科罗拉多河的每一滴水都很重要。那么蒸发量呢?

科罗拉多河的每一滴水都很重要。那么蒸发量呢?

一百多年来,加利福尼亚州、亚利桑那州和内华达州在科罗拉多河下游各州之间以及后来与墨西哥之间分配水资源时,从未考虑过该流域的蒸发问题。他们的逻辑是,只要水量多于人们的用水量,他们就可以忽略自然过程造成的小损失。更重要的是,这在政治上很棘手——几十年来,下游各州一直无法就如何在分配河水时考虑蒸发问题达成一致。即使一场持续 23 年的特大干旱吸干了本已干旱地区的水分,蒸发问题也没有被纳入决策之中。

但如今,当水资源管理者忙着寻找解决河流过度利用问题的办法时(主要是为了灌溉牲畜饲料等灌溉量很大的作物),他们不得不面对一个残酷的现实:每一滴水都至关重要,包括那些消失在空气中的水。

2022 年 8 月,拜登政府下令加利福尼亚州、亚利桑那州和内华达州大幅削减每年的河流配额。上个月,白宫发布了一项计划,概述了两种方案,将使各州对河流的使用量减少四分之一:在三个州之间平均分配下游流域的减量,下游流域将亚利桑那州尖端到墨西哥北部的河流流量分成三部分;或者根据高级水权进行减量,这意味着加利福尼亚州的减量会减少。5 月 22 日,经过多次政治活动,各州提出了一项替代协议,承诺总体上减少 13% 的河流用水量。但目前尚不清楚拟议的计划是否以及如何考虑蒸发。

科罗拉多河下游盆地从亚利桑那州北部边界向西延伸至墨西哥。美国地质调查局

科罗拉多河下游流域蒸发了多少水?

衡量每年系统中有多少水干涸的方法之一是观察米德湖和鲍威尔湖的蒸发损失,这两个水库是美国最大的两个水库,分别位于内华达州和亚利桑那州以及犹他州和亚利桑那州。犹他州立大学科罗拉多河研究中心主任杰克·施密特说,每年约有 190 万英亩英尺或 13% 的水因蒸发而流失。

具体来说,根据施密特引用的垦务局数据,2016 年至 2020 年期间,下游流域(包括米德湖、莫哈维湖、哈瓦苏湖和一些较小的主流水库)每年平均蒸发 906,000 英亩英尺的水。根据现有协议,内华达州每年可以合法使用约 300,000 英亩英尺的水。“下游流域的蒸发量相当于三个内华达州。有些人会说这是一个很大的数字,”施密特说。其他估计认为蒸发损失的水量甚至更高,约为每年 150 万英亩英尺,或约五个内华达州。

但蒸发的水总量在过去十年中实际上并没有发生太大变化。这是因为水库中的水量减少了,这意味着损失的水量也减少了,”内华达州水科学中心的水文学家凯瑟琳·厄普说。同时,她补充说,随着水库变浅,水温变高,蒸发量略有增加。

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当能量(通常以热量的形式)将液体变成气体时,就会发生蒸发。在这种情况下,阳光加热水库中的水并将其转化为水蒸气。虽然这个过程看起来很简单,但许多因素都会影响水库的蒸发量。“有太阳、有吹过水库的干燥风、有无多云,”施密特说。“这一切都与水库上方空气的热量和相对湿度有关。”他说,气候变暖也会加速这些因素。

厄普警告说,科学家们不知道气候变化和蒸发会对下游盆地的水量造成多大影响。她说,有两个因素可能会产生直接影响:水库的温度和深度。“随着科罗拉多河沿岸湖泊的变化,水库的温度和深度也在变化,”她说。“大部分蒸发都是在风的作用下在地表进行的。所以这不会改变。我们一直都有一片巨大的炎热沙漠——我们将继续拥有一片巨大的炎热沙漠。”

标准化降水指数 (SPI) 衡量供水量,特别是降水量。SPI 记录了在给定时间段内观察到的降水量(雨、冰雹、雪)与气候平均值的偏差——在本例中,是在选定日期之前的 9 个月内。红色表示较干燥的条件,而蓝色表示较潮湿的条件。数据从 1895 年至今每月提供。美国干旱监测

参与科罗拉多河协议的各州可以采取什么措施来对抗蒸发?

即使各州立即采取行动防止科罗拉多河水蒸发,也并非易事。水库太大,无法快速修复。“人们给游泳池和热水浴缸盖上盖子,”施密特说。“你不会在鲍威尔湖和米德湖上做任何这些事情——这些水库的长度超过 100 英里。”相反,他概述了两种可能的解决方案:将两个主要水库的水合并成一个或将部分水泵入地下。

施密特对第一种方案进行了计算。在 2016 年发表的一份白皮书中,他研究了如果下游流域各州填满米德湖并将剩余的水注入鲍威尔湖,可以节省多少水。“目前,我们管理系统以平衡米德湖和鲍威尔湖的存储量,因此我们最大限度地增加了暴露在阳光下的表面积,”他说。但他发现节省的水量微乎其微,两个水库大约节省 50,000 英亩英尺的水,并表示应该将其用作第二级策略。

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第二种方案是,水库中的水会慢慢地被封存到地下。亚利桑那州和加利福尼亚州已经将一些水储存在地下补给盆地中,目的是将水重新注入当地的含水层。但存在无法追踪和回收所有渗回地下的水的风险。不过,施密特表示,如果蒸发情况恶化,补给盆地可能是一个不错的选择。“这是水资源管理者信赖的一种技术,”施密特说。“是的,它存在不确定性。但这些不确定性并没有引起人们的足够关注,因此他们不会这样做。”

Earp 表示,地下储存策略在内华达州南部可能很难实施,因为那里的地质条件无法储存如此大量的水。“当用户无法使用所有水时,他们会在亚利桑那州和拉斯维加斯以较小的订单储存多余的水。但对整个湖泊进行储存是一项规模更大的事情,”她说。“我不知道这是否会奏效。”

厄普和施密特都认为蒸发将继续在下游流域的谈判中发挥作用。“河流最基本的特性是它已被完全利用,”施密特说。“当河流系统的自然流量下降时,你开始考虑一切(因为你必须这样做),蒸发就是一个重要的过程。有人必须对此负责。”

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