地狱和被污染的水:整体水资源管理能做什么

威斯康辛州的麦迪逊大都会污水收集区遇到了一个问题。由于州政府和联邦政府的法规越来越严格，它不得不帮助减少540平方英里的Yahara河流域的磷含量。它已经从废水中去除了95%的磷;新的磷水平限制将要求去除相当于96%的磷。

"Getting that 1 percent increment of phosphorus removal would have been a $130 million addition to the treatment plant," said Michael Mucha, chief engineer and director of the district, "and the public wouldn’t see that much improvement in the quality of water."

但是由于州政府和联邦政府正在管理最终的水质——而不是一个水源的排放——该地区决定用另一种方式来解决这个问题。该地区没有投资数百万美元用于更密集的除磷，而是决定从农业、城市和郊区径流中提取不受管制的磷。

2012年，该地区率先在城市、城镇、废水处理厂、农民、环保团体、威斯康星大学麦迪逊分校和威斯康星自然资源部之间建立了伙伴关系。被称为Yahara流域改进网络该伙伴关系的项目——由24名成员、赠款和其他来源资助——包括在农田和水道之间添加草坪，从飞机上喷洒覆盖农作物的种子以减少土壤侵蚀，粪便管理和城市树叶收集。

Yahara流域改善网络仅在2016年就花费了700万美元，从流域中提取了约3万磅磷。

在试点项目、过渡年和全面项目的头两年，仅在2016年，它就花费了700万美元，将大约3万磅的磷从分水岭中去除。目标是到2036年该项目结束时达到每年9.6万英镑。

Yahara流域改善网络是全球范围内日益增长的一项运动的一个例子。这项运动在美国被称为“一水”，目的是更全面地管理水资源。这是对饮用水、废水、雨水和环境用水标准分离管理的一个转变。它总是来得太快。在2017年的一份报告中，世界经济论坛将水危机列为“在未来10年内对几个国家或行业产生重大负面影响”的全球五大风险之一。太多的水、太少的水、不够干净的水:所有这些都威胁着商业，而人口增长和气候变化导致的水模式的改变都加剧了这些问题。

非营利组织美国水联盟(U.S. Water Alliance)的首席执行官拉迪卡·福克斯(Radhika Fox)说，水资源是“关于管理水资源以实现多种利益”。联盟的一水路线图展示了人们尝试以综合方式管理水以同时满足多种需求的各种方法，例如为生态系统、防洪、饮用水和灌溉提供水。

提高效用弹性

采用一水参考系的污水处理企业在其废水处理中看到了新的价值。有些人将其清洁到足以用于某些重复使用的安全标准，比如灌溉景观。他们开始从污水中回收有价值的产品，比如用作肥料的生物固体。

使用的参考的一种水帧废水实用程序开始恢复从污水有价值的产品，如生物固体肥料。

福克斯说:“从历史上看，他们基本上是把排泄物处理干净，然后再把它们放回环境中。这是一项极其艰巨的任务。”“但现在我们看到废水处理厂被视为资源回收中心。”

有些工具甚至从垃圾产生能量。在美国国会大厦，直流水的蓝色平原先进污水处理厂是最大的电力消费，使用功率的25至30兆瓦。凭借其资源回收利用计划厌氧消化将有机质转化为甲烷(PDF)在美国，发电10兆瓦，抵消了三分之一的碳足迹。

帮助城市和商业繁荣

旧金山、西雅图和纽约等城市正在修改建筑规范，要求重新使用用于冲厕所、冷却系统和景观灌溉的水——这些都不需要饮用水质量，因为这样既节约能源又节约用水。所以，淋浴时流进下水道的水可能会重新流入马桶，然后再返回污水处理厂进行清洗。

新奥尔良开始为应对气候变化制定计划，为提高防洪能力腾出空间。与超过奥尔良教区的一半或低于海平面飓风卡特里娜(Katrina)和丽塔(Rita)导致该市洪水泛滥，并在8月份遭遇了一场大暴雨。尽管气候变化带来了更强的风暴和更高的风暴潮，但这座城市正在下沉，因为强大的水泵将洪水移出了城市。

从后卡特里娜复苏成果之一是大新奥尔良城市供水规划，这就要求跨城市扩张的“绿色基础设施” - 保守或恢复自然生态系统和未铺砌的地方，如公园和中位数 - 降低洪水风险，停止土壤下沉，美化社区。“我们的目标是为基础设施建设工作与自然系统，而不是试图拒水，”贾里德热那亚，规划和应变能力的战略管理和可持续发展的新奥尔良市说。必威体育2018

新奥尔良正在规划蓝绿走廊——带有水景的绿色空间——沿着林荫大道的中间地带，增加美学价值。

今年我市将打破地面上的米拉波水花园项目，一个25英亩的蒂伊，最低躺在街区之一。卡特里娜飓风期间该地区被淹了，现在它被设计成“抱水超过1000万加仑，采取压断了排水系统，”热那亚说。这也将是“世界一流园区”，给谁住在康乐附近的空地弱势群体。

地势低洼的荷兰拥有数百年丰富的水资源生活经验，一直在建议新奥尔良。Genova说，一个关键的智慧是，通过确保地面保持饱和状态，“在地表保持水分实际上可以减轻地面下沉”。为了实现这一目标，新奥尔良正在规划蓝绿走廊——带有水景的绿色空间——沿着林荫大道的中部，同时也增加了审美价值。该公司还考虑了用透水材料铺路的可能性，这种材料可以让雨水渗入地面。减少地面下沉不仅可以减少洪水风险，还可以节省修理沥青路面因地面下沉而出现的坑洞的费用。

与此同时，一些企业正在通过节能措施或现场循环水来减少水足迹。其他公司正在与附近的合作伙伴合作。例如，在陶氏化学公司(Dow Chemical Company)位于得克萨斯州自由港(Freeport)的制造厂，干旱一直是一个令人担忧的问题。与以往的做法不同，这家工厂从当地的布拉索斯河取水，而是从杰克逊湖(Lake Jackson)抽取经过处理的废水，从而减少了对淡水的需求。陶氏公司预计，这个水再利用项目每年将减少超过13亿加仑的淡水消耗。

促进可持续农业

农业约占全球人口用水量的70%，而且它是水资源挑战的中心:肥料流失;土壤侵蚀;栖息地的退化;干旱;和洪水。但是，正如威斯康辛州的Yahara流域改善网络所展示的那样，在面临如此多的挑战的同时，也有很多机会来改进使用“一水”方法的做法。

对于水资源短缺的地区，加州的萨利纳斯山谷提供了一个单一的水模式。农民们使用了大量的地下水，以至于海水从海岸渗入蓄水层。在1990年代中期蒙特利地区水污染控制机构更名为蒙特利一水，开始向农民提供再生废水，用于灌溉1.2万英亩的粮食作物，这是世界上规模最大的此类项目。

增强社会和经济包容性

美国水联盟的福克斯说:“一滴水不仅仅关乎效率和生命周期。”“这也事关公平和我们想要的其他结果。”在目前的水资源管理结构下，低收入人群比富裕人群更有可能缺乏清洁的水资源，而且许多人由于生活在低洼地区，面临着洪水等气候变化影响的风险。他说:“如果我们所做的任何基础设施战略或规划没有考虑到这些因素，我们就没有实现一项目标，因为我们照顾了一些，但我们没有照顾所有的。”

在目前的水资源管理结构下，收入较低的人比较富裕的人更有可能得不到清洁的水。

不是每个人都能平等地获得清洁、安全、负担得起的水。加州的圣华金河谷(San Joaquin Valley)就是一个麻烦的地方，那里庞大的农业生产已经导致了农民社区唯一的水源——地下水——被硝酸盐污染。到25万人处于硝酸盐暴露在圣华和萨利纳斯山谷的高风险，根据加州大学戴维斯分校的研究。

一个名为社区水上中心的非营利组织一直与当地社区成员12年，训练他们如何倡导获得清洁的水和当地水务部门提供技术咨询。该中心还帮助低收入社区20余人获得当地和区域水政府委员会，他们在那里为他们的社区和倡导安全饮用水的声音位置。

今天,很多这样的社区作为一项紧急安全措施，他们从该州获得瓶装水，同时规划基础设施项目，如钻探新井或与其他小社区合作建设污水处理厂。

保持健康的水道

除了为植物和动物提供栖息地，自然生态系统——比如森林、河滨地带和湿地——在水资源管理方面也为人类做了很多事情。这些措施包括吸收洪水、过滤污染、向地下补充水分以抵御干旱，以及防止风暴潮和海平面上升。通常，保护或恢复生态系统比雨水储罐等技术或混凝土基础设施解决方案更具成本效益和灵活性。为了保持One Water的目标，它们提供了多种好处，而工程混凝土解决方案通常一次只针对一个问题。

在20世纪90年代，图森附近建造了污水处理和过滤厂，湿地斯威特沃特设施，以进一步清洗污水湿地。The re-created wetlands are a lifeline for wildlife, serving as a stand-in for the Santa Cruz River, "which has not flowed on a regular basis since the 1930s or ’40s," said Fernando Molina, public information officer for Tucson’s water department. "We’ve seen bobcats, owls, bats, deer, javelina," he said. People flocked to Sweetwater too, for walking, bird-watching and student education. "It’s ended up being a public amenity."

今天，图森县和皮马县机构正在考虑以不同的方式管理雨水，“更多地将其作为一种可用的资源，而不是你试图从房屋和街道上赶走的讨厌之物，”莫利纳说。他们希望通过恢复河流生态系统和城市地区的透水地面来吸收大雨并补充含水层，并通过鼓励业主和工业客户安装雨水收集系统并在现场重复使用，提高该地区对干旱和气候变化的恢复能力。

世界水

欧盟自2000年通过《水框架指令》(Water Framework Directive)以来，一直在推进类似的原则，该指令要求成员国改善其水资源的质量和数量。该框架已启动了多项与“一水计划”一致的项目，包括鼓励以自然为基础的解决方案、绿色基础设施和能带来多种好处的自然保水措施。

欧盟自2000年通过《水框架指令》(Water Framework Directive)以来，一直在推进类似的原则，该指令要求成员国改善其水资源的质量和数量。

在西班牙东北部，阿尔加河穿过潘普洛纳。“水经济论坛”的学术主任贡萨洛•德拉卡拉马拉说，从历史上看，尼罗河大约每五年就会泛滥一次。“由于气候变化，现在几乎每年都会发生这种情况，”他说。

对此，当地的合作伙伴修复了长达16英里的河流栖息地沿着阿尔加河和附近的阿拉贡河，也将它们与部分自然泛滥平原重新连接起来。Delacamara说，该项目取得了成功，增强了防洪能力，改善了野生动物的栖息地，为人们提供了娱乐场所，但来之不易。

他表示:“挑战在于如何协调上下游激励措施，以及如何获得这么多人的支持。”

政策制定者也对绿色基础设施的运作更少的数据，如恢复河流栖息地，防洪，比传统设计的具体解决方案，如雨水收集槽。所以，在做决策时，“没有针对绿色基础设施偏置，”他说。为了解决这个问题，在欧洲的一些河流流域管理计划需要使用项目的资金监测河流恢复项目的20％。

投资未来

水利基础设施，管道和污水处理厂的老化;福克斯今天所谓的“置换时代的黎明。”当需要数十亿美元的投资，还有对我们管理水的方式转移的机会。而一个水提供了一个机会，这样做。

在美国，纳税人将承担基础设施升级和更换的大部分费用。“这意味着我们必须做得更好，”小狐说。“我们必须创新地使用这些资金。我们必须向纳税人、商业领袖和公众表明，我们投资的也是未来。”