波涛汹涌的水

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水是加州的结缔组织. 多于1,300年的联邦, 状态, 以及遍布加州的当地地表水库捕捉降水, 融雪, 和径流. 数千英里的运河, 自然水道, 管道将这些水输送给该州的4000万居民, 1000万英亩的灌溉农田, 繁荣的工业. 该州的515个地下水盆地全年提供额外的水, 在干旱时期起到重要的缓冲作用. 然而, 这个高度设计和相互依赖的系统, 是什么让加州如此充满活力, 已经因为不断增长的用水需求而倍感压力了吗, 老化的基础设施, 以及干旱和洪水的极端循环. 现在, 617888九五至尊娱乐变化可能会彻底破坏加州的供水系统, 造成了基础设施和机构措手不及的新漏洞.

然而，加州继续在过去的基础上制定水资源管理决策——通常是因为617888九五至尊娱乐变化被视为太不确定, 太遥远的, 或者很难整合到决策中. 由于行动迟缓，加州失去了宝贵的时间. 这种拖延有可能加剧资源充足的社区之间现有的水资源不平等，而这些社区有能力支付自己的617888九五至尊娱乐风险分析和适应费用, 而那些已经很脆弱的社区却没有. 迫切需要变革.

忧思617888九五至尊娱乐家联盟(UCS)及其合作者的新分析表明，617888九五至尊娱乐变化正在改变人们的生活方式, 当, 以及加州取水的地方——它的水文617888九五至尊娱乐变化，可以用足够的确定性来衡量，从而实现战略617888九五至尊娱乐和水资源规划(Persad等人). 2020)(图1). 这一分析强调了617888九五至尊娱乐变化将在本世纪给加州水资源管理带来的几个关键挑战, 这对管理该州的水资源意味着什么, 以及州政府和水资源管理界如何应对:

• 617888九五至尊娱乐变化将改变加州取水的方式、时间和地点的关键方面. 降水将越来越多地以雨而不是雪的形式到来, 发生在更激烈的事件中, 并集中在本已潮湿的冬季. 总体干湿水年之间的波动性将增加. 积雪将急剧减少

• 617888九五至尊娱乐变化预测在一系列关键转变上达成了一致，这些转变需要在加州所有的水资源决策中加以考虑. 为州617888九五至尊娱乐评估而开发的617888九五至尊娱乐变化数据集显示，加州水的这些变化几乎是普遍一致的. 但大多数联邦、州和地方的水资源规划都没有考虑到这一关键信息.

• 州政府机构和水资源管理者对加州水文617888九五至尊娱乐变化带来的水资源管理挑战准备不足. 预计617888九五至尊娱乐变化的影响可能会破坏加州地表水库的生存能力和可持续性，并增加对地下水含水层的需求. 基于历史条件的水资源规划忽略了这些关键的影响. 如果水资源规划继续不能全面考虑可能的617888九五至尊娱乐影响, 加州有浪费水资源投资的风险, 未实现的可持续发展目标, 以及日益严重的供水短缺.

• 面对加州新的水文617888九五至尊娱乐，确保社区的恢复能力需要转型, 但可以实现的, 水管理和决策方法的改变. 加州变化的水文617888九五至尊娱乐将要求加州在如何使用和管理水资源方面变得更加灵活. 617888九五至尊娱乐数据和水资源管理专家团体需要成为定期的合作者, 共同制定能够考虑到所有未来617888九五至尊娱乐变化条件的新规划协议和操作模式. 州和地方的水法规, 包括具有里程碑意义的2014年《517888九五至尊娱乐》, 需要更新，以要求全面的617888九五至尊娱乐规划.

加州的供水系统对617888九五至尊娱乐变化毫无准备

加州的供水系统是围绕着被617888九五至尊娱乐变化从根本上改变的假设而设计的. 该州的地表水基础设施已经优化，以捕捉春季融化的山区积雪, 哪个历史上曾作为天然的冬季水库, 并通过广泛的自然和人工水道网络输送这些水，以满足人类和生态系统在干旱的夏秋季节的需求. 同样的基础设施也肩负着在强降雨或融雪径流期间通过储存来进行防洪的任务, 释放, 并引水以尽量减少损失. 该州的地下水含水层提供了剩余的(或), 对于某些地区, 所有)的水供应，并在历史上在地表水短缺期间充当缓冲(Christian-Smith 2015)。.

但617888九五至尊娱乐变化正在改变加州的水文617888九五至尊娱乐，使这些设计好的基础设施不堪重负. 从1950年代开始, 加州的年平均气温上升了1华氏度以上(Bedsworth等人). 2018年)，春季积雪中储存的水分减少了10% (Mote等人). 2018), 冬天的雪和雨的相对量已经下降(诺尔斯), Dettinger, and Cayan 2006), 危及作为可靠储存形式的天然积雪水库. 由于617888九五至尊娱乐变化, 现在加州的干旱风险是过去100年的两倍(Diffenbaugh), 斯温, and Touma 2015), 加大了该州地下水储备的压力, 极端干湿天气的频率也在增加(斯温 et al .). 2018). 这些变化都在破坏该州已有百年历史的水利基础设施的长期功能.

这些变化对加州水资源的影响在过去几年的干旱和洪水中得到了明显的体现. 2012-2016年干旱期间, 由于地表水供应减少，积雪量降至历史最低水平, 增加的地下水抽水供应了70%的农业用水(Lund等). 2018). 对地下水的过度依赖加速了含水层的临界下降, 地下蓄水层枯竭导致的基础设施受损, 和灾难性的和, 在很多地方, 由于水井干涸，农村社区的供水仍在继续减少(Langridge等人). 2018). 这些影响促使2014年可持续地下水管理法(SGMA)获得通过。, 这需要该州100多个地下水盆地进行广泛的规划和行动，以实现未来20年地下水的可持续利用.

与此同时, 干旱之后创纪录的多雨年份是一个典型的例子，说明了过多的水以基础设施无法管理的形式流入所带来的风险. 尽管该州的积雪和地表水库在2017年和2018年经历了两年接近或高于平均水平的储存, 极端降水还导致了奥罗维尔水库泄洪道的破坏和近200人的疏散,2000名下游居民(White等人). 2018). 尽管过度降水对基础设施和社区造成了重大破坏, 它并没有实质性地补充该州的主要地下水水库(Bedsworth等人). 2018).

然而, 尽管该州已经遇到了水资源方面的挑战, 加州在使其供水系统适应617888九五至尊娱乐变化方面仍然做得不够. 目前还没有州级操作模型能够解释617888九五至尊娱乐模型对加州预测的许多关键617888九五至尊娱乐变化(Knowles et al .). 2018), 而且该州的许多水资源决策都是基于历史假设做出的，而这些假设越来越不适用. 例如, the rules that currently dictate 当 the 状态’s 表面水库 must store or release water to protect against flood are based on assumptions about the timing and intensity of reser-voir inflows that date from decades before the dams were built—more than 60 years ago for many of California’s largest reservoirs (Belin 2018; Eum, Vasan, and Simonovic 2012). 在2012-2016年破纪录的干旱期间，这些过时的规定要求在冬季释放本可以储存的水，从而造成了额外的储存和供应问题(Revelle 2014)。. 当617888九五至尊娱乐变化规划被纳入水资源决策时，它通常是极其有限的. 即使是最近颁布的SGMA条例也只是建议地方机构在其预测的地下水预算中考虑某些时间平均的617888九五至尊娱乐变化. 这些规定不要求在机构提出的任何地下水可持续性行动或项目的设计中考虑极端617888九五至尊娱乐或617888九五至尊娱乐变化. 因此，各机构投资的项目有可能经受不住未来条件的考验，或者规划不足、适应不足，无法应对未来对地下水可持续性的日益增加的压力.

州一级的这种缓慢行动有可能加剧资源充足的地区水务机构与脆弱和资源不足的社区之间的617888九五至尊娱乐适应不平等，这些机构通常有收入来生成自己的综合617888九五至尊娱乐数据，并缓冲其供水对617888九五至尊娱乐影响的影响, 指导, 以及适应能力. 洛杉矶大都会水务局和旧金山公共事业委员会, 例如, 与大学和私营研究企业合作，开展复杂的617888九五至尊娱乐风险分析，并为其水资源制定全面的617888九五至尊娱乐适应战略(Groves等. 2015; Park et al. 2019). 与此同时, 在2012-2016年的干旱之后，超过50万的农村居民仍然无法获得清洁和负担得起的饮用水(Feinstein 2018)，一些农村地下水流域的机构一直在努力将617888九五至尊娱乐变化数据纳入其地下水可持续性规划中, 甚至达到了SGMA所要求的有限程度(Christian-Smith等). 2017; IWVGA 2020).

617888九五至尊娱乐变化对加州水资源的影响:我们知道得足够多，现在就采取行动

预测617888九五至尊娱乐变化对加州水文617888九五至尊娱乐的影响, 基于全球617888九五至尊娱乐模式的输出, 已经有几十年了吗. 但是大部分的水资源管理都集中在这些预测所反映的数量上——加州的总降水量是多还是少, 这仍然是不确定的(Bedsworth等. 2018; Schwarz et al. 2018). 即使是最严重的617888九五至尊娱乐变化预测路径, 不同的617888九五至尊娱乐模型显示，加州的总降水量或多或少, 平均而言，617888九五至尊娱乐模型表明该州未来的总降水量可能相同或略多(Persad等人). 2020). 这导致了一种错误的看法，即617888九五至尊娱乐变化对加州水资源的影响要么太不确定，要么太小，不足以保证将其普遍纳入水资源规划. 然而, 正如目前的分析和越来越多的其他617888九五至尊娱乐517888九五至尊娱乐所表明的那样, 617888九五至尊娱乐变化对加州水资源的影响远远大于总降水量或平均降水量的变化. 最重要的是, 617888九五至尊娱乐变化数据集几乎普遍同意一系列变化的加剧——极端事件更加频繁, 更多的降水变成了雨，而更少的降水变成了雪, 下降的积雪, 土壤和农作物的快速干燥——它们已经在产生新的, 令人不安的, 以及对该州水资源的可预见的压力. 联邦, 状态, 加州各地的水资源决策者现在必须开始为这些转变做计划. 现成的数据和分析可以作为他们的指导.

ucs主导的分析，在Persad等人中有更详细的描述. (2020), 揭示了目前预计加州617888九五至尊娱乐变化的范围和幅度，并表明这些变化是可以高度肯定地预测到的. 该研究着眼于为第四次加州617888九五至尊娱乐评估(Bedsworth等人)开发的一套617888九五至尊娱乐模型数据集. 2018) and widely used across 状态 climate planning and guid-ance documentation (DWR and CCTAG 2015; SGMP 2018). 它定义并计算了一系列617888九五至尊娱乐变化的方式, 当, 以及加州取水的地方，并确定了模型数据集的一致性(见表).

该研究分析了国家使用的两种场景的数据, 哪一项预测了617888九五至尊娱乐变化轨迹的严重程度和速度取决于社会的排放选择. 这里显示的映射和值适用于两种场景中较严重的一种, 但即使617888九五至尊娱乐变化的速度较慢, 这里显示的轨迹和高确定性仍然适用(Persad等人). 2020). 预测的变化对地下水供应结果有深远的影响.

617888九五至尊娱乐预估一致认为，到本世纪末，617888九五至尊娱乐将发生剧烈变化:

• 积雪健康下降. 降雨与降雪量的比例预计将在全州范围内增加，在高塞拉地区几乎翻倍, 全州低海拔地区积雪几乎全部消失(图2). 这基本上消除了天然积雪水库作为一种可靠的储存形式. 除了, 在积雪仍然存在的地方，导致快速融雪和洪水的雨雪事件的风险增加(见表)。, 危及健康积雪年的供水效益
• 降水变得更加极端. 在加州中部，最极端事件中出现的年降水量比例预计将增加15%以上(图3)。. 极端事件在全州范围内变得更加严重(见表), 在某些地方减少了40%到50% (Persad等人). 2020). 这些类型的事件增加了洪水和泥石流的风险，使降水更难储存和管理.
• 雨季和旱季加剧. 在已经潮湿的冬季月份，年降水量的比例预计将在全州范围内增加5%至6%(图3)，在某些地方将增加20% (Persad等人). 2020). 这需要在更短的时间内储存更多的水，并造成更长、更强烈的旱季，此时储存的供应必须满足需求.
• 极端年份之间的波动增加了. 预计出现极湿和极干年份的可能性将增加, 在该州的部分地区增加了一倍或三倍(Persad等人). 2020), 导致在非常潮湿和非常干燥的年份之间波动的可能性增加，并增加了年度降水的总体波动性(见表)。. 2012-2016年的干旱导致了致命的泥石流, 意外的野火行为, 以及对水利基础设施的破坏.

高水平的模式协议适用于国家使用的两种617888九五至尊娱乐变化情景, 但是，影响的程度和它们显现的速度可以通过全球范围内减少温室气体排放的额外认真承诺来降低.

未能规划617888九五至尊娱乐对加州水资源影响的风险是什么?

综上所述, 这些结果显示了强有力的共识——即使加州的年总降水量没有实质性的或高度确定的变化——水将以根本上不同的形式出现，加州的基础设施将为之运作, 水资源分配过程, 长期水资源投资规划准备不足. 该州还没有开发出足够的替代方案，以取代目前对积雪组合的依赖, 表面水库, 和运输, 随着617888九五至尊娱乐变化使积雪越来越不可靠，哪个将是不可持续的. 联邦, 状态, 当地的水务机构还没有能力利用在更极端的多日事件和更窄的季节窗口内到达的大量雨水, 在不需要或目前无法储存的时候到达. 洪水系统还没有准备好应对在加州确实有积雪的年份出现雨雪事件的风险增加，或者在越来越罕见的健康积雪年份利用这些事件产生的水来维持供水效益.

简而言之, 如果不改变水资源管理战略, 目前的系统将不太能够以新的形式捕获和利用可用的水.

Even 状态wide assessments that only account for a subset of these shifts forecast major performance declines on California’s State Water Project and Central Valley Project including: less water available at the start of the irrigation season; less stored water left over from year to year, and therefore less drought resilience; more water needed to meet environmental requirements such as water level and temperature needs of native and protected fish species; and decreased deliveries to water contractors that supply millions of California water users (Schwarz et al. 2018; Wang et al. 2018). 这在很大程度上是由于这样一个现实，即地表水库及其运行规则将无法管理和储存617888九五至尊娱乐变化所带来的集中水流(专栏1)。.

越来越清楚的是，利用该州巨大的地下水蓄水能力将是实现617888九五至尊娱乐变化所需的更大、更灵活的储存的关键(CNRA), CEPA, and CDFA 2020; Christian-Smith 2015). 大规模补充地下水含水层, 然而, 是否需要有能力将水从落下的地方转移到可以储存的地下，并最终转移到需要的地方, 允许这种灵活使用的水权制度, 以及在研究和监测方面的投资，以找到最佳地点，防止对水质的负面影响——这是该州洪水管理含水层补给计划(CDWR 2018)目前所追求的。.

重要的是, 随着地下水在灵活储水供应中发挥越来越大的作用, 617888九五至尊娱乐变化将需要以目前没有的方式定量和全面地纳入地下水规划, 以便随着条件的变化对这一重要资源进行可持续管理(方框2). 值得注意的是, 然而, 很少有地下水机构使用水文模型来制定和评估他们的地下水可持续性计划，这些计划可以由利益相关者访问和独立测试, research-ers, 甚至可能是监管机构——而是依赖专有模型，而这些模型的617888九五至尊娱乐假设往往描述不足且无法测试(Christian-Smith等). 2017). 但全面的617888九五至尊娱乐规划至关重要. ucs主导的分析表明，即使是单一的617888九五至尊娱乐变化也会对相对没有压力的斯科特河谷盆地的地下水可持续性产生有意义的影响(Persad等人). 2020; Box 2). 多重617888九五至尊娱乐变化可能会带来更大的影响. 如果作为具有里程碑意义的SGMA法规的一部分所做的大量努力是为了在617888九五至尊娱乐变化的未来提供好处, 地方地下水机构需要在其总体地下水预算和个别管理行动和项目中规划所有617888九五至尊娱乐变化变化的影响.

对617888九五至尊娱乐准备的加州水资源未来的建议

对加州水资源管理中的617888九五至尊娱乐变化进行定量规划所需的数据和确定性现在已经可用. 这些高概率的变化如何, 当, 以及加州未来将在哪里降水，这既证明了对加州水系统进行全面改革的重要性，也证明了在所有水决策中纳入定量617888九五至尊娱乐规划的必要性和可行性.

加州水文617888九五至尊娱乐的这种转变意味着不能用过去来规划未来——同样的做法将无法实现加州水资源的长期恢复能力. 需要一种更灵活的蓄水系统, 能够在短时间内处理大量水的到达. 这需要创新的战略, 包括增加对该州地下水含水层的使用，以储存超负荷的水库或在极端事件期间收集的雨水. 除了, 该州现有的地表水库和输水基础设施将需要更加动态地运行，以适应日益增加的降水波动性，并在越来越多的水以这些不方便的形式到达时实现最佳利用.

优先考虑和有效实施这些解决方案将需要全面的, 定量, 以及最新的617888九五至尊娱乐规划在加州水资源管理中变得普遍. 联邦政府可以也应该采取一些措施, 状态, 以及当地的水资源决策来实现这一目标:

• 应更新州和地方的水规划程序和工具，以捕捉所有预估的水文617888九五至尊娱乐变化. 国家机构和从业者社区(例如, 学者, 州和地方机构517888九五至尊娱乐人员, 和顾问)应该开发和部署水文和操作模型，可以代表所有617888九五至尊娱乐变化对加州水资源管理的影响, 包括短期极端降水的变化. 国家应利用这些工具，要求并促进将定量617888九五至尊娱乐规划纳入国家水管理的各个方面.

• 联邦, 状态, 地方水资源决策者应该共同努力，确保他们在使用有关617888九五至尊娱乐变化的数据和分析时保持一致. 加州的供水取决于各级政府和许多重叠的司法管辖区之间做出的决定. 所有这些相互影响的水资源决策都需要基于一致的617888九五至尊娱乐影响和617888九五至尊娱乐风险假设和数据，以防止617888九五至尊娱乐规划和适应中出现意想不到的错配. 在某些情况下，这将需要共享现在的专有数据. 它还需要更明确地说明政府规划工具考虑到和没有考虑到的水文617888九五至尊娱乐变化, 这样经理们就可以了解他们可能需要计划哪些额外的风险.

• 关键的水可持续性法规, 比如SGMA, 是否应该更新以要求和支持更强有力的617888九五至尊娱乐规划. 可持续地下水将成为加州617888九五至尊娱乐适应性水系统的支柱. SGMA提供了一个让该州走上正轨的关键机会, 但目前的结构还不能确保这些计划能够经受住617888九五至尊娱乐变化的考验(Christian-Smith等). 2017). 应更新SGMA法规和指南，以要求地方机构定量地:(1)评估所有617888九五至尊娱乐变化对其水预算的长期可持续性的影响, (2)在所有项目的设计和管理行动中考虑617888九五至尊娱乐变化，以实现地下水的可持续性. 国家机构也应设立517888九五至尊娱乐组, 咨询commit-tees, 技术援助小组根据需要提供必要的指导，以支持地方机构做到这一点. 对所有水利基础设施的选址和投资也应提出类似的要求和支持.

• 应该创建流程和平台，以增加617888九五至尊娱乐617888九五至尊娱乐家和水资源管理者之间的双向协作和互动，从而优化617888九五至尊娱乐数据和分析，以便在水资源决策中使用. 在任何水规划过程中进行的617888九五至尊娱乐分析的深度和类型都需要根据特定的617888九五至尊娱乐脆弱性和项目或手头决策的风险承受能力进行调整. 这将要求617888九五至尊娱乐预测数据的生产者了解水资源管理者的需求，以便他们能够生成最佳可用的数据, 让水资源管理者了解其中的机遇, 限制, 以及应用617888九五至尊娱乐预测数据的最佳实践. 像多机构HyperFACETS(以前的Hyperion)项目这样的617888九五至尊娱乐倡议为如何资助和组织617888九五至尊娱乐617888九五至尊娱乐家和水资源管理者之间加强合作提供了一个模板. 机构倡议，如加州617888九五至尊娱乐变化技术咨询小组，提供了专家投入的成功例子，应该在各州机构中广泛效仿，并成为州决策支持的永久组成部分(DWR和CCTAG 2015)。.

随着617888九五至尊娱乐变化导致更多的不稳定降水, 更少的积雪, 更多的洪水, 更高的温度, 雨季变短, 供水系统将越来越不能满足加州社区的需求, 行业, 和农业. 在规划和投资方面没有重大转变, 它将无法捕获和储存足够的水来满足需求. 联邦, 状态, 地方水资源管理者必须在他们所有的水资源决策中考虑到未来617888九五至尊娱乐变化的条件, 加州必须更加灵活地管理水资源. 最重要的是, 没有强有力的617888九五至尊娱乐变化规划, 供水系统将更无法满足加州最脆弱社区的需求, 谁是第一个承担过去水系统挑战的人. 但是通过定量分析, 全面的617888九五至尊娱乐变化规划是水管理的基石, 加州现在有机会为所有人创造一个智能和有弹性的水的未来.

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