デービス・インストゥルメンツ社のアグリ・チームは、フリズノ州立大学と提携して、農家が重要な 地下水涵養 能力を拡大するための重要な研究プロジェクトで、プロジェクト・チームと実際の農地でブーツを泥だらけにしながら、データ収集のための機器設置を行いました。デービス社のEnviroMonitorシステムは、農家が農業活動を中断することなく地下水を涵養できるシステムの有効性を判断するために必要なデータを研究者に提供します。

「世界の食料バスケット」と言われるカリフォルニアのセントラル・バレーでは、農家は「水」という言葉が常に心に浮かぶ難しい年に直面しています。

肥沃で陽当たりの良い広大なセントラル・バレーで、農業が活況を呈し始めたときには、雨と雪解けからの水を頼りにすることができました。この渓谷にはミシシッピ川の西にある最大の淡水湖、トゥラリー湖がありました。しかし、今日、気候は変動し、干ばつが起こり、果物、ナッツ、野菜、穀物に対する需要の高まりは、水に関する深刻な問題を引き起こしています。

彼らはトゥラリー湖を排水し、何百マイルもの運河と水道橋を建設し、500万エーカーの農地を灌漑し、8つの渓谷のカウンティーの400万人の住民に水を提供しました。今日、これらの農地を灌漑し、飲料水を供給するために使用される水の多くは地下水から来ています。USGSによると、米国の地下水需要の約20%はカリフォルニア州のセントラル・バレーにあります。これは、米国で2番目に多く汲み上げられた滞水層システムです。

渓谷の農家にとってプレッシャーは何年も前から高まっていますが、2012年から2016年の干ばつはそれをさらに激化させました。州と連邦政府からの水の供給は遮断され、農民は滞水層からの散水に頼らざるを得なくなり、水は自然に、また意図的に地下に貯蔵されました。帯水層からの揚水が加速されるにつれて、乾いた井戸と土地を実際に陥没させました　ー　長さ400マイルのカリフォルニア水路の一部が60センチ以上陥没しました。地下水を過剰に汲み上げると、硝酸塩や塩分が残った水の汚染にもつながりました。

2014年、議会は、2040年までにカリフォルニア州の地下水を補充し維持することを目標に、持続可能な地下水管理法を可決し、地下水の供給を改善するために迅速に行動する必要性を認識しました。

カリフォルニアや他の多くの場所では、地下水はグラウンド・ゼロになりました。

デービス・インスツルメンツ社は、生産者が通常の農場運営を中断することなく地下水を涵養できるようにすることを目的としたエキサイティングな研究プロジェクトと提携できたことを喜んでいます。この地下人工地下水涵養システム・プロジェクトは、フレズノ州立大学の土木工学教授でカリフォルニア水資源研究所の暫定ディレクターであるコーディ・クォールが主導しています。

クォール教授は、地下水を涵養する必要性がどれほど緊急であるかを知っています。過去1世紀にセントラルバレーの地下水滞水層から1億2,500万エーカーフィートの水が汲み上げられました。過去10年間では2,000万エーカーフィートです。

カリフォルニアの干ばつの状況は、農家が灌漑用水を作るために降雨や積雪さえも当てにできないというシナリオを作り出しました。彼らは以前は突然の嵐「大きな峡谷」を頼りにすることができ、そこではたくさんの雨が降って川に流れ込み、デルタを水で満たし、そして最終的には太平洋に流れ込みます ー これらの農民に大切な水は失われてしまいました。セントラル・バレーの栽培者は、滞水層の水を後で使用できるようにするために充填するよう、できる限りの水を節約しようとしなければならないことを知っています。彼らは通常、運河、流域、池に貴重な土地資源を使用して、川、湖、洪水などの自然帯水層に充填することでこれを行ってきました。彼らは作物を育成していない季節に畑を水で満たしてそれを充填元として使用してきました。彼らは井戸に水を注入し、滞水層を涵養するために水を流入させてリサイクルしました。

しかし、クォール教授は「生産者は、農業活動に影響を与えることなく、畑作業や果樹園を利用しながら滞水層に水を一年中補充できますか?」と尋ねました。

クォール教授の研究は、作物を栽培している農地の奥深くに浸出ライン(穴あきパイプ)のシステムを設置し、塩分を除去し、目詰まりを防ぐためにろ過された水を運河から汲み上げることに焦点を当てています。

「土地改良開発会社LIDOCOのグレン・ダウンは、数年前からこれらのシステムを設置しています。私たちはその技術に関して科学的に解析することに決めました」とクォール教授は言いました。「土地の利用法が限られる盆地とは異なり、農地を再利用することにオープンであるため、エキサイティングなアイデアです。」

「これは地下灌漑というわけではありません」と彼は言った。「水分の浸出線は作物の根よりずっと深いところを通っています。私たちのアーモンドの試験果樹園では、浸出線は約3メートルの地下にあり、木の根は約1.5ｍほどの深さにあります。その意図は、水を蒸発させたり、地表を川に流したりするのではなく、地下水に取り込むことです。」

2021年10月には、フレズノ州立大学の試験アーモンド果樹園で、約20フィート離れた2つの隣接する畝に3本の浸出線が敷設されました。Sentek社の水分センサーは、2.5フィート間隔で30フィート下に伸びます。センサーはEnviroMonitor Nodeにマウントされ、セルラーゲートウェイにレポートされます。研究チームは、WeatherLink APIシステムを使用して、分析用のデータをキャプチャします。これにより、チームは水がどのように移動し、土壌がその深さでどれほど飽和しているかを確認できます。

「目的は、水がどのように移動するかを見ることができるようにすることです。私たちがどれだけの水を注入したら、どれだけ農地に充填されたかを追うことです。」とクォール教授は言いました。

「これはすぐに結果の出るプロセスではありません」と彼は私たちに思い出させました。「水が深さ70フィートから80フィートの地下水面に到達し、井戸に向かって横方向に移動するには、数週間、さらには数年かかるでしょう。涵養作業は24時間365日、毎年、毎年行われなければなりません。しかし、水は財産権ではありますが、実際にはコミュニティの資源です。目標は滞水層を充分に涵養することです。」

生産者にとっての利点には、作物の育成と水分の涵養を同時に行うために土地を使用可能だということが含まれます。地表を乱すことなくどこにでも設置できます。それは経済的に実現可能ですが、地下水の損失や節水規制の不遵守は、「私たちがいつもと同じようなことをする」ことを経済的損失に変える可能性があります。

デービス社のケイラン・ポラードがインスタレーションを手伝いました。

「ケイランは素晴らしかった」とクォール教授は回想する。「彼女は自分のことを知っている。デービスのチームはみんな素晴らしかった。私たちが遭遇したどんな問題でも、ヘイワード(デービスの本社がある)の人たちはすぐに解決しました。デービスはこれまてで最高のパートナーです!」

「EnviroMonitorシステムのインストールがいかに簡単かを皆に示すことができてうれしかったです」とケイランは言います。「これは土壌水分センサーの非常に特殊な使用法であり、通常設置されているよりもはるかに深いところに設置しました。しかし、EnviroMonitorはカスタマイズが非常に簡単なので、ユニークであることは問題ありません。すべてのインスタレーションはユニークで、それが農業の本質です。EnviroMonitorは、各ユーザーが望むことを簡単に実行できるように設計されています。」

フレズノ州立大学の土木工学科の卒業生であるガブリエラ・ボニージャは、プロジェクトに資金を提供するのに不可欠でした。彼女は寄付者からの25,000ドルとマッチングされた50,000ドルの助成金を申請するのを手伝いました。デービス社をはじめ、LIDCO Inc、CalWest Rain、Grundfos Pumps、RedTrac、City of Clovis、Moor Twining Associates、Fresno State Farm、Agriculture Research Instituteなどのパートナーは、すべて支援の機会に飛びつきました。

デービス社はこのプロジェクトに参加できることを大変誇りに思います。世界の地下水は世界の淡水の30%を占め、さらに69%が氷冠や山の雪/氷河に関連しているため、地下水は淡水が作物、動物農業、人間の消費に利用できる未来への鍵となるでしょう。私たちは、偉大なカリフォルニア州が地下水を涵養し維持する方法の開発において世界をリードするのを喜んで支援しています。

もっと詳しく知りたい方はフレズノ・ステート・マガジンのレベッカ・ヴァスによるこちらの記事をご覧ください。

courtesy of Davis Instruments