升级美国水基础设施至关重要

水坝、水库、运河和安全饮用水对每个人都至关重要

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


特朗普政府的政策将对美国河流产生什么影响?

当我第一次被问到这个问题时,我感觉自己像个小学生上课走神被老师抓住了。那是在几个月前我在史密森尼学会做了一次关于河流科学的公开讲座后的问答环节中,我没有现成的答案。我是一个科学怪才,而不是政策专家。讲座内容是关于河流为什么会流经那里,同一条河流为什么会在一年干旱,下一年又会泛滥,以及数学惊人的普遍性如何导致相同的方程被用于运营洪水预报和华尔街衍生品定价模型。

我还担心代表所有科学谈论政治问题,尤其是在人们异常两极分化、敏感和乖戾的时候;科学在领导人和公众中的信誉和影响力取决于科学家被视为中立的第三方技术专家。但话说回来,水资源科学不是量子环引力。我们是从事实用科学的务实之人,而且我的同事和我并非从未考虑过水文科学与社会之间的交叉。


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所以我向听众提出了这个基本的、如果说有些含糊的回应:如果我们想保持前进的势头,而不管哪个政党赢得任何一次选举,重要的是我们要通过拒绝日益普遍且错误的观念来建立广泛的支持基础,即看待世界的方式只能有两种,一种是保护水、河流和环境,另一种则不然。

我还假设这不应该太难实现,因为虽然关于如何最好地管理水资源存在不同的想法,但几乎每个人都同意水资源很重要,无论你住在城市还是乡村,沿海地区还是内陆地区,蓝州还是红州。

但如果今天再次问我这个问题,我会补充这个关键的推论:特朗普政府推动美国基础设施更新,为推进水资源科学提供了强大的,甚至可能是意想不到的协同效应。乍一看,基础设施更新似乎更多的是关于艰难但明智的决定,即为长期投资分配资金,而在大多数年份,长期投资似乎都不是当务之急。但如果我们要修复美国日益破旧的水基础设施,让我们做对,对应用科学研发进行重点投资,以确保新一代基础设施的设计能够支持美国人民和美国经济未来一百年的需求。

河流及其基础设施,如水坝、水库和运河,对每个人都至关重要。例子从显而易见到令人惊讶。河流提供饮用水、灌溉用水以种植粮食和酿造啤酒,以及从制造汽车到制造计算机等工业过程所需的大量水。河流驱动水力涡轮机,保持照明和经济运转。防洪基础设施保障我们的安全,健康的河流产生休闲、旅游和渔业收入。

河流提供了早期的美国被探索的交通要道,并通过这些要道发展了自己的独特文化:想想刘易斯和克拉克探险队、密西西比河赌博汽船和哈克贝利·费恩。即使是二战的胜利和随后的冷战也很大程度上归功于河流基础设施:用于制造战斗机的铝,以及在白沙和日本帝国上空的第一颗原子弹以及随后美国不断增长的核武库中的铀和钚,都是利用哥伦比亚河大坝在西部和田纳西河流域管理局在东部产生的大量水电生产的。驾驭和有效管理水资源一直是并将继续是美国经济、国防和精神的核心。

虽然在我们当前的水系统最初建造时投入了巨大的技术实力和资金——想想胡佛大坝这样的奇迹——但今天,我们的大部分水基础设施都已老旧,要么正在失效,要么性能达不到美国在 21 世纪的要求。奥罗维尔大坝事件和相关的冬季疏散就是一个有力的提醒。还有许多其他例子:全国各地许多水坝的淤积和设计寿命终止;鱼类通道和水生栖息地存在困难,对生态健康以及休闲、旅游和商业渔业收入产生影响;新奥尔良持续不断的洪水灾害,部分与密西西比河流量以及有时有争议的控制结构有关;最重要的是,容量不足以满足不断增长的人口和经济的水和电力需求,尤其是在西部。显然,更新美国的河流是特朗普总统想要进行的基建投资的一个绝佳方向。

为了做好这项工作,我们不仅需要混凝土和管道,还需要有重点、目标明确地投资于开发科学和工程知识,以确保这些修复后的系统在未来很长一段时间内有效且安全地发挥作用。我们需要更好地了解河流系统的自然和人为水文气候变异性,以便基础设施和相关的决策支持系统能够被设计成更好地应对洪水和干旱。我们需要开发和测试水基础设施和河流管理的新原则,以恢复对旅游业、渔业和其他产业至关重要的自然生态功能。我们需要发现最大限度减少未来基础设施维护预算的新方法,并投资于有助于节约用水的技术,从修复和更新泄漏的供水管道到推广节水型制造和农业工艺。

我们必须加强洪水和供水预报系统,以进一步提高水库规划和管理的效率。实现水资源组合多样化;加利福尼亚州和得克萨斯州的脱盐工厂和盐水含水层地下水生产的创新工作可能提供一个范例。确保美国每个城市都拥有为其公民提供清洁和安全饮用水供应所需的基础设施;不要让弗林特事件再次发生。并遵循联邦政府主导的历史性成功的既定模式,从阿波罗计划到赢得冷战,将这些对创新的投资扩展到各个组织和部门,包括学术界、政府、非政府组织和私营部门。

那么,新政府将对美国河流产生什么影响?这取决于情况。如果特朗普总统在他的计划基础设施投资中打好算盘,他可能会在河流、科学和经济方面留下极其积极的长期遗产。

Sean W. Fleming has two decades of international experience in the geophysical sciences, spanning the private, public and nonprofit sectors. He holds faculty positions at the University of British Columbia and Oregon State University and operates a data science research company. His book, Where the River Flows: Scientific Reflections on Earth's Waterways, published by Princeton University Press, has received positive coverage in Nature, Science News, the Toronto Metro and NPR.

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