大坝的证据:由于缺水的威胁，社区转向废水再利用

与大坝相比，新的水源是小型的、地方性的、分散的和定制设计的，以适应当地的水文和人口状况。

许多国家正在参与这一转变。自1968年以来，纳米比亚首都温得和克一直在将其废水转化为饮用水。澳大利亚开发了一系列创新技术以增加其供水，特别是包括“下水道采矿”——使用小规模、模块化单元在产生废水的现场处理和重复使用废水。以色列重复利用了将近90%的废水，比其他任何国家都多。

多元化的大坝

最新的方法被认为比水库更可靠，水库的供水会随降水水平和季节而变化。在气候变化的时代，大坝越来越容易受到干旱和蒸发的影响，而城市废水的供应却基本保持不变。因为大多数储存技术都是模拟或加强自然过程，而不是像水坝那样反对自然过程，所以在最坏的情况下，它们对环境造成的破坏最小，在最好的情况下，它们产生了巨大的效益。

“特别是像美国这样的国家，目前已经有了一种远离大型水坝的转变，这些国家已经有了很多现成的基础设施，我们已经使用了最高效的水坝地点，”艾林·邦尼·凯西(Erin Bonney Casey)说Bluefield研究这是一家总部位于波士顿的市场研究公司，专注于水资源管理问题。布鲁菲尔德预计，仅在废水回收方面，美国在未来10年的投资就将达到215亿美元。

一个Bluefield研究去年的研究发现，在对六种技术的当前供水成本进行排名时，大坝和水库是第二昂贵的。从最便宜到最昂贵的发展是:智能电表检漏;微咸水的脱盐(通常在含水层中);污水回用;雨水收集;水库;海洋海水淡化。随着过滤技术的改进，甚至海水淡化也可能变得更便宜，而新建大坝的水却变得更贵。

从最便宜到最昂贵:智能电表泄漏检测;微咸水的脱盐(通常在含水层中);污水回用;雨水收集;水库;海洋海水淡化。

并非巧合的是，随着大坝时代的结束，这些新方法出现了。在加州，在许多这类策略的发展中处于领先地位，自1978年以来就没有建造新的蓄水大坝同行评议的论文 ⁠根据水资源政策顾问Barry Nelson的说法，新方法的采用使得加州的蓄水量增加，其“容量超过了该州最大的水库沙斯塔湖”。

这些新方法获得的公众关注相对较少，部分原因是它们没有大坝的宏伟外观，而是在很大程度上在人们看不到的地方发挥作用。这就是为什么加州的决策者们仍然在考虑建造新的水坝，尽管单凭其成本就应该取消他们的资格。“40年来，我们一直在建设新一代的存储项目，”尼尔森告诉我，“政策辩论还没有跟上。”

尼尔森的文件中增加的容量大部分需要将水储存在超过数百万英亩英尺的蓄水层的空处。除了增加供水之外，填充这些含水层还能带来环境效益:它们的水质通常会随着含水层内部水位的上升而改善，较高的含水层还能防止土壤压实和地面下沉，而当含水层未被填充时，地面下沉最终会发生。即使把压实度考虑在内，加州未使用的蓄水层的蓄水量是加州所有地表水库和湖泊蓄水量的三倍。

“它正坐在那里等待充电，”该公司的资源管理总监丹尼尔·芒特乔伊(Daniel Mountjoy)说可持续的保护这是一家总部位于旧金山的非营利组织，在加州的圣华金河谷推广一种名为“农田补给”的蓄水过程。“这是免费存储，如果我们不把它填满，我们就会失去它。”

复盖充电:一个自然的解决办法改变旧习惯

给含水层补充水分的最简单的方法是用自然的方法，即淹没地表。在工业社会出现之前，大风暴导致河流泛滥，洪水淹没了邻近的土地。蒙特乔伊的组织正在跟踪200多个农场，这些农场的所有者已经同意在雨季允许他们的一小部分土地上发生洪水，以换取免费或降低成本的供水。用于农场的水通常从水坝中释放出来，通过大型引水渠输送到连接各个农场的较小的运河中;这些运河的运力是农田补给的最大限制因素。

但即使不扩大运河的容量，2015年研究(PDF)通过RMC水与环境这家加州咨询公司发现，从11月到3月充值可以使该地区的透支减少12%到20%，而加上额外几个月的充值可能会使这个数字增加到30%。蒙特乔伊说，用这种方式收集每英亩-英尺的水，成本仅为46 - 120美元，仅为计划用水成本的1 / 30节制平大坝在圣华金河上。

在由于土壤成分不良而无法通过注水来补充含水层的情况下，“补充井”的使用已经扩大。所谓“补充井”是指用来抽水或将水排入含水层的井。R. David G. Pyne是一名工程师，他是蓄水层和抽取地下水供人类使用的先驱。含水层储存及回收(PDF)据估计，在大约25个州至少安装了140个补给井，该技术还在大约15个国家使用，包括澳大利亚、孟加拉国、加拿大、英国、以色列和新西兰。Pyne认为，大多数州都有可用的含水层，但到目前为止，只有几个州——新泽西州、亚利桑那州、加利福尼亚州、科罗拉多州和佛罗里达州——广泛使用它们。

ASR最常见的应用是使含盐等污染物的含水层适于储存。一些清洁的水被泵入含水层，通过将被污染的水推到含水层的两侧来起到缓冲作用;然后，更多的清洁水被注入地下蓄水层的中心，那里仍然没有受到污染。

在大约25个州至少安装了140个补给井，该技术在大约15个国家使用，包括澳大利亚、孟加拉国、加拿大、英国、以色列和新西兰。

Pyne说:“20年前还不愿跟你打交道的人们对此很感兴趣，但是现在他们意识到，如果他们想在主要城市地区保持增长，他们就必须做一些不同的事情。”

洛杉矶市改变了传统的雨水处理方法开创性的雨水收集。在20世纪的大部分时间里，南加州的城市试图通过将河流变成混凝土水道，加速流入太平洋来防止洪水。与此同时，他们斥巨资从加州其他地方进口饮用水。2014年，洛杉矶市长埃里克·加希提(Eric Garcetti)发布了一项指令，要求在十年内将进口水的购买量减少一半，标志着这一做法的最终终结。

现在，该市正在重新设计道路、公园和其他表面，以吸收尽可能多的水，使其渗入地下蓄水层，从而减少洪水，净化自身，并成为可重复利用的。2014年联合研究(PDF)自然资源保护委员会和太平洋研究所发现，旧金山湾区和南加州市区的雨水收集技术有可能增加整个洛杉矶城市一年的用水量。

即使是泄漏检测也可以在增加供水方面发挥重要作用，特别是在美国东部城市，这些城市老化的管道可能会损失通过它们的30%的水。2004年加州的一项法律要求该州的城市水务公司到2025年为所有客户安装智能电表。据美国水务署的数据显示，截至2016年，美国约35%的水务公司已经安装了自动计量系统研究由咨询公司West Monroe Partners提供。

在立法上起到带头作用

在许多地方，新方法面临的最大障碍是监管，而不是技术。例如，只有德克萨斯州允许将处理过的废水直接分配到饮用水系统中。结果，德克萨斯州的两个城市，威奇托瀑布和大斯普林，运行了全国唯一的“直接饮用水再利用”系统。11个州允许“间接饮用水再利用”——即橘郡水利区使用的过程，即处理后的废水储存在含水层中，然后作为饮用水分发。

一些非饮用水再利用系统利用较低的净化要求为工业、农业和高尔夫球场等娱乐设施提供水。但更便宜的处理成本被安装独立的非饮用水管道系统的需要所抵消。因此，随着所谓的“恶心因素”的减少，不需要额外管道的饮用水再利用可能会蓬勃发展。

随着所谓的“恶心因素”的减少，不需要额外管道的饮用水再利用可能会蓬勃发展。

尽管加州现在不允许直接饮用再利用，但去年通过的立法要求州政府官员在2023年之前发布授权法规。这些规定很可能成为其他国家的模板，促进直接饮用水重用的采用。

再生污水的出现突出了所有新的蓄水技术的一项重要原则:特定分水岭的水- -无论是厕所水、暴雨水还是饮用水- -必须作为一个整体加以管理，以便最大限度地发挥其效用。毕竟，顺流而下的水可能会被改道和改造几十次，在不同的时间被用作农业用水或饮用水，或者在到达河口之前进行处理。

因此，协调地使用其中一些或所有这些办法已被称为综合水管理，或更熟悉地称为一种水。声明在author-astrophysicist罗伯特·坎德尔的书中,“水从天上:水的故事从宇宙大爆炸到人类文明的崛起,,”可以作为一个水的信条:“每当你吃一个苹果或喝一杯酒,你是吸水,骑车穿过大气层数千次自你出生。”