犹他州格伦峡谷国家游乐区——像西部许多地方一样，鲍威尔湖似乎大得令人难以置信，几乎像神话一样，其丰富的红色岩石峡谷墙壁与下面似乎无限延伸的蔚蓝色水域形成了鲜明的对比。
用“引人注目”来形容美国第二大人工水库是很恰当的。
鲍威尔湖于 1963 年在亚利桑那州北部格伦峡谷大坝建成后形成，其设计目的是蓄积大量的水——26215000 英亩英尺，这些水主要以科罗拉多州、犹他州、怀俄明州和新墨西哥州的上科罗拉多河流域各州融化的积雪形式流下。一英亩英尺的水足够一个四口之家使用一年。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。 通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够发布关于当今世界正在塑造的发现和想法的有影响力的故事。
白色的碳酸钙沉积物，沿着峡谷壁形成一个引人注目的浴缸状环，显示了过去十年半以来，由于过度使用和一百多年来最严重的 16 年干旱，湖泊水位急剧下降。
现在，一项有争议的提议——允许鲍威尔湖变成一个“死水潭”，这意味着没有足够的水在附近的 710 英尺高的格伦峡谷大坝发电——不再被认为是不可能的。根据该计划，鲍威尔湖的姊妹湖米德湖将作为主要水库。
“先填满米德湖”是 20 年前环保主义者提出时的一个思想实验。其目标是鼓励人们讨论将受坝阻挡的格伦峡谷恢复到自然状态的问题。然而，随着人们越来越认识到，自 2000 年以来，米德湖和鲍威尔湖都没有接近满库容，而且气候变化将日益加剧科罗拉多河沿线的水资源压力，这一提议正逐渐成为现实。
“当我们在 90 年代首次提出这个论点时，鲍威尔湖基本上是满的，它被认为是完全荒谬的，”格伦峡谷研究所负责人埃里克·巴尔肯说，该研究所于 1996 年首次提出“先填满米德湖”。“过去 20 年发生变化的是气候变化及其对科罗拉多河流量的影响。我们现在看到的情况是，某种形式的‘先填满米德湖’可能会在短短六年内默认发生。”
在 2000-2005 年的干旱年份，鲍威尔湖损失了 1300 万英亩英尺的水，水位下降了近 100 英尺，约占其最大深度的五分之一。再次出现干旱时期可能会摧毁剩余的水。
尽管最近美国河流上拆除了许多引人注目的大坝，但允许格伦峡谷大坝停止运行并非小事。这可能需要对管理科罗拉多河的法律进行重大修改。这是一个政治雷区。“先填满米德湖”的提议使水资源专家和管理者产生了分歧，双方都提出了相互矛盾的分析。尽管令人担忧，但科罗拉多河流域已经感受到了气候变化的影响，许多州正在为未来水资源减少做好准备。
无论他们是否支持“先填满米德湖”，几乎每个人都承认，迟早有一天，即使是异想天开的选择也必须加以考虑。
“从这个角度来看，不认真对待这个想法似乎比探索这个想法更疯狂，”巴尔肯说。
1922 年和复杂的气候信号
科罗拉多河是西部的命脉。它横跨七个州，与其支流一起为 4000 多万人提供水。它还灌溉了 550 万英亩的耕地，被 22 个部落的人使用，并流经 11 个国家公园。谁获得水，以及从哪里获得多少水，这由《河流法》规定，该法包括州和联邦法律、条约和契约。它像流域一样复杂。
其标志性原则是 1922 年的《科罗拉多河契约》，该契约将科罗拉多河分为上游和下游流域，并选择亚利桑那州的李渡口作为任意的分界点。它总共为这七个州分配了 1640 万英亩英尺的科罗拉多河水，每个流域获得 750 万英亩英尺。后来，1944 年的《墨西哥水条约》又向墨西哥分配了 150 万英亩英尺。
问题就出在那里。当 1922 年契约的设计者达成协议时，他们通过依赖过去 100 年中最湿润的 10 年期间编制的水文数据来选择河流出水的 1640 万英亩英尺的估计值，从而加剧了未来对水资源可用性的担忧。
过去 10 年，科罗拉多河平均产出约 1534 万英亩英尺。河流实际提供的水量与契约中概述的水量之间的不平衡通常被称为“结构性赤字”。专家认为，缺口在 150 万至 250 万英亩英尺之间。
“河流中没有足够的水，”犹他大学政治学教授丹尼尔·麦库尔说。“1922 年可能有效的解决方案现在是一种非常糟糕的看待河流流域的方式。”
除此之外，依赖河流供水的地区人口数量呈指数级增长。而且这种情况没有停止的迹象。在其 2013 年的《科罗拉多河流域供水和需求研究》中，垦务局预测该地区的人口预计将从 2015 年的约 4000 万人增加到 2060 年的 4930 万至 7650 万人。用水需求将跃升至 1810 万至 2040 万英亩英尺。
气候科学为未来提供了另一幅严峻但模糊的景象。虽然流入鲍威尔湖的水量一直存在变化，但气候信号表明可能会出现永久性的减少。
包括 2015 年在《科学进展》杂志上发表的一项研究在内的多项研究估计，干旱的严重程度和频率可能会增加。
干旱时期对科罗拉多河流域来说是正常的——对追溯到 1200 年前的树木年轮的分析显示，干旱频繁发生。科学家还预计气温会上升。
在温室气体排放量适中和较高的情况下，与 20 世纪的平均水平相比，科罗拉多河流域的气温预计将上升 5 华氏度。到 2100 年，如果排放量没有减少，该地区将变暖 9.5 华氏度。
科罗拉多州立大学科罗拉多州水资源研究所的高级水和气候研究科学家布拉德利·乌达尔和亚利桑那大学水文学和大气科学教授乔纳森·奥弗佩克今年发表的一项研究发现，在 2000-2014 年的干旱年份，由于上游流域气温升高，该河流失去了三分之一的流量。它们比 1906-1999 年的平均水平高出 0.9 摄氏度。
气候模型在科罗拉多河流域未来降水量的增加或减少方面存在分歧，这使得前景变得模糊不清。
垦务局 2016 年的报告预测，该流域的积雪可能会减少，从而减少春季和初夏的径流。
内政部最近表示，这“可能导致用于满足灌溉需求的供水减少，并对水库的水力发电运行产生不利影响”。
这个想法在 40 年后可能并不“疯狂”
今年，鲍威尔湖几乎满足了水资源管理者最坏的担忧。
“如果今年没有一个真正多雪的年份，我们就会接近鲍威尔湖水位降至水力发电水平以下的程度，”麦库尔说。“一个非常丰水的年份推迟了不可避免的结果。”
除了在格伦峡谷大坝提供水力发电外，鲍威尔湖还储存来自上游流域各州的水，并将其释放到下游的米德湖，以确保上游流域各州履行 1922 年契约规定的义务。
如果上游流域未能从鲍威尔湖向下游的米德湖输送规定的水量，亚利桑那州、内华达州和加利福尼亚州等下游流域各州可能会“呼吁契约”以获得他们的水。这可能会迫使上游流域停止向农民、城市和其他对 1922 年契约拥有次级水权的人供水。
同样，如果米德湖的水位降至海拔 1075 英尺以下，官员将不得不宣布水资源紧急状态，并开始定量分配给内华达州和亚利桑那州的水资源配额。
那么，为什么不排干鲍威尔湖呢？格伦峡谷可能会慢慢恢复生机，水资源管理者将获得数百万英亩英尺的水，这些水目前正从鲍威尔湖的表面蒸发并渗入下方的石灰岩中。
美国地质调查局大峡谷监测和研究中心前负责人杰克·施密特说，科学不支持这一点。相反，这可能会导致“一个非常大的问题”，犹他州立大学流域科学教授施密特说。
去年 11 月，他和一些同事发布了一份关于“先填满米德湖”是否会节约用水的技术评估。
“我真的不知道我怎么想的，也不知道在完成之前我打算得出什么结论，”施密特说。
他的结论是：这基本上是白费力气。
关于蒸发，施密特研究了科学，并得出结论，数字基本上相同，特别是自从发现美国地质调查局自 1970 年代中期以来就没有收集到鲍威尔湖水蒸发损失的全面测量数据。该机构的一位发言人表示，该机构已启动一个项目以获取更准确的数据。
施密特还发现了一项近 50 年前的研究，该研究调查了水的渗漏情况。总的来说，“先填满米德湖”每年可节省 30000 至 50000 英亩英尺的水。
“认识到这两个数字都具有很高的不确定性，是否值得为重新谈判契约和行政协议而大费周章？”他问道。“当然不是。50000 英亩英尺的数字足够大，以至于我们应该在 50 年后为此担忧吗？如果气候科学是正确的，那么可能会。”
政治障碍会很高。
然而，随着地球变暖和科罗拉多河流量减少，总有一天，必须考虑采取一些措施——“先填满米德湖”或其他一些选择，例如重新钻探河流改道隧道以完全排干鲍威尔湖或绕过鲍威尔湖输水。
“这些在 2017 年都是可能疯狂的想法，”施密特说。“当我在 2057 年去世时，它们可能就不是疯狂的想法了。”
经 E&E 新闻许可转载自 Climatewire。 E&E 每天在www.eenews.net上提供有关重要能源和环境新闻的报道。