Under höjden av torkan i Kalifornien som började i slutet av 2011, Los Angeles importerade 89 procent av sitt vatten från mer än 200 miles away - en energikrävande process. Efter ett år långt uppskov, Södra Kalifornien är återigen under svår vattenbrist:Endast 2 1/2 tum regn har fallit i Los Angeles under de senaste 12 månaderna.

Vid den här tiden, skulle Los Angeles kunna flytta sitt beroende från importerat vatten till lokalt vatten? En ny rapport från UCLA-forskare säger att staden kan, så småningom – om det gör ett bättre jobb med att fånga upp lokalt dagvatten, ökar användningen av återvunnet vatten, renar grundvatten och intensifierar bevarandeåtgärder.

"Det kommer att krävas mycket arbete, men 100 procent lokalt vatten är möjligt år 2050, sa Mark Gold, UCLA:s biträdande rektor för miljö och hållbarhet och en av studiens författare. "Los Angeles behöver minska den lokala efterfrågan på vatten samtidigt som den omvandlar sin vattenförsörjningsinfrastruktur för att maximera återvunnet vatten, grundvattenförsörjning och dagvattenfångst."

Rapporten föreslår också att staden skulle kunna öka tillgången på lokalt vatten i grundvattenbassänger, som staden använder som vattenmagasin, genom att genomföra projekt för att förbättra hanteringen av dagvatten. Los Angeles kunde också fylla återvunnet vatten eller vatten importerat från norra Kalifornien eller Coloradofloden under tider av överflöd genom att låta det sippra in i grundvattenbassänger.

Studien, skrev tillsammans med forskare från Colorado School of Mines, är den sista i en serie i fyra delar om hållbar vattenförvaltning i staden Los Angeles. Denna studie bedömer vattenlandskapet i hela staden, med hänsyn till utsläpp av växthusgaser, dagvattenföroreningar, grundvattenhantering, bevarande och kostnaderna och fördelarna med olika stadsvattenförsörjningar. Författarna ger också flera politiska rekommendationer för staden.

"Nyckeln för Los Angeles att potentiellt nå vattenoberoende skulle vara att samtidigt öka den lokala vattenförsörjningen och samtidigt minska den lokala efterfrågan på vatten, sa Katie Mika, en postdoktor vid UCLA Institute of the Environment and Sustainability och en av studiens ledande forskare.

Forskarna analyserade olika scenarier för att fånga upp dagvatten för att öka, eller "ladda, "lokal vattenförsörjning.

"Vi lärde oss genom omfattande modellering att varje vattendelare är olika, och som resultat, olika dagvattenstrukturella metoder för bästa förvaltningspraxis behövs för att uppnå rent vatten och maximera grundvattentillförseln för varje vattendelare, sa Terri Hogue, en professor vid Colorado School of Mines och medförfattare till rapporten.

Enligt rapporten, tiotusentals till hundratusentals behandlings- och infiltrationsanordningar behövs i hela vattendelare för att komma nära att uppfylla Kaliforniens vattenkvalitetsnormer.

Till exempel, studien fann att för att maximera vattenkvaliteten i Dominguez-kanalens vattendelare, som sträcker sig över 133 kvadratkilometer i södra Los Angeles County, staden skulle behöva installera 65, 000 bioretentionsbassänger – anlagda fördjupningar eller grunda bassänger som används för att bromsa och behandla dagvattenavrinning på plats genom fysiska, kemiska och biologiska processer.

Forskarna fastställde också att för att uppnå den bästa vattenkvaliteten i Los Angeles Rivers vattendelare, som täcker 824 kvadratkilometer och är den största vattendelaren i Los Angeles County, det kan ta 138, 000 vegeterade svalor (grunda, sluttande vegetationskanaler) och 83, 000 torra dammar (lågt liggande, deprimerade områden nära floder och sjöar som vanligtvis används för att rena dagvatten).

Men storskalig implementering av små, strukturella avrinningsinfiltrations- och behandlingsanordningar skulle vara extremt svåra att slutföra under det kommande decenniet, den ungefärliga tidsperioden för överensstämmelse med Kaliforniens vattenkvalitetsnormer. Regionala lösningar för infiltration och rening av avrinning – som de som finns i stadens Echo Park och Machado Lakes vattendelare och vid Tujunga Spreading Grounds – skulle behöva åtfölja de mindre åtgärderna, som distribuerad avrinningsbehandling och infiltrationsanordningar.

Forskare fann att giftiga koncentrationer av zink och koppar i vattenavrinning skulle kunna minskas med 10 procent till 20 procent till 2035 om alla städer i de studerade vattendelaren implementerade en lag som liknar Los Angeles City-lagen som kräver ny- och ombyggnad för att infiltrera regnvatten från en 3/4-tums storm. Mer permeabelt landområde i vattendelaren skulle dramatiskt minska kostnaderna för att avlägsna dessa giftiga metaller från lokala vattendrag, vilket studien uppskattar skulle vara 6 till 7 miljarder dollar.

"Vi ser redan Los Angeles ta stegvisa steg mot lokalt vatten, men mer måste göras, som vi har sett från tillbakagången i konsumenternas vattenbesparingsnivåer när staten i förtid förklarade att torkan var över, ", sa Gold. Han tillade att klimatförändringar redan minskar vattentillgången från Sierra Nevadas snöpackning och Coloradoflodens vattendelare.

En annan viktig fördel med att använda mer lokalt vatten är att det skulle minska regionens efterfrågan på energi. Angelenos skulle kunna sänka stadens utsläpp av växthusgaser från vattenförsörjning med upp till 70 procent genom att minska användningen av importerat vatten och öka bevarandegraden, studien fann.

Staden har redan tagit några steg i den riktningen:2014, Los Angeles borgmästare Eric Garcetti utfärdade ett verkställande direktiv om att köpa hälften så mycket importerat vatten till 2025, skaffa hälften av stadens vatten från lokala källor och låta staden använda lokalt vatten till 2035 och minska vattenförbrukningen med 25 procent till 2035.

Bland rapportens policy- och forskningsrekommendationer för Los Angeles:

• År 2035, kräva att vägar och gränder ska bli "gröna gator" med dagvattenrening eller infiltrationsanordningar, och genom att kräva att alla skiften eftermonteras för att bättre kunna fånga upp vatten från en 3/4-tums regnstorm när fastigheten säljs. Ombyggnadskrav och -program kommer att behöva ekonomiska incitament för att säkerställa en snabb och framgångsrik stadslandskapsomvandling.
• Utveckla policyer som syftar till 100 procent återanvändning av återvunnet vatten (förutom saltlösningen som avlägsnas under avancerad avloppsrening) samtidigt som flöden i floder och bäckar bibehålls för att skydda vatten som behövs för vattenlevande rekreation och andra fördelaktiga ändamål.
• Skapa en ny tillfällig tjänst som vattendirektör, baserad på borgmästarens kontor, och ge den personen möjlighet att leda omvandlingen av stadens vatteninfrastruktur och lokala vattenprogram.
• Beställ en ny studie av Los Angeles River för att bättre förstå de flöden som behövs för att skapa och stödja ett hälsosamt ekosystem, stödja flodens andra fördelaktiga användningsområden och öka den lokala vattenförsörjningen.

"Vi behöver mer data för att förstå och mer exakt modellera potentiella resultat, ", sa Mika. "Det måste också kombineras med ökad finansiering, vilket skulle vara avgörande för att få dessa projekt att hända."

I forskargruppen ingick även professor Stephanie Pincetl och biträdande forskningschef Erik Porse, båda UCLA, och forskaren Elizabeth Gallo från Colorado School of Mines. Los Angeles Bureau of Sanitation och Department of Water and Power tillhandahöll data och granskade rapporten innan resultaten var slutgiltiga, och forskningen finansierades av sanitetsbyrån.