Река под давлением: понимание кризиса реки Колорадо

Система реки Колорадо является одним из самых инженерных и оспариваемых водоразделов на планете. Она поставляет воду примерно 40 миллионам человек в семи штатах США, двух мексиканских штатах и более чем двум десяткам индейских племен, признанных федеральными властями. Ее водохранилища генерируют гидроэлектроэнергию для миллионов, а ее каналы поддерживают многомиллиардную сельскохозяйственную экономику, которая выращивает большую часть зимних овощей и кормов для скота страны.

Тем не менее, в течение более двух десятилетий эта система находилась в устойчивом упадке. Сочетание потепления, вызванного климатом, многолетних засух и фундаментального несоответствия между выделенными правами на воду и фактическими речными потоками привело к хроническому кризису. Резервуары, которые когда-то хранили многолетнее снабжение, упали до уровней, которые угрожают как поставкам воды, так и выработке электроэнергии. В этой статье рассматриваются корни кризиса, текущее состояние управления водными ресурсами и диапазон усилий, предпринимаемых для стабилизации системы.

Структурный дисбаланс в договоре реки Колорадо

Чтобы понять, почему река Колорадо так уязвима, нужно взглянуть на систему распределения, разработанную более века назад. В 1922 году в Колорадо-Ривер Компакт разделили бассейн на Верхнее и Нижнее деления, распределив по 7,5 млн акров в год на каждое. Это деление было основано на данных, собранных в исключительно влажный период в начале 20-го века. Компакт предполагал среднегодовой поток примерно от 16 млн до 17 млн акров на Ли Ферри, точке деления между бассейнами. Теперь мы знаем, что долгосрочный средний поток ближе к 12 млн до 13 млн акров, и эта цифра продолжает снижаться по мере повышения региональных температур.

Компакт создал систему, в которой больше воды выделяется юридически, чем физически существует. Этот структурный дефицит был замаскирован на десятилетия хранением резервуаров и случайными влажными годами. Но поскольку 21-й век принес устойчивое потепление и уменьшенный снежный покров, дефицит стал невозможно игнорировать. Озеро Мид и озеро Пауэлл, два крупнейших водохранилища в Соединенных Штатах, были сведены к уровням, которые считались бы немыслимыми всего 20 лет назад.

Озеро Мид и озеро Пауэлл: основные признаки системы

Озеро Мид, образованное плотиной Гувера, является основным резервуаром для хранения в штатах Нижнего бассейна (Калифорния, Аризона и Невада). В 2000 году оно было почти полным, держа более 24 миллионов акров воды. К середине 2022 года оно упало примерно до 27% мощности. Озеро Пауэлл, образованное плотиной Глен-Каньон и основным хранилищем для Верхнего бассейна (Колорадо, Юта, Вайоминг, Нью-Мексико), видело аналогичное снижение, опустившись до самого низкого уровня с момента его первого заполнения в 1960-х годах.

Эти снижения спровоцировали беспрецедентные федеральные действия. В 2022 году Бюро мелиорации объявило условие дефицита Tier 2b для реки Колорадо, обязав значительные сокращения водопользования в Аризоне, Неваде и Мексике. В 2023 году семь бассейновых штатов начали переговоры о новом наборе временных правил эксплуатации, поскольку истекали действующие соглашения. Основной вопрос: как сократить потребление примерно на 2-4 млн акров в год по всему бассейну, чтобы не допустить падения водохранилищ до уровней «мертвого бассейна», где вода больше не может проходить через плотины пользователям нисходящего потока.

Засуха двух десятилетий и потепление климата

Термин «засуха» подразумевает временное отклонение от нормальных условий. То, что бассейн реки Колорадо испытал с 2000 года, лучше описать как аридификацию — долгосрочный сдвиг в сторону более сухого базового уровня.Исследования Калифорнийского университета, Лос-Анджелеса и Национального управления океанических и атмосферных исследований показали, что около половины снижения потока в период с 2000 по 2020 год можно отнести к повышению температуры, а не к уменьшению осадков. По мере того, как атмосфера нагревается, она привлекает больше влаги из почв и растительности, уменьшает накопление снежного покрова и ускоряет таяние весны, что приводит к менее эффективному улавливанию и хранению воды.

Исследование 2020 года, опубликованное в Science, подсчитало, что период 2000—2018 годов был самым сухим 19-летним отрезком в бассейне реки Колорадо более чем за 1200 лет. Это не обычный цикл засухи. Это фундаментальное изменение гидрологии бассейна, обусловленное глобальным изменением климата. Даже если осадки возвращаются к историческим средним значениям, более высокие температуры означают, что меньше воды достигнет реки и ее водохранилищ. Система потеряла то, что ученые называют «климатическим буфером», который ранее позволял ей поглощать вариации.

Ключевые данные, иллюстрирующие масштаб кризиса:

  • Потоки реки Колорадо на Ли Ферри в среднем составляли около 12,4 млн. акров с 2000 по 2020 год, по сравнению со средним показателем 20-го века около 15 млн. акров.
  • Высота озера Мид упала с 1214 футов над уровнем моря в 2000 году до низкого диапазона 1040 футов к 2022 году, что вызвало обязательное сокращение дефицита.
  • Бюро мелиорации прогнозирует, что без значительного сокращения существует значительный риск того, что и озеро Мид, и озеро Пауэлл могут достичь минимальных высот в бассейне с электроэнергией уже в 2025 или 2026 году.

Человеческие и экономические последствия нехватки воды

Сельское хозяйство: крупнейший потребитель воды

На сельское хозяйство приходится примерно 70-80% всего потребления воды в бассейне реки Колорадо. В Нижнем бассейне только в Имперском ирригационном районе Калифорнии есть права на около 3,1 млн. акров в год — больше, чем весь штат Невада. Большая часть этой воды идет на выращивание люцерны, сена и других кормов для скота, а также овощей для национальных рынков. В Верхнем бассейне орошаемое сельское хозяйство является экономическим хребтом сельских общин по всему Колорадо, Юте и Нью-Мексико.

Когда навязываются сокращения воды, сельское хозяйство получает наибольший удар. Добровольные программы подтопления, такие как те, которые реализуются в Ирригационном районе Пало-Верде в Калифорнии, заплатили фермерам, чтобы они оставили поля сухими. Но эти программы дороги и временны. Более постоянные сокращения потребуют значительных изменений в том, как структурированы права на воду, как выбираются культуры и как управляется ирригационная инфраструктура.

Фундаментальная напряженность заключается в том, что города и промышленные пользователи генерируют гораздо большую экономическую ценность на единицу воды, чем сельское хозяйство, что создает давление для передачи воды от ферм в городские районы.

Муниципальный и промышленный спрос

Растущие города, такие как Феникс, Тусон, Лас-Вегас, Лос-Анджелес, Сан-Диего и Денвер, сильно зависят от воды реки Колорадо. Эти столичные районы добились значительного прогресса в сохранении воды за последние два десятилетия. Лас-Вегас, например, сократил общее потребление воды примерно на 30% с 2002 года, даже несмотря на то, что его население выросло более чем на 700 000 человек, в основном благодаря агрессивным программам утилизации воды и платным стимулам по удалению дерна.

Тем не менее, быстрый рост населения на юго-западе продолжает подчеркивать общий спрос на воду. Многие коммунальные службы построили диверсифицированные портфели воды, которые включают грунтовые воды, переработанную воду и опреснение, но эти источники дороже и не могут полностью заменить запасы реки Колорадо. Жилое и коммерческое наружное орошение, особенно нефункционального дерна и декоративного озеленения, остается основным источником городских водных отходов.

Американские племена и права на воду

Коренные американские племена в бассейне реки Колорадо имеют высшие права на воду в соответствии с федеральным законом, но многие из них не смогли полностью развить или использовать эти права из-за отсутствия инфраструктуры, финансирования и правовой ясности.30 признанных на федеральном уровне племен в бассейне коллективно обладают правами примерно на 20% потока реки. Однако многие племенные общины по-прежнему не имеют доступа к чистой, надежной питьевой воде, а их сельскохозяйственные земли остаются недостаточно развитыми.

В ходе нынешних переговоров ключевая задача заключается в том, как обеспечить и финансировать поселения, связанные с правами на воду, и в то же время признать, что любое новое использование воды племенами должно быть сбалансировано с существующими сокращениями в масштабах бассейна. Несколько крупных поселений, таких как ожидающая рассмотрения нация Навахо в Аризоне, могут изменить политическую динамику будущих решений о распределении. Обеспечение того, чтобы племена имели как законное право, так и практическую возможность использовать воду в выгодных целях, является важным компонентом любого устойчивого решения.

Экосистемные и экологические последствия

Река Колорадо — это не просто водопроводная система для использования человеком. Это живая река, которая поддерживает обширную сеть экосистем, от верховьев в Скалистых горах до дельты реки Колорадо в Мексике. Сокращение потоков и управление водохранилищами имели серьезные экологические последствия. Коренные виды рыб, такие как горбатый щуплец и сосунок бритвы, были подталкиваемы к вымиранию. Гранд-Каньон, который зависит от контролируемых наводнений от плотины Глен-Каньон для восстановления песчаных отмелей и поддержания прибрежной среды обитания, видел драматические изменения в своей речной среде.

Возможно, наиболее символично, что река Колорадо не регулярно достигала Кортесского моря с момента завершения строительства плотины Глен-Каньон в 1963 году. Дельта, когда-то обширная и продуктивная водно-болотная угодья, теперь является сухой соляной ровью, за исключением случаев, когда пульсовые потоки высвобождаются для целей восстановления. Эти экологические потери не просто эстетические или моральные проблемы - у них есть реальные экономические и культурные издержки для сообществ, которые полагаются на реку для отдыха, туризма и духовной связи.

Пути вперед: переговоры, сохранение и инновации

Правила работы после 26 года

Наиболее важным краткосрочным решением является согласование новых правил эксплуатации озера Пауэлл и озера Мид, которые вступят в силу в 2026 году. Бюро мелиорации инициировало формальный процесс в соответствии с Законом о национальной экологической политике для разработки этих правил. Семь бассейновых государств, наряду с Мексикой и племенными нациями, сталкиваются с трудной задачей согласования того, как распределять дефицит до 4 миллионов акров в год. Пока нет консенсуса относительно того, следует ли сокращать до 4 миллионов акров в год на пропорциональной основе, на основе приоритетной системы, связанной с существующими правами на воду, или гибридного подхода, который включает как междоусобные сокращения, так и компенсированные добровольные сокращения.

Основные элементы, обсуждаемые в настоящее время, включают:

  • Установка нового дефицита вызывает подъемы, которые требуют более глубоких и быстрых сокращений по мере снижения уровня резервуаров.
  • Создание системы компенсированных природоохранных выплат для сельскохозяйственных и муниципальных водопользователей.
  • Создание механизма межгосударственной торговли и банковского обслуживания водными ресурсами, который позволит гибко решать задачи по сокращению выбросов.
  • Интеграция поселений племенных прав на воду в общую систему распределения.
  • Разработка долгосрочного плана структурного дефицита, который будет учитывать продолжающееся снижение потока, обусловленного климатом.

Технологические и инфраструктурные решения

Опреснение остается технически жизнеспособным, но дорогим и энергоемким вариантом. Завод опреснения Карлсбада в Южной Калифорнии, завершенный в 2015 году, производит около 50 миллионов галлонов в день, но его затраты примерно вдвое превышают расходы жителей на импортную воду. Опреснение солоноватых грунтовых вод внутри страны является менее энергоемкой альтернативой, которая разрабатывается в Аризоне и Колорадо. Однако ни один из подходов не может заменить объемы воды, поставляемой рекой Колорадо.

Система пополнения грунтовых вод округа Ориндж в настоящее время производит 130 миллионов галлонов в день высокообработанной переработанной воды, и аналогичные проекты расширяются на юго-западе. В Аризоне компания Tucson Water инвестирует значительные средства в инфраструктуру вторичной воды, в то время как Лас-Вегас возвращает почти все свое использование воды в помещении в озеро Мид через очищенные потоки возврата сточных вод.

Повышение эффективности сельского хозяйства дает некоторые из самых больших потенциальных выгод. Преобразование от орошения под наводнением в системы орошения под давлением, такие как капельные и поворотные спринклеры, может снизить потери прикладной воды на 20-50%. Принятие мониторинга влажности почвы, составление графика погоды и передовых методов оплодотворения может еще больше сократить отходы. Основным препятствием остается первоначальная капитальная стоимость этих преобразований, которая обычно составляет несколько сотен долларов за акр.

Реформа политики и модернизация прав на воду

Многие эксперты утверждают, что существующая система прав на воду, основанная на принципе «первый вовремя, первый справа», плохо подходит для управления большим и устойчивым сокращением общего объема поставок. В системе, основанной на приоритетах, младшие правообладатели воды несут полное бремя нехватки в засушливые годы, в то время как старшие правообладатели продолжают получать полное предложение. Это создает извращенный стимул для старших пользователей сопротивляться мерам по сохранению, потому что сокращения всегда ложатся на кого-то другого.

Альтернативные подходы включают в себя создание программы «сохранения системы», в рамках которой все пользователи вносят пропорциональное снижение в периоды острого дефицита, или разработку рыночной системы, в которой права на воду могут быть куплены и проданы в различных секторах и штатах.Основная задача политики заключается в разработке системы, которая является справедливой, поддающейся принудительному исполнению и адаптируемой к меняющимся условиям, при соблюдении существующих юридических прав и экономических ожиданий, которые были созданы более века.

Роль федерального руководства

Федеральное правительство через Бюро по рекультивации и Департамент внутренних дел имеет как полномочия, так и финансовые ресурсы для проведения значительных изменений. При администрации Байдена Бюро инвестировало сотни миллионов долларов через Закон о сокращении инфляции и Закон о двухпартийной инфраструктуре для поддержки проектов по сохранению водных ресурсов, совершенствованию системы и планированию на случай засухи. Бюро также дало понять, что если штаты не смогут достичь консенсуса по правилам работы после 26 года, федеральное правительство наложит свой собственный оперативный план.

Перспектива федерального вмешательства является мощным мотиватором для сотрудничества на уровне штатов. У каждого штата бассейна разные правовые рамки, экономическая зависимость и политическая динамика, но они разделяют общую заинтересованность в поддержании контроля над своими решениями по управлению водными ресурсами. История управления рекой Колорадо предполагает, что переговоры под руководством штатов, хотя и медленные и спорные, имеют тенденцию к созданию более прочных и реализуемых соглашений, чем федеральные мандаты сверху вниз.

Оригинальное название: A Basin at the Crossroads

Кризис реки Колорадо не является временной чрезвычайной ситуацией, которая будет урегулирована несколькими влажными зимами. Это постоянный сдвиг в гидрологическом базовом уровне американского Запада. Решения, принятые в период с настоящего момента до 2026 года, будут определять будущее региона на десятилетия вперед. Если государства бассейна, племенные нации и федеральное правительство смогут договориться о структуре, которая снизит общий спрос, чтобы соответствовать уменьшенному предложению реки, система может быть стабилизирована и даже восстановлена до некоторой степени здоровья.

Если они не смогут, регион столкнется с будущим нарастающих конфликтов, судебных разбирательств и обязательного федерального вмешательства. Озеро Пауэлл и озеро Мид могут продолжать снижаться до уровней, которые делают невозможным производство гидроэлектроэнергии, заставляя коммунальные службы заменять это производство ископаемым топливом или более дорогими возобновляемыми источниками. Поставки воды в сельское хозяйство и города станут более неопределенными, а экономические издержки перебоев в поставках будут расти.

Это требует трудных решений: платить фермерам за землю, платить домовладельцам за замену газонов ландшафтным дизайном пустыни, инвестировать миллиарды в передовую инфраструктуру обработки и транспортировки, и фундаментально переосмыслить, как вода ценится и распределяется. Эти решения политически трудны, но они технически осуществимы и экономически управляемы. Альтернатива — медленный коллапс самой жизненно важной водной системы Запада — намного дороже и разрушительнее.

Река Колорадо поддерживала человеческие цивилизации на юго-западе в течение тысяч лет. Задача 21-го века состоит в том, чтобы управлять этой рекой как конечным ресурсом в высыхающем климате, а не как бесконечным источником, который можно разделить и потреблять без последствий. Работа по созданию устойчивого водного будущего для бассейна реки Колорадо уже началась. Это будет определяющим проектом водной политики этого поколения.