Хранение и восстановление водоносного горизонта ( ASR ) — это прямая закачка запасов поверхностных вод, таких как питьевая вода , очищенная вода (т.е. дождевая вода) или речная вода, в водоносный горизонт для последующего восстановления и использования. Закачка и добыча часто осуществляются посредством скважины . В районах, где дождевая вода не может просачиваться в почву или где она не способна просачиваться достаточно быстро (например, в городских районах ) и где дождевая вода таким образом отводится в реки, ASR для дождевой воды может помочь удерживать дождевую воду в пределах территории. ASR используется в коммунальных, 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 District. [1] С тех пор во многих муниципалитетах было установлено более 40 скважин ASR. Глубина этих скважин варьируется от 1000 футов (300 м) до 3000 футов (910 м) под поверхностью земли, а скорость закачки обычно составляет от 100 галлонов США (380 л; 83 имп галлона) до 500 галлонов США (1900 л; 420 имп галлонов). ) в минуту (галлонов в минуту) на лунку. [ нужна цитата ]
Использование ASR во Флориде было изучено для определения потенциальных преимуществ для Эверглейдс и других водных систем Флориды в рамках Комплексного плана восстановления Эверглейдс (CERP). По оценкам, в рамках CERP будет построено 333 скважины ASR, которые будут использоваться для хранения, очистки и подачи избыточной поверхностной воды в Эверглейдс и другие водные системы в засушливые периоды. [2]
Остаются сомнения относительно выгоды от внедрения ASR в таком большом количестве во Флориде из-за преимущественно карстовой географии . Текущие или потенциальные проблемы включают в себя: (1) плохую нефтеотдачу из-за смешивания закачиваемой пресной воды с существующей солоноватой или соленой водой в водоносном горизонте; (2) уже существующее качество воды, поступившей в ASR; и (3) потенциальный риск ухудшения 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 3 000 акров-футов (3 700 000 м 3 ) воды во время зимнего и весеннего паводка с использованием искусственного пополнения (AR) паводковых вод, как их источник воды. Эта неглубокая пополненная вода затем восстанавливается как питьевая вода и закачивается в глубокий базальтовый водоносный горизонт. [ нужна цитата ]
Во время процесса закачки электрическая энергия может вырабатываться за счет напора воды, текущей обратно в водоносный горизонт. Эта накопленная вода используется в конце лета и начале осени для нужд орошения. [ нужна цитата ]
В обоих этих типах скважин используется скважинный регулирующий клапан. ASR также может использоваться для обратной закачки 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 хранить ее для использования в летнее время, а также избежать необходимости использования охлаждающей воды летом для промышленных процессов. Это также может высвободить дефицитные запасы воды в летнее время для других полезных целей. Этот процесс обратной закачки также может помочь избежать затрат на утилизацию на поверхности и избежать увеличения тепловой нагрузки на реки и ручьи во время летнего сезона кондиционирования воздуха. [4]
Техасские города Эль-Пасо , Керрвилл и Сан-Антонио используют ASR, обеспечивая водными ресурсами эти уязвимые к воде сообщества. [5] В отчете Университета Флориды оценивается ежедневная доступность воды на душу населения в 225 крупных городских районах США. [6] В исследовании взвешивалась пресная вода, доступная городам из естественных и искусственных источников, таких как водохранилища, водоносные горизонты и импорт. Из рассмотренных городов Сан-Антонио занял последнее или самое уязвимое место, а Эль-Пасо занял 10-е место с худшими показателями, хотя в список вошли и другие города Техаса. [5]
Сан-Антонио хранит питьевую воду на своем предприятии Carrizo ASR, площадь которого составляет более 91 000 акров-футов воды, а максимальная емкость составляет 120 000 акров-футов. [5]
Опрос техасских предприятий водоснабжения, проведенный Советом по развитию водных ресурсов Техаса (TWDB) в 2010 году, обнаружил четыре основных возражения против ASR в других частях Техаса: юридические и физические ограничения, качество восстановленной воды, экономическая эффективность и возможность для других насосов перехватить воду. запасенная вода коммунальных предприятий. [5]
В Южной Австралии город Солсбери на севере Аделаиды с 1994 года играет новаторскую роль в установлении целесообразности улавливания и очистки городских ливневых стоков на искусственных водно-болотных угодьях, а также закачивания очищенной воды в третичные водоносные горизонты зимой для последующего использования 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 увеличится до 14 GL) [9] , и этот успех привел к тому, что другие районы местного самоуправления по всей Аделаиде начали реализацию аналогичных проектов ASR. [ нужна цитата ]
В Испании активен проект SubSol ASR [10] , а в Нидерландах — проект COASTAR. [11]