• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Lektioner från Cape Towns vattenbrist

    Upphovsman:Wits University

    Sydafrika har alltid varit ett land med problem med vattenbrist. Den illavarslande Day Zero -berättelsen i Kapstaden har fört vattensäkerhet in i vårt dagliga liv och har fått oss att ägna närmare uppmärksamhet åt frågor om vattenbehov och tillgänglighet. Ytterligare utmaningar, inklusive föroreningar, dålig förvaltning och infrastrukturunderhåll, slöseri och överdriven konsumtion, belasta våra resurser. Schalk Mouton utforskar hur vi kan lära av den nuvarande krisen och göra Sydafrika till ett vattensäkert land för alla sina medborgare.

    Vi har hört det så många gånger förut. Varje gång en statstjänsteman talar om vattenfrågor i Sydafrika, de nämner att Sydafrika är ett "vattenbristigt" land. Dock, tills den nuvarande vattenkrisen är fullt utvecklad i Kapstaden, och den olycksbådande klingande frasen "Day Zero" blev en daglig rubrik i tidningar, få mobiliserades aktivt kring vatten som en värdefull resurs.

    Vatten har alltid varit billigt och åtminstone för medelklassens sydafrikaner, det har alltid funnits en konstant, tillförlitlig vattenförsörjning. Men kommer en sådan situation att fortsätta utan noggrann riskhantering och planering?

    Den nuvarande vattensituationen i Kapstaden kan lära oss ett antal lektioner som kan hjälpa oss att arbeta för en mer vattensäker Gauteng - och landet som helhet.

    "Vad händer i Kapstaden, forskare argumenterar, är den "nya normalen" med klimatvariation och klimatförändringar, "säger professor Coleen Vogel, Ärade professor i klimatförändringar, Sårbarhet och anpassningsbarhet vid Global Change Institute. "Även om vi inte med säkerhet kan säga när torka kommer att inträffa, förväntade utsikter är att vi kan uppleva mer frekventa händelser, som att torka uppstår med större omfattning. "

    Sydafrika är ett torrt land. Det har en årlig ytvattenavrinning (från regn) på 49 miljarder kubikmeter. Med ett årligt genomsnitt på 490 mm nederbörd, Sydafrika har drygt hälften av den årliga nederbörden av det globala genomsnittet på 814 mm. Av vattnet vi har, 98% är redan avsatt för användning, vilket innebär att vi bara har 2% kvar som en användbar resurs.

    Olika provinser, inklusive Limpopo och nordvästra provinsen, har kämpat med allvarliga torka under de senaste 10 åren, och Eastern Cape och delar av KwaZulu-Natal lider av vattenbrist. Gauteng räddades från en allvarlig torka 2016 (vissa hävdar inte nödvändigtvis genom noggrann vattenplanering) när det regnade.

    Sydafrika kämpar också för att hantera vatten effektivt. Enligt avdelningen för vatten och sanitet (DWS) nationella vatten- och sanitetsplan, "En uppmaning till handling, "landet" står inför en vattenkris som drivs av en massiv eftersläpning i underhåll och investeringar i vatteninfrastruktur, återkommande torka som drivs av klimatvariationer, uppenbara ojämlikheter i tillgången till vatten och försämrad vattenkvalitet. "

    "Denna kris har redan en betydande inverkan på den ekonomiska tillväxten och på välbefinnandet för alla i Sydafrika, som kommer att förvärras om det inte tas upp, "säger DWS.

    DWS huvudplan uppskattar att:

    • år 2030 kommer vi att ha ett vattenunderskott på 5%, ändå går 35% av vårt kommunala vatten förlorat genom läckage.
    • 41% av vårt kommunala vatten genererar inte intäkter, som, till en enhetskostnad på R6/m³, uppgår till R9,9 miljarder varje år.
    • 5,3 miljoner hushåll har inte tillgång till säkert hushålls dricksvatten, medan 14,1 miljoner människor inte har tillgång till pålitlig sanitet.
    • 56% av landets 1150 kommunala avloppsreningsverk och 44% av 962 vattenreningsverk i landet är i ett dåligt eller kritiskt skick och behöver akut rehabilitering, medan 11% av denna kritiska infrastruktur är dysfunktionell.

    Landets floder går inte bättre. Mellan 1999 och 2011, omfattningen av SA:s floder som klassificeras som att ha ett dåligt ekologiskt tillstånd ökade med 500% med många floder som skjuts bort från återhämtningspunkten.

    För att uppnå vattensäkerhet, DWS säger, en uppskattad "kapitalfinansieringsklyfta på cirka R33 miljarder per år behövs för de kommande tio åren."

    För att hitta hållbara lösningar på Sydafrikas vattenproblem, alla rollspelare inom vattensektorn bör börja arbeta tillsammans, säger professor Craig Sheridan från School of Chemical and Metallurgical Engineering och direktör för Center in Water Research and Development at Wits.

    "Vi behöver en" demokrati av disciplinvärden, "där politik, ekonomi, teknik, vetenskap, samhällskunskap, lag och politik behandlas alla lika. Detta kan bara hända om vi kan anamma ödmjukhet som ett verktyg för att förstå den andra, " han säger.

    Även om nederbörden har minskat sedan 2015 (2014, Kapstaden fick 511 mm regn. År 2015, detta gick ner till 321 mm och 2016 och 2017, regionen fick bara 221 mm respektive 153 mm regn) Kapstads torka var svårt att förutsäga.

    Även om vattenlagringsgraferna för Kapstadens två huvudsakliga vattenkällor (Berg River Dam och Theewaterskloof Dam) visar att båda har sjunkit under "mycket låga" nivåer sedan 2015, Professor Barend Erasmus, Direktör för Global Change Institute, säger att sjunkande ytvattennivåer inte fungerar som en tydlig "tidig varning".

    "Sannolikheten för en långvarig torka som den i Kapstaden är extremt låg, så de fler åren med låg nederbörd, desto mindre sannolikt är det att en torka kommer att bestå, säger Erasmus.

    "Krisens omfattning var för stor för ett" business as usual "inkrementellt svar. Detta är ett typiskt exempel på hur ett systemskifte när det gäller en annan inställning till vatten krävs."

    Gillian Maree, Seniorforskare vid Gauteng City-Region Observatory, säger att en mer proaktiv strategi mot torka bör genomföras i hela landet.

    "Du kan inte lösa en stor torka snabbt. Det finns inga kortsiktiga ingrepp tre år in i en stor torka, " hon säger.

    "Oron är att vi fortfarande reagerar på en" kris, ", säger Vogel. "Vi måste ändra fokus på landet. Städer behöver torka planer och, så vitt jag vet, Johannesburg har ingen fokuserad torkaplan. "

    Maree tror att Gauteng kan räkna med att få vattenbrist inom en snar framtid, med hög urbanisering och tillväxt som leder till ökad efterfrågan på den begränsade vattenförsörjningen.

    "Under de senaste 20 åren har Gauteng har upplevt en så snabb tillväxt att vi bara inte har kunnat hålla jämna steg med det, "säger hon. Johannesburg förväntas bli en megastad 2030, med en befolkning på över 10 miljoner människor. Vid den tiden, över 60% (5,05 miljarder människor) av världens befolkning förväntas bo i tätorter.

    En 10-punkts plan för att göra Gauteng vattensäker:

    1. Bygg städer vattenmässigt (integrera grön infrastruktur med nuvarande vatteninfrastruktur)
    2. Börja värdera våra vattenavrinningsområden
    3. Se till att vi tar hand om våra floder och våtmarker
    4. Titta på innovativa idéer kring gråvattenanvändning
    5. Förbättra och underhålla våra dagvattenhanteringssystem
    6. Bli mer vattenmedveten och vattenkänslig om hur vi bygger Gauteng City-Region
    7. Minska förbrukningen i Gauteng
    8. Gå vidare till LHWP fas 2 så snart som möjligt för att öka våra vattenkällor
    9. Samtidigt som alla våra medborgares grundläggande vattenbehov beaktas, vi måste göra vatten dyrare och sätta ett högre värde på det i samhället
    10. Hantera akut eftersläpningen av underhåll av vattenreningsverk. Sammanställt från rekommendationer som Gillian Maree gjorde i en presentation för Gauteng Department of Economic Development och Gauteng Department of Agriculture and Rural Development.

    Några av de tidigare vattenbalansmodellerna från DWS visade att det skulle finnas ett vattenunderskott i Gauteng år 2025, säger Maree. Tanken var att den andra fasen av Lesotho Highlands Water Project (LHWP) skulle fungera vid den tidpunkten. Fas 2 i LHWP är planerad att öka den nuvarande tillförselhastigheten på 780 miljoner kubikmeter vatten per år till 1 260 miljoner kubikmeter per år. Byggandet av projektet har försenats.

    "LHWP2 ligger långt efter schemat. Det finns inget sätt att vi kommer att ha en stor förstoring till 2025. Det betyder att nuvarande och framtida vattenkrav måste tillgodoses inom den nuvarande vattentillgängligheten."

    Data om vattenförbrukning är mycket begränsad och varierar kraftigt mellan olika typer av hushåll, men de studier vi har visat att hushållen i Johannesburg förbrukar cirka 330 liter vatten per person och dag. Detta är det dubbla av det globala genomsnittet på cirka 170 liter per dag.

    "Konsumtionen här är mycket hög. För de hushåll som har tillförlitlig tillgång till dricksvatten, vi använder nästan det dubbla av det globala genomsnittet - i en vattenbristdel av världen, säger Maree.

    "Vi bor i en region långt från vår vattenförsörjning, vi bor ovanpå en vattendelare, och vi spenderar stora kostnader på att leda vatten här (från Katse -dammen via LHWP). Vi måste hantera frågan om konsumtion och slöseri. "

    Vad som också måste åtgärdas är de oacceptabelt höga halterna av icke-intäktsvatten (särskilt vattenförluster från dåligt underhållen och läckande infrastruktur) och att se till att konsumenter debiteras rättvist för vatten, och de insamlade intäkterna.

    En andra aspekt av vattensäkerheten är att se till att vattnet vi har är tillräckligt säkert att använda. "Vi är en tung förorenare, säger Maree.

    "Johannesburg ligger ovanpå vattendelen, så vi pumpar mycket färskvatten upp i avrinningen för att använda, och sedan släpper vi returflöden som ofta är mycket förorenade. Vi ser inte kostnaden för vår förorening nedströms, och hur vi slösar bort vatten. "

    Medan industriellt avloppsvatten bidrar till problemet, Sheridan säger att de två huvudsakliga källorna som förorenar våra floder är Acid Mine Drainage (AMD) och trasiga avloppsreningsverk.

    "Vi måste fixa AMD- och avloppsanläggningar, "säger han. AMD är ett stort problem, men - om du har politisk vilja bakom det - inte svårt att fixa. Problemet, dock, är att AMD vanligtvis bara neutraliseras för pH -nivåer, och många sulfater stannar kvar i vattnet. Detta är inte bra för floder.

    "Avlopp är en katastrof, "säger Sheridan, påpekar att mycket forskning nu görs för att göra vattenreningsverk på lokal nivå motståndskraftiga och lätta att använda och underhålla. Dock, det finns ingen enda lösning för att åtgärda problemet.

    "Du måste interagera med varje ort på ett annat sätt. Du måste rådgöra med lokalsamhällen och fastställa sina egna behov, innan du kan börja leta efter en lösning, "säger Sheridan." Hur designar du ett motståndskraftigt system för en specifik gemenskap? "

    För att lösa vår vattenkris, vi måste ändra vårt sätt att tänka och behandla vatten - från ett regeringsperspektiv ända ner till konsumentnivå.

    Vatten måste hanteras på ett sådant sätt att konsumenterna värderar det mer.

    "Effektiv vattenhantering måste noga övervägas, "säger Vogel." Vi måste hitta socialt rättvisa sätt att säkerställa effektiv vattenhantering. "

    Maree håller med:"Vi måste hantera frågan om förbrukning och vattenförlust, som är en teknisk fråga såväl som en politisk fråga och ledarskapsfråga, kring att ändra beteende. "

    Vi måste se vatten i ett annat ljus och börja respektera det som den värdefulla resurs det är. Om vi ​​tänker på det, alla sydafrikaner bör kunna ha en hållbar, vattensäker framtid.

    Som en vän till Sheridan sa:"Med politisk vilja, allt är möjligt. Vi (mänskligheten) sätter människor på månen på grund av politisk vilja. "


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com