2021水年于 9 月 30 日结束,美国西部又是炎热干燥的一年,几乎整个地区都处于干旱状态。对农场、社区和水电至关重要的水库已跌至危险的低谷。
最大的打击发生在 8 月,当时美国政府发布了科罗拉多河有史以来的第一个缺水声明,引发了用水限制。
作为回应,西南地区的农民和城市现在正在寻找新的、通常不可持续的方法来满足他们未来的用水需求。拉斯维加斯开通了一条通往米德湖的低海拔隧道,这是一个科罗拉多河水库,那里的水位达到了前所未有的低点,达到了容量的 35%。农民正在加快抽取地下水。亚利桑那州的官员在新的限制下将失去近五分之一的河水分配,甚至提出了从密西西比河数百英里处管道供水的想法。
这些策略掩盖了一个更根本的问题:用水量不受限制地增长。西南地区正处于水资源自然变异、气候变化和人类活动共同作用造成的“人为干旱”,水资源供需缺口不断扩大。
从长远来看,这会导致“水破产”,这意味着水的需求总是超过供应。试图通过增加供水来解决这个问题注定要失败。
在 7,000 多英里之外,伊朗正在努力解决与美国西南地区类似但更为严重的水资源问题。过去五年中最干旱的年份之一,在几十年水资源管理不善的背景下,今年伊朗各省之间出现了水资源冲突的警告。
作为环境工程师和科学家——我们中的一个人也是伊朗环境部的前副局长——我们仔细研究了这两个干旱易发地区的水资源挑战。我们认为,美国和伊朗过去的错误为美国西南部和其他日益干旱和缺水地区的未来计划提供了重要的经验教训。
地下水抽水:临时解决办法
随着科罗拉多河供水的减少,西南地区的农民正在向已经下降的地下水中投入更多的稻草,这些地下水已经积累了数千到数百万年。但这是一种短期的、不可持续的解决方案,已经在美国和全球范围内进行了尝试,并产生了重大后果。在高平原含水层和加州中部山谷只是两个例子。
正如我们的研究表明的那样,伊朗提供了一个案例研究,说明这种方法可能会出什么问题。该国在 2002 年至 2015 年间将地下水抽取点几乎翻了一番,以支持不断增长的农业产业,该产业导致含水层枯竭。随着地下水位急剧下降,含水层中地下水的盐度增加到可能不再适合农业的水平。
随着土壤中充满水的孔隙被排干,上覆地面的重量压缩它们,导致含水层失去保水能力并加速地面沉降。拥有超过 1300 万居民的伊朗首都德黑兰在 2003 年至 2017 年间下沉超过 12 英尺。同样,加利福尼亚的一些地区每年以高达 1 英尺的速度下沉。
跨流域调水:潘多拉的盒子
西南地区的另一个提议是从其他地方用管道输送水。5 月,亚利桑那州立法机构敦促国会启动一项可行性研究,将密西西比河的水注入科罗拉多河。但这也已经尝试过了。
在伊朗,多个流域间调水项目使该国干旱中部地区的 Zayandeh Rud 河的流量增加了一倍。水的流入支持了不可持续的增长,创造了没有足够水来支持它的需求。在现在干旱的年份,没有人有足够的水。由于农场干涸、湿地消失和牲畜渴死,胡齐斯坦(向伊朗中部供水的地区)的许多人失去了生计。由于进水被切断,伊朗中部的人们也因干旱而失去了庄稼。今年,这两个地区的抗议活动都变得暴力。
1900 年代初期,加利福尼亚从内华达山脉东部调水以支持洛杉矶的发展,将曾经繁荣的欧文斯湖谷变成了尘土飞扬的地方。在那里减轻沙尘暴的成本现在超过20 亿美元。与此同时,加州需要更多的基础设施和投资来满足其用水需求。
另一个项目,加利福尼亚渡槽,建于 1960 年代,将水从加利福尼亚北部的萨克拉门托-圣华金三角洲输送到中央山谷和该州南部地区,以支持农业和一些城市需求。这也没有弥合水资源供需缺口,反而将三角洲具有重要经济和文化意义的本地鱼类物种和生态系统推向崩溃的边缘。
展望未来,水务破产迫在眉睫
随着人口不断涌入美国西南部,在供水萎缩的情况下提高了用水需求,我们不得不怀疑西南部是否正在走向水资源破产。
虽然没有简单的解决方案,但可以采取多种措施。
首先,认识到不能仅通过增加供水来缓解水资源短缺——管理用水需求也很重要。
城市可以通过控制室外水损失和过度用水来节水,例如在观赏草坪上。加利福尼亚人在 2015 年至 2017 年间成功地将他们的用水需求减少了 20% 以上,以应对严重的干旱条件。用本地耐旱植被重新种植城市景观有助于节约用水。通过高效灌溉和精准农业系统节约用水的潜力巨大,这可以使该地区的农业得以生存。
在供应方面,社区可以考虑非传统水源、所有经济部门的水回收和再利用,以及引导径流和洪水以补充地下水含水层。
还有一些新兴的技术解决方案可以增加一些地区的水资源,包括雾水收集,它使用网片从雾中捕获水分,以及将海水和含盐地下水转化为饮用水的海水淡化厂。计划在加利福尼亚州亨廷顿海滩建造的一座新海水淡化厂正在等待最终批准。但是,应仔细考虑这些措施的环境后果。
西南季风在该地区前一年半创纪录的干旱之后于今年夏天回归,但这并不足以结束那里的干旱。现在的预测表明,拉尼娜现象在冬季发展的可能性很大,这意味着西南地区很可能在2022 年开始又一次比正常情况更干燥。
伊朗已经处于水资源破产状态,供不应求。要缓解水资源短缺,需要的不仅仅是一个潮湿的一年。