.

Doładowanie wód gruntowych

Szybkość ładowania wód gruntowych w warstwie wodonośnej Ogallala jest stosunkowo niska. Większość Wielkich Równin ma klimat półpustynny z silnymi wiatrami, które sprzyjają parowaniu wody powierzchniowej i deszczowej. W klimatach półpustynnych, w wyniku silnego parowania na płytkich głębokościach , może tworzyć się warstwa wapienia ( caliche ), która jest prawie całkowicie nieprzepuszczalna dla przesiąkającej wody. Tak więc klimat jest podwójną barierą dla uzupełnienia warstwy wodonośnej.

Pobór wód gruntowych

Obszar powyżej warstwy wodonośnej Ogallala jest jednym z najbardziej produktywnych regionów rolniczych w Stanach Zjednoczonych. Oto kukurydza , pszenica i soja uprawiane w bardzo dużych ilościach, które na Wielkich Równinach zostały nazwane „spichlerzem Ameryki”. Plony wielu dużych gospodarstw , które często znajdują się na obszarach o niewystarczających rocznych opadach deszczu i na których wody powierzchniowe nie mają wystarczającej ilości wody przez cały rok, w dużym stopniu zależą od wód gruntowych, które są wypompowywane na powierzchnię za pomocą pomp do nawadniania. rośliny.

Warstwę wodonośną po raz pierwszy użyto do nawadniania w rolnictwie w 1911 r. , Ale masowe użytkowanie zaczęło się dopiero w latach trzydziestych XX wieku, a drugi wzrost nastąpił w latach pięćdziesiątych , kiedy to prawie ogólnokrajowe dostawy energii elektrycznej, w tym na obszarach wiejskich, oraz dostępność tańszych i więcej ulepszone wydajne pompy turbinowe Zapewniono możliwości finansowania wody. Ponieważ tempo poboru wód gruntowych wkrótce przekroczyło tempo ładowania, poziom wód gruntowych zaczął gwałtownie spadać. Według aktualnych szacunków stosunek pobranych do nowo powstałych wód podziemnych wynosi około 25, co oznacza, że ​​na każde 25 litrów pobranych wód podziemnych powstaje tylko jeden litr. W niektórych miejscach odnotowano spadek poziomu wód gruntowych do 1,50 m rocznie. W niektórych skrajnych przypadkach, aby dostać się do wody, odwierty pod pompy musiały być wbite głębiej w ziemię. Niektóre części warstwy wodonośnej są już bezwodne, tj. Wyschnięte. Jeśli ten trend się utrzyma, nadmierne zużycie wody może doprowadzić do załamania rolnictwa na tym obszarze w perspektywie średnioterminowej.

Ponadto niektóre rzeki w regionie, takie jak rzeka Platte , znajdują się częściowo poniżej poziomu wód gruntowych, co również usuwa wodę z warstwy wodonośnej.

Obecna sytuacja

Środki mające na celu zmniejszenie zużycia wody, takie jak płodozmian, skuteczniejsze metody nawadniania i redukcja nawadnianych obszarów, doprowadziły ostatnio do niewielkiego obniżenia poziomu lustra wody. Jednak na niektórych obszarach, takich jak wilgotna wschodnia i środkowa Nebraska, ponownie nieznacznie się podniósł. W 2000 r. Pobór wód gruntowych wynosił 64 miliardy litrów (17 miliardów galonów ) dziennie w przypadku nawadniania gruntów rolnych i 1,2 miliarda litrów (315 milionów galonów) dziennie w przypadku zaopatrzenia gospodarstw domowych w wodę pitną.

Potencjalna ekspozycja na rurociąg Keystone XL

W Nebrasce formacja Ogallala pochodzi częściowo bezpośrednio z czwartorzędowych piasków warstwowych, które na powierzchni tworzą rozległe skamieniałe wydmy , czyli piaszczyste wzgórza . Są to obszary wrażliwe ekologicznie. Trasa „ Keystone XL ” planowana jako uzupełnienie ropociągu Keystone miała pierwotnie przebiegać przez Sandhills, co spotkało się z ostrą krytyką ekologów i lokalnych mieszkańców. Z jednej strony obawiano się poważnych zniszczeń ekosystemu Sandhills w przypadku zerwania rurociągu, co jest generalnie kontrowersyjne w polityce środowiskowej, az drugiej strony skażenia wód gruntowych w warstwie wodonośnej Ogallala toksynami zawartymi w ropa naftowa, z poważnymi konsekwencjami dla ludzi i rolnictwa w regionie. Na piaszczystych wzgórzach woda gruntowa jest bardzo płytka, a ze względu na przepuszczalne piaski woda ta byłaby szczególnie zagrożona w razie wypadku. W wyniku krytyki plany uległy zmianie i wytyczono trasę omijającą Sandhills.

literatura

  • Edwin D. Gutentag, Frederick J. Heimes, Noel C. Krothe, Richard R. Luckey, John B. Weeks: Geohydrology of the High Plains Aquifer in Parts of Colorado, Kansas, Nebraska, New Mexico, Oklahoma, South Dakota, Texas, i Wyoming. US Geological Survey Professional Paper 1400-BUS Geological Survey, Department of the Interior, Washington, DC 1984 ( online ).
  • Manjula V. Guru, James E. Horne: The Ogallala Aquifer. Centrum Zrównoważonego Rolnictwa Kerra, Poteau (OK) 2000 ( online ).

linki internetowe

Indywidualne dowody

  1. ^ Nelson Horatio Darton: Relacje formacji trzeciorzędowych w zachodniej części regionu Nebraska. Amerykański geolog. Vol. 23, nr 2, 1899, s. 94 ( archive.org )
  2. ^ Nelson Horatio Darton: Wstępny raport o geologii i zasobach wodnych Nebraski na zachód od stu i trzeciego południka. US Geological Survey Professional Paper 17th US Geological Survey, Department of the Interior, Washington, DC 1903 ( online ).
  3. ↑ Thomas S. Ahlbrandt, SG Fryberger, John H. Hanley, J. Platt Bradbury: Geologic and Paleoecologic Studies of the Nebraska Sand Hills. US Geological Survey Professional Paper 1120-AC. US Geological Survey, Department of the Interior, Washington, DC 1980 ( online ).
  4. ^ A b Lisa Song: New Keystone XL Route: Out of the Sandhills, but still in the aquifer. InsideClimate News , 26 kwietnia 2012 r.
  5. ↑ Geoff Dembicki: Katastrofa w Zatoce Perskiej podnosi alarmy o rurociągu z Alberty do Teksasu. The Tyee, 21 czerwca 2010.
  6. ↑ John M. Broder: Governor of Nebraska Backs Route for Pipeline. New York Times, 22 stycznia 2013.

Współrzędne: 37 ° 0 ′ 0 ″  N , 101 ° 30 ′ 0 ″  W.