威拉米特盆地里的水

水。这可能是美国西部最大的问题。在过去的一个世纪里，它点燃了人们的激情，推动了雄心勃勃的项目。现在，加州大学圣巴巴拉分校(UC Santa Barbara)的一位经济学家研究了我们如何通过改变蓄水和用水的激励机制来减轻干旱带来的压力。研究结果发表在《自然可持续性》杂志上。

人类使用水的目的多种多样，但河流也需要水流经它们，以确保鱼类和其他野生动物的生存。事实上，《濒危物种法》(ESA)要求某些河流的流量必须达到最低，以保护受威胁的鱼类。在俄勒冈州的威拉米特河，这也与渔业有关。没有水就没有鲑鱼，没有鲑鱼就没有鱼。

加州大学圣塔芭芭拉分校布伦环境科学学院的环境经济学家Andrew Plantinga说管理部门与太平洋西北沿岸各机构的同事合作，调查威拉米特河流域的用水动态。目标是找出如何满足人类对水的需求，同时满足严重干旱期间的最低流量需求。

该团队建立了一个空间模型来模拟人与自然的因素。该模型由16万个独立的细胞组成，这些细胞横跨盆地，它们的规则控制着系统如何随时间变化。他们在模拟中选择了盆地遭受严重干旱的特定年份，并集中研究短期干预措施，使该区域能够满足人类需求和欧空局的需求。

不断变化的需求

该小组的目标是流域水经济的三个主要方面:城市利用、农业利用和水库供应。通过提高城市水的价格，他们可以降低城市用水。Plantinga说，农业比城市消耗更多的水，但这不仅仅是因小失大。改变城市定价机制是一个合理的策略。他说，这是加州应对2014年后干旱的一部分。在威拉米特盆地的模拟中，这些干预措施节省了320亿到840亿公升的水，这取决于变化的大小。

由于农业部门比城市地区使用更多的水，它提供了更大的保护潜力。与城市不同，威拉米特河流域的农业属于优先拨款原则，该原则为农民建立了容量限制和年资制度。因此，研究小组模拟了每英亩灌溉费用将如何影响农业用水。

普兰廷加解释说:“俄勒冈州西部不像加州的中央山谷，如果不灌溉，就无法种植作物。”“在威拉米特盆地，你可以在没有灌溉的情况下种植作物。所以，这实际上是激励机制的变化，决定了你是否会成为一名灌溉工。”

改变收费后，用于灌溉的水量减少了180亿升，至3090亿升。大规模的扩散源于干预的规模。

影响供应

改变水库的管理规则为解决这一问题提供了一条途径。水库在太平洋西北部有两种功能。它们储存水以备以后使用，但也通过吸收季末暴雨带来的水流来防止洪水。不幸的是，这些角色是不一致的，因为一个完整的水库不能接受多余的雨水。官员们需要平衡这两项任务，这意味着他们不会在潮湿的冬季完全填满水库。

普兰廷加说:“现在想想这个问题。“冬天很暖和，但你不知道三月份会是什么样子。你不能把水库里所有的水都收集起来，因为你可能会突然遇到一场巨大的风暴，这需要你有能力减轻洪水。“然而，如果春天的暴风雨从来没有来过，你就错过了本可以救你的水。

普兰廷加和他的同事决定测试一下，如果他们改变水库运行的规则，会发生什么。研究小组允许它们在干旱年份的早些时候开始蓄水，并允许它们在水位下降到缓冲区(水库通常会将剩余的水储存起来供人类使用)时，继续向河流排放水。他们发现，在他们的模拟中，这些协议的改变可以增加340亿到870亿升的储水可用性。

普兰廷加承认，最终，承担更多风险的政策具有更大的潜力。如果你早早地开始蓄水，你就有可能没有能力吸收春季大风暴带来的水流，但在干燥的冬天，你可以储存更多的水。如果你在水库水位低的时候继续放水，你就会面临人类需求不足的风险，但你能更好地满足ESA的流量要求。

如此之近

不幸的是，即使是最先进的干预措施也只能部分成功地满足欧空局的规定。这些努力能够保存足够的水，以填补81%的最低流量要求与现状之间的差距，但仍有流量不足的时期。

那么，这些努力为什么会失败呢?

简单地说，并不是所有的守恒水都能达到ESA的要求。在干旱时期满足水的需求完全取决于时间和地点。普兰廷加说:“例如，你不能通过保护波特兰下游的水来满足塞勒姆的最低流量要求。”“同样，如果你在5月份没有达到流量要求，那么在8月份节约大量的水对你也没有多大好处。”

他补充说:“节水可以非常有效，但它也必须在正确的时间把水送到正确的地方。”因此，尽管这些举措可以极大地影响水资源保护，但它们也说明了在严重干旱年份满足生态需求和人类需求的挑战。

不匹配的气候

尽管太平洋西北部的气候比加州温和，但它的降水模式却与加州相同:大部分降水在冬季到来，该地区依靠结实的积雪储存水分，并在整个春季和夏季缓慢释放水分。

普兰廷加解释说:“然而，在这类地中海系统中，我们在降水和需水量之间存在着错位。”虽然冬天下雨，但大部分需求都在夏天。例如，农民需要大量的水来灌溉作物在干燥的夏季生长季节。

普兰廷加说，气候变化在两个方面加剧了这一挑战:降水在时间和数量上变得更加多变，更多的降水以降雨而不是降雪的形式出现。干旱可能会成为世界范围内一个日益严重的问题，尤其是在美国西部。事实上，2015年威拉米特河流域实际上经历了一场严重的干旱，与该研究小组模拟的干旱并无不同。

按照这种思路，普兰丁加计划将他的注意力转向地下水管理，尤其是在加州。2014年，加州通过了《可持续地下水管理法案》，为地下水开采设定了可持续产量目标。然而，法律并没有规定如何实现这些目标，因此Plantinga计划研究实现这些目标的不同方法。