加州的供水陷入困境随着气候变化的加剧自然干旱

加州是准备连续第三年干旱,和官员正在收紧限制用水水平从来没有见过这么早在水里。大多数州的水库远低于平均水平,几个不足容量的三分之一。的今年冬天雨雪前景每年,当大多数的降水到达时,前景并不乐观。

尤其令人担忧的是内华达山脉的前景,漫长的山脉,流经东部的状态。加州的城市和农场——成长超过三分之一的蔬菜三分之二的水果和坚果,依靠径流水从山上的积雪。

作为一个工程师,我研究过加州的水和气候了30多年。仔细看看加州水资源显示了气候变化的挑战,以及如何将该州的农业供水和更大的风险。

加州的水在哪里

加州全州平均每年约2英尺的降雨量,大约三分之二的全球平均水平,国家作为一个整体半干旱气候。

加州的大部分雨水和雪落在山上,主要在冬天和春天。但农业和沿海城市需要水通过干燥的夏季。让水干南加州和帮助防洪在北方,加州在过去的一个世纪里发达一个全国范围内的系统水库、隧道和运河,将水从山上。最大的这些项目,国家水利工程,提供水的降水量北部山脉南部的国家。

跟踪的水,是有用的看英亩-英尺的体积。加州面积约1亿亩,每年在2英尺,其平均年降水量大约2亿英亩-英尺。

200年,平均只有8000万英亩-英尺下游。大部分的水回到大气中土壤水分蒸发蒸腾损失总量植物和树木的内华达山脉或北海岸森林。真的离开的8000万英亩-英尺,大约一半仍在水生环境中,如河流流入海洋。这使得大约4100万英亩-英尺下游使用。大约80%的20%用于农业和城市使用。

在湿年,可能会有比8000万英亩-英尺的水可用,但在干旱的年份里,它可能更少。

例如,在2020年,加州的降水低于平均水平的三分之二,国家水利工程交付只有5%的合同金额。该州其他主要移动水渡槽系统状态也严重减少了供应。

截至9月30日2021年,历史上有干燥的三内华达山脉。降水是关于44%的平均水平。有限的降水截至2021年12月,国家极端干旱,国家水项目将其初步分配机构为2022 0%,仍有少量流动对健康和安全的需要。

虽然条件可以改善如果更多的风暴在接下来的三个月里,官方的国家海洋和大气管理局前景点低于正常降水比高于正常。

干旱和气候变暖

多年的干旱期,年降雨量低于平均水平时,加州的气候的特征,但全球气温上升也产生影响。

在过去的1100年里,至少有一个干旱时期每个世纪持续四年或更长时间。有两年在过去的35 - 1987 - 92和2012 - 15所示。气候变暖加剧这些干旱期的影响,土壤干燥,干燥空气压力自然植被和农作物。

全球气温上升影响径流从内华达山脉,它提供了超过60%的加州的发达的水供应。

超过80%的径流在中部和南部内华达山脉的积雪区。在潮湿但山脉北部低海拔、降水的贡献年径流的三分之一。

平均雪线海拔上面最降水是雪,从北部海拔约5000英尺到7000英尺在南方。平均而言,每个1.8华氏度(1摄氏度)的变暖可能导致雪线另一个500英尺高,减少了雪。

从雪早降雨和径流变化也意味着更多的现有大坝背后的能力将会分配给防洪,进一步减少季节性供水存储的能力。

大量的研究建立了内华达山脉可以看到吗低,多年来没有雪的冬天到2040年代末如果温室气体排放不下降,条件恶化除此之外。

气候变暖还将增加水的需求从森林生长季节延长和驱动干旱胁迫导致树死亡和增加高安全性火灾的风险。

可持续性在气候变暖

水储存是加州的水安全的核心。

社区和农场可以注入更多的地下水当供应很低,但是国家已经抽出的水湿年比补充。部分的状态依赖于科罗拉多河的水,其大坝提供多年的水储存,但盆地缺乏径流填充大坝。

公众的反对使得它难以建立新的水坝,所以季节性和更好地利用地下水多年存储是至关重要的。

国家的地下水可持续管理法案要求当地机构制定可持续发展计划。提供了一些希望,地下水补给可以带入平衡,留下一些农田unplanted,最有可能。萨克拉门托-圣华金三角洲地区南部含水层补给管理正在逐步扩大,和更多的可以做到的。

如果国家不做更多的事情,包括应用海水淡化技术等手段使盐水可用,城市地区可以削减25%的用水到位在2012 - 15干旱更常见,甚至可能更深。

加州的水资源可以提供健康的环境,国家经济增长强劲,可持续农业使用。实现这一目标将需要升级自然基础设施——上游森林,泛滥平原和农业地区的地下水补给,建立基础设施,如运河、溢洪道和堤坝。的信息是可用的;官员们现在必须坚持到底。

罗杰包工程特聘教授,加州大学默塞德

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