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美国如何利用水资源? -- How does the US use water?

文章摘要

美国的水资源基础设施投入远低于其他基础设施,如联邦公路管理局和能源部的年度预算分别为460亿美元,而负责水资源基础设施的垦务局预算仅为11亿美元。尽管美国水资源广泛且价格低廉,但随着西南干旱地区需求增加,水资源管理可能面临新的挑战。

文章总结

美国水资源使用概况

水资源基础设施在美国往往不如其他类型的基础设施受到重视。尽管美国联邦公路管理局和能源部的年度预算分别约为460亿美元,住房和城市发展部的预算为600亿美元,但负责水资源基础设施的联邦机构——垦务局的年度预算仅为11亿美元。美国的水资源普遍供应充足且价格低廉,例如,作者的水费账单仅为电费的5%,且供水服务更为可靠。然而,随着美国西南部干旱地区对水资源需求的增加,水资源的可用性正引发越来越多的担忧。特别是数据中心建设的大量投资,虽然数据中心以耗电著称,但它们也是水资源的大用户,大型数据中心每天可能消耗数百万加仑的水用于冷却。

美国每天接收约5万亿加仑的降水,其中63%通过蒸发返回大气,11%流入墨西哥湾,6%流入太平洋,2%流入大西洋,10%储存在地表水体或地下含水层中,6%流回加拿大,剩余的2%被人类以各种方式消耗。

美国的水资源使用主要分为“消耗性”和“非消耗性”两种。消耗性使用指水在过程中被消耗,如蒸发或转化为其他形式;非消耗性使用指水在使用后仍以液态形式存在,尽管可能温度升高或含有污染物。2015年,美国每天使用约3220亿加仑水,其中87%为淡水,74%来自地表水源,26%来自地下含水层。

最大的水资源用户是热电发电厂,占美国总用水量的41%,但其中97%为非消耗性使用。其次是灌溉,占37%,其中60%为消耗性使用。灌溉主要用于农作物,如苜蓿、果园、玉米等,高尔夫球场也使用大量灌溉水。公共供水系统为家庭和企业提供的水占12%,其中60%用于家庭用水。工业用水占4.5%,主要用于冷却或作为化学物质的载体。

数据中心的直接用水量在2023年约为4800万加仑/天,主要用于冷却,大部分水在冷却过程中蒸发。如果包括电力消耗的间接用水,数据中心的用水量将增加至6.6亿加仑/天。预计到2028年,这一数字将增加两到四倍。

美国的水资源使用因地理而异,加利福尼亚州是最大的水资源消耗州,其次是德克萨斯州、爱达荷州、佛罗里达州和阿肯色州。灌溉用水主要集中在西部各州,这些地区的降水量远低于东部。地下水在许多地方被抽取的速度超过了其自然补给速度,导致含水层逐渐枯竭。

总体而言,美国的水资源使用自1980年达到峰值后呈下降趋势。热电发电用水减少了37%,灌溉用水减少了21%,工业用水减少了至少43%,家庭用水减少了12%。地下水使用自1950年以来翻了一番,自1980年以来保持稳定,而地表水使用减少了近30%。

在讨论水资源使用时,需注意区分消耗性和非消耗性使用,避免误导性比较。尽管水通过循环不会消失,但过度抽取地下水可能导致水资源难以获取。尽管美国目前仅使用了总降水量的6%,但自然产生的淡水资源并非无限。

评论总结

评论内容总结:

  1. 美国水资源的可用性与成本

    • 观点:美国水资源广泛且价格低廉,水费通常仅为电费的5%。
    • 引用:
      • "my monthly water bill is roughly 5% of the cost of my monthly electricity bill"
      • "Water in the US is generally both widely available and inexpensive"
  2. 水资源管理与基础设施

    • 观点:联邦政府的水资源基础设施部门预算有限,但对美国人口发展有重大影响。
    • 引用:
      • "The closest thing the federal government has to a department of water infrastructure, the Bureau of Reclamation, has an annual budget of just $1.1 billion"
      • "its had a massive impact on US population development especially in LA"
  3. 水资源使用效率与技术进步

    • 观点:技术进步(如更好的马桶)使加州城市的人均用水量显著下降。
    • 引用:
      • "California cities use less water per capita and overall than they did 50 years ago, almost entirely because of better toilets"
      • "Reducing one water use does not necessarily create free supply of water for some other use"
  4. 水资源消耗与数据中心的争议

    • 观点:数据中心的水资源消耗被夸大,水资源的“使用”并不意味着被“消耗”。
    • 引用:
      • "People sometimes invoke the idea that water moves through a cycle and never really gets destroyed"
      • "A gallon of water used to cool a data center is creating thousands of times more value than if that gallon were used to water a cotton plant"
  5. 水资源浪费与蒸发损失

    • 观点:水库和运输过程中的蒸发导致大量水资源损失,建议覆盖水库以减少损失。
    • 引用:
      • "the amount of water that is simply lost from reservoirs is surprisingly large"
      • "So I like to yak about covering reservoirs (possibly with solar panels)"
  6. 水资源使用的国际比较

    • 观点:美国人均用水量远高于欧洲国家,需进一步了解用水模式的差异。
    • 引用:
      • "Average per-capita domestic water use in the US is 82 gallons per day"
      • "German homes use around 33 gallons per person per day, UK homes use around 37 gallons"
  7. 气候危机与集体不作为

    • 观点:气候变化和集体不作为将导致大规模灭绝,社会道德价值正在丧失。
    • 引用:
      • "We are in a trajectory for mass extinction"
      • "Being a good person is no longer worth any value"
  8. 水资源使用的经济价值争议

    • 观点:仅从经济价值角度衡量水资源使用是片面的,需考虑基本需求与系统压力。
    • 引用:
      • "Clothing is a basic human need, whereas data centres or AI are, well, not"
      • "To reduce this to purely 'economical value' is bizarre"
  9. 核电站的水资源消耗

    • 观点:老旧核电站的水资源消耗巨大,更新设备可显著减少用水量。
    • 引用:
      • "41% of the water used in the US is for thermo electric cooling"
      • "if the US replaces all of its old nuclear power plants, we would free up almost 40% of water used today"
  10. 高尔夫球场的水资源使用

    • 观点:高尔夫球场的水资源使用量虽大,但占总用水量的比例较低。
    • 引用:
      • "The US has around 16,000 golf courses, and collectively they use about a billion gallons of water a day"
      • "I say that's a darn good use of water. Fore!"
  11. 水资源污染问题

    • 观点:北卡罗来纳州的水资源污染严重,主要来自工业污染而非核电站。
    • 引用:
      • "The water supply in Brunswick County is terribly polluted by PFAS"
      • "courtesy of DuPont, not the power plant"