science >> Wetenschap >  >> Natuur

Van Kaapstad tot São Paulo, grote steden kampen met watertekorten

Hoe te leven met slechts 50 liter (13 US gallons) water per dag. Krediet:Ville du Cap, CC BY

Droogt de op een na grootste stad van Zuid-Afrika op 19 augustus van dit jaar op? Door een officiële aftelling te starten, De gemeenteraad van Kaapstad wilde de aandacht vestigen op de dreigende bezuinigingen op de huishoudelijke watervoorziening voor de meer dan 3,7 miljoen inwoners.

De BBC verhoogde toen de ante, met een online lijst van 11 steden die vroeg of laat hetzelfde lot zullen ondergaan. Vanaf dat moment, een golf van alarmisme is door de media gegaan. Het is alsof we ons ineens realiseren dat water niet bij toverslag uit de kraan stroomt!

Wat gebeurt er in Kaapstad?

Gelegen op de zuidpunt van Afrika, Kaapstad heeft een uitgesproken mediterraan klimaat. Daarom groeien de druiven daar zo goed. Maar ondanks dat het een zegen is voor wijnbouwers, dat klimaat wordt gekenmerkt door formidabele zomerdroogten. En met het einde van de winter op het noordelijk halfrond en het einde van de zomer op het zuidelijk halfrond, het is nu de tijd van het jaar waarin de waterreservoirs van Kaapstad doorgaans op hun laagst zijn.

De stad heeft in totaal zes stuwdammen om water op te slaan uit rivieren die vanuit de Cape Fold-bergen naar beneden stromen, ten oosten van de stad. Hun totale opslagcapaciteit bedraagt ​​ongeveer 900 miljoen kubieke meter (ter vergelijking:de opslagcapaciteit van de stuwmeren van Grands Lacs de Seine, stroomopwaarts van Parijs, is 810 miljoen kubieke meter).

Maar de huidige problemen van Kaapstad zijn veel ernstiger dan een simpele seizoensdaling:een langdurige droogte die sinds 2015 woedt, betekent dat reservoirs hun reserves de afgelopen drie winters niet hebben kunnen herstellen (2015, 2016 en 2017), wat leidt tot een gestage daling van de waterbergingssnelheid (zie onderstaande grafiek). Alleen een aanzienlijk voortijdige en regenachtige winter zou nu een algemene waterstop kunnen voorkomen; zelfs dan, het is onwaarschijnlijk dat de wateropslag in de loop van één seizoen tot een veilig niveau zal stijgen.

Klimaatimpact

Deze buitengewone crisis is duidelijk te wijten aan klimatologische oorzaken (een ononderbroken opeenvolging van droge jaren), met verzwarende factoren, zoals een hoge aanhoudende groei van de stedelijke bevolking (+80% tussen 1995 en 2018) en het delen van water tussen de stad en landbouwgrond.

Veranderingen in waterbergingsniveaus bij de Theewaterskloof-dam, het grootste van de reservoirs die Kaapstad van water voorzien. Krediet:Zuid-Afrikaans ministerie van water en sanitaire voorzieningen, CC BY

Eigenlijk, het water dat is opgeslagen in de waterreservoirs van Kaapstad wordt niet alleen gebruikt voor drinkwater:een derde van het volume wordt gebruikt voor de irrigatie van de ongeveer 37, 000 hectare wijnstokken en boomgaarden die de stad omringen.

Bij de eeuwwisseling, de gemeente voerde een actief beleid om het waterverbruik te beheersen, stabiliseren op het niveau dat in 1999 werd bereikt, ondanks een aanzienlijke bevolkingsgroei (zie onderstaande grafiek). Het verliespercentage door lekkage in het waterleidingnet is laag (circa 15%) en afvalwater wordt steeds vaker hergebruikt, in het bijzonder naar waterparken en golfbanen.

De stad heeft al plannen gemaakt voor een algemene sluiting, wat nu een zeer ernstige mogelijkheid is. Water zou worden gedistribueerd vanaf 200 locaties, waar inwoners 25 liter per dag zouden kunnen inzamelen, onder toezicht van leger en politie.

Lokale of wereldwijde crisis?

Verder kijken dan de huidige problemen van Zuid-Afrika, we kunnen ons afvragen of deze crisis lokaal is, of globaal.

De BBC publiceerde een lijst van elf steden met terugkerende watervoorzieningsproblemen; andere organisaties, zoals de Wereldbank en verschillende wetenschappelijke tijdschriften, soortgelijke lijsten hebben gepubliceerd.

Tal van regio's wereldwijd hebben de afgelopen jaren te maken gehad met crises in de watervoorziening. In 2008, Barcelona werd gedwongen om in watertankers te verschepen en, in 2009-10, De inwoners van Melbourne leefden onder de dreiging van wateronderbrekingen na een buitengewoon lange droogte (1998-2010). Dezelfde droogte dwong Sydney ook om waterbeperkingen in te voeren, het verbruik met 20% verminderen.

In Frankrijk, het eiland Mayotte moest in 2017 bijna de tankers aandoen, na een zeer late start van het regenseizoen.

Veranderingen in het waterverbruik van Kaapstad in de loop van de tijd. Krediet:Ville du Cap, CC BY

Hoewel de buitengewone droogte van Kaapstad als een lokaal fenomeen kan worden beschouwd, Demografische voorspellingen van de VN voor grote steden geven weinig reden tot optimisme:de huidige bevolkingsgroei in Afrika, Azië en Noord- en Zuid-Amerika zijn zodanig dat het duidelijk is dat de watervoorziening in de 21e eeuw een grote uitdaging zal zijn voor de grote steden (zie onderstaande grafiek).

Er zijn oplossingen

Gelukkig, er is tegenwoordig een breed scala aan langetermijnoplossingen om crises in de watervoorziening in de stad te voorkomen. Deze variëren van het verminderen van het waterverbruik tot het vergroten van de wateropslag en het verbeteren van het beheer van bestaande hulpbronnen.

Verander consumptiegewoonten :Het veranderen van de consumptiegewoonten van stadsbewoners is de zekerste manier om watercrises te vermijden. Maar socioloog Rémi Barbier benadrukt dat dit geen gemakkelijke opgave is. Over de afgelopen tien jaar, het Franse agentschap voor biodiversiteit heeft een aantal studies gelanceerd die mogelijkheden bieden om het waterverbruik te verminderen.

Verbeter het watergebruik in de landbouw :Een betere irrigatie-efficiëntie wereldwijd is een grote stap in de richting van waterbesparing. Als we de hoeveelheid water die voor de landbouw wordt gebruikt met slechts 10% zouden verminderen, we zouden de drinkwatervoorziening kunnen verdubbelen. Voor vele jaren, inspanningen concentreerden zich op verbeterde irrigatietechnieken (zoals druppel- of druppelirrigatie, die langzaam de oppervlakte-irrigatie vervangt, waar water het veld overstroomt). Vandaag, er wordt gewerkt aan het recyclen van stedelijk afvalwater voor irrigatie.

Verbeter de distributie-efficiëntie :We kunnen grote volumes besparen door waterverliezen in watertransport- en distributienetwerken te verminderen. In Frankrijk, gemiddeld 25% van het drinkwater gaat verloren door lekken in het netwerk (dit loopt op sommige plaatsen op tot 40%). Hoewel dit cijfer zeer hoog is, het moet worden gezien in de context van de omvang van de distributienetwerken (bijna 850, 000km). Lekkages opsporen en repareren is daarom een ​​stuk lastiger dan het klinkt en we kunnen niet hopen ze allemaal te verhelpen. Het is echter mogelijk om hun impact te verminderen door de netwerkdruk 's nachts te verminderen, bijvoorbeeld, om verliezen door bestaande lekken te beperken.

Verbeter de natuurlijke stromingsvoorspellingen :Om het gebruik van oppervlaktewater te optimaliseren, beter anticiperen op waterstromen is noodzakelijk. Prognoses - op korte termijn voor hoge waterstanden en op middellange tot lange termijn (van een paar dagen tot een paar weken of maanden) voor gemiddelde tot lage stromingen - zouden ons in staat stellen om waterafvoeren beter te plannen en water te besparen. Meteorologische en hydrologische modellen zijn de belangrijkste instrumenten die ons zullen helpen deze verschijnselen beter te voorspellen. In Frankrijk, een onderzoeksprogramma naar het voorspellen van lage waterstanden (Premhyce) leidt binnenkort tot een operationeel voorspellingssysteem.

Ondergrondse waterbronnen beter beheren :Voor grote steden die afhankelijk zijn van ondergronds water, de belangrijkste bedreiging voor het aanbod is overmatig gebruik. Dit is moeilijk te controleren, vooral omdat grondwater toegankelijk is voor een groot aantal lokale bewoners, die de bron die ze gebruiken niet altijd begrijpen. Oplossingen voor waterbeheer moeten collectief worden aangenomen:we moeten het verbruik beheersen, gebruiksrechten toewijzen en, bovenal, zorg ervoor dat deze regels worden nageleefd door meters op putten te installeren.

Verwachte bevolkingsgroeicijfers voor de grote steden ter wereld (2014-2030). Krediet:Verenigde Naties, CC BY

Hoe zit het met ontzilting?

Een van de oplossingen die vaak worden aangeboden voor watertekorten is de industriële productie van zoet water door zeewater (of brak grondwater) te ontzilten.

Ontzilting neemt toe in verschillende landen in het Nabije en Midden-Oosten, en in de Maghreb. In mediterraan Europa, het wordt ontwikkeld in Spanje (Barcelona, de Canarische Eilanden), Cyprus, en Malta. In Frankrijk, het blijft zeer zeldzaam, maar de eilanden Sein en Houat (in Bretagne) hebben kleine ontziltingsinstallaties, net als Mayotte.

Maar ontzilting blijft een zeer kostbare oplossing (ongeveer € 0,50 per kubieke meter voor zeer grote installaties) en verbruikt veel energie (van 3,5 tot 18 kWh per kubieke meter, afhankelijk van de gebruikte techniek).

Melbourne geeft een leerzaam voorbeeld:de Victoriaanse staatsregering bouwde een zeewaterontziltingsinstallatie om de stad van drinkwater te voorzien. De bouw begon in 2009, tijdens een droogte, toen het waterpeil in de reservoirs tot een historisch dieptepunt was gedaald, maar de fabriek werd pas in 2012 operationeel toen de droogte al was doorgebroken. Pas in 2017 ontving het zijn eerste bestelling voor water.

De huidige crisis in Kaapstad herinnert ons eraan dat water niet automatisch uit onze kranen stroomt. Dit moderne privilege wordt bedreigd door klimaatrisico's en de opmerkelijke groei van steden over de hele wereld. Steden zullen het water verder weg moeten zoeken, en zal ongetwijfeld de concurrentie aangaan met traditionele gebruikers, zoals boeren.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.