Hvordan håndterer vi krav til vand, når vi går ind i en æra med knaphed?

Byvandssystemer i Californien og andre steder står over for en tid med regning, advarer Richard Luthy, professor i civil- og miljøteknik ved Stanford.

Grundvandsmagasiner er ved at blive udtømt, og floder tørrer ud, selvom efterspørgslen efter vand bliver ved med at stige. Alligevel kan byer ikke længere møde samfundets tørst ved at importere mere vand langvejs fra. Luthy, imidlertid, er optimistisk. Som direktør for National Science Foundation's reNUWIt-indsats-kort for Re-Inventing the Nation's Urban Water Infrastructure-hjælper han med at udvikle alternative kilder gennem genbrug af spildevand, stormvandopsamling og afsaltning.

"Vi bliver nødt til at foretage store investeringer, ligesom vi var nødt til at foretage store investeringer for et århundrede siden i dæmninger og akvædukter, "siger han." Men med gode beslutninger, vi burde være i god form. "

Vi satte os sammen med ham for at få hans syn på det store billede.

Er Californien på vej ind i en æra med vandmangel?

Ja. Vi har flere mennesker, flere job og mere velstand, og med alt det har vi brug for mere vand. Da statens befolkning var mindre, at vand kunne tilføres et andet sted. Men af ​​mange grunde, import af vand kan ikke opfylde kravene fra det 21. århundrede.

Vi er også påvirket af klimaændringer. Mere nedbør i Sierras falder som regn frem for sne, og det vil ændre, hvordan vi bruger dæmninger og reservoirer. Historisk set vi brugte vores vandsystem både til at kontrollere oversvømmelser og til at lagre vand, og disse behov plejede at forekomme på forskellige tidspunkter. Under de kraftige regner i den tidlige vinter, vi kunne bruge systemet til oversvømmelseskontrol. Da sneen smeltede sidst på foråret, vi kunne skifte vores fokus til opbevaring. Men hvis vi får mere regn og mindre sne, det gør timingen vanskelig, da vi forsøger at styre systemet for at imødekomme disse forskellige behov for oversvømmelseskontrol og vandopbevaring. Også, klimaændringer ser ud til at bringe større ekstremer - tørre tørre perioder præget af et meget vådt år.

Hvad med udtømning af grundvand og afvanding af floder?

I det 20. århundrede pumpede vi mere grundvand end der blev udskiftet, især i landbrugsområderne. De tider er forbi. Loven om bæredygtig grundvandshåndtering fra 2014 kræver, at vi forvalter vores akviferer bæredygtigt. Tænk på det som en bankkonto - du foretager indskud og hævninger, men du kan ikke gå ind i et underskud. Forskellige regioner i staten skal komme med lokale bæredygtighedsplaner inden 2022 og opnå bæredygtighed inden 2040 eller 2042.

Store storbyområder som Santa Clara County, Orange County og Los Angeles har allerede planer, men det gør landbrugsarealerne ikke. Jeg tror på, at loven bliver håndhævet, og at staten vil gøre jobbet, hvis lokale distrikter ikke gør det. Dette er en stor ting.

Miljøbæredygtighed betyder også, at der efterlades nok vand i floder, vandløb, søer og moser. Hvis du afleder for meget vand, floden løber tør og kan ikke understøtte fisk og dyreliv.

Er det hvad folk mener om at "give fisken en stemme"?

Californien har en mangeårig "Public Trust Doctrine, "som fastslår, at vi skal beskytte vandløbernes" fælles arv ", søer, floder og marskområder. Efter en sag fra 1983 om, hvordan Los Angeles ledte vand fra Mono Lake, Californiens højesteret fastslog, at "fælles arv" betød beskyttelse af rekreation, æstetiske værdier og økologi. Beslutningen betød, at folk måtte efterlade mere vand til økosystemer og til fisk.

Sæt alt dette sammen, og det betyder, at vi skal afsætte mere grundvand til vores akviferer og mere overfladevand til vores floder, vandløb og søer - selvom statens befolkning og økonomi stadig vokser. Det er ikke kun udfordringer for Californien. De samme spørgsmål opstår i sydvest, i Texas, i dele af Florida og i Atlanta. Vi oplever det først, men vi er næppe alene.

Hvordan kan vi klare det?

En vigtig måde er ved at genbruge vand. Der er to former for genbrug af vand:drikkevand og ikke-drikkevand. Lad os starte med den lettere opgave.

Her på Stanford campus, vi studerer energieffektive måder at genbruge vand på, som derefter ville løbe gennem separate rør og tjene ikke-drikkelige anvendelser såsom kunstvanding. Vi får vores drikkevand fra Hetch Hetchy Reservoir, og den er ideel til genbrug og kunstvanding. Genbrug af vand for at gøre det fuldt drikkeligt er muligt, men det kræver ekstra trin. En spændende mulighed er gennem indirekte genbrug af drikkevarer. Staten gør dette nu i Orange County. Vi tager brugt vand og behandler det til det punkt, hvor det næsten kan drikkes. Så satte vi det tilbage i jorden, hvor det bliver i nogen tid og blandes med det eksisterende grundvand. Derfra, vandet tager en indirekte vej til din hane. Redwood City overvejer denne idé om avanceret vandbehandling til indirekte genbrug af drikkevand. Santa Clara Valley Water District tænker på det samme. San Jose, Palo Alto og Sunnyvale har deres egne ideer.

Vi kan lære af alle disse bestræbelser, men vi bør også tænke på regionale løsninger. I det 21. århundrede, vi vil simpelthen ikke kunne importere alt det vand, vi ønsker fra andre steder. Vi bliver nødt til at forøge det vand, vi får fra reservoirer som Hetch Hetchy med genbrug, indsamling af stormvand, afsaltning og andre strategier.

Meget af dit arbejde handler om ledelse og planlægning - hvordan man integrerer forskellige systemer. Kan du tale om det?

Vi er nødt til at foretage investeringer, ligesom vi var nødt til at foretage store investeringer for et århundrede siden i dæmninger og akvædukter. Men vi er nødt til at gøre tingene anderledes. Vi kan genvinde vand, hvor vandet er nødvendigt. Hvis du genbruger vand, du kan gøre det i et decentralt anlæg, der er mere kompakt og mere energieffektivt. Men for at foretage investeringer i størrelsesordenen hundreder af millioner af dollars, vi skal finde ud af den mest omkostningseffektive måde. Byer og vandområder skal indse, at det er afgørende at arbejde sammen. Jeg hjælper Bay Area -vandleverandører med at lægge planerne for en pålidelig regional vandforsyning. En udfordring er at finde ud af, hvordan man foretager investeringer, der fungerer for alle de forskellige grupper. Jeg er optimist, men vores tankegang bliver nødt til at blive mere regional og mindre parokial.