Californië heeft het grootste deel van het afgelopen decennium te kampen gehad met droogte. Van 2011-2015, de staat beleefde de droogste periode van vier jaar in de geschiedenis, wat leidt tot ongekende waterbeperkingen voor bewoners, inclusief een staatsmandaat om het watergebruik met 25 procent te verminderen.

Hevige regenval afgelopen winter ontlastte een groot deel van Californië, maar droge omstandigheden blijven hangen. Bosbranden woedden tijdens de herfst en vroege wintermaanden, verwoestende steden en heuvels van Los Angeles tot Santa Rosa. Door een vertraagde start van het regenseizoen van dit jaar is 44 procent van de staat "abnormaal droog, " en wakkerde de zorgen aan over een terugkeer naar droogte.

Op het hoogtepunt van de droogte, waterbesparing was een hot topic, maar de instandhoudingsniveaus varieerden sterk, aangezien Californische nutsbedrijven onafhankelijk werkten aan hun door de staat opgelegde doelen. Nu overwegen Stanford-onderzoekers een andere benadering van waterbeheer, een bladzijde uit de draaiboeken voor energie en klimaat halen. Patricia Gonzales, een doctoraalstudent aan de afdeling Civiele en Milieutechniek van Stanford en Newsha Ajami, directeur Stedelijk Waterbeleid bij Stanford's Water in the West en NSF-ReNUWIt-initiatieven, hebben een cap-and-trade-benadering van waterbehoud voorgesteld op basis van de lokale vraag- en aanbodrealiteit. Papers waarin hun aanpak wordt beschreven, zijn gepubliceerd in Onderzoek naar waterbronnen en Wiley Interdisciplinaire Recensies:Water .

Vraag en aanbod

Veilig drinkwater en irrigatiewater wordt wereldwijd steeds schaarser, en zal naar verwachting verder afnemen naarmate het klimaat verandert. Het watersysteem van Californië is geen uitzondering. Om aan de toekomstige waterbehoeften van de staat te voldoen, de onderzoekers benadrukken dat het essentieel is om het watergebruik van mensen te begrijpen.

"Mensen zijn een heel groot deel van het watersysteem, en ze zijn ook een grote bron van onzekerheid, " zegt Gonzales, uitleggen dat meer weten over hoe mensen water gebruiken en besparen, en veranderende dynamiek van wateraanbod en vraag, kan resulteren in betere projecties van de vraag in de toekomst. Niet altijd gekoppeld aan bevolkingsgroei, de vraag kan worden beïnvloed door sociaaleconomische en demografische factoren en door veranderende sociale normen. Bijvoorbeeld, rijkere gemeenschappen met grotere kavels kunnen meer water gebruiken dan meer bevolkte en/of gebieden met een lager inkomen. Berichten over waterschaarste kunnen het publiek ook helpen bewuster te worden van water in sociaal-economische realiteiten.

Watervoorziening varieert sterk van jaar tot jaar met snowpack, regen en andere factoren. Nutsbedrijven worden verder beperkt door waar ze hun water vandaan halen. Sommige nutsbedrijven vertrouwen op slechts één bron voor bijna al hun water, waardoor ze weinig flexibiliteit hebben als het in gevaar komt. Bijvoorbeeld, het regionale watersysteem van San Francisco haalt 85 procent van zijn water alleen uit de rivier de Tuolumne, bedient 27 verschillende waterbedrijven met een gecombineerde bevolking van 2,4 miljoen. De onderzoekers stellen dat deze uitdaging een kans is voor waterbeheerders en planners om innovatieve strategieën te omarmen, inclusief het integreren van meer diverse watervoorzieningsportfolio's, en het bevorderen van een meer op samenwerking gebaseerde governance-benadering van waterbeheer.

Een grondstof verhandelen

Kijkend naar 26 gemeenschappen in de Bay Area, bediend door het San Francisco Regional Water System, de onderzoekers onderzoeken hoe een systeem van verhandelbare kredieten nutsbedrijven in staat zou kunnen stellen hun instandhoudingsdoelen effectiever te bereiken. Deze marktgerichte programmabenadering is gebruikt in energie, emissies van vervuiling en handelssystemen voor waterkwaliteit over de hele wereld. Maar tot nu toe, het is niet toegepast op inspanningen voor waterbehoud.

Tijdens een droogte waarbij de overheid doelen voor waterbehoud oplegt, elk hulpprogramma is belast met het uitzoeken hoe deze doelen te bereiken. Echter, sommige gemeenschappen die in de loop der jaren niet zo vooruitstrevend zijn geweest op het gebied van strategieën voor waterefficiëntie, kunnen mogelijk met relatief kleine investeringen op goedkope manieren water besparen, terwijl anderen zouden moeten investeren in grotere projecten om dezelfde doelen te bereiken.

"Wat als je in plaats daarvan de regio een doelwit zou geven, en dan laat je nutsbedrijven uitzoeken wat de beste manier is om dat doel gezamenlijk te bereiken?" zegt Gonzales. Zij en Ajami stellen voor dat gemeenschappen, zoals de San Francisco Bay Area, bundelen en samenwerken om de slimste en meest voordelige manier te vinden om de doelen te bereiken.

Ajami legt uit dat als een gemeenschap al 'laaghangend fruit' heeft gedaan, zoals het vervangen van toiletten en douches door waterarme versies, ze moeten overstappen op duurdere opties, zoals het betalen van bewoners om gazons te vervangen, die al dan niet voldoende zijn om hun doel te bereiken.

In plaats van deze dure optie, de gemeenschap zou bijdragen aan de algemene financieringspool voor natuurbehoud, in wezen instandhoudingskredieten van andere gebieden kopen.

"Bijvoorbeeld, ze kunnen ofwel $1500/acre-feet investeren om gazons te vervangen, of ze kunnen het handelsplatform gebruiken om conserveringskredieten te kopen voor een lagere prijs, die uiteindelijk kan bijdragen aan het helpen van een andere gemeenschap bij het vervangen van hun toiletten, ' zegt Ajami.

"Het basisidee van cap and trade is om mensen te stimuleren dingen te doen die voor hen kosteneffectief zijn, maar ook potentieel investeren in de gemeenschap en het systeem als geheel."

De toekomst water geven

Het team breidt het huidige platform uit, die zij HydroTrade hebben genoemd, om gemeenschappen in staat te stellen niet alleen instandhoudingskredieten te delen, maar ook andere watervoorzieningsbronnen te ontwikkelen en te delen om de regionale veerkracht te vergroten.

"We hebben deze proof-of-concept voor conservering gedaan, maar ons uiteindelijke doel is diversificatie van de waterportfolio mogelijk te maken en de afhankelijkheid van één enkele leveringsbron of geïmporteerd water te verminderen, ", zegt Gonzales. Het aanvullen van waterbronnen door alternatief water toe te voegen, zoals hergebruik van water of het opvangen van regenwater, kan helpen de voorraden te vergroten. Gonzales zegt:"Je kunt dit soort samenwerkingsbenadering gebruiken, niet alleen voor droogte of noodsituaties, maar ook op het gebied van langetermijnplanning en -aanpassing."

Door nauwkeuriger te kijken naar trends en kansen op het gebied van efficiëntie en conservering, evenals patronen van de vraag naar water op de lange termijn op regionale schaal, Ajami zegt dat nutsbedrijven ondanks de bevolkingsgroei de betrouwbaarheid en veerkracht van hun bestaande watervoorziening kunnen vergroten door kleinere en slimmere investeringen.

"Het grootste deel van onze huidige waterinfrastructuur is gebouwd onder een andere klimatologische realiteit, en bereikt nu het einde van zijn ontwerplevensduur. Daardoor verliest het zijn operationele effectiviteit. Terwijl gemeenschappen discussiëren over hoe ze in hun toekomstige waterbehoeften kunnen voorzien, is het belangrijk om goed te kijken waar onze vraag naartoe gaat. We hebben de mogelijkheid om flexibiliteit toe te voegen aan ons bestaande waterinfrastructuursysteem door innovatieve operationele strategieën te introduceren en tegelijkertijd alternatieve, gedistribueerde en gedecentraliseerde waterbronnen, Oplossingen van de 21e eeuw voor uitdagingen van de 21e eeuw", zegt ze.

Nu er in de toekomst meer klimaatextremen worden verwacht, water vrijmaken voor gebruikers vereist slimmer denken, zegt Ajami. "We moeten regionaal denken en samenwerken aanmoedigen om beter aan onze toekomstige watervraag te kunnen voldoen en tegelijkertijd onnodige investeringen in grote kapitaalintensieve infrastructuur te vermijden. die tot de vorige eeuw behoort en niet erg aanpasbaar is aan de toekomstige klimatologische en sociale realiteit."