Хранение и восстановление водоносного слоя ( ASR ) представляет собой прямую инъекцию поверхностных вод, таких как питьевая вода , регенерированная вода (т. е. дождевая вода) или речная вода в водоносный слой для последующего восстановления и использования. Инжекция и извлечение часто осуществляются с помощью скважины . В районах, где дождевая вода не может просачиваться через почву или где она не способна просачиваться достаточно быстро (т. е. городские районы ) и где дождевая вода таким образом отводится в реки, ASR дождевой воды может помочь удержать дождевую воду в пределах области. ASR используется в муниципальных, промышленных и сельскохозяйственных целях .
Первая скважина ASR с забойным регулирующим клапаном была установлена в Хайлендс-Ранч, штат Колорадо , в 1992 году для округа Centennial Water and Sanitation. [1] С тех пор было установлено более 40 скважин ASR для многих различных муниципалитетов. Эти скважины имеют глубину от 1000 футов (300 м) до 3000 футов (910 м) под поверхностью земли, со скоростью закачки обычно от 100 галлонов США (380 л; 83 имп галлона) до 500 галлонов США (1900 л; 420 имп галлонов) в минуту (галлонов в минуту) на скважину. [ требуется ссылка ]
Использование ASR во Флориде было изучено для определения потенциальных выгод для Эверглейдс и других водных систем Флориды в рамках Комплексного плана восстановления Эверглейдс (CERP). Оценка 333 скважин ASR будет реализована в рамках CERP и будет использоваться для хранения, очистки и подачи избыточной поверхностной воды в Эверглейдс и другие водные системы в засушливые периоды. [2]
Остаются сомнения относительно пользы введения ASR в таких больших объемах во Флориду из-за преимущественно карстовой географии . Текущие или потенциальные проблемы включают: (1) плохое извлечение из-за смешивания закачиваемой пресной воды с существующей солоноватой или соленой водой в водоносном горизонте; (2) изначальное качество воды, введенной в ASR; и (3) потенциальный риск конечного качества воды из-за смешивания закачиваемой пресной воды и существующего водоносного горизонта. [3]
Первые сельскохозяйственные скважины ASR были введены в эксплуатацию в Орегоне осенью 2006 года и закачали более 3000 акро-футов (3700000 м 3 ) воды во время зимнего и весеннего паводкового периода, используя искусственную подпитку (AR) паводковых вод в качестве источника воды. Эта мелкозалегающая подпитка воды затем извлекается как питьевая вода и закачивается в глубокий базальтовый водоносный горизонт. [ необходима цитата ]
В процессе закачки электрическая энергия может вырабатываться за счет напора воды, текущей обратно в водоносный горизонт. Эта сохраненная вода извлекается в конце лета и начале осени для нужд орошения. [ необходима цитата ]
Оба типа скважин используют регулирующий клапан в скважине. ASR также может использоваться для повторного впрыска воды, используемой системами HVAC для поддержания уровня грунтовых вод и сохранения температурных различий от летнего охлаждения для зимнего отопления. Промышленность также может собирать холодную зимнюю воду и сохранять ее для летнего использования и избегать необходимости охлаждающей воды летом для промышленных процессов. Это также может высвободить дефицитные запасы летней воды для других полезных целей. Этот процесс повторного впрыска также может избежать затрат на поверхностную утилизацию и избежать повышенной тепловой нагрузки на реки и ручьи в летний сезон кондиционирования воздуха. [4]
Техасские города Эль-Пасо , Керрвилл и Сан-Антонио используют ASR, предоставляя водные ресурсы этим уязвимым к воде сообществам. [5] В отчете Университета Флориды был составлен рейтинг ежедневной доступности воды на душу населения для 225 крупных городских районов по всей территории США. [6] В исследовании оценивалась пресная вода, доступная городам из естественных и искусственных источников, таких как водохранилища, водоносные горизонты и импорт. Из рассмотренных городов Сан-Антонио занял последнее место или был самым уязвимым, а Эль-Пасо занял 10-е место среди худших, хотя другие города Техаса также попали в этот список. [5]
Сан-Антонио хранит питьевую воду в своем хранилище ASR Carrizo, которое содержит более 91 000 акро-футов воды и имеет максимальную вместимость 120 000 акро-футов. [5]
В ходе исследования, проведенного Техасским советом по развитию водных ресурсов (TWDB) в 2010 году среди техасских водопроводных компаний, было выявлено четыре основных возражения против ASR в других частях Техаса: юридические и физические ограничения, качество восстановленной воды, экономическая эффективность и возможность других насосных станций забирать воду, хранящуюся в коммунальной службе. [5]
В Южной Австралии город Солсбери на севере Аделаиды с 1994 года играет новаторскую роль в установлении жизнеспособности сбора и очистки городских ливневых стоков в искусственных водно-болотных угодьях и закачки очищенной воды в третичные водоносные горизонты зимой для последующего использования в промышленности, а также для орошения городских парков и школьных игровых площадок летом. [8] В 2009 году мощность схем ASR в Солсбери составляла около 5 гигалитров в год (ожидается, что к 2014 году она вырастет до 14 гигалитров) [9] , и этот успех привел к тому, что другие местные органы власти по всей Аделаиде начали осуществлять аналогичные проекты ASR. [ требуется ссылка ]
В Испании действует проект SubSol ASR [10] , а в Нидерландах — проект COASTAR. [11]