在加州史詩般的乾旱期間，地表水日益減少，絕望的農民和市政當局開始爭奪其他水源：該州巨大的地下水文儲蓄庫，例如薩克拉門託河和聖華金河流域下方的蓄水層。在大旱之前，加州約 40% 的供水來自這些地下水庫。但到 2015 年，這一比例已躍升至 75%。
重新注滿這些蓄水層並非易事，因為它們已被過度消耗。 在加州中央谷，地下水位已降至比之前記錄的低 100 英尺。加州大學聖克魯茲分校的水文地質學家安德魯·費舍爾說，補充蓄水層也很困難，因為蓄水層“更像是一個濾鍋，而不是銀行”。當一些水滲入時，另一些水會滲出——流入溪流、湖泊和溼地。
但地下水補給至關重要，因此費舍爾制定了一項計劃來增加註入的水量。這個想法是抓住通常會衝入水道並流入太平洋的雨水。費舍爾計劃在特殊的水塘和水井中捕獲部分雨水，這些水塘和水井旨在讓水滴入土壤，流入下方的蓄水層。土壤中的顆粒和微生物應有助於淨化水中拾取的汙染物，例如農業徑流中的氮汙染。
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一項試點專案已在該州中央海岸展開，當地水務管理機構將於 3 月 16 日決定是否批准另外三個修復專案。
為了找到最佳的雨水收集專案地點，費舍爾和他的同事在加利福尼亞州蒙特雷縣和聖克魯斯縣採取了雙管齊下的方法。他們使用地理資訊系統繪圖來分析土地坡度、可能的集水區大小以及下方蓄水層的狀況等因素。他們還使用計算機建模來確定可能存在足夠雨水徑流的區域。
最終目標不僅是幫助需要灌溉用水的農民，還要透過增加陸地地下蓄水層中的淡水來對抗來自海洋的鹽水入侵——這是一個威脅市政和農業供水的迫在眉睫的問題。這種方法還可以幫助生活在溪流和溼地沿岸的動植物，它們在乾燥的夏季依賴於蓄水層的水。
費舍爾說：“我們正在努力使水文系統恢復到以前的狀態，以便它可以更好地運作。”
加州風暴模式的變化使此舉恰逢其時。由於氣候變化，雨雲正在傾瀉更強烈的陣雨。費舍爾及其同事的一項研究表明，雖然舊金山灣區 120 年來的總降水量變化不大，但降雨變得更加集中，強度更大。
科羅拉多州博爾德市國家大氣研究中心的氣候科學家凱文·特倫伯斯說，這種區域性趨勢在全球範圍內都有體現。“乾旱地區變得更加乾旱，潮溼地區變得更加潮溼，”他說。“隨著氣候變化的持續，這種情況只會變得更糟。”
不幸的是，更強烈的降雨並不會自動轉化為更多蓄水層的水。“隨著更大比例的降水在更短、更強烈的風暴中下降，水滲入地下的機會往往會減少，”費舍爾說。相反，它會迅速流入河流並流向大海。
特倫伯斯和費舍爾一樣，看到了這裡的機會損失。他說，即使地下水開採仍在繼續，“也沒有系統地嘗試將一些多餘的雨水匯入地下”。
這正是費舍爾試圖改變的，首先從他在帕哈羅谷地區中央海岸的試點專案開始。費舍爾說，該地區以沃森維爾市為中心，“是高價值農作物的中心地帶，例如有機漿果、優質蔬菜和沙拉作物”。與此同時，“它完全依賴當地地下水”。費舍爾說，帕哈羅谷農業的高價值，加上不可持續的地下水開採，使該地區成為一個很好的起點。
在過去的四年裡，他的團隊在山谷中的一塊土地上運營著一個約 180 英畝的田間站點，該站點部分是一個正在運營的牧場。研究人員建造了一個兩英畝的滲水池——基本上是一個改造過的池塘——一條簡單的溝渠將雨水匯入其中。所需要的只是重力。“這涉及到一些工程，但技術含量很低，”費舍爾說。重點是“保持簡單”。
他說：“我們正在研究如何幫助將更多的水匯入水池，找出管理方法以防止系統堵塞，例如，以及提高水質。”
在某些地點，池塘可能不合適，例如在高度發達的地區，或者可能存在積水可能造成公共健康問題的地方。對於這些地點，費舍爾的團隊正在研究替代方案：乾井的變體，乾井已廣泛用於處理停車場等地方的雨水徑流。
在該系統中，雨水透過入口進入地下室，碎屑在此沉澱，水被過濾。然後水進入第二個室，該室可以延伸到地下 100 英尺或更深的地方。從這裡，水被釋放。“這個想法是將水放入蓄水層材料的頂部，但在實際水位之上，這樣水在向下滲入蓄水層時可以得到一些淨化。”為了幫助過濾汙染物，研究人員一直在試驗不同的材料，例如木屑和木炭，這些材料可用於滲水池底部和乾井內部。
如果帕哈羅谷水務管理局董事會在 3 月中旬的投票中批准了他的擴建計劃，費舍爾將嘗試利用該專案來證明這些方法可以降低地主的水費。這三個額外的區域將配備正反雙向執行的用水量計量表。換句話說，計量表不僅會測量農民灌溉所用的地下水，還會倒轉以計算從房產上的滲水池中補充的水量。這類似於光伏系統使用的淨計量。
費舍爾說：“採用這些系統的土地所有者的水費將被這種方法抵消。” “這在地下水方面是從未有過的。”
在帕哈羅谷，他的長期目標是安裝八到十個系統，總共將約 1,000 英畝英尺的額外水滲入下方的蓄水層。一英畝英尺約為 326,000 加侖，足以覆蓋一英畝地面，深度為一英尺。平均而言，加州家庭每年室內和室外用水量在 0.5 到 1 英畝英尺之間（但某些地區的用水量要高得多）。
總的來說，費舍爾認為這些系統可以將該地區的地下水補給量提高 10%。費舍爾說：“對於這個盆地來說，這將是一項重大成就。”
儘管如此，這個相對較低的數字也突顯了更可持續地利用地下水的挑戰。費舍爾說：“我們需要一套解決方案”——包括加強保護工作。“沒有一種解決方案能讓我們達到 100%。我們必須這裡做一點，那裡做一點。”