en guide till Kalifornien's vattenkris – och varför det'är så svårt att fixa

Kalifornien såg denna torka komma. Även om folk i staten inte visste att det skulle vara så här dåligt-nu det värsta i historien-de har vetat att torra år är oundvikliga och hade alla möjliga ideer för hur man ska hantera dem.

men för all den planeringen har Kaliforniens nuvarande torka varit en katastrof. Reservoarer torkar upp. Grödor vissnar i fälten. För första gången någonsin kommer städer att möta en obligatorisk 25 procent minskning av deras vattenanvändning.

problemet är inte att ingen förutsåg torkan. Problemet är att ingen har kunnat lösa en underliggande fråga som samtidigt är mindre skrämmande och också mycket svårare än en torr stavning: Kaliforniens invecklade vattensystem och otrevlig vattenpolitik.

designad piecemeal under det senaste århundradet, går tillbaka till en tid då Los Angeles hade en sjätte sin nuvarande befolkning, Kaliforniens system för hantering av vatten gör det inte bara svårt att hantera brist-på vissa sätt uppmuntrar det ineffektivitet och avfall. Detta är delvis en teknisk fråga och delvis en politisk, men det har blivit ett stort dilemma för en stat som kämpar för att anpassa sig till aldrig tidigare skådad torka.

mycket av bickering idag kring Kaliforniens vattenkris kan spåra tillbaka till denna underliggande systemiska fråga. Många anklagar bönder-särskilt dess mandelodlare och boskapsodlare — för att använda för mycket vatten. Jordbrukare, i sin tur, skylla miljöaktivister för att placera otillbörliga restriktioner för vattenanvändning. Andra fel golfbanor och övervattnade gräsmattor. Ekonomer säger att Kalifornien bättre kunde hantera sitt vatten om det bara prissattes ordentligt.

det finns viss sanning i alla dessa punkter. Men det är värt att förstå Kaliforniens otroligt komplexa vattensystem för att förstå varför alla dessa konflikter har uppstått — och varför korrigeringar är så svåra.

1) Kaliforniens vatten kommer från norr och används i söder

kanske det mest grundläggande vattenfakta om Kalifornien är att historiskt sett var vatten extremt knappt i södra två tredjedelar av staten. Den stora majoriteten av nederbörden sker norrut, främst på vintern.

så under 20-talet byggde både staten och den federala regeringen ett utarbetat system av kanaler, akvedukter och reservoarer för att få vatten söderut:

viktiga delar av detta system inkluderar:

• Central Valley-projektet, byggt av den federala regeringen på 1930-talet, tar ner vatten till Central Valley, som nu har blivit ett viktigt nav för Kaliforniens jordbruk.
• Statens vattenprojekt, byggt av staten på 1960-talet, tar ner vatten till San Francisco och Los Angeles, liksom till Central Valley.
• Colorado River-akvedukten, byggd på 1930-talet, ger vatten från Colorado River till södra Kalifornien. Vatten från denna flod delas upp mellan Kalifornien, Wyoming, Nevada, Utah, Colorado, New Mexico, Arizona och Mexiko enligt regler från 1922.

idag har 75 procent av Kaliforniens vattenförsörjning sitt ursprung i den norra tredjedelen av staten, ovanför Sacramento, medan 80 procent av vattenanvändarna bor i södra två tredjedelar av staten. Systemet som gör detta möjligt fungerar under en komplex tjocklek av regler, förvaltas av federala, statliga och lokala myndigheter. Men i årtionden hjälpte det Kalifornien att blomstra.

2) Kaliforniens vattenförsörjning kan fluktuera med 40 miljoner tunnland beroende på år

regn och snö har aldrig varit konstant i Kalifornien. Under ett visst år är en del av staten vanligtvis i torka. Och under lång tid har vattensystemet kunnat hantera åtminstone vissa svängningar.

i ett genomsnittligt år får Kalifornien cirka 200 miljoner tunnland vatten från regn, snö och import från andra stater. Ungefär hälften av det absorberas av inhemska växter, avdunstar eller rinner ut i havet. Den andra hälften hanteras av människor — i vattensystemet som beskrivs ovan — och det är känt som ”utvecklad vattenförsörjning.”

men detta exakta belopp kan variera mycket från år till år. Institutionen för vattenresurser hänvisar till” torra år, ”” genomsnittliga år, ”och” våta år.”Historiskt sett kan Statens utvecklade vattenförsörjning fluktuera mellan ungefär 60 miljoner tunnlandsfötter under ett torrt år och 100 miljoner tunnlandsfötter under ett vått år:

betydelsen av olika källor förändras också. Under torra år uppmanas leveranssystem som Central Valley Project och Colorado River Project att transportera mer vatten till städer och gårdar. Jordbrukare kompenserar också genom att förlita sig mer på vatten som pumpas från underjordiska akviferer under torra år (de låter sedan dessa akviferer ladda i våta år).

3) Kalifornien lider nu den värsta torkan i historien, och dess vattensystem spricker under stressen

nu har dock detta system nått en brytpunkt. Denna nuvarande torka, som startade 2012, är värre än vad Kalifornien har uthärdat i sin historia. Nästan hela staten står inför ”svår”, ”extrem” eller ”exceptionell” torka:

inte bara har nederbörden varit onormalt låg, men staten har uthärdat exceptionellt varma temperaturer som har påskyndat avdunstning. Den globala uppvärmningen förtjänar sannolikt någon skuld för den senare aspekten.

enligt en metrisk från National Weather Service har dessa två faktorer kombinerat för att göra detta till den värsta torra stavningen sedan åtminstone 1895 – och sannolikt långt innan:

stammarna på systemet kan ses överallt. Reservoarer som Lake Oroville och Lake Shasta, viktiga noder i statens vattenlagrings-och leveranssystem, har varit långt under kapaciteten. Central Valley-projektet har minskat vattenleveranserna till användare — och till och med avbrutit vissa jordbrukare. Förra året var bönderna tvungna att låta 400 000 hektar gå i träda och har tömt underjordiska akviferer för att kompensera för bristen på ytvatten.

i vinter blev det ännu värre. En tredjedel av Kaliforniens vattenförsörjning kommer vanligtvis från snö på bergen som smälter på våren. Men tack vare en varm vinter föll lite snö i år. Den 1 April var snowpack i Sierra Nevada-bergen bara 6 procent av det normala. Det är absurt lågt: det tidigare rekordet för denna tid på året var 25 procent, satt 2014.

det betyder att det kommer att bli en enorm vattenkris i Kalifornien i sommar. Ungefär 41 procent av Kaliforniens jordbruksmark kommer att möta djupa vattennedskärningar, och 620 000 hektar förväntas gå i träda, med ekonomiska förluster på cirka 5,7 miljarder dollar. Det sätter scenen för hårda konflikter mellan olika användare.

4) människor använder över hälften av Kaliforniens utvecklade vattenförsörjning (och lämnar resten i miljön)

Kaliforniens utvecklade vattenförsörjning är uppdelad mellan tre huvudsektorer. Under ett genomsnittligt år används cirka 40 procent av statens utvecklade vatten av jordbruket. Ytterligare 10 procent används av städer. (Olje-och gasindustrin använder lite vatten för fracking, men en försumbar mängd.)

de andra 50 procenten lämnas i allmänhet för att skydda och återställa miljön. Det vill säga att vattnet får fortsätta att strömma genom strömmar och vattendrag för att upprätthålla ekosystem, hålla fisken vid liv, bevara vattenkvaliteten och så vidare. Som diagrammet ovan visar varierar emellertid den exakta mängden kvar för detta ändamål mycket mellan våta och torra år. Under torka finns det mycket mindre vatten som strömmar genom Kaliforniens strömmar och floder.

mer än hälften av detta ”miljömässiga” vatten ligger uppe i det regniga norr, avlägset från befolkningscentra och inte riktigt användbart. Men det finns också platser i Kalifornien där lagar hindrar städer och gårdar från att ta varje sista droppe vatten. Ibland görs detta för att gynna andra människor längre nedströms eller upprätthålla vattenkvaliteten. Ibland är det gjort för att skydda fisk eller andra arter.

detta kan ibland leda till konflikter. År 2007 beordrade till exempel en federal domstol Banks pumping plant nära Livermore att minska vattenleveranserna till städer och gårdar för att säkerställa att det fanns tillräckligt med vatten som flödade i Sacramento–San Joaquin Delta för den hotade Deltasmältningen.

den nuvarande torkan kommer sannolikt att leda till nya strider. Vissa jordbrukare, som står inför krympande vattenleveranser, har uttryckt frustration över gränser för vattenanvändning av olika miljöregler. Miljöaktivister påpekar emellertid att vissa strömmar och ekosystem nu står inför farligt låga vattennivåer, vilket sätter fisk och andra arter i riskzonen för utrotning.

5) gårdar står för 80% av vattenanvändningen (städer är 20%)

om du tittar på mänsklig konsumtion är jordbrukare de dominerande vattenanvändarna i staten. Det finns en anledning till detta: Kalifornien spelar en central roll i USA: s jordbruk.

staten ansvarar för ungefär en tredjedel av landets grönsaker och två tredjedelar av dess frukter och nötter. Den bördiga jorden och det tempererade klimatet är idealiska för saker som pistaschmandlar, broccoli, tomater och sallad.

de grödor som får mest uppmärksamhet är mandlar, som nu står för ungefär 11 procent av Kaliforniens mänskliga vattenanvändning — särskilt eftersom mandelförbrukningen är helt stigande. Men mycket vatten används också för alfalfa, odlas som foder för nötkreatur (14 procent), betesmark för boskap (9 procent), ris (7 procent) och så vidare.

6) komplexa lagar styr hur bönder får vatten – och när de blir avskurna

Kaliforniens bönder får sitt vatten från ett par olika platser. Vissa regn faller direkt på grödor. Men en stor del av vatten för bevattning kommer från Kaliforniens utarbetade leveranssystem, som matas av både nederbörd i norr och smältande snö från bergen.

lagarna kring vilka jordbrukare får hur mycket vatten från dessa system är absurt komplexa och bygger ofta på historiska rättigheter. Det finns ”riparian rättigheter”, som ger tillgång till dem som är fysiskt bredvid vattenvägar. Det finns lagar om ”tidigare anslag”, som ger högre rättigheter till dem som först avledde vattnet för fördelaktig användning och spårade tillbaka årtionden. För dem som har vattenrättigheter är priset vanligtvis ganska lågt.

under torra år — som den nuvarande torkan-blir dessa vattenrättigheter viktiga. I år, för andra året i rad, kommer federal Central Valley-projektet initialt att leverera inget vatten till jordbrukare med juniorrättigheter. Vissa användare kommer att få sin fulla tilldelning av vatten; andra kommer att få ingen. Det är därför som vissa bönder förväntas låta cirka 650 000 hektar mark gå i träda.

men inte alla kan låta sitt land gå i träda. Mandelbönder, till exempel, kan inte bara hoppa över att vattna sina träd i ett år; träden kommer att dö. Det är därför många bönder, särskilt mandelodlare, har sökt en annan kontroversiell källa: grundvatten.

7) i torka börjar bönderna tömma grundvattnet — ett riskabelt drag

när det finns mindre ytvatten under torka, flyttar många bönder istället till att pumpa vatten från underjordiska akviferer — vatten som har byggts upp under många decennier.

till skillnad från i andra västerländska stater har reglerna för pumpning av vatten från Kaliforniens akviferer länge varit ganska lösa: vem som helst kan dra så mycket som de vill, så länge det är för ett användbart syfte. Under den nuvarande torkan fann en 2014 Uc Davis-studie att Kaliforniens bönder har ersatt cirka tre fjärdedelar av förlorad Nederbörd med grundvatten.

som ett resultat har satellitundersökningar visat att Kaliforniens grundvatten har försvunnit i en chockerande takt:

denna grundvattenpumpning har hjälpt bönder att avvärja omedelbar katastrof. Men det finns ett långsiktigt problem här. Dessa underjordiska akviferer fylls inte lätt på, eftersom de byggdes upp under många år. Dessutom, när dessa akviferer dräneras, börjar marken ovanför dem sjunka, vilket innebär att de inte kan hålla så mycket vatten i framtiden.

Lägg till allt, och bönderna förlorar en avgörande buffert mot både denna torka, om den kvarstår, och framtida torka.

Kalifornien börjar äntligen ta itu med detta problem, men bara typ av. Förra året, mitt i kraftigt motstånd från jordbruksintressen, godkände statens lagstiftare nya restriktioner för grundvattenpumpning. Men vissa experter har beklagat att dessa begränsningar är ganska tunna och kommer bara att fasas in gradvis mellan 2020 och 2040.

8) jordbruk i Kalifornien blir effektivare — men har fortfarande några stora problem

andelen Kaliforniens vatten som används för jordbruk har faktiskt minskat sedan 1980 — delvis för att jordbrukare använder effektivare bevattningstekniker och planterar grödor som genererar mer värde med mindre vatten. I den nuvarande torkan arbetar många bönder verkligen hårt för att bevara.

som sagt, som ett nyligen publicerat papper medförfattare av Robert Glennon från University of Arizona detaljer, finns det fortfarande ett rättvist antal udda ineffektiviteter och konstiga incitament kring jordbruksvattenanvändning, delvis på grund av de utarbetade reglerna kring användning och delvis för att vatten ofta är artificiellt billigt.

ett exempel: på sommaren, när temperaturen stiger och vattnet är knappt, använder många bönder i södra Kalifornien fortfarande enorma mängder vatten för att odla alfalfa, en ganska lågvärdesskörd som skickas utomlands för användning i mejeriindustrin. (Kom ihåg att 14 procent av Kaliforniens vattenanvändning går mot alfalfa.)

Varför är det? I vissa fall måste bönderna använda det vatten de får eller de förlorar rätten till det. Så de kan lika gärna växa något. Dessutom är det inte alltid lätt för jordbrukare att sälja sina vattenrättigheter till andra människor som kan hitta bättre användning för det — det finns fortfarande en hel del hinder som står i vägen för rutinmässig vattenhandel. Så bönder använder billigt vatten för att odla alfalfa, även om det är ett slöseri.

9) vattenpriserna för jordbrukare varierar mycket över staten

vatten är inte gratis. Men vad som är slående om Kalifornien är att priset på vatten varierar vildt från region till region — och är ofta otroligt billigt för bönder.

jordbrukare i Central Coast och South Coast betalar ungefär lika mycket för vatten som bostadsanvändare gör. Men bönder överallt betalar bara ungefär en sjättedel av det beloppet:

varför skillnaden? Som Lagstiftningsanalytikerns Kontor förklarar betjänas sydkusten och Centralkusten av det statliga vattenprojektet, vilket har en högre leveranskostnad. De andra delarna betjänas av federala vattensystem, som till stor del betalas ut. Komplexa vattenkontrakt påverkar också priset.

denna varierade prissättning hjälper till att forma vilka grödor som odlas där. Centralkusten och sydkusten har dyrare vatten, så de tenderar att odla grödor med högre värde som kronärtskockor, jordgubbar, avokado och citrus (jorden och klimatet är också rätt i dessa områden). I områden där vatten är billigare är det mer troligt att du hittar grödor med lägre värde som bomull, majs eller tomater.

det finns också stora skillnader i vatteneffektivitet från region till region för exakt samma gröda. Ett tunnland tomater i Coloradofloden regionen använder dubbelt så mycket vatten, i genomsnitt, som ett tunnland tomater i Central Coast. Klimatförhållandena påverkar det, men det gör också priserna.

10) Kaliforniens hushåll använder mycket vatten — även om de har minskat

som vi har sett står städer och städer bara för 20 procent av Kaliforniens mänskliga vattenförbrukning. Men det betyder inte att de sparar så mycket som mänskligt möjligt heller.

kartan ovan, Från Hamilton-projektet, är slående. Tillbaka i 2005 använde den genomsnittliga personen i Kaliforniens städer 124 liter vatten per dag — mer än dubbelt så mycket vatten som den genomsnittliga personen i Maine. Varför? Gräsmatta vattning, främst. ”Medan invånare i våtare stater i öst ofta kan förlita sig på regnvatten för sin landskapsarkitektur”, konstaterar rapporten, ”måste invånarna i västliga stater förlita sig på sprinklers.”(Inom staten varierar vattenanvändningen mycket, med invånare i Beverly Hills som använder 165 gallon per dag och invånare i San Francisco använder bara 46.)

nu, i rättvisa, har Kaliforniens hushållsvattenanvändning per capita minskat de senaste åren-och den totala urbana vattenanvändningen har varit platt, även när befolkningen steg över 38 miljoner. Det är tack vare åtgärder för att främja vattenbesparande teknik, såsom duschmunstycken med begränsat flöde och toaletter med lågt flöde. Under den nuvarande torkan har många städer och städer sprickat ner längre på gräsmattan.

trots det tror vissa vattenanalytiker att det finns mycket längre att gå. Som referens använder Kaliforniens städer ungefär dubbelt så mycket vatten per capita som Sydney, Australien, som ligger i ett liknande torrt klimat. Ekonomer påpekar också att priset på vatten varierar mycket från stad till stad, med liten relation till knapphet. Och slöseri med vatten kommer sannolikt att fortsätta så länge vattnet är undervärderat.

i mars 2015 tillkännagav guvernör Jerry Brown de första obligatoriska vattenbegränsningarna någonsin, vilket kommer att tvinga städer och städer att minska sin vattenanvändning med 25 procent under det kommande året (varierar från stad till stad). Vissa vattenverk kommer att uppmuntras att sätta ”bevarande prissättning” på plats, även om många av nedskärningarna kommer sannolikt att komma genom trubbiga regler.

11) Kaliforniens torkproblem kan bli mycket värre

tillbaka i 2008 påpekade Lagstiftningsanalytikerns Kontor att Kalifornien under de närmaste decennierna, när befolkningen växer, är på väg att möta betydande vattenbrist under ”torra” år, såvida inte stora förändringar görs.

och det finns en verklig risk att den globala uppvärmningen kommer att förvärra dessa vattenproblem. När världen värms upp förväntas Kalifornien möta högre temperaturer. Det betyder mindre snöpack i bergen, mer avdunstning och en högre risk för allvarliga torka under de kommande åren.

det finns också det fruktade ”mega-torka” scenariot. Historiska bevis från trädringar tyder på att Kalifornien i det mycket avlägsna förflutet har uthärdat torka som varade många, många årtionden. Det är oklart om staten för närvarande är i en sådan torr stavning. En ny studie, dock ledd av NASAs Benjamin Cook, varnade för att mega-torka kommer att vara mer sannolikt detta århundrade om utsläppen av växthusgaser fortsätter att öka.

staten är inte redo för detta. ”Kalifornien har ingen beredskapsplan för en ihållande torka som den här (än mindre en 20-plus-årig mega-torka), förutom att uppenbarligen stanna i nödläge och be om regn”, skrev NASA water scientist och University of California-Irvine professor Jay Famiglietti i en utbredd spridning i Mars.

12) Det finns ingen enkel lösning på Kaliforniens vattenproblem

Okej, så vad är svaret? Låt oss köra ner några av de föreslagna korrigeringarna i Kalifornien hittills, varav ingen helt löser Kaliforniens vattenkris:

obligatoriska nedskärningar: guvernör Jerry Brown har beställt städer och städer att minska sin vattenanvändning med 25 procent. Ett fel? Detta drag gör ingenting för att ta itu med jordbruket, som förbrukar fyra gånger så mycket vatten som stadsområden gör.

vattenåtervinningsprojekt eller avsaltning: tillbaka i 2014 godkände Kaliforniens väljare en $7.5 miljarder vattenobligation för att finansiera nya vattenåtervinnings -, avsaltnings-och torkberedskapsprojekt. Det kan hjälpa, men de kommer att ta tid att komma igång.

det finns många innovativa tekniker som kan hjälpa till att spara vatten, även om de tenderar att vara ganska kostsamma. San Diego bygger en avsaltningsanläggning för att göra 50 miljoner gallon per dag saltvatten användbar, men det kommer att kosta 1 miljard dollar, använda en stor mängd energi och bara leverera cirka 7 procent av regionens vatten.

Grundvattenpumpningsbegränsningar: statens lagstiftare har också godkänt begränsningar för grundvattenpumpning från jordbruket, vilket kommer att bidra till att bevara en viktig och begränsad resurs. Men de kommer inte att träda i kraft i ytterligare fem år och kommer sedan att fasas in gradvis mellan 2020 och 2040. Och även de svaga reglerna kämpades av många av Kaliforniens jordbruksintressen.

och hur är det med externa förslag?

Konsumentförändringar: vissa människor har föreslagit att Kalifornien skulle vara bättre om vi alla slutade äta mandlar, som använder ett ton av statens vatten. (Och eftersom mandelträd inte kan falla i ett år, konsumerar de mycket av det knappa grundvattnet.) Eller kanske vi kunde äta mindre kött, vilket också kräver mycket vatten. Det är sant att det skulle vara en stor välsignelse för planeten om vi alla åt mindre kött, men tyvärr skulle ingen av dessa saker fixa den komplexa kratten av regler och vattenpriser i Kalifornien som uppmuntrar ineffektiv vattenanvändning.

vattenprissättning: vissa ekonomer har krävt bättre vattenprissättning för att uppmuntra effektivare användning av vatten bland både hushåll och jordbrukare. Hamilton-projektet har erbjudit några förslag på hur Kalifornien och väst kan göra detta. Haken? Effektivare prissättningsstrategier är inte alltid lätta att implementera, med tanke på systemets komplexitet. De löser inte helt spänningen mellan mänsklig och miljömässig användning av vatten.

Bolster water markets: på liknande sätt har University of Arizona Robert Glennon uppmanat Kalifornien att stärka vattenmarknaderna och tillåta ännu mer vattenhandel bland jordbrukare, vilket förbättrar effektiviteten. (Kalifornien tillåter redan jordbrukare att handla rättigheterna till ytvatten, även om godkännandeprocessen kan vara besvärlig.)

det skulle inte ta mycket för att få stor inverkan — om jordbrukare kunde öka vatteneffektiviteten med bara 4 procent, skulle det öka mängden vatten för städer och företag med 50 procent. Se här för en översikt över hur Kaliforniens vattenmarknader för närvarande fungerar och hur de kan utökas. Australien har mycket robusta vattenmarknader – där regeringen köper upp vatten för bevarande —även om de också är omtvistade bland vissa jordbrukare.

men om vattenmarknaderna är så underbara, varför är de inte mer utbredda? I höstas, John Fleck, en journalist för Albuquerque Journal som gör ett fantastiskt jobb med att täcka vattenfrågor, konstaterar att dessa förslag fortsätter att komma upp om och om igen. Men hindren är formidabla.

” Detta är inte för brist på smarta forskare och politiska människor som påpekar att problemet är djupare och kräver starkare åtgärder”, noterade Fleck på sin blogg. ”Detta återspeglar snarare en brist i det politiska systemet som har lämnat oss med en suboptimal jämvikt på grund av enskilda aktörers förmåga att agera i sitt eget kortsiktiga intresse för att blockera framsteg mot en mer socialt optimal lösning.”

vidare läsning

• våra städers vattensystem blir föråldrade. Vad kommer att ersätta dem?
• Kalifornien införde bara obligatoriska vattenbegränsningar för första gången i historien
• kan vattenmarknader hjälpa till att lösa Kaliforniens vattenkris?