Gør Californiens vandforsyning modstandsdygtig

Ligesom med aktiemarkedet, klimaændringer kræver en diversificeret portefølje af løsninger. Californiens guvernør Gavin Newsom underskrev for nylig en bekendtgørelse om at udvikle en omfattende strategi for at gøre statens vandsystem klimaresistent. Ordren kræver en bred portefølje af samarbejdsstrategier til at håndtere forældet vandinfrastruktur, usikkert drikkevand, oversvømmelsesrisici og udtømte grundvandsmagasiner.

I en beslægtet undersøgelse offentliggjort tidligere på året, Stanford-forskerne Newsha Ajami og Patricia (Gonzales) Whitby undersøgte effektive strategier for stigende problemer med vandknaphed. Ajami er direktør for Urban Water Policy ved Stanford's Water in the West-programmet og en hydrolog med speciale i bæredygtig vandressourceforvaltning. Whitby er en nylig ph.d. uddannet fra Stanfords civil- og miljøingeniørafdeling og i øjeblikket vandingeniør hos miljøkonsulentfirmaet Brown og Caldwell. Under, de diskuterer deres forskning og hvordan en diversificeret vandportefølje kan opfylde Californiens vandbehov i fremtiden.

Hvordan reducerer en diversificeret vandportefølje risici forbundet med vandforsyning?

Ajami:At udvikle en vandforsyningsportefølje betyder, at man bevæger sig væk fra afhængigheden af ​​én vandkilde, såsom importeret vand eller grundvand, for at udvikle en række andre vandkilder ved at inkorporere lokale og regionale løsninger, herunder bevarelse og effektivitet, genbrug og genbrug af vand, høst og afsaltning af regnvand og regnvand. Den gyldne regel i en investeringsportefølje er at have diversificering, som forhindrer kortsigtede og langsigtede risici. Samme regel gælder for en diversificeret vandportefølje. For at minimere risikoen for kortsigtede og langsigtede udfordringer og forstyrrelser som følge af svigtende infrastruktur eller klimaforandringer, herunder intensiveret tørke og oversvømmelser, det er vigtigt at stole på mere end én forsyningskilde og udvikle en vandportefølje, der består af flere vandmuligheder for at øge systematisk fleksibilitet og robusthed. Ved udviklingen af ​​en sådan portefølje, forsyningsselskaber og regioner bør ikke kun fokusere på antallet af kilder, men også nødt til at tænke på kapaciteten af ​​hver forsyning. Vores team har udviklet et vandafhængighedsindeks, som kan hjælpe med at måle disse mål på både forsynings- og regionalt niveau.

Whitby:En vandforsyningsportefølje er en kombination af vandforsyningskilder, der er tilgængelige for et forsyningsselskab. Diversificering betyder, at vi ikke lægger alle vores æg i én kurv, så hvis der sker noget med en af ​​forsyningerne som en afbrydelse af den fysiske infrastruktur eller et problem med vandkvaliteten eller en nedskæring på grund af tørke, vi har stadig en portefølje af andre muligheder. Vandforsyningsdiversificering bør forfølge forskellige typer vandkilder, således at hver forsyning har forskellige risici og også forskellige styrker. For eksempel, genbrug af vand betragtes typisk som en robust forsyning, der er modstandsdygtig over for tørke. Tilsvarende diversificering betyder ikke kun at have mange forskellige vandkilder til rådighed, men også at udnytte disse kilder til at reducere stress på de mere traditionelle forsyninger.

Hvilke nøgleprioriteter ville du forvente, at Californiens portefølje for vandtæthed fokuserer på?

Ajami:En portefølje af vandmodstandsdygtighed kan se forskellig ud fra region til region, da Californien står over for forskellige udfordringer, muligheder, risici og begrænsninger på tværs af staten. Det er vigtigt for regioner at identificere værdien og risiciene ved eksisterende og potentielle vandforsyningsmuligheder og fokusere på projekter, der ikke kun forbedrer adgangen til rent vand, men også leverer bredere miljømæssige og samfundsmæssige fordele såsom grøn infrastruktur. I meget urbaniserede regioner, løsninger som on-site genbrug fungerer godt, mens samfund med lavere tætheder kan finde et centraliseret genbrugsanlæg som en bedre løsning. Staten er nødt til at anerkende disse parametre og give regionerne brede retningslinjer, samtidig med at den muliggør og tilskynder til udvikling af regionale samarbejdsstrategier. En model svarende til Renewable Energy Portfolio kommer til at tænke på, hvor der opstilles regionale og statsdækkende mål for vanddiversificeringsporteføljen og derefter incitamentes.

I en nylig undersøgelse udviklede vores team en cap og handel målbaseret handelsmodel, der gør det muligt for en region at nå deres vanddiversificeringsporteføljemål ved at arbejde sammen og drage fordel af regionale muligheder for at udvikle et mangfoldigt sæt vandløsninger. Sådanne innovative systemniveauløsninger kan hjælpe vandværker med at koordinere deres indsats, overvinde fragmentering og dele både økonomiske ressourcer og vandressourcer, mens de også gradvist tilpasser deres forretningsmodel.

Hvilken rolle spiller klimaforandringerne i den fremtidige planlægning?

Ajami:Klimaændringer forstørrer mange af vores nuværende vandudfordringer. Forstærkede tørker og oversvømmelser demonstrerer begrænsningerne i vores traditionelle infrastrukturmodel såsom dæmninger og spildevandsrensningsanlæg. Skiftet i vores hydrologiske cyklus betyder, at de konventionelle måder, vi administrerede vores komplekse vandsystemer, ikke fungerer på. Den nye normal ser meget anderledes ud, som nedbørsmønstre har ændret sig, og vi modtager mere regn end sne. Også på grund af højere temperaturer, sne smelter tidligere og hurtigere end før, fratager os vores naturlige reservoir, der plejede at rumme meget af vores sommerforsyning. Havstigningen truer vores kystnære grundvandsbassiner og rensningsanlæg. Øgede naturbrande, især i grænsefladen mellem byer og vilde områder, påvirker vandkvaliteten. Overordnede klimaændringer afbryder vores vandsystemer. Det betyder, at klimaændringer skal være i centrum i enhver infrastrukturplanlægningsproces. Vores infrastrukturmodel fra det 21. århundrede skulle se meget anderledes ud end vores model fra det 20. århundrede, indarbejde mere naturbaserede løsninger, der kan øge vores systems modstandsdygtighed og fleksibilitet.

Kan denne ordre også hjælpe med at reparere Californiens forældede drikkevandsinfrastruktur?

Ajami:Absolut! Udskiftning og reparation af vores aldrende infrastruktur kræver en holistisk tilgang, og den bør også omfatte ændring og modernisering af vores finansierings- og finansielle model. Hvis du ser på din energi- eller telefonregning, er der en linjepost, der giver finansiering til at sikre adgang til telekommunikation og energiinfrastruktur for landdistrikter og lavindkomstsamfund. Denne model giver langsigtet bæredygtig og stabil finansiering, som er afgørende. Det er præcis, hvad vi har brug for i vandsektoren, og hvad vi ikke har. Gov. Newsom har helt sikkert identificeret adgang til rent vand som et af hans administrations store spørgsmål. Hans team har bestemt forsøgt at finde ressourcer til at få det til at ske – hvilket er et godt første skridt – men jeg mener, at der er behov for en model svarende til energi- og telekommunikationssektorerne for at garantere langsigtede bæredygtige og modstandsdygtige løsninger for ethvert samfund i Californien.

Whitby:Helt sikkert. Aldrende infrastruktur er en af ​​de risikofaktorer, der påvirker vores vandsystemer i dag. En pæn mængde vand går tabt på grund af systemlækager, før det overhovedet når frem til kunderne. Incitamenter til at diversificere og styrke vores vandporteføljer giver mulighed for ikke kun at ombygge og udvide infrastrukturen, men også for at genopfinde og befæste vores vandsystem til det næste århundrede.

Baseret på din forskning, hvilke faktorer er nødvendige for en vellykket implementering af en statsdækkende portefølje?

Ajami:Tilskyndelse til regionalt samarbejde, tænkning og innovation på systemniveau, især inden for vandforvaltning og forretningsmodeller, er væsentlige elementer i enhver statsdækkende vandstrategi. Som svar på nogle af vores landsdækkende vandudfordringer, samfund rundt omkring i Californien er begyndt at omfavne alternative vandløsninger og diversificere deres vandportefølje ved at indføre strategier for efterspørgselsstyring, såsom genbrug af vand, regnvands- og regnvandsopsamling og afsaltning blandt andre. Disse nye vandkilder forstyrrer langsomt top-down-modellen for vandsektoren og introducerer mere fleksibilitet og modstandsdygtighed til lokale vandsystemer, især under tørke og andre naturkatastrofer. Men disse bestræbelser koordineres ikke ofte, og deres implementering lider under vores forældede og fragmenterede styringsmodeller, som skal forstyrres og ændres.

Whitby:Samarbejde og innovation. Samarbejde, fordi vores vandsystemer i sagens natur er meget fragmenterede med jurisdiktioner, der ikke altid overlapper med kommuner, amter eller andre agenturer såsom tilsynsmyndigheder og planlæggere af arealanvendelse. Samarbejde kan åbne døre for at identificere muligheder, der både er lokalt sindede og regionalt relevante. Innovation skal ikke kun ske på teknologisiden, men også i form af kreativ styring og finansieringsmekanismer for at muliggøre de nødvendige ændringer.