加州奥兰治县水资源战略的教训

这篇文章最初发表在MeetingoftheMinds.org。

对于世界上的城市来说，水是一个严重的问题。即使是在美国这样的富裕国家，密歇根州的弗林特市也有人死于有毒水，洛杉矶面临特大洪水，迈阿密面临盐化含水层，奥加ala含水层的石油管道泄漏令奥马哈忧心忡忡。美国土木工程师协会(ASCE)在其年度美国基础设施报告卡中给美国饮用水评级为d级。水是弹性规划中最大的挑战。

南加州严重依赖科罗拉多河的水。最近的干旱使我国最大的水库米德湖的水位下降了100多英尺。令人震惊的是，这个湖只有38%的容量。它是只有4英尺高于法定紧急水位1075英尺随着干旱的到来，野火更加频繁和猛烈。在过去的五年里，加州每年都有12个月的时间经历野火。

奥兰治县注重水的循环利用和效率

在南加州，奥兰治县的紧急情况威胁要小于洛杉矶县、圣地亚哥县和河滨县。

在奥兰治县，阿纳海姆、圣安娜、欧文和其他城市通过广泛的循环利用和世界领先的水能关系技术支持区域智能水管理。奥兰治县水务局(OCWD)在为该地区250万人口提供水资源以及农业、政府和工业利益方面发挥着重要作用。

该县的地下水补给系统是世界上最大的间接饮用水回用水净化系统。

超过2500亿加仑的清洁饮用水被循环利用。地下水补给系统(GWRS)是世界上最大的间接饮用水再利用水净化系统。该系统每天将2亿加仑的废水排放到太平洋，并通过去除杂质和化学物质的许多过程进行净化;采用自然滤池、微滤、反渗透、双氧水紫外光过滤;最后再补给地下水。奥兰治县居民喝的水是世界上最干净的。

地下水盆地只有46%的水量，但由于抽水量的减少，每年的水量都在增加。经过多年的严重干旱，奥兰治县采取了胡萝卜加大棒的措施来保护水资源。OCWD促进耐旱绿化。提供节水设备和回扣。人们会因为冲洗车道或在清洗汽车时没有使用自动关闭的喷嘴而被罚款。

除了集中式的水循环之外，水的再利用也在建筑层面进行，遵循零能耗和生活设计原则。用水效率、AMI(高级仪表)、泄漏检测、存储、基础设施以及带有传感器的物联网(IoT)都在发挥作用。

大型组织已经提高了它们的用水效率。当我参观了加州大学欧文分校,我看到一些行动拯救几乎每年4亿加仑的水,回收废水景观灌溉,替换一些草坪water-wise草地种植,转换网站的中央工厂将再生水用于冷却校园建筑、智能实验室和使用物联网传感器来检测泄漏。

在过去的几十年里，奥兰奇县已经从牧场、柑橘园和农田转变为城市、校园和迪斯尼乐园等娱乐场所。在那些水资源密集型的放牧和农业经营曾经需要该地区87%的水资源的地方，它们的减少节约了水资源。

水能nexus

在遭受干旱侵袭的加州，中央发电厂的用水量通常相当于4,000万居民的用水量，包括所有拥有游泳池的房主。这种情况正在改变。燃煤发电厂不复存在。除Diablo Canyon的两座核反应堆外，缺水的核反应堆已经关闭，预计2024年关闭。大约50座老式的水冷式燃气发电厂被关闭。所有这些能源都被太阳能和风能所取代;存储技术、智能电网基础设施和软件使可再生能源像核能和天然气发电厂一样可靠。

除了集中式的水循环之外，水的再利用也在建筑层面进行，遵循零能耗和生活设计原则。

加利福尼亚州、亚利桑那州和内华达州争夺水源的历史由来已久，尤其是科罗拉多河。随着胡佛水坝(Hoover Dam)达到临界水位，许多西部州开始合作共享可再生能源，减少对耗水的中央发电厂的需求。提议共享能源的州包括加利福尼亚州、俄勒冈州、华盛顿州、内华达州、亚利桑那州、新墨西哥州、科罗拉多州、犹他州、蒙大拿州、怀俄明州、爱达荷州、北达科他州和南达科他州。

两年前，学校关闭，数千人从家中撤离，逃离每天250万英镑的英镑来自南加州Aliso峡谷天然气储罐的泄漏在洛杉矶县。这个漏洞花了好几个月才封堵。甲烷在大气中存在了16年，它吸收的热量是二氧化碳的100倍。洛杉矶的许多发电厂都依赖于Aliso峡谷中储存的甲烷。

南加州爱迪生公司(SCE)，为洛杉矶地区1500万人提供服务，以公用事业标准衡量，其行动速度惊人。已经面临关闭最后两个核反应堆的挑战，SCE还将关闭大约30个峰值天然气(甲烷)工厂。

到2020年，加州还将关闭一批规模较大的一次性水冷式甲烷发电厂，因为干旱迫使加州优先考虑提高用水效率。可再生能源、节能建筑改造、能源定价和将需求移至非峰值的云服务以及智能能源存储成功地弥补了中央发电的巨大损失。

与先进的微电网解决方案合作，欧文农场用水区将使用能源存储系统来降低其成本，并帮助缓解电网在高峰时段的需求。这个7兆瓦、34兆瓦时(MWh)的蓄水网络将使用特斯拉电池，在3个水处理厂、6个泵站、一个深水含水层处理厂和一个地下水除水厂储存电力。

海水淡化的难题

在亨廷顿海滩，一个有争议的每天5000万加仑的海水淡化工厂正在开发中。反对者认为该工厂会对海洋生物造成破坏，而且成本太高，每加仑水的成本是回收成本的2.5倍。支持者认为它对奥兰治县的发展至关重要，是对干旱的适当回应，而且胡佛水坝只高出紧急水位四英尺，这是必要的。科罗拉多州已经削减了亚姆帕河的用水权，以应对大坝水位和严重的干旱状况。

由于广泛的水循环利用，奥兰治县对水资源的争议并不陌生。面对日益严重的火灾和干旱，这一拥有250万人口的地区通过世界领先的循环利用、向可再生能源的转变和提高所有用水户的效率，恢复了活力。

在你下次去迪斯尼乐园或这个国家的海滩时，增加一次橘子郡水域的游览。那里的团队都是世界领袖。

这则报道于1月2日更新，以澄清阿里索峡谷甲烷设施的所有权。