In het droge zuidwesten van Amerika bakkeleien staten, steden, boeren, stammen en bedrijven al meer dan 100 jaar over het water van de Colorado rivier. Door aanhoudende droogte, klimaatverandering en excessief gebruik is het onzeker hoeveel water er in de komende jaren te verdelen is. Een tool die een selectie maakt uit duizenden mogelijke scenario’s moet uitkomst bieden.
Op is op
De Colorado rivier slingert zich over een lengte van 2300 kilometer vanaf de bron in de staat Colorado via tientallen canyons en stuwmeren tot aan de delta in het Mexicaanse deel van de Golf van Californië. Tenminste, zo zou het moeten zijn. Er is nog maar weinig water over wanneer de Colorado in zijn Mexicaanse delta belandt. Al het rivierwater wordt jaar in jaar uit opgebruikt voor landbouw, waterleidingen van grote en kleine steden en de industrie. Het restant belandt via verdamping in de atmosfeer. Er wordt beweerd dat iedere waterdruppel van deze rivier 17 keer wordt gebruikt, maar dat is te mooi om waar te zijn.
De gemiddelde jaarlijkse doorvoer van de Colorado-rivier bij Lee’s Ferry, Arizona, wordt sinds 2000 geschat op 12.5 miljoen acre-feet (150 km3). Daarvan wordt 52 procent gebruikt voor irrigatie in de landbouw. Achttien procent wordt gebruikt door de industrie en de waterleidingsystemen van 40 miljoen mensen in steden als Denver en Los Angeles. Negentien procent belandt in de atmosfeer via evapotranspiration, verdamping na de opname door de natuur. Door directe verdamping in reservoirs achter stuwdammen verliest de rivier nog eens 11 procent van het water. Op is op.
Het probleem? Het zuidwesten beleeft sinds het begin van deze eeuw de droogste periode in 1200 jaar. De sneeuwval in de Rocky Mountains – de bron voor 85 procent van al het rivierwater – ligt al jaren ver onder het gemiddelde. Ergo: de rivier bevat steeds minder water en door de hogere temperaturen verdampt er steeds meer water uit de reservoirs. Toch proberen de gebruikers zoveel mogelijk het water op te pompen waar ze menen recht op te hebben. Als gevolg daarvan hebben de waterniveaus in de twee grote reservoirs in de rivier – Lake Mead en Lake Powell – de laagste stand in de geschiedenis bereikt.
Law of the river
De verdeling van het rivierwater van de Colorado over de verschillende gebruikers wordt beheerst door ‘the Law of the River,’ een serie verdragen die sinds 1922 zijn gesloten tussen zes Amerikaanse staten, de federale overheid en Mexico. Officieel is het zo dat de staten aan de bovenloop (Wyoming, Colorado, Utah en New Mexico) samen 7.5 miljoen acre-feet mogen gebruiken. De staten aan de benedenloop (Californië, Nevada en Arizona) mogen eveneens maximaal 7.5 miljoen acre-feet oppompen. En dan mag Mexico ook nog eens rekenen op 1.5 miljoen acre-feet.
Wie rekent, begrijpt dat dit niet werkt. De Colorado kan jaarlijks gemiddeld 12.5 miljoen acre-feet leveren, maar geen 16.5 miljoen. En dan hebben we het nog niet eens over de 3.5 miljoen acre-feet die wordt opgeëist door 27 indianenstammen die al sinds mensenheugenis langs de rivier wonen.
‘Het probleem begon bij het verdrag uit 1922 waarbij de gecombineerde staten aan de bovenloop en de gecombineerde staten aan de benedenloop ieder het recht kregen jaarlijks maximaal 7.5 miljoen acre-feet te gebruiken’, zegt Antonia Hadjimichael, assistant professor geosciences aan de University of Pennsylvania. ‘Men ging in 1922 uit van een scenario dat er in de toekomst ieder jaar voldoende water beschikbaar zou zijn. Ze verdeelden meer taartpunten dan er taart was.’ Achteraf werd duidelijk dat die aanname onjuist was. Het debiet van de rivier was in 1922 13.5 miljoen acre-feet.
In de praktijk moeten de staten ieder jaar toe met veel minder water dan waar ze recht op hebben. Dit betekent niet dat alle staten, steden en landbouwbedrijven evenredig hun aandeel inleveren. In het zuidwesten van de VS geldt bij de verdeling van water het concept van ‘prior appropriation’. Families, bedrijven, stammen en steden die als eersten water uit de Colorado op een nuttige wijze gebruikten, hebben meer rechten dan families, bedrijven en steden die later kwamen. Zo heeft Californië veel oudere rechten dan Arizona. Dit kan betekenen dat bij watertekorten Arizona geen druppel water uit de Colorado krijgt, terwijl Californië helemaal niets hoeft in te leveren.
In 1922 gingen de staten uit van een onjuist scenario dat er in de toekomst ieder jaar voldoende water beschikbaar zou zijn.”
Onderhandelingen
Eind 2025 verlopen de verdragen die de verdeling van het water van de Colorado regelen. De onderhandelingen tussen de staten over nieuwe regels slepen zich al jarenlang voort. ‘Om tot een goede regelgeving te komen, is het noodzakelijk scenario’s te ontwikkelen die tonen hoe de rivier er in de komende vijftig jaar uit zal zien,’ zegt Hadjimichael. Zulke scenario’s moeten dan rekening houden met een groot aantal moeilijk te voorspellen variabelen zoals temperatuur, neerslag, sneeuwlaag in de Rocky Mountains, evaporatie in de reservoirs, bevolkingsgroei, watergebruik, waterrechten, nieuwe irrigatietechnieken en nog veel meer. Onzekerheid alom dus.
‘De staten en de federale overheid werken met een beperkt aantal scenario’s op basis van de beschikbare kennis,’ zegt Hadjimichael. ‘Zo werkt de staat Colorado bijvoorbeeld met vijf verschillende scenario’s. De toekomst is echter zo complex en onzeker dat je daarbij het risico loopt belangrijke mogelijkheden compleet over het hoofd te zien.’ Hadjimichael en haar collega’s werken daarentegen met exploratory modeling waarbij computers duizenden mogelijke scenario’s over duizenden mogelijke toekomsten produceren.
‘In de academische wereld kunnen we gemakkelijk naar duizenden mogelijkheden kijken, maar voor beleidsmakers en stakeholders is het ondoenlijk te werken met zoveel scenario’s,’ zegt Hadjimichael. Daarom heeft ze samen met een aantal collega’s een tool ontwikkeld: the Framework for Narrative Storylines and Impact Classification (FRNSIC). Deze tool kan gebruikt worden om vanuit duizenden scenario’s een aantal te selecteren die het meest relevant zullen zijn vanuit het perspectief van één bepaalde stakeholder.
Hadjimichael: ‘Stel je hebt een landbouwbedrijf dat een bepaald product verbouwt. Zo’n bedrijf hoeft voor zijn planning geen duizenden scenario’s door te nemen. Het zou voor dit bedrijf fataal zijn wanneer er gedurende een aantal achtereenvolgende jaren onvoldoende water zal zijn om dit bepaalde product te verbouwen. Onze tool filtert dan die scenario’s uit waarbij deze situatie zich kan voordoen en dat geeft deze stakeholder de mogelijkheid zich voor te bereiden op een mogelijke toekomst.’
In de academische wereld kunnen we gemakkelijk naar duizenden toekomsten kijken, maar voor beleidsmakers en stakeholders is het ondoenlijk te werken met zoveel scenario’s.”
Het werk van Hadjimichael is gefocust op het vinden van oplossingen wanneer de toekomst van een systeem zeer complex en zeer onvoorspelbaar is. Ze maakt deel uit van The Society for Decision Making Under Deep Uncertainty, een internationale gemeenschap van wetenschappers waarin ook verschillende Nederlandse wetenschappers uit de watersector zitten waaronder Marjolijn Haasnoot van Deltares en Jan Kwakkel van de TU Delft. Deze gemeenschap heeft als doel – zoals de Monty Python-achtige naam al zegt – processen, methoden en tools te ontwikkelen voor het maken van beslissingen in zeer onzekere situaties.
Dead pool scenario
Een scenario dat het US Bureau of Reclamation, de federale instelling die belast is met het beheer van de stuwdammen en reservoirs in de Colorado, zeker wil voorkomen is het ‘dead pool scenario’. In april van dit jaar waarschuwde deze organisatie dat het waterniveau in Lake Powell een gevaarlijk laag niveau heeft bereikt. Dit reservoir achter de Glen Canyon dam in Arizona is slechts voor 33 procent gevuld. Zakt het water nog verder – door verdamping of lozing – dan ontstaat een ‘dead pool’ waarbij de intakes van de hydro-elektrische centrale boven het waterniveau belanden en dus geen water meer kunnen opnemen. Dat zou een tegenvaller zijn: de hydro-elektrische centrales in de Colorado leveren ieder jaar 12 miljard kWh aan stroom.
Ook Lake Mead, het nog grotere reservoir achter de Hoover Dam, kampt al sinds het begin van deze eeuw jaar met een dramatisch lage waterstand. Het water van Lake Mead is nu 50 meter lager dan in 1983. De waterinname van de stad Las Vegas belandde boven het waterniveau en er was een nieuwe intake en een diepere watertunnel nodig om dit probleem te verhelpen. Het is sinds 2002 ook mogelijk om langs de restanten van St Thomas te wandelen, een stadje dat na de aanleg van de Hoover Dam onder 20 meter water kwam te staan maar dat nu een bezienswaardigheid is.
Er is wel een sprankje hoop dat de grootste droogte in 1200 jaar ten einde loopt. Wetenschappers van de University of Colorado berekenen dat er een 70 procent kans is dat er in de komende 20 jaar gemiddeld meer sneeuw zal vallen in de Rocky Mountains dan sinds 2000 het geval is geweest. Dat betekent dat het jaarlijkse debiet van de rivier kan stijgen tot 13.5 miljoen acre-feet of zelfs 14 miljoen acre-feet. Het probleem blijft wel dat de temperaturen in het zuidwesten blijven stijgen en dat betekent dat er meer water verdampt en dat de landbouw meer water nodig zal hebben. Uiteraard is er ook een somber scenario. Dezelfde wetenschappers zien een kans van dertig procent dat de komende 20 jaar nog droger zullen zijn dan nu al het geval is.
