美国加州的极端干旱事件应成为水资源管理方面的一次教训。自2012年起,加州一直笼罩在100多年来最严重的干旱之中,气温不断打破纪录,年降雨量持续下降。该地区区域经济在挣扎中艰难前行。
历史上,该州极端干旱倾向于每百年左右出现一次,但在过去100年间,人类活动使用水量严重超支。随着人口增长和工业发展,加州水危机已成为全世界水危机的先兆。为此,5名美国专家近日呼吁,进行更多关于城市化、温室气体排放、食物和能源产量以及政策和管理措施等方面的研究,以了解人类活动给水资源带来的压力,制定出有利于经济繁荣和水资源系统发展的政策和管理模式。
历史经验
加州的发展史是不断适应干旱气候条件的过程。自由放牧和靠天吃饭的农业需要大量灌溉,导致该州在19世纪遭遇了一场干旱。20世纪初期,人口增长使该州大量修建水库、运河以及水利系统网。最近几 次 干 旱 (1976-1977年 ,1988-1992年,2007-2009年)使水资源市场不断扩大,促使加州实施严格的城市水资源保护规划,比如上世纪90年代的应急抗旱水库,为购买、销售以及转移水资源提供了基础设施。其他的应急措施还包括增加地下水抽取和利用,节约水资源,更广泛的运输、储存、废水利用以及苦咸水淡化等。
这些创新方法在维持或提高水资源供应方面发挥了作用。今天,加州有着全世界水利工程最多、最多样化的水资源系统,包括总长度超过2000公里的6大渡槽网和1400多个水坝。因此,尽管当前该州的干旱情况已十分严峻,但城市供水系统依然运行良好、无甚大碍。
然而,乡村社区和周围环境问题却令人苦恼。日益增多的地下水汲取则使河流、溪流以及池塘的水位下降。
气候变化
回顾该州的历史气候,曾发生过严重以及长期的旱灾。因此现在尚不明确,加州当前的干旱是短暂的天气状况,还是出现了一种“新常态”。气候观察和推测表明,加州的气候正在变暖,冬季存在更多降水,降雪则有所减少。
未来的干旱将会伴随着更强的热浪和更大的火灾。当水利发电量减少以及制冷不足时,气温升高将会增加能源需求。这样的变化将会让人类和自然界之间的紧张度再次上升。
随着人为作用的增加,过去的干旱经验很难直接简单地适用于未来的干旱事件中。因此,对于气候变暖后的世界水资源供需变化,需要进行更多研究。
应对措施
加州必须学习适应干旱的气候。作为对未来日益增加的水资源需求量和气候变化压力的回应,需要在节约用水、节水技术创新等方面进行改革,并制定出更加灵活、基于市场的解决方案。
例如,澳大利亚1997—2009年间的跨千年干旱就激发了公众认知的变化和政策的改革以及水资源供给和其他环境管理策略方面的一系列变化。城市居民减少了水资源使用量。节水技术激励政策也减缓了长期水资源供应压力。
过去数十年,干旱监控已演化到了包括卫星观测和先进分析软件等高端设备,但在季节性干旱预警方面仍存在挑战。气候和水文科学家应首先考虑此类研究,以更好地支撑水资源管理,从多个层面探索干旱背后的原因、区域影响以及干旱管理等。而在水资源缺乏时期,农业范围缩小导致的社会影响则需要更深层次的研究和计划。
考虑到综合需求增长和水资源供应量的减少会给走出干旱带来更大难度,政策制定者应更新应对干旱储备的策略。这包括在极端条件下,优化水资源需求,减少其对人类和生态系统造成的长期影响,制定一系列行动和技术选择方案。还应考虑水资源政策改革,针对主要河流流域和应急栖息地采取应急措施等,避免物种灭绝。工业和农业领域也应通过增加水循环和提高效率减少水资源消耗。
(摘自《中国科学报》 红枫/文2015年9月9日)