圣华金谷是可持续地下水管理法案 (SGMA) 的零基础。它拥有加利福尼亚州最大的地下水短缺，并面临着一些最严重的透支影响，包括地面沉降和干井。SGMA 将帮助该地区解决这些问题，同时还建立其气候适应能力。但这将需要辛勤工作，不仅需要农民——最大的地下水用户——而且还需要山谷的城市供水设施，它们为不断增长的人口提供服务，同时主要依赖地下水。由于该山谷面临地下水抽取的限制，城市公用事业、当地土地使用当局、其他用水者和国家机构都必须参与进来，以确保该地区居民的顺利过渡。
SGMA 的时间表给城市公用事业带来了不确定性。为了降低成本，SGMA 允许地下水可持续发展机构 (GSA) 20 年使流域达到平衡。但是，如果 GSA 推迟围绕建立抽水分配的艰难决定，这将使城市社区面临风险——这些社区需要为新开发提供可靠的长期供应。
进一步减少人均用水量可以帮助社区适应。山谷中的城市用水量相对较高，但自上次干旱以来人均用水量有所下降，并且有可能节省更多。这些储蓄可以帮助社区适应增长。
土地利用的变化将发挥关键作用。公用事业单位和当地土地使用部门可以联手通过改变土地用途来减少室外用水量——城市需求的主要驱动力。他们还可以努力保护适合地下水补给的地区免于开发。
伙伴关系将帮助城市公用事业应对迫在眉睫的挑战。围绕地下水补给和水交易的城市社区和农业之间的地方伙伴关系可以为山谷的城市居民提供可用和负担得起的水，并支持小型社区的解决方案。国家机构也将在确保 SGMA 的成功方面发挥关键作用。
介绍
加利福尼亚州的可持续地下水管理法案 (SGMA) 是 2014 年的一项法律，要求当地用水者在 2040 年代初之前使地下水流域达到平衡，并在此过程中解决地下水透支的负面后果。该法律将给圣华金河谷带来重大变化。每年大约 200 万英亩-英尺的区域透支——该州最大的——造成了许多代价高昂的问题，包括干井、土地下沉、基础设施损坏以及未来使用储备减少(Hanak 等人，2019 年)。恢复平衡需要结合新的供水投资和管理需求的计划——所有这些都需要成本。
迄今为止，该地区关于 SGMA 合规成本的大部分工作都集中在农业地下水用户上，他们占地下水抽取的绝大多数。然而，山谷的大多数城市社区严重依赖地下水，因此面临着重要的 SGMA 挑战。由于未来地下水供应受到限制，满足不断增长的人口需求将需要新的规划方法。土地利用决策——包括如何开发新的景观以及是否以及在何处进行新的地下水补给——将影响城市供水公司面临的用水需求轨迹和供应选择。在此背景下，公用事业公司将面临持续压力，需要在该州的低收入地区之一维持可负担的费率。特别是对于较小的城市公用事业，
本报告描述了其中的一些挑战并探索了解决这些挑战的机会，包括通过与其他用水者的伙伴关系。这种伙伴关系可以支持 SGMA 的成功实施，同时为山谷的城市居民和整个地区提供共享利益。一些可以解决 SGMA 最严峻挑战的合作伙伴关系——例如小型农村社区的饮用水可靠性——最初似乎无法解决城市供水部门的供应问题。然而，在促进 SGMA 实施的过程中，这些伙伴关系可以帮助确保山谷城市社区长期依赖的稳定地下水位。
在开展这项分析时，我们受益于来自山谷各利益相关者的意见，包括城市公用事业经理、当地土地使用官员、小社区的倡导者以及参与关键水和土地相关政策和计划的国家机构.
报告的第一部分介绍了城市公用事业在 SGMA 下面临的一些主要挑战和风险。随后的部分概述了山谷中城市水规划的重要元素。在查看了过去几年的几个基线供需指标后，它总结了公用事业公司如何预测未来需求并计划在其 2015 年城市水管理计划中满足它，并提前了解最新情况下的前景如何变化这些计划中的一轮于 2021 年夏季提交。它还研究了住宅需求的重要驱动因素，包括气候变化的潜在影响;评估水费的承受能力;并探讨第一个地下水可持续性计划中提出的问题。第三部分转向土地使用决策在降低成本和不确定性方面的关键作用，强调政策和规划整合的要点。该报告随后阐述了城市和农业用户之间围绕地下水补给和水交易的伙伴关系如何帮助解决城市系统的挑战并提高小社区的供应可靠性，借鉴加利福尼亚和美国其他地方的经验。最后提出建议，当地社区和国家都可以采用这些建议来支持成功的 SGMA 合规途径。该报告随后阐述了城市和农业用户之间围绕地下水补给和水交易的伙伴关系如何帮助解决城市系统的挑战并提高小社区的供应可靠性，借鉴加利福尼亚和美国其他地方的经验。最后提出建议，当地社区和国家都可以采用这些建议来支持成功的 SGMA 合规途径。该报告随后阐述了城市和农业用户之间围绕地下水补给和水交易的伙伴关系如何帮助解决城市系统的挑战并提高小社区的供应可靠性，借鉴加利福尼亚和美国其他地方的经验。最后提出建议，当地社区和国家都可以采用这些建议来支持成功的 SGMA 合规途径。
几个技术附录提供了关于城市供水和需求问题(技术附录 A)、四个城市社区住宅用水的详细分析(技术附录 B)、美国其他地方的经验教训(技术附录 C)以及综述水如何被纳入圣华金谷土地利用计划样本(技术附录 D)。
圣华金城市和 SGMA
山谷的城市中心可被描述为“农业海洋中的浮岛”(图1)。如今，该地区拥有大约 400 万居民，他们总共仅占该地区净用水量的 3%(Hanak 等人，2019 年)。但城市用水需求可能会增长：该山谷几十年来一直是加州增长最快的地区之一，预计到 2040 年，其人口将再增加 100 万(加州财政部 2020)。
该地区的大部分人口 (87%) 由大约 50 家城市供水公用事业公司提供服务——包括市政供水部门、私营公用事业公司和特区。( 1 )大多数这些公用事业公司完全依靠地下水来供水。此外，为小城镇和更分散的农村人口提供服务的数百个小型供水系统也依赖地下水——成千上万的居民也依赖于生活用水井获取饮用水。这些小社区通常拥有较浅的井，在干旱期间已经面临更大的水质违规和缺水风险，并且在 SGMA 下他们可能面临更多挑战。
SGMA 在山谷中处于实施的早期阶段。地下水可持续发展机构 (GSA) 于 2020 年初提交了 11 个严重透支流域的地下水可持续性计划 (GSP)，其他几个优先流域的计划将于 2022 年初启动(框 1)。2020 年提交的许多地下水可持续性计划都将供应扩张投资——尤其是地下水补给——视为实施 SGMA 的主要途径。然而，在最严重的透支流域(Hanak 等人，2020 年)，对地下水抽取的新控制是不可避免的，这些限制将加剧对水资源的竞争。特别是对于山谷的城市供水公司来说，这意味着要与寻求可靠地下水资源的农业利益进行艰难的权衡，尤其是在干旱期间。
在每个流域实施 SGMA 可能会给城市社区带来风险和不确定性。采用长期的“下滑路径”方法来结束透支会带来一些风险，因为它会增加从现在到 2040 年代初之间可能发生的“过渡”抽水(额外透支)的数量。虽然这种渐进的方法有助于在短期内降低合规成本，但它也可能导致推迟艰难的决定。第二个问题涉及流域用户是否(以及多快)量化和分配每个用水用户可以抽取的地下水量，以及他们是一起还是以零碎的方式进行。(4)这是城市公用事业的一个关键问题，需要确保新开发项目的可靠供应。最后，关于地下水管理谈判是否会将用户告上法庭存在不确定性——这是一个潜在的成本高昂且旷日持久的过程。从长远来看，解决这些不确定性对于稳健的规划和投资决策来说是必要的。
山谷的城市社区可以应对这些挑战。许多社区都有额外的能力来减少人均用水需求，这是建立在一个持续了 20 年的趋势之上。重要的是，一些最有前途的城市供水战略可以很好地满足其他用水者的需求。在额外的地下水补给具有成本效益的情况下尤其如此。农业利益通常可以使用水和土地进行补给项目，而城市机构可以带来资金和长期规划能力。这种协作补给安排可能为那些拥有未来不再可以灌溉的农田的人提供新的收入机会。当干旱期间水资源变得特别稀缺，所有人的目光都转向地下水时，
最后，虽然城市公用事业公司不直接负责解决小型农村社区面临的供水脆弱性问题，但它们可以作为这些努力的重要合作伙伴。较大的公用事业公司通常拥有技术和管理专业知识来帮助解决小型供水系统中的系统运行问题。在合并是一个不错的选择的情况下，可以使用国家资金来帮助支付成本(立法分析师办公室 2020)。
山谷中的城市水资源规划和 SGMA
面对巨大的不确定性，城市供水供应商面临着预测未来需求的艰巨任务，确保可靠的供应以满足干湿年份的这些需求，并维护关键基础设施以确保持续获得安全饮用水——同时保持价格合理.在评估 SGMA 对城市供水设施的影响时，重要的是要了解他们可能面临的额外需求量以及 SGMA 可能如何影响其预计的供应组合。未来的用水不仅取决于人口增长，还取决于发展模式、政策选择和气候变化。同时，公用事业可用的供应来源及其成本将部分取决于地下水可持续发展机构采取的行动。
在本节中，我们将考虑山谷中的城市用水和成本是如何演变的。我们利用来自 2015 年和 2020 年城市水资源管理计划 (UWMP) 的数据、州水务局收集的用水和费率、加州供水服务公司 (Cal Water) 的用水数据以及其他来源。我们还通过与城市水务机构、地方政府以及其他地方和区域利益相关者的焦点小组讨论为这些分析提供信息。
山谷中的城市用水正在发展
快速发展的地区
圣华金河谷的人口在过去几十年里迅速增长，从 2000 年到 2015 年增加了大约 100 万人。预计 2015 年到 2040 年，包括地下水可持续发展计划实施的前 20 年，居民人数也会有类似的增长(图 3)。高昂的住房成本和沿海开发的匮乏正在推动城市发展蔓延到山谷(特别是在其北部)，并鼓励一些人搬到那里寻找更便宜的住房。此外，山谷县的生育率在全州名列前茅(公共卫生部 2021;财政部 2021)。由此产生的增长将对用水需求造成上行压力，即使新地下水开发的前景变得更加困难。
对地下水的高度依赖，特别是对于较小的公用事业
大多数公用事业公司至少有一部分的供应依赖于地下水，只有少数例外(图 4，左)。较大的公用事业公司倾向于混合使用地表水和地下水，这反映了几十年来安装水处理厂和从邻近灌溉区购买供水的投资。相比之下，几乎所有较小的城市公用事业都完全依赖地下水。(6)尽管处理地下水污染物目前导致成本上升，但地下水系统的建立和维护成本相对较低。虽然有将地表水纳入其供应组合的历史的公用事业公司拥有多样化的基础设施和专业知识，但许多其他(尤其是较小的)公用事业公司将面临障碍。居住在主要公用事业服务区之外的较小社区的山谷居民几乎总是完全依赖地下水。
人均用水量高，但在下降
随着人口的快速增长、无处不在的地下水依赖以及随着山谷实施 SGMA 限制扩大地下水使用，该地区相对较高的人均城市用水量需要改变。尽管存在相当大的差异，但平均每日人均使用量(2018 年为 184 加仑)远高于全州平均 138 加仑，尽管最近有所下降(图 4，右图)。(有关人均用水量和趋势的更多信息，请参见下面的图 8 和技术附录 A。)南部山谷经历了更高的温度和更大的景观美化蒸发量，从而导致更高的用水需求。
低水费
人均用水量高，不仅因为它很热，还因为水费相对较低：在比较每月 1,200 立方英尺 (12 hcf) 的供水服务费用时，圣华金河谷以更便宜的账单(图 5)。虽然低费率鼓励更多的用水，但它们也有助于改善该州相对低收入地区的用水负担问题。
水表的后期采用者
与萨克拉门托河谷一样，圣华金河谷是加州最后一个广泛采用按体积计费的地区之一。在 2000 年代初期，圣华金谷一半以上的城市公用事业公司仍然采用统一费率系统，无论客户使用什么，都向其收取相同的费用(Hanak 2005)。在要求安装和使用仪表的联邦和州立法的推动下，情况发生了很大变化。(7)今天，只有少数收取统一费率。(8)向计量和按量计费的转变可能促进了节水工作。(9)仪表的广泛采用还使山谷公用事业公司能够在 SGMA 未来使用定价来鼓励进一步减少需求。我们将在下面讨论费率结构和可负担性，并在技术附录 A 中进行更详细的讨论。
这些供应、需求和定价特征为 SGMA 在城市地区的规划和实施奠定了基础。持续快速的人口增长可能会增加需求，而 SGMA 限制了地下水的供应，而地下水是该地区大多数城市社区的主要供应来源。同时，相对较高的人均使用量和较低的价格表明可能有机会促进进一步的保护。在下一小节中，我们将着眼于 2015 年制定的最后一轮城市水资源管理计划 (UWMP)，以评估当时的公用事业预计如何解决其未来的供需平衡问题，以及这些计划在地下水可用量减少时的情况被考虑在内。
SGMA 前对未来供需的看法
最新的全套 UWMP 于 2015 年编译并于 2016 年发布;虽然技术上是在 SGMA 通过后发布的，但其中的大部分规划发生在立法通过之前，当然也发生在形成 GSA 和地下水可持续性计划的协同努力之前。因此，它们代表了 SGMA 之前的规划理念的快照：在没有立法的情况下可能会做些什么。(10)从广义上讲，他们认为山谷公用事业公司预计未来总用水量将大幅增加。由于预期的人口增长和人均用水量从干旱低点反弹，预计到 2035 年，消费量将从每年约 682,000 英亩-英尺增加到超过 125 万英亩。大多数公用事业公司 (79%) 预计从 2015 年到 2020 年人均使用量会增加(更多信息请参见技术附录 A)。
用水量未回升至干旱前水平
然而，最近的数据显示，人均用水量并未回升至干旱前的水平。(11)因此，我们使用 2018 年以来的人均使用量更新了现有预测;这些更新表明，未来的使用量比 2015 年的预期减少了大约 25%(参见技术附录 A 和图 A2)。由于人口增长，总需求仍会有所增加，许多公用事业公司计划通过抽取更多地下水来扩大供应——这在 SGMA 未来将更加困难。
地下水限制可能影响未来的供应
为了了解未来的地下水限制如何改变城市供应组合以及预计的供需平衡，我们构建了几种情景。在这里，我们将地下水供应保持在 2015 年 UWMP 中报告的水平。在需求方面，我们考虑了原始计划预测以及 2018 年的人均使用率(图 6)。
如果没有新的抽水量和原始 UWMP 对需求增长的估计，到 2035 年将出现约 100,000 英亩-英尺的总短缺。相比之下，如果人均使用量保持在 2018 年的水平，可用供应仍将超过总体需求，但几乎一半的公用事业公司——尤其是规模较小的公用事业公司——会出现短缺。
