适应更干燥的未来

2021年秋季

适应更干燥的未来

由丹尼尔·柏金

科罗拉多河水系为水力发电、农业、野生动物栖息地以及亚利桑那州、加利福尼亚州、科罗拉多州、内华达州、新墨西哥州、犹他州、怀俄明州和墨西哥的近4000万人提供水源。今年8月,由于干旱和水库水位较低,美国内政部填海局(Bureau of Reclamation)首次发布了科罗拉多河水资源短缺的声明。

对于在受影响的市县负责水务设施和资源管理的专业工程师来说,这一声明并不令人惊讶。几十年来,这些西部地区经历了干旱的挑战,同时见证了显著的人口增长。pe在管理基础设施和制定满足其社区需要的用水战略方面处于最前沿。

气候变化在西方造成了极端干燥的条件。根据科罗拉多河管理局的一份报告,在100多年的记录中,科罗拉多河经历了最干燥的20年时期(2000-2019年)。科罗拉多河的鲍威尔湖和米德湖的水库在1999年几乎满了,在这个干旱时期提供了足够的水来满足需求。今年夏天,科罗拉多河存储系统的总容量从2020年8月的49%下降到40%。

这份短重声明是什么意思?一旦出现一级缺水状况,就会触发一项从2022年1月开始的干旱应急计划,该计划将降低流域较低的亚利桑那州和内华达州的年用水量,这两个州都来自米德湖。今年7月,根据干旱操作规程,该局从一个蓄水项目中将18.1万英亩英尺的水注入鲍威尔湖。

一个根本性的改变

南内华达水务局和拉斯维加斯河谷水区(SNWA/LVVWD)负责监督拉斯维加斯和克拉克县230万人的供水服务。科罗拉多河的米德湖水库提供了南内华达90%的供水,而剩下的10%来自当地地下水。

知道这些条件即将出现,SNWA/LVVWD制定了一个50年资源计划。资源部副总经理Colby Pellegrino说:“我们制定了保护计划,因为我们知道短缺声明迫在眉睫。”“社区必须在各个方面进行保护,这样我们才能在干旱之前继续前进。”

当佩莱格里诺在2003年加入该机构时,她支持科罗拉多河建模工作,以预测气候变化和流量减少造成的变化。她说,在20年的干旱条件下,毫无疑问,积极的措施是必要的。“气候科学认为这是干旱化。西方正在经历一场根本性的变化,一场永久的干旱。”

洪水或供水短缺的规划传统上是基于历史数据的。但是Pellegrino说,仅仅通过观察过去的记录已经不能预测条件了。“在未来气候变化预测中仍有很大的变化范围。保持领先是一个不断的教育和适应过程。”

Pellegrino说,通过强有力的节约规划,拉斯维加斯和克拉克县的用水量下降了23%,尽管人口增长超过75万。内华达州科罗拉多河的用水量为30万英亩英尺,但去年的用水量为25.5万英亩英尺。明年的分配将减少到27.9万英亩英尺,减少了近70亿加仑(21000英亩英尺)的水量。据SNWA/LVVWD称,这一减少的数额足以为大约4.5万个家庭提供一年的服务。

由于预料到米德湖的水位将会下降,2008年,瑞典国家石油公司和法国LVVWD开始了一项耗资14亿美元的项目,建设第三个取水系统和低湖水位抽水站。为了确保湖水能够从海拔低于1000英尺的湖泊中汲取,这种适应是必要的。该项目完全由利率支付人资助,包括在米德湖下挖掘一条隧道,并将一个取水口结构连接到湖底,用1000多辆卡车的混凝土加固。第三个项目于2015年投入使用。

“这可能是这里发生的最大的单一气候适应措施,”佩莱格里诺说。

技术也被用于新的方式来搜索水浪费和水盗窃。例如,SNWA/LVVWD正在转换为自动仪表,每15分钟到1小时获得一次水流数据,而不是每月一次,以检测泄漏。“对于一个独户住宅来说,如果你连续三天不关闭水源,很可能就会漏水。我们根据这些数据发送泄漏检测通知,”Pellegrino说。此外,该公司还升级了过滤系统,并计划打造水系统的数字孪生。

科罗拉多河
根据美国垦务局的一份报告,在100多年的记录中,科罗拉多河经历了最干燥的20年时期(2000-2019年)。照片来源:南内华达水务局/拉斯维加斯河谷水区

SNWA/LVVWD还与内华达州立法机构合作,通过了一项法律,规定2026年后使用科罗拉多河提供的水灌溉非功能性或装饰性草坪是非法的。Pellegrino说,景观美化将需要对沙漠友好和水资源智能。这一举措预计将节省近95亿加仑(3万英亩英尺)的水。“这是一个我们在经济上鼓励了20年的项目,但随着干旱和目前的短缺,随着我们变得更加认真,提供胡萝卜的时代可能已经结束了。”

关于水资源以及有关使用和权利的法律的公共宣传和教育对于保护政策和项目的有效性是至关重要的。她说:“当我们制定政策时,我们试图做强有力的公众参与,以确保社区的关键部门意识到即将发生的变化,无论是提高利率还是节约用水的一揽子计划。”“我们还根据我们需要客户采取的行动定制我们的信息。”

佩莱格里诺补充说:“我们都需要水,节约用水是我们所有人的责任。”

保护的

犹他州没有受到美国垦务局(Bureau of Reclamation)目前宣布的干旱影响,因为犹他州的水源来自科罗拉多河上游流域的鲍威尔湖(Lake Powell)。但干旱化仍然是一个主要问题。犹他州水资源部门表示,2020年是有记录以来最干旱的一年,也是最热的一年。

3月17日,州长斯宾塞·考克斯宣布由于干旱情况进入紧急状态,并自5月以来发布了两项相关行政命令。在2020年创纪录的干旱夏秋之后,冬季积雪量约为年平均水平的70%。

应对严重干旱可能会成为常态。“该州近90%的地区正在经历极端或异常的干旱。即使山区开始出现一些雨雪天气,也不可能让我们完全摆脱干旱,”NSPE成员、普罗佛河用水协会总经理G. Keith Denos说。

PRWUA运营和维护一个复垦局水项目,为犹他州、盐湖、Summit和Wasatch县的农田灌溉提供补充供水,并为犹他州县北部和盐湖谷的社区提供生活供水。这条河是鹿溪水坝和水库的所在地,为150万人供水。

自2000年以来,该协会并没有得到保证,它将获得股东每年应得的全部水量。据迪诺斯说,鲍威尔湖目前只有正常容量的三分之一。“如果它再下降50英尺左右,就可能危及发电能力,”他说。“如果这种趋势继续下去,对我们来说就不妙了。”

另一个预示未来艰难的迹象是:犹他州的人口预计到2065年将翻一番。对水的更大需求使得加大保护力度,包括关键的基础设施项目,变得更加紧迫。

2011年,PRWUA完成了一项耗资1.5亿美元的运河围护工程,其中包含了大量的水资源保护成分。此外,一项耗资近6000万美元的鹿溪水库和大坝取水口整修项目正在进行中,该水库储存了来自三个流域的15.3万英亩英尺的水。可持续发展项目的设计是为了确保基础设施在未来80年依然存在。

犹他州水资源部门负责监督到2025年将用水量减少25%的区域目标。该地区有望实现这一目标。“我们一直在为气候变化做准备,并让用户更有保护意识,”Denos说。

公共卫生的基础

亚利桑那州凤凰城的都市区从盐河、佛得河和科罗拉多河三个不同的水源获得水,以满足170万人的用水需求。干旱的情况只适用于科罗拉多河系统,该系统提供了该地区40%的用水需求。盐河和佛德河仍然是满的。“凤凰城50多年来一直在为干旱做准备。我们有一个多样化的水资源组合,无论是合法的还是物权的,我们都拥有超过每年用水量的权利,”凤凰城水资源服务部主任特洛伊·海耶斯(Troy Hayes)说。

明年1月,亚利桑那州米德湖的年用水量将减少51.2万英亩英尺,接近该州用水量的18%。由于凤凰城的节水努力,只有三级干旱才会对交付客户产生负面影响。海耶斯说,城市只处理和运送分配的三分之二的水,而另一部分储存在地下含水层中,只有在短缺时才能使用。

根据2021年凤凰城水资源报告,在过去20年里,尽管人口增加了40万人,但节水战略和“沙漠生活方式”教育运动已导致人均日用水量减少了30%。

海斯说,如果有一件事是亚利桑那州人明白的,那就是水的巨大价值。“因为在每个人的社区里,水是公共卫生、经济机会和生活质量的基础,所以我们承担起了确保我们(保持)一个可靠的供水系统的责任。”

科罗拉多河
对水的更大需求使得加大保护力度,包括关键的基础设施项目,变得更加紧迫。照片来源:南内华达水务局/拉斯维加斯河谷水区

凤凰城水务部门的一份分析报告显示,该市存在的问题不是水资源问题,而是基础设施问题。该公司管理的服务区域面积超过520平方英里,其中有7000英里的管道和5000英里的污水管道,但如果不改善供水系统,该市的一部分地区可能会受到干旱声明的负面影响。

该部门正在进行一项工程,修建11英里长的大型输水管道和泵站,以便随时随地更好地输送水。解决这一问题的第一步是获得市议会和社区的支持。海耶斯说:“当每个人都理解了问题和我们试图实现的目标后,让他们克服这个挑战并不困难。”“他们投票通过了新的水费来支付基础设施。”

项目预计在2023年初完成并投入运营。海耶斯说:“一旦我们的基础设施到位,我们将处于一个真正的有利位置,可以向未来几十年迈进。”

该部门还保持以资产管理为基础的方法,以确保资本计划的资金在正确的时间投入到正确的地方,修复和更换旧的基础设施,以提高用水效率。目前也正在与当地市政当局进行讨论,考虑建造新的水坝,以便在较潮湿的时期将水收集起来供以后使用。

Hayes说,如果没有一个由有执照的工程师和专业技术人员组成的专门团队,这些资本项目都不可能实现。“我们被训练成解决问题和克服挑战的人。如果没有我们的工程师和AEC顾问,这是不可能克服的。”

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