升級美國水基礎設施至關重要

水壩、水庫、運河和安全飲用水對每個人都至關重要

加入我們的科學愛好者社群!

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


特朗普政府的政策將對美國河流產生什麼影響?

當我第一次被問到這個問題時,我感覺自己像個小學生上課走神被老師抓住了。那是在幾個月前我在史密森尼學會做了一次關於河流科學的公開講座後的問答環節中,我沒有現成的答案。我是一個科學怪才,而不是政策專家。講座內容是關於河流為什麼會流經那裡,同一條河流為什麼會在一年乾旱,下一年又會氾濫,以及數學驚人的普遍性如何導致相同的方程被用於運營洪水預報和華爾街衍生品定價模型。

我還擔心代表所有科學談論政治問題,尤其是在人們異常兩極分化、敏感和乖戾的時候;科學在領導人和公眾中的信譽和影響力取決於科學家被視為中立的第三方技術專家。但話說回來,水資源科學不是量子環引力。我們是從事實用科學的務實之人,而且我的同事和我並非從未考慮過水文科學與社會之間的交叉。


關於支援科學新聞業

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


所以我向聽眾提出了這個基本的、如果說有些含糊的回應:如果我們想保持前進的勢頭,而不管哪個政黨贏得任何一次選舉,重要的是我們要透過拒絕日益普遍且錯誤的觀念來建立廣泛的支援基礎,即看待世界的方式只能有兩種,一種是保護水、河流和環境,另一種則不然。

我還假設這不應該太難實現,因為雖然關於如何最好地管理水資源存在不同的想法,但幾乎每個人都同意水資源很重要,無論你住在城市還是鄉村,沿海地區還是內陸地區,藍州還是紅州。

但如果今天再次問我這個問題,我會補充這個關鍵的推論:特朗普政府推動美國基礎設施更新,為推進水資源科學提供了強大的,甚至可能是意想不到的協同效應。乍一看,基礎設施更新似乎更多的是關於艱難但明智的決定,即為長期投資分配資金,而在大多數年份,長期投資似乎都不是當務之急。但如果我們要修復美國日益破舊的水基礎設施,讓我們做對,對應用科學研發進行重點投資,以確保新一代基礎設施的設計能夠支援美國人民和美國經濟未來一百年的需求。

河流及其基礎設施,如水壩、水庫和運河,對每個人都至關重要。例子從顯而易見到令人驚訝。河流提供飲用水、灌溉用水以種植糧食和釀造啤酒,以及從製造汽車到製造計算機等工業過程所需的大量水。河流驅動水力渦輪機,保持照明和經濟運轉。防洪基礎設施保障我們的安全,健康的河流產生休閒、旅遊和漁業收入。

河流提供了早期的美國被探索的交通要道,並透過這些要道發展了自己的獨特文化:想想劉易斯和克拉克探險隊、密西西比河賭博汽船和哈克貝利·費恩。即使是二戰的勝利和隨後的冷戰也很大程度上歸功於河流基礎設施:用於製造戰鬥機的鋁,以及在白沙和日本帝國上空的第一顆原子彈以及隨後美國不斷增長的核武庫中的鈾和鈽,都是利用哥倫比亞河大壩在西部和田納西河流域管理局在東部產生的大量水電生產的。駕馭和有效管理水資源一直是並將繼續是美國經濟、國防和精神的核心。

雖然在我們當前的水系統最初建造時投入了巨大的技術實力和資金——想想胡佛大壩這樣的奇蹟——但今天,我們的大部分水基礎設施都已老舊,要麼正在失效,要麼效能達不到美國在 21 世紀的要求。奧羅維爾大壩事件和相關的冬季疏散就是一個有力的提醒。還有許多其他例子:全國各地許多水壩的淤積和設計壽命終止;魚類通道和水生棲息地存在困難,對生態健康以及休閒、旅遊和商業漁業收入產生影響;新奧爾良持續不斷的洪水災害,部分與密西西比河流量以及有時有爭議的控制結構有關;最重要的是,容量不足以滿足不斷增長的人口和經濟的水和電力需求,尤其是在西部。顯然,更新美國的河流是特朗普總統想要進行的基建投資的一個絕佳方向。

為了做好這項工作,我們不僅需要混凝土和管道,還需要有重點、目標明確地投資於開發科學和工程知識,以確保這些修復後的系統在未來很長一段時間內有效且安全地發揮作用。我們需要更好地瞭解河流系統的自然和人為水文氣候變異性,以便基礎設施和相關的決策支援系統能夠被設計成更好地應對洪水和乾旱。我們需要開發和測試水基礎設施和河流管理的新原則,以恢復對旅遊業、漁業和其他產業至關重要的自然生態功能。我們需要發現最大限度減少未來基礎設施維護預算的新方法,並投資於有助於節約用水的技術,從修復和更新洩漏的供水管道到推廣節水型製造和農業工藝。

我們必須加強洪水和供水預報系統,以進一步提高水庫規劃和管理的效率。實現水資源組合多樣化;加利福尼亞州和得克薩斯州的脫鹽工廠和鹽水含水層地下水生產的創新工作可能提供一個範例。確保美國每個城市都擁有為其公民提供清潔和安全飲用水供應所需的基礎設施;不要讓弗林特事件再次發生。並遵循聯邦政府主導的歷史性成功的既定模式,從阿波羅計劃到贏得冷戰,將這些對創新的投資擴充套件到各個組織和部門,包括學術界、政府、非政府組織和私營部門。

那麼,新政府將對美國河流產生什麼影響?這取決於情況。如果特朗普總統在他的計劃基礎設施投資中打好算盤,他可能會在河流、科學和經濟方面留下極其積極的長期遺產。

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.

More by Sean W. Fleming
© .