4 ways we can avoid a catastrophic drought

As the world's climate patterns continue to shift unpredictably, places where drinking water was once abundant may soon find reservoirs dry and groundwater aquifers depleted. In this talk, civil and environmental engineer David Sedlak shares four practical solutions to the ongoing urban water crisis. His goal: to shift our water supply towards new, local sources of water and create a system that is capable of withstanding any of the challenges climate change may throw at us in the coming years.

Thế hệ của cha ông chúng ta đã
tạo ra một hệ thống tuyệt vời

các kênh rạch và hồ chứa nước
giúp hiện thực hóa

việc con người có thể sinh sống
ở những nơi không có nhiều nước ngọt.

Ví dụ, trong suốt thời kì
Đại khủng hoảng

họ đã xây dựng nên đập Hoover

rồi đến hồ chứa Mead,

và tạo khả năng cho những thành phố
như Las Vegas, Phoenix

và Los Angeles nhằm cung cấp nước

cho người dân sống tại
những nơi khô hạn.

Vào thế kỷ 20, chúng ta đã
tiêu tốn cả nghìn tỉ dollar

để xây dựng cơ sở hạ tầng
cung cấp nước cho các thành phố.

Xét về khía cạnh phát triển
kinh tế, đó là một sự đầu tư đáng kể.

Nhưng thập kỉ qua, chúng ta
đã chứng kiến những hậu quả đan xen

của biến đổi khí hậu, sự gia tăng dân số
và những tranh chấp về nguồn nước

đang đe dọa đến những nguồn sống
thiết yếu và tài nguyên nước.

Con số thống kê này cho bạn thấy
sự thay đổi mực nước hồ chứa Mead

đã diễn ra trong vòng 15 năm nay.

Bạn có thể thấy điểm xuất phát
là từ năm 2000,

mực nước hồ đã bắt đầu giảm.

Và nó đã giảm xuống ở một mức độ

có thể khiến những ống dẫn nước sinh hoạt
cho Las Vegas trở nên cao và khô cạn.

Thành phố đã rất quan tâm đến vấn đề này

đến nỗi gần đây đã cho xây dựng
một kết cấu ống dẫn nước sinh hoạt mới

được xem như là "Ống hút thứ ba"

để lấy nước từ nơi sâu hơn nhiều của hồ

Những thử thách liên quan đến
việc cung cấp nước cho thành phố hiện đại

không chỉ giới hạn ở Tây Nam Mỹ

Vào năm 2007, thành phố lớn thứ ba
của Úc là Brisbane,

đã thiếu nước trong vòng 6 tháng.

Một bi kịch tương tự đang diễn ra
ở Sao Paulo, Brazil

nơi mà hồ chứa nước cho thành phố

đang dần mất đi mặc dù
năm 2010 nó còn đầy nước

và đến nay thì gần như cạn kiệt

khi mà thành phố đang dần chào đón
Thế Vận Hội mùa hè 2016.

Đối với chúng ta, những người đủ may mắn

sống tại những
thành phố tốt thế giới

chúng ta chưa bao giờ thật sự trải qua
sự ảnh hưởng của thảm họa khô hạn.

Chúng ta than phiền về
vòi tắm tiết kiệm nước mà ta sử dụng.

Chúng ta e ngại hàng xóm nhìn thấy
xe hơi bẩn và đám cỏ cháy trong vườn.

Nhưng chúng ta chưa thật sự đối mặt với
viễn cảnh khi mở vòi nước

mà không có gì chảy ra.

Bởi vì trong quá khứ
khi mọi thứ đã trở nên tệ hơn

thì ta luôn có thể ở rộng hồ chứa nước

hoặc đào thêm vài cái giếng nước ngầm.

Vào lúc tất cả nguồn nước
được nhắc đến

có thể tùy thuộc vào cách thử thực tế này

trong việc cung cấp nước.

Vài người nghĩ rằng ta sẽ giải quyết
vấn đề nước ở đô thị

bằng cách lấy nước vùng
nông thôn lân cận

Nhưng như thế sẽ phát sinh đầy mối nguy về
chính trị, pháp lý và xã hội.

Và thậm chí nếu ta thành công trong việc
lấy nước từ vùng nông thôn,

là ta đang chuyển rắc rối
đến cho người khác

và có khi sẽ tác động ngược lại ta

dưới dạng giá thực phẩm cao hơn

và gây thiệt hại đến hệ sinh thái
thủy sinh tùy thuộc vào nguồn nước đó.

Tôi nghĩ rằng có một cách tốt hơn
để giải quyết khủng hoảng nước đô thị

và tôi nghĩ rằng để mở bốn nguồn nước
tại địa phương

mà tôi so sánh chúng với vòi nước.

Nếu ta có thể đầu tư thông minh vào
những nguồn nước này

trong những năm sắp tới,

ta có thể giải quyết vấn đề nước đô thị

và giảm khả năng gặp phải

những ảnh hưởng của thảm họa hạn hán.

Bây giờ, nếu bạn bảo tôi 20 năm trước kia

rằng một thành phố hiện đại có thể tồn tại
mà không cần nguồn nước nhập khẩu,

Tôi có thể cho rằng bạn là 1 kẻ
mơ mộng không thực tế và không hiểu biết

Nhưng với kinh nghiệm của mình

khi làm việc với các thành phố thiếu nước
nhất trên thế giới trong vài thập kỷ qua

cho tôi thấy rằng ta có công nghệ và
kỹ năng quản lý

để thực sự thoát khỏi việc nhập khẩu nước,

và đó là điều tôi muốn nói với bạn tối nay

Nguồn cấp nước địa phương thứ nhất
mà ta cần phát triển

để giải quyết vấn đề nước đô thị

sẽ chảy cùng với nước mưa tại thành phố

Một trong những bi kịch lớn nhất
của việc phát triển đô thị

là khi thành phố phát triển

ta bắt đầu bao phủ bề mặt đô thị
với bê tông

Và ta phải xây hệ thống
thoát nước mưa

để thoát nước mưa rơi xuống đô thị

trước khi nó gây lụt lội.

và đó là một sự lãng phí
nguồn nước thiết yếu

Hãy để tôi lấy một ví dụ

Hình này chỉ lượng nước

có thể lấy được ở thành phố San Jose

nếu có thể thu được nước mưa
rơi xuống trong phạm vi thành phố.

Bạn có thể thấy điểm giao nhau giữa
đường màu xanh và đường chấm màu đen

là nếu San Jose có thể lấy 1/2 lượng
nước mưa rơi xuống thành phố.

họ có đủ nước để cung cấp cho cả năm.

Giờ, tôi biết vài người trong số bạn
đang nghĩ gì.

"Câu trả lời cho vấn đề này là
hãy bắt đầu xây dựng bể chứa cực lớn

và nối chúng với đường ống dẫn nước
của máng xối mái nhà

để lấy nước mưa"

Giờ thì ý tưởng đó có lẽ
đúng cho vài nơi nào đó.

Nhưng nếu bạn sống ở một nơi mà
mưa phần lớn vào mùa đông

và hầu hết nhu cầu nước lại vào mùa hè

thì đó không phải là một cách hiệu quả
cho lắm để giải quyết vấn đề nước

Và nếu bạn trải qua những ảnh hưởng
của hạn hán nhiều năm

như Calofornia hiện nay

bạn không thể xây bể chứa nước mưa
đủ lớn để giải quyết vấn đề này.

Tôi nghĩ có nhiều cách thiết thực khác

để thu được nước mưa rơi xuống thành phố

đó là lấy được nước và để chúng
thấm xuống đất

Sau cùng, nhiều thành phố sẽ ở trên
hệ thống trữ nước tự nhiên

có thể giữ được lượng nước
khổng lồ

Ví dụ, Los Angeles đã đạt được
trong quá khứ

khoảng 1/3 nguồn cấp nước
là từ tầng nước ngầm khổng lồ

nằm dưới thung lũng San Fernando.

Giờ thì khi bạn thấy nước
rơi xuống mái nhà

xuống bãi cỏ, chảy xuống máng xối

bạn có lẽ tự nói rằng
"Tôi có thật sự muốn uống thứ đó không?"

À, câu trả lời là bạn không muốn uống nó

cho đến khi nó được xử lý 1 ít

Và thử thách mà chúng ta đối mặt
trong việc trữ nước đô thị

là giữ nước, lọc nước

và giữ nó dưới mặt đất

Và đó chính xác là những gì
thành phố Los Angeles đang làm

cùng 1 dự án mới họ đang xây dựng
ở Burbank, California

Hình này chỉ rằng khu chứa nước mưa
họ đang xây dựng

bằng cách nối những hệ thống
nhận và thoát nước mưa

và dẫn nước vào khu khai thác sỏi bỏ hoang

Nước được giữ trong khu khai thác

thấm dần vào vùng đất ngập nước nhân tạo

và đi vào khu đất tròn kia

rồi thẩm thấu xuống đất

nạp lại tầng nước ngầm sinh hoạt
của thành phố

Và trong tiến trình thấm qua
đất ngập nước

và thẩm thấu vào mặt đất

nước gặp phải vi sinh vật sống
trên bề mặt cây

và bề mặt đất

giúp thanh lọc nước

nếu nước vẫn không đủ sạch để sinh hoạt

sau khi nó đi qua quá trình
xử lý tự nhiên này

thành phố xử lý lại lần nữa

khi họ bơm nước ra từ tầng nước ngầm

trước khi cung cấp cho
người dân sinh hoạt.

Vòi nước thứ hai mà ta cần mở
để giải quyết vấn đề nước đô thị

là đi cùng với nước thải

chảy ra từ nhà máy xử lý nước thải.

Bây giờ, nhiều bạn có lẽ quen thuộc với
khái niệm tái sử dụng nước

Bạn có thể nhìn thấy
biển hiệu này

nói rằng bụi cây trên
đường cao tốc

và sân golf địa phương

được tưới bằng nước

từ nhà máy xử lý nước thải

Chúng ta làm điều này
trong hai nhập kỷ qua

Những gì ta học từ
trải nghiệm bản thân

là phương pháp này đắt hơn
kỳ vọng nhiều

Bởi vì một khi chúng ta xây
hệ thống tái sử dụng nước đầu tiên

gần với nhà máy xử lý nước thải,

chúng ta phải xây dựng mạng lưới
đường ống dài

để nước dẫn đến nơi cần đến

Và điều đó gây cản trở về mặt chi phí

Những gì đang tìm thấy

có hiệu quả chi phí và cách thực tế
hơn nhiều trong việc tái sử dụng nước thải

để biến nước thải thành nước sinh hoạt

qua 2 bước trong tiến trình

Bước đầu tiên của tiến trình
chúng ta tạo áp lực nước

và đẩy nước qua hệ thống lọc
thẩm thấu ngược

một lớp lọc bằng nhựa mỏng
có tính thẩm thấu

cho phép các phân tử nước đi qua

nhưng giữ lại muối, virus và
hóa chất hữu cơ

có thể có trong nước thải

Giai đoạn thứ hai của tiến trình

chúng ta thêm 1 lượng nhỏ hy-đrô peroxide

và chiếu tia cực tím vào nước

Ánh sáng cực tím tách hy-đrô peroxide

thành 2 phần gọi là các gốc tự do hy-đrô

những gốc tự do hy-đrô này
là dạng tiềm ẩn của ô-xy

nó bẻ gãy hầu hết hóa chất hữu cơ.

Sau khi nước qua 2 giai đoạn
của tiến trình

thì an toàn để uống

Tôi biết,

Tôi được học về tái sử dụng nước

sử dụng mỗi kỹ thuật đo lường
được biết đến trong khoa học hiện đại

trong 15 năm qua.

Chúng ta tìm ra vài hóa chất

có thể đi qua ở bước đầu tiên

nhưng khi chúng ta đến bước thứ 2

tiến trình ô-xy hóa cao,

chúng ta ít khi thấy hóa chất hiện diện.

Nó ngược với việc cung cấp nước sẵn có

mà chúng ta thường dùng.

Có một cách khác để tái sử dụng nước

Đó là thiết kế xử lý đất ngập nước
mà chúng ta xây dựng gần đây

ở sông Santa Ana miền Nam California

Đất ngập nước xử lý lấy nước từ
một phần của sông Santa Ana

trong thời điểm mùa hè bao gồm
hầu như toàn bộ nước thải ra

từ thành phố như Riverside và
San Bernardino

Nước được đổ vào vùng xử lý đất ngập nước,

nó được phơi dưới nắng và tảo

để bẻ gãy những hóa chất hữu cơ,

loại bỏ chất dinh dưỡng và không
hoạt hóa tác nhân gây bệnh qua đường nước

Nước được trả lại sông Santa Ana

chảy xuống vùng Anaheim,

lại được dẫn ra khỏi Anaheim
và thẩm thấm xuống đất,

rồi rở thành nước sinh hoạt cho
thành phố Anaheim,

kết thúc hành trình từ
cống thoát nước hạt Riverside

mang đến nước sinh hoạt
cung cấp cho hạt Orange

Giờ bạn có thể nghĩ rằng ý tưởng
về sử dụng nước thải

là viễn tưởng
hoặc không được thực hiện phổ biến

Nhưng ở California, chúng ta đã
tái sử dụng 40 tỷ gallon 1 năm

nước thải thông qua tiến trình xử lý
2 bước nâng cao

mà tôi đã trình bày.

Ta có đủ nước để cung cấp cho
khoảng 1 triệu người

nếu đó là nguồn cấp nước duy nhất.

Vòi nước thứ 3 mà chúng ta cần
mở không phải là vòi nước,

nó là một dạng vòi nước ảo

nó sẽ là việc bảo tồn nước
mà chúng ta sẽ làm.

Và nơi mà chúng ta cần nghĩ về việc
bảo tồn nước là ngoài trời

bởi vì ở California và những thành phố
hiện đại khác của Mỹ

khoảng 1/2 nước sử dụng là từ
ngoài trời

Trong nạn hạn hán hiện tại

chúng ta thấy rằng có khả năng

những đám cỏ sống sót
và cây cối sống sót

với 1/2 lượng nước.

Vì thế không cần bắt đầu
xanh hóa bê tông

và đặt cỏ nhân tạo hay mua
những cây xương rồng

Chúng ta có phong cảnh đẹp ở California
với thiết bị dò độ ẩm đất

và thiết bị kiểm soát tưới thông minh

và có phong cảnh xanh xinh đẹp
trong những thành phố

Vòi nước thứ 4 cũng là cuối cùng
chúng ta cần mở

để giải quyết vấn đề nước đô thị

sẽ là khử mặn nước biển.

Giờ, tôi biết bạn có lẽ nghe người ta
nói về khử mặn nước biển.

"Nó là điều tuyệt vời để làm nếu bạn
có rất nhiều dầu mỏ, không phải nhiều nước

và bạn không quan tâm về biến đổi khí hậu"

Khử mặn nước biển thì tốn nhiều
năng lượng bất kể bạn làm thế nào

Nhưng vì đặc tính đó của việc
khử mặn nước biển

mà không bắt đầu
thì thật vô vọng.

Chúng ta có tiến triển to lớn
trong việc khử nước biển

trong 2 thập kỷ qua

Bức tranh này thể hiện

nhà máy khử nước biển lớn nhất
ở Tây bán cầu

đang được xây dựng phía bắc San Diego

So với nhà máy khử mặn nước biển

được xây dựng ở Santa Barbara 25 năm trước

nhà máy xử lý nước này
sẽ dùng khoảng 1/2 năng lượng

để sản xuất 1 gallon nước.

Nhưng chỉ bởi vì việc khử nước biển
trở nên ít tiêu hao năng lượng hơn

không có nghĩa là chúng ta nên bắt đầu
xây dựng nhà máy này mọi nơi

Giữa những chọn lựa ta có

có lẽ việc tiêu hao năng lượng nhất

và phá hủy môi trường tiềm tàng

của việc chọn để tạo nguồn cung nước
địa phương.

Vậy thì đây.

Với 4 nguồn nước này.

chúng ta có thể rời bỏ sự phụ thuộc
việc nhập khẩu nước.

Thông qua cải tạo theo cách mà ta thiết kế
cảnh quan bề mặt và nhà cửa

chúng ta có thể giảm việc sử dụng nước
ngoài trời khoảng 50%

do vậy sẽ tăng cung nước 25%.

Chúng ta có thể tái sử dụng nước
từ nước thải

vì thế sẽ làm tăng cung nước 40%.

Và ta có thể tạo khác biệt qua sự kết hợp

của việc thu giữ nước mưa
và khử mặn nước biển

Vậy hãy cùng tạo nguồn cung nước

có thể chịu được bất cứ thử thách nào

khi biến đổi khí hậu ập đến trong
những năm sắp tới

Hãy tạo nguồn cung nước
sử dụng nước địa phương

và dành nhiều nước hơn cho môi trường
cho cá và cho thực phẩm

Hãy tạo hệ thống nước thích hợp
với giá trị môi sinh.

Và hãy làm cho con cháu chúng ta

và hãy kể với chúng đây là hệ thống

mà chúng phải chăm sóc trong tương lai

bởi vì cơ hội cuối cùng của chúng ta
để tạo cho 1 hệ thống nước mới.

Cám ơn các bạn rất nhiều
vì lắng nghe