Водоносный горизонт Эдвардса является одним из самых плодородных артезианских водоносных горизонтов в мире. [2] Расположенный на восточной окраине плато Эдвардса в американском штате Техас , он является источником питьевой воды для двух миллионов человек и основным источником водоснабжения для сельского хозяйства и промышленности в регионе водоносного горизонта. Кроме того, водоносный горизонт Эдвардса питает источники Комал и Сан-Маркос , обеспечивает родниковый сток для рекреационного и нижнего течения в бассейнах рек Нуэсес , Сан-Антонио , Гваделупе и Сан-Маркос , а также является домом для нескольких уникальных и находящихся под угрозой исчезновения видов.
Расположенный в южной части Центрального Техаса, водоносный горизонт Эдвардса охватывает территорию площадью около 4350 квадратных миль (11300 км 2 ), которая простирается на части 11 округов. [3] Границы водоносного горизонта начинаются на водоразделе грунтовых вод в округе Кинни, к востоку от Брэкеттвилля, и простираются на восток через район Сан-Антонио, а затем на северо-восток, где граница водоносного горизонта заканчивается на реке Леон в округе Белл. [4] Водоносный горизонт гидрологически разделен на регионы Остин и Сан-Антонио водоразделом грунтовых вод около города Кайл в округе Хейс. [3]
Общая площадь водоносного горизонта образует примерно форму слегка восходящей кривой и приблизительно составляет 160 миль (260 км) с востока на запад в его самых дальних границах и 80 миль (130 км) с севера на юг в его самой широкой части. [5] Водоносный горизонт географически разделен на четыре отдельных региона: общая площадь водосбора, зона подпитки, артезианская зона и соленая зона. Эти зоны простираются с востока на запад, причем водосборная зона образует самую северную часть водоносного горизонта, а соленая зона — самую южную часть. Артезианская зона пересекает соленую зону на юге и западе на границе пресной воды и соленой воды (ПЗ-ЮЗ). [6]
Зона подпитки водоносного горизонта [7] , где поверхностные воды попадают в водоносный горизонт, следует по линии разлома Балконес от Брэкетвилла (примерно вдоль шоссе US 90 ) через Сан-Антонио и на север до Остина вдоль всего лишь нескольких миль к западу от межштатной автомагистрали 35. На некоторых участках шоссе в Остине и Сан-Антонио знаки указывают, что водитель въезжает в зону подпитки или выезжает из нее, поскольку восточная граница зоны находится под плотной городской и пригородной застройкой.
Его водосборная площадь, где вода транспортируется вблизи поверхности к зоне подпитки, простирается примерно на 40 миль (60 км) к северу от зоны подпитки на западном конце и сужается, заканчиваясь в точке на востоке.
Артезианская зона [8] , где вода естественным образом вытекает из скважин из-за более высокой высоты зоны подпитки, простирается на 10–20 миль (15–30 км) к югу на западном конце и всего на несколько миль к югу на восточном конце. По всей восточной половине водоносного горизонта зоны подпитки и артезианские зоны занимают общую территорию.
Примерно 70 миллионов лет назад активность тектонических плит вызвала возрождение Скалистых гор . По мере того, как происходили эти тектонические процессы, миллионы тонн осадков были отложены аллювиальными и речными процессами по всему Техасу. Огромный вес этих осадков привел к образованию разломов между плато Эдвардс и заливом. Основная геологическая единица, известная как известняк Эдвардс , наклонена вниз к югу и востоку и перекрыта более молодыми слоями известняка, а также несколькими тысячами футов осадков. Водоносный горизонт Эдвардс представляет собой группу известняков и считается высоко гетерогенным водоносным горизонтом . [9] Три стратиграфические колонны по всей области Сан-Антонио представляют водоносный горизонт Эдвардс. Эти стратиграфические единицы известны как бассейн Маверик, тренд реки Девилс и платформа Сан-Маркос. [10]
Часть бассейна Маверик водоносного горизонта Эдвардса состоит из формаций West Nueces, McKnight и Salmon Peak. Единица тренда реки Девилс водоносного горизонта Эдвардса в основном состоит из известняка реки Девилс толщиной около 550 футов (170 м). Третья единица водоносного горизонта Эдвардса, платформа Сан-Марко, состоит из формаций Kainer, Person и Georgetown. [10]
Водоносный горизонт Эдвардса — это высокопродуктивный карстовый водоносный горизонт, состоящий из известняков группы Эдвардса . [11] Известняк Эдвардса имеет изменчивый гидрологический характер, но, как правило, очень пористый и проницаемый, что позволяет ему удерживать и перемещать большое количество воды. Известняк разбит разломами и трещинами. Вода протекает через эти трещины и продолжает растворять известняк, со временем создавая все большие и большие поровые пространства. Некоторые единицы также хранят воду в размытых ископаемых норах, которые образовались в результате рытья червей и ракообразных на морском дне. Эффективная пористость , или количество воды, которое может быть извлечено, водоносного горизонта Эдвардса оценивается примерно в 5%. [12] Водоносный горизонт имеет толщину от 300 до 700 футов (от 90 до 200 м).
В отличие от песчаных и гравийных водоносных горизонтов, которые хранят воду в очень маленьких поровых пространствах, карстовые водоносные горизонты хранят воду в больших карманах или пещерах, образуя подземные «реки» и «озера». [13] Скорость, с которой грунтовые воды движутся по этим каналам, может значительно различаться. В водоносном горизонте Эдвардса часть воды может едва двигаться, в то время как в других областях вода может перемещаться на мили (тысячи метров) за один день. В среднем водоносный горизонт Эдвардса был смоделирован с пропускаемостью около 100 квадратных футов в день (9 м 2 /д). [12]
На юге водоносный горизонт Эдвардса погружается под низменные равнины побережья залива. Эта область к югу от зоны подпитки называется артезианской зоной, где вода удерживается под давлением низкопроницаемыми слоями и может течь на поверхность без помощи насосов через отверстия, такие как источники и артезианские скважины .
Водоносный горизонт Эдвардс залегает на части плато Эдвардс [14] , поэтому климат плато Эдвардс можно использовать для описания климата в регионе водоносного горизонта. Восточная часть водоносного горизонта находится во влажном субтропическом климате ( классификация климата Кеппена Cfa или Cwa ), в то время как западная имеет полузасушливый степной климат ( BSk и BSh). Среднегодовая температура на плато Эдвардс составляет 66 °F (19 °C), а среднегодовое количество осадков составляет 25,24 дюйма (641 мм). [15] Температура меняется в зависимости от сезона: самая низкая средняя температура приходится на январь, 50 °F (10 °C), а самая высокая температура приходится на июль или август, около 85 °F (29 °C) для обоих месяцев. [ 15] И наоборот, январь является месяцем с самым низким уровнем осадков, в среднем 1 дюйм (25 мм), в то время как май и сентябрь в среднем самые высокие, 3 дюйма (76 мм). [15] Близость плато Эдвардс к Мексиканскому заливу и его расположение в средних широтах создают различия в погодных условиях, наблюдаемых в разные годы, времена года и месяцы. [15]
Около 1,5 миллиона человек получают питьевую воду из водоносного горизонта Эдвардса. В настоящее время качество воды водоносного горизонта соответствует стандартам питьевой воды, и не было никаких существенных проблем с загрязнением. [16] [17] Регулярные проверки качества воды в рамках программы USGS NAWQA проводились в период с 1996 по 2006 год. Ежегодно ионы, металлы, питательные вещества, бактерии, пестициды, ЛОС и синтезированные химикаты оставались ниже опубликованных EPA максимальных уровней загрязнения (MCL) . [18] [19] [20] [21] Растворенные нитраты (NO3) обнаружены по всему водоносному горизонту в концентрациях, которые превышают национальные фоновые уровни, но которые значительно ниже MCL (10 мг/л). [17] Эти нитраты могут быть результатом сельскохозяйственного стока, который попадает в водоносный горизонт через его зону подпитки. [19]
Из-за карстовой гидрогеологии водоносного горизонта Эдвардс химические вещества, которые попадают в систему, имеют потенциал быстро перемещаться по водоносному горизонту и загрязнять источники воды, расположенные ниже по градиенту, за короткий промежуток времени (от нескольких часов до нескольких дней). [22] Водоносные горизонты могут быть легко загрязнены, когда загрязняющие вещества попадают в зону подпитки. Из-за этой уязвимости к загрязнению были созданы организации для защиты зон подпитки водоносного горизонта Эдвардс. [23] Загрязняющие вещества антропогенного происхождения (пестициды, ЛОС и синтетические соединения) можно обнаружить в водоносном горизонте Эдвардс в ничтожно малых количествах. [19]
Водоносный горизонт Эдвардса поддерживает большое разнообразие организмов и несколько эндемичных видов. Экосистема является одной из самых разнообразных подземных водных экосистем в мире. [24] Широкоротый слепой сом ( Satan eurystomus ), [24] уникальный вид слепого сома, был выкачан из скважин глубиной почти 610 метров вдоль границы FW-SW. [25] Однако все водные растения и дикие животные в районе плато Эдвардса зависят от водоносного горизонта для поддержки основных компонентов их среды обитания. В настоящее время на этой территории преобладают дубово-можжевеловые парки. [26] Доминирующим древесным растением на плато Эдвардса является можжевельник Эша ( Juniperus ashei ). [27]
Водоносный горизонт Эдвардса является домом для большого количества видов беспозвоночных, 40 из которых были описаны. [26] Наиболее разнообразными группами являются переднежаберные брюхоногие моллюски и ракообразные-амфиподы. Водоносный горизонт Эдвардса имеет самое большое зарегистрированное разнообразие стигобитов в мире. [28] В Соединенных Штатах только фауна водоносного горизонта Эдвардса в Техасе имеет значительный компонент морских видов. Из основных карстовых регионов в Соединенных Штатах это единственный регион со значительным морским компонентом. [29] Из 64 стигобионтов, известных из водоносного горизонта Эдвардса, 17 являются морскими реликтами. [30]
Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США (USFWS) считает, что экосистемы источников Комал и Сан-Маркос имеют одно из самых больших известных видов разнообразия организмов среди всех водных экосистем на юго-западе США. [31] Это отчасти объясняется постоянным характером температуры и потока вод водоносного горизонта, которые создали уникальные экосистемы, поддерживающие высокую степень эндемизма . [32] Водоносный горизонт Эдвардс является единственной средой обитания редкой саламандры Бартон-Спрингс ( Eurycea sosorum ), которая является федерально перечисленным исчезающим видом. [33] В источниках Комал и Сан-Маркос, их устьях, а также в реках и озерах, берущих начало из источников, один находящийся под угрозой исчезновения и семь находящихся под угрозой исчезновения видов были включены USFWS в Закон об исчезающих видах 1973 года. Саламандра Сан-Маркос ( Eurycea nana ) перечислена как находящаяся под угрозой исчезновения. Гамбузия Сан -Маркос ( Gambusia georgei ), техасский дикий рис ( Zizania texana ), фонтанная змеешейка ( Etheostoma fonticola ), техасская слепая саламандра ( Typhlomolge rathbuni ), рифовый жук Комал-Спрингс ( Heterelmis comalensis ), дриоповый жук Комал-Спрингс ( Stygoparnus comalensis ) и амфипод Пека ( Stygobromus pecki ) занесены в список находящихся под угрозой исчезновения. Другой вид, слепая саламандра Бланко , не включен в список, поскольку неизвестно, сохранился ли этот вид или вымер. [34]
Землепользование в регионе над водоносным горизонтом Эдвардс варьируется между пастбищами, сельскохозяйственными угодьями и жилыми/городскими угодьями. Северная часть в основном представляет собой пастбища и содержит большинство потоков, питающих зону подпитки. [35] До конца 1990-х годов большая часть земельной площади, которая подпитывала водоносный горизонт, была неразвитой пастбищной землей, но с тех пор она претерпела значительный рост в плане освоения. [36] С 1996 по 1998 год использование жилых земель увеличилось на 9 процентов в зоне подпитки водоносного горизонта Эдвардс; даже при этом 72 процента остаются неразвитыми. [37] Регион над водоносным горизонтом Эдвардс продолжает расти численностью населения и сегодня. В 2012 году Бюро переписи населения США отметило четыре округа, расположенных в регионе Эдвардс; Кендал, Комал, Хейс и Тревис были одними из самых быстрорастущих в стране, все с темпами роста от 25 до 50 процентов. [38] По оценкам, 4,6 процента зоны подпитки в настоящее время покрыты непроницаемыми поверхностями, которые уменьшают подпитку водоносного горизонта и могут отрицательно влиять на качество воды. [37]
Почти все сельскохозяйственные земли и большая часть Сан-Антонио лежат над ограниченной частью водоносного горизонта (Баркер, 1996). В попытке сохранить неразработанные земли город Сан-Антонио принял План защиты водоносного горизонта Эдвардса в 2000 году (обновлялся в 2005, 2010 и 2015 годах). План позволяет городу приобретать сервитуты по охране на землю в округах Бехар, Медина и Ювалде. Землевладельцы сохраняют и по соглашению землевладельцы не могут делить или разрабатывать землю и получают 40-45% от рыночной стоимости сервитута. В плане зарегистрировано более 130 000 акров (525 км 2 ). [39]
Более 1,7 миллиона человек зависят от воды из водоносного горизонта Эдвардса для муниципальных, промышленных и повседневных нужд. [40] Одним из крупнейших городов на водоносном горизонте является Сан-Антонио, седьмой по величине город Америки с населением более 1 миллиона человек. Сан-Антонио сильно зависит от водоносного горизонта Эдвардса для муниципальных, промышленных и повседневных нужд. [38] Еще одним крупным городом на водоносном горизонте является Остин. Более 50 000 человек в городе Остин (6% населения Остина) зависят от сегмента Бартон-Спрингс водоносного горизонта Эдвардса. [40]
В период с 1990 по 2015 год население увеличилось на две трети, при таком темпе население бассейна к 2050 году удвоится. Население во всех округах имеет примерно одинаковый темп прироста в 10% в год. Однако в Комале и Гваделупе темп прироста выше — более 25% в год. Это увеличит число людей, использующих водоносный горизонт для ежедневного использования воды.
Водоносный горизонт Эдвардса лежит на территории 38 округов Южного и Западного Техаса. [41] Западный Техас регионально определяется рабочими местами в нефтегазовой промышленности, но также является домом для поддержки горнодобывающей промышленности, сельского хозяйства и транспортной поддержки, среди других секторов. [42] Южный Техас регионально определяется недавним экономическим ростом в судоходной отрасли, ирригационном сельском хозяйстве и производстве. [43] По данным Техасского контролера и Техасского совета по развитию водных ресурсов, экономический рост и методы орошения в Южном регионе оказали давление на спрос на воду, который превышает предложение, и, как ожидается, это увеличится с экономическими и демографическими тенденциями в период между 2010 и 2060 годами. [43]
Все эти экономические практики в регионе оказывают давление как на количество, так и на качество воды в водоносном горизонте Эдвардса. Недавнее исследование показало, что соленость в скважинах с грунтовыми водами в водоносном горизонте высокая, на нее потенциально влияют соседние природные соляные отложения, а также просачивание рассола из близлежащих нефтяных месторождений. [44] Кроме того, орошаемое земледелие является значительным потребителем грунтовых вод водоносного горизонта Эдвардса, при этом выращиваются различные культуры, в том числе: «овощи, сено, кунжут, соя, арахис, хлопок, кукуруза, сорго, пшеница и овес». [45] Кроме того, город Сан-Антонио расположен вдоль восточного края водоносного горизонта и был указан как 7-й по величине город в Соединенных Штатах по численности населения в 2014 году. [46]
Исторически водоносный горизонт Эдвардса служил единственным источником воды для города Сан-Антонио. [47] Этот мегаполис, состоящий из восьми округов, является вторым по темпам роста районом в штате Техас и зависит от водоносного горизонта как для рекреационного использования, так и для получения чистой питьевой воды. [48] [49] Система водоснабжения Сан-Антонио (SAWS) является крупнейшей общественной системой водоснабжения, которая обслуживает восемь округов мегаполиса Сан-Антонио. В общей сложности 92 скважины с ежедневной производительностью откачки 203,7 млн галлонов США (771 мегалитр) снабжают водой клиентов SAWS. [50]
В дополнение к 2,3 миллионам жителей Сан-Антонио, сообщества Нью-Браунфелс и Сан-Маркос зависят от водоносного горизонта для получения чистой питьевой воды. Фермерские и скотоводческие сообщества также являются значительными зависимостями от водоносного горизонта. [50] С 1930-х по 1980-е годы заборы выросли в четыре раза, причем более половины текущих заборов обслуживают муниципальные водные цели, а остальная часть идет на нужды сельского хозяйства. [51] [52] Более 50 000 человек в городе Остин (6% населения Остина) зависят от сегмента Бартон-Спрингс водоносного горизонта Эдвардс. [40]
Пять групп заинтересованных сторон сыграли значительную роль в формировании использования и сохранения водоносного горизонта, включая Управление водоносного горизонта Эдвардс (EAA), Нью-Браунфелс, Сан-Маркос, Сан-Антонио и Техасский государственный университет. [53] [54] Кроме того, федеральные органы, включая Геологическую службу США, Службу охраны рыбных ресурсов и диких животных США и Агентство по охране окружающей среды США, были вовлечены в деятельность по управлению водными ресурсами и планы управления восстановлением системы водоносного горизонта Эдвардс. [47] [48] [49]
EAA была создана в результате Закона о водоносном горизонте Эдвардса, принятого Законодательным собранием штата Техас в 1993 году. Основной целью EAA является надзор за системой выдачи разрешений на забор воды из водоносного горизонта. Подразделение правительства штата, EAA является скорее связующим звеном между федеральными агентствами (например, USFWS, USEPA, USGS), государственными агентствами (например, Совет по развитию водных ресурсов Техаса, Комиссия по качеству окружающей среды Техаса и т. д.) и неправительственными организациями (например, Ассоциация по охране водных ресурсов Техаса, Ассоциация округов грунтовых вод Техаса). [47]
Испанские миссионеры, прибывшие в Техас в 1700-х годах, рассматривали водоносный горизонт Эдвардса как основной источник воды. Источники, питаемые водоносным горизонтом, сыграли ключевую роль в определении местоположения миссии Аламо и других поселений в Техасской холмистой местности. [55] По мере того, как европейцы продолжали заселять регион, а Техас был приобретен Соединенными Штатами, водоносный горизонт Эдвардса продолжал поставлять воду для сельского хозяйства, скотоводства и сельского бытового использования. [56]
В 1950-х годах Техас пережил самую сильную засуху за всю историю наблюдений . [57] Законодательство по защите водоносного горизонта Эдвардс началось в 1959 году с создания Округа подземных вод Эдвардс, который создал и предоставил карты и работал с отделами лицензирования в интересах развития. Начиная с 1970-х годов, Совет по качеству воды Техаса (TWQB) первым признал водоносный горизонт и выпустил правила, касающиеся зон поверхностного пополнения. После этих первых шагов правила начали включать необходимость геологических оценок перед разработкой, стандарты проектирования подземных резервуаров для хранения и труб, а также сборы за разработку. [58]
В 1992 году TWQB объявил водоносный горизонт Эдвардса подземной рекой из-за присутствия там исчезающих видов, но это решение было отменено в том же году. В 1993 году законопроект 1477 Сената Техаса учредил Управление водоносного горизонта Эдвардса для управления водоносным горизонтом и ограничения откачки для защиты уровня весеннего стока. [59]
В 1997 году в главу 36 Водного кодекса Техаса были внесены поправки законопроектом Сената 1 75-го Техасского законодательного органа, требующие от всех округов по охране подземных вод в Техасе разрабатывать план управления подземными водами и представлять его на утверждение Техасскому совету по развитию водных ресурсов каждые пять лет в годовщину первоначального утверждения (17 сентября 1998 года для Управления водоносного горизонта Эдвардса). Первоначальные требования к планам управления подземными водами заключались в том, что они должны охватывать эффективное использование подземных вод, методы контроля и предотвращения потерь подземных вод, проблемы конъюнктурных поверхностных вод, вопросы природных ресурсов, которые влияют на использование и доступность подземных вод, а также методы контроля и предотвращения проседания.
Требования к планам управления грунтовыми водами с тех пор были расширены и теперь требуют включения требований к планированию для решения проблем засухи и сохранения (2001 г., законопроект 2 сената 77-го Техасского законодательного органа), оценок управляемых доступных грунтовых вод, количества используемых грунтовых вод в каждом округе, количества пополнения за счет осадков, прогнозируемого запаса поверхностных вод, общего спроса на воду в округе и рассмотрения стратегий управления водными ресурсами, которые были включены в принятый государственный план водных ресурсов (2005 г., законопроект 2 сената 77-го Техасского законодательного органа, HB 1763). Законопроект 2 сената 77-го Техасского законодательного органа также требует, чтобы округа по сохранению грунтовых вод представляли планы управления грунтовыми водами председателю любой региональной группы планирования водных ресурсов, в которой находится любая часть округа, чтобы они могли указать любые области, которые противоречат утвержденному региональному плану водных ресурсов[1].
В дополнение к плану управления грунтовыми водами, совет директоров Edwards Aquifer Authority поддерживает трехлетний скользящий стратегический план, который ежегодно обновляется. Стратегический план на 2015-2017 годы, принятый 14 октября 2014 года, определяет шесть основных целей:
С ростом региональных городов, таких как Сан-Антонио, муниципальный спрос на воду увеличился. [60] Во второй половине двадцатого века наблюдался большой объем юридической активности в отношении прав на водоносный горизонт.
Хотя в водоносном горизонте Эдвардса может находиться от 25 до 55 миллионов акро-футов (от 30 до 70 тералитров) воды, лишь небольшая часть этой воды практически или юридически доступна для использования. [12] Хранение — это разница между пополнением (входами) и сбросом (выходами) из водоносного горизонта Эдвардса.
Годовое хранение может быть отрицательным в засушливые годы с высоким потреблением воды и положительным в дождливые годы с относительно низким потреблением воды. Долгосрочный отрицательный дисбаланс между пополнением и сбросом в водоносном горизонте может привести к истощению доступной воды в водоносном горизонте.
Годовой объем хранения между 1955 и 2012 годами, оцененный на основе данных, предоставленных продолжающейся программой между Геологической службой США и Управлением водоносных горизонтов Эдвардса, варьировался от −633 000 до 1 653 000 акро-футов в год (−780 до 2 000 гигалитров в год). Средний объем хранения в этот период составил 37 000 акро-футов в год (46 GL/a). [4]
Вода в основном попадает в водоносный горизонт Эдвардса двумя способами: она либо выпадает в виде осадков и просачивается непосредственно в водоносный горизонт, либо поступает в виде речного потока, протекающего через зону подпитки. Зона подпитки проходит вдоль зоны разлома Балконс, где плато Эдвардс круто падает и встречается с прибрежной равниной залива. Здесь на поверхности Земли обнажаются сильно трещиноватые известняки, что позволяет дождю и речному потоку просачиваться непосредственно в водоносный горизонт. [61]
Зона Contributing, которая находится на 5400 квадратных милях (14 000 км 2 ) плато Эдвардс (Техасская холмистая местность), собирает осадки и речной сток, которые стекают в зону подпитки. Основные потоки, дренирующие зону Contributing, включают ручей Cibolo Creek , Helotes Creek, Barton Creek и Onion Creek . [62] Вода не может просочиться в водоносный горизонт в зоне Contributing, поскольку большая часть подстилающей геологии непроницаема. [63]
Среднее количество осадков в регионе составляет около 30 дюймов (760 мм) в год. [64] Только осадки, выпадающие на способствующей области, доступны для инфильтрации. При площади способствующей и пополняющей области более 26 650 квадратных миль (17 000 км 2 ), средний годовой объем осадков, доступных для пополнения, составляет 10 660 000 акро-футов (13,1 TL), или эквивалент 5,3 миллиона олимпийских бассейнов. Средняя годовая скорость пополнения между 1934 и 2013 годами оценивается в 699 000 акро-футов (862 GL). Медианное годовое пополнение составляет 556 950 акро-футов (687 GL), [65] [66] или всего 6% от общего объема поступлений в систему.
Вода из водоносного горизонта Эдвардса выводится двумя способами: она либо выкачивается из скважин (выпуск скважин), либо уходит в виде ручья (выпуск родников). Управление водоносного горизонта Эдвардса (EAA) и Геологическая служба США (USGS) отслеживают ежегодные сбросы скважин и родников с 1934 года.
Годовой сброс воды из скважин — сумма всех сбросов воды из скважин за год — варьировался от 219 300 до 542 500 акро-футов (от 271 до 669 ГЛ) в период с 1955 по 2012 год. Средний сброс воды из скважин за этот период составил приблизительно 371 667 акро-футов (458 ГЛ), что эквивалентно 183 000 олимпийских бассейнов. [4]
Годовой весенний расход воды колебался от 69 800 до 802 800 акро-футов (от 86 до 990 ГЛ) в период с 1955 по 2012 год. Средний весенний расход воды за этот период составил приблизительно 392 991 акро-фут (485 ГЛ). [4]
В засушливые годы больше воды сбрасывается из скважин, а во влажные годы больше воды сбрасывается из источников. Годовой общий сброс грунтовых вод от насосов и источников варьировался от 388 800 до 1 130 000 акро-футов (от 480 до 1 394 ГЛ), а средний общий сброс грунтовых вод за период с 1955 по 2012 год составил приблизительно 764 431 акро-фут (943 ГЛ). [4]
Ученые Геологической службы США разработали числовые модели потока грунтовых вод для сегментов водоносного горизонта Сан-Антонио и Бартон-Спрингс, чтобы определить количество воды в водоносном горизонте, направление ее течения и скорость. Они используются для оценки устойчивых уровней забора грунтовых вод по всему водоносному горизонту. [67] Учитывая, что для численного моделирования требуется достаточно данных, но их часто не хватает, [68] региональное моделирование крупных водоносных горизонтов затруднено, но моделирование сегментов внутри водоносного горизонта является обычным явлением и предоставляет полезную информацию для водопользователей по всему водоносному горизонту.
Водоносный горизонт сопоставляется с уровнями воды, зарегистрированными в индексной скважине J-17 Bexar , которая служит единственной официальной контрольной скважиной в водоносном горизонте Эдвардс. [64] [66] Скважина J-17 расположена в кустарно-замкнутом водоносном горизонте Эдвардс в месте AY-68-37-203 по широте и долготе. [66] Уровни воды регистрируются в скважине J-17 с 1910-х годов и используются для обобщения всей системы водоносного горизонта. Изменения в водоносном горизонте используются для оценки скорости пополнения.
В водоносном горизонте Эдвардс были разработаны модели потока грунтовых вод для сегментов водоносных горизонтов Сан-Антонио и Бартон-Спрингс в регионе Сан-Антонио, штат Техас. Были проведены два моделирования: стационарное и переходное. Модель стационарного потока грунтовых вод требует, чтобы величина и направление потока оставались постоянными, тогда как моделирование переходной модели допускает изменение запасов воды с течением времени. Результаты стационарного состояния предполагают, что вода покидает водоносный горизонт через родники (73,3 процента), откачку воды из скважин (25,7 процента) и в реку Колорадо (0,6 процента). Приток воды в водоносный горизонт в основном происходит за счет естественного пополнения (93,5 процента) и воды, поставляемой через региональные границы водоносного горизонта (6,5 процента). Переходная модель моделирования также предполагает, что сброс в основном происходит через родники, за которыми следует откачка воды из скважин; однако изменения в запасах воды в значительной степени зависят от количества ежемесячных осадков и объемов откачки воды из скважин. [69]
Управление водоносного горизонта Эдвардса регулирует разрешения на забор воды, переводы и планы по сохранению грунтовых вод в соответствии с полномочиями, предоставленными законодательным органом Техаса. Закон о грунтовых водах в штате Техас регулируется Правилом захвата, которое дает землевладельцам право откачивать грунтовые воды из-под своей земли, за исключением бурения боковой скважины, простирающейся под собственностью соседа, траты воды или откачки с намерением причинить вред скважине соседа. [70] Однако для того, чтобы построить скважину для забора воды из водоносного горизонта Эдвардса, пользователю требуется разрешение, выдаваемое Управлением водоносного горизонта Эдвардса. Разрешения для существующих пользователей определяются максимальным историческим использованием с учетом общей доступности воды в водоносном горизонте. [71]
Колодцы, которые производят менее 25 000 галлонов в день, колодцы, которые предназначены исключительно для водопоя скота, и несколько других исключений считаются освобожденными колодцами, которым не требуется разрешение. Разрешения на изъятие могут быть переданы другому пользователю, при условии, что новое использование является выгодным и происходит в пределах границ Управления, с несколькими географическими исключениями.
Планы по сохранению грунтовых вод требуются для владельцев разрешений, которые забирают более 3 акро-футов в год (2700 галлонов США/д; 10 кЛ/д), если только ирригаторы не могут доказать эффективность использования воды более 60 процентов. Планы по сохранению требуют использования лучших методов управления, как определено Управлением водоносного горизонта Эдвардса. [72]
В зонах подпитки водоносного горизонта требуются разрешения на хранение регулируемых веществ, которые могут нанести ущерб качеству воды. Кроме того, Техасская комиссия по качеству окружающей среды требует специальных разрешений на строительство в зонах подпитки водоносного горизонта. [73]
Охватывая территорию из 8 округов по всему южному центральному Техасу, включая город Сан-Антонио и его близлежащие общины, [74] водоносный горизонт Эдвардса является основным источником водоснабжения для региона, обеспечивая водой сельскохозяйственные и промышленные цели и необходимый водный поток для среды обитания исчезающих видов, а также для рекреационных целей. В результате иска, поданного Sierra Club в соответствии с Федеральным законом об исчезающих видах в 1991 году, было создано Управление водоносного горизонта Эдвардса (EAA) для надзора за водоносным горизонтом в его усилиях по сохранению. [50]
Законодательное собрание Техаса поручило EAA регулировать откачку из водоносного горизонта, ввести ограничения на управление критическими периодами и принять меры по обеспечению поддержания минимального непрерывного весеннего стока источников Комал и Сан-Маркос для защиты находящихся под угрозой исчезновения и находящихся под угрозой исчезновения видов в объеме, требуемом федеральным законом. [74] В 2013 году Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США одобрила План сохранения среды обитания (HCP) Управления водоносного горизонта Эдвардс , который представляет собой региональный 15-летний план, разработанный для защиты водотока и видов в регионе водоносного горизонта Эдвардс.
HCP поддерживает три основные группы проектов по мерам защиты среды обитания, мерам защиты потока и вспомогательным мерам, таким как прикладные исследования, экологические и биологические, а также мониторинг качества воды. Примеры проектов HCP включают минимизацию и смягчение последствий низкого потока путем восстановления местных прибрежных зон с целью оказания помощи жуку-рифле из Комал-Спрингс за счет увеличения количества функциональных мест обитания и источников пищи (т. е. корневых структур и связанных с ними биопленок). [75] Метод создания прибрежной зоны будет включать удаление неместной растительности с последующей пересадкой местной растительности, которая может считаться репрезентативной для здоровой, функционирующей прибрежной зоны. [75]
Хотя реализация HCP в основном осуществляется в рамках EAA, широкая группа заинтересованных сторон играет свою роль в управлении водоносным горизонтом Эдвардс. Комитет Национального исследовательского совета (NRC), сформированный Национальной академией наук (NAS), опубликовал в 2015 году первый из трех научных отчетов, в которых оцениваются и даются рекомендации по программированию Плана сохранения среды обитания водоносного горизонта Эдвардс. [74]
В прошлом существовал конфликт между Sierra Club и федеральными и государственными агентствами США, городами и промышленными водопользователями. [76] [77] [78] Конфликт возник между группами, которые хотят выкачивать больше воды из водоносного слоя для использования человеком, и теми, кто хочет сохранить воду в водоносном слое, чтобы питать источники, которые являются средой обитания для исчезающих видов . [76] Этот конфликт, как правило, возникает после периодов засухи в 1988 году [79] и в 1995-1996 годах [80]
В первоначальном иске был Sierra Club против Babbitt в 1991 году. [76] Истцами были экологические группы ( Sierra Club ), водные округа ( Guadalupe-Blanco River Authority и Bexar Metropolitan Water District), муниципалитеты (City of San Marcos и City of New Braunfels ) и коммунальные службы (Green Valley и Atascosa Rural Water Supply corporations). Ответчиками были правительственные учреждения (US Fish and Wildlife Service , State of Texas , Texas Parks and Wildlife Department ), город Сан-Антонио и многочисленные промышленные водопользователи.
В деле Sierra Club против Babbitt истцы утверждали, что ответчики не выполняли свои обязанности в соответствии с Законом об исчезающих видах , чтобы защищать исчезающие виды и их экосистемы. К исчезающим видам относятся Fountain Darter , San Marcos Salamander , San Marcos Gambusia , Texas Blind Salamander и Texas Wild-rice . Экосистемы этих видов зависят от воды из Comal Springs и San Marcos Springs , которые могут иссякнуть, если из водоносного горизонта Эдвардса будет изъято слишком много воды. [76]
Окончательное решение было принято в пользу Sierra Club и других истцов, и в 1993 году были введены ограничения на откачку воды из водоносного горизонта Эдвардс. [76] [77] В результате судебного процесса Sierra Club против Баббита был принят закон, который создал Управление водоносного горизонта Эдвардс. [74] Это также не стало концом судебного разбирательства, была предпринята попытка обжаловать первоначальное решение Sierra Club против Баббита в 1993 году . Апелляция была отклонена, поскольку Служба охраны рыбных ресурсов и диких животных США согласилась с первоначальным решением, а город Сан-Антонио и промышленные водопользователи не смогли доказать, что они были ущемлены первоначальным решением Sierra Club против Баббита.
В связи с делом Sierra Club против Babbitt был принят Закон о водоносном горизонте Эдвардса 1993 года, который создал Управление водоносного горизонта Эдвардса для надзора за правилами откачки. [81] В деле Barshop против Medina Under. Wat. Cons. Dist. 1996 года Окружной округ Medina Under Water Conservation District оспорил Управление водоносного горизонта Эдвардса по поводу конституционности Закона о водоносном горизонте Эдвардса. [82] Спор был по поводу того, имеют ли владельцы собственности конституционное право откачивать воду со своей земли или же приоритет имеют проблемы сохранения водных ресурсов и исчезающих видов. Дело Barshop против Medina Under. Wat. Cons. Dist. было передано в Верховный суд Техаса, где Закон о водоносном горизонте Эдвардса был поддержан. [78] [82]
В попытке снизить зависимость Сан-Антонио от единственного источника водоснабжения из водоносного горизонта Эдвардса, система водоснабжения Сан-Антонио (SAWS) предложила водопроводный трубопровод Vista Ridge, протяженностью 82 000 футов от округа Берлесон до Сан-Антонио. SAWS сообщает, что трубопровод Vista Ridge диаметром 54 дюйма будет поставлять до 50 000 акров-футов воды в год в течение 30 лет после предполагаемого завершения проекта в 2019 году. [83] Это увеличит текущее водоснабжение города на 20%. [84]
К 2020 году SAWS оценивает средний счет за воду для населения Сан-Антонио в 88 долларов в месяц; это поставит Сан-Антонио на самую низкую цену за воду среди всех крупных городов Техаса. Вода поставляется через более чем 3400 договоров аренды с частными землевладельцами, которые берут воду из водоносных горизонтов Кариризо и Симсборо. В целях защиты налогоплательщиков (т. е. граждан Сан-Антонио) проект предлагает неопределенную ставку жизненно необходимого уровня. Любая вода, которая не будет доставлена (т. е. дефицит, загрязнение), будет компенсирована Blue Water Systems, LP, а не за счет налогоплательщика. [85]
Этот проект, как предполагается, будет способствовать росту рабочих мест и процветанию вокруг города, поскольку предложение выдержит прогнозируемый темп роста Сан-Антонио в 20 000 человек в год. [85] Компании, инвестировавшие в проект, лоббировали законопроект о планировании на случай засухи в штате, чтобы обеспечить региональное одобрение продажи облигаций частной деятельности. Несмотря на сильную поддержку со стороны палаты, законопроект провалился в конце мая 2015 года из-за отсутствия поддержки в сенате. Следовательно, проект требует одобрения от каждого из семи округов вдоль маршрута. [84]
Сторонники трубопровода Vista Ridge считают, что проект поможет защитить и поддержать водоносный горизонт Эдвардса, а также позволит сохранить диверсифицированную воду. [83] Противники трубопровода обеспокоены тем, что установка нанесет ущерб способности природной системы пополнять водоносный горизонт Эдвардса и удерживать влажность почвы. Кроме того, под вопросом находится то, нуждается ли город в дополнительном снабжении, поскольку прогнозируемый рост спроса на воду, как предполагается, представляет коммерческое расширение, а не спрос на муниципальное население Сан-Антонио. Экологические группы, такие как Sierra Club, предполагают, что проект выделяет средства на неустойчивое решение, и что Сан-Антонио вместо этого должен «инвестировать в альтернативные и инновационные ресурсы, которые менее дороги, менее энергоемки и доступны на местном уровне». [86]
