新たな研究によると、水の利用と貯蔵に関するインセンティブを変えることで、干ばつによるストレスを緩和できる可能性がある。
人間は多様な目的で水を利用するが、河川にも、魚やその他の野生生物の生存を確保するために水が流れている必要がある。実際、絶滅危惧種法（ESA）は、特定の河川において、絶滅が危惧される魚を保護するための最低限の流量を義務付けている。オレゴン州のウィラメット川では、これは漁業とも結び付いている。水がなければサケはおらず、サケがいなければ漁業も成り立たない。
カリフォルニア大学サンタバーバラ校のブレン環境科学・マネジメント・スクールの環境経済学者であるアンドリュー・プランティンガは、太平洋岸北西部の研究機関の同僚たちと協力し、ウィラメット川流域における水利用の動態を調査した。目的は、深刻な干ばつの最中に最低流量の要件を満たしつつ、人間の水需要をどのように満たすかを明らかにすることだった。
研究チームは、人間と自然の要因をシミュレーションするための空間モデルを構築した。このモデルは、流域全体に広がる16万個の個別のセルで構成され、システムが時間の経過とともにどのように変化するかを規定するルールを備えている。シミュレーションの中から、流域が深刻な干ばつに見舞われた特定の年を選定し、人間の需要とESAの要件の双方を地域が満たすことを可能にするかもしれない短期的な介入策に焦点を絞った。
フォスター貯水池は、ウィラメット川流域に水を供給するいくつかの貯水池の一つである。（写真提供：米国陸軍工兵隊）
料金によって干ばつの影響と闘う
研究チームは、流域の水経済における3つの主要な側面、すなわち都市部での利用、農業での利用、および貯水池からの供給を対象とした。都市部の水の価格を引き上げることで、都市部での利用を抑制できる。この地域では農業が都市よりも多くの水を使用しているが、プランティンガによれば、これは「小利大損」ではないという。
都市部の価格体系を変更することは、正当な戦略である。プランティンガによれば、これは2014年以降にカリフォルニア州が干ばつに対応した取り組みの一部だったという。ウィラメット流域のシミュレーションでは、こうした介入によって、変化の規模に応じて320億リットルから840億リットルの水が節約された。
農業部門は都市部よりも多くの水を使用しているため、節水の潜在的な余地はより大きい。都市部とは異なり、ウィラメット川流域の農業は、農家の取水量の上限と先取権の序列を定める「先行的充当の原則」の下にある。そこで研究チームは、面積当たりの灌漑料金が農業用水の利用にどのような影響を与えるかをシミュレーションした。
「西オレゴンは、灌漑をしなければ作物を育てられないカリフォルニアのセントラルバレーとは違います」とプランティンガは説明する。「ウィラメット流域では、灌漑をしなくても作物を育てることができます。ですから、灌漑を行う側になるかどうかは、まさにインセンティブの変化によるものだったのです。」
料金を変更したことで、灌漑のために取水される水の量は180億リットルから3090億リットル削減された。この大きなばらつきは、介入の規模によるものである。
ウィラメット川流域は、オレゴン州の陸地面積の約12%を占め、同州の人口の70%以上が暮らしている。（写真提供：アンドリュー・プランティンガ／USGS）(拡大表示)
リスクと報酬
貯水池を規定するルールを変更することは、この問題の供給面に影響を与える方法となった。太平洋岸北西部では、貯水池は2つの機能を果たしている。後で利用するために水を蓄えるとともに、遅い時期の大雨による流入を吸収して洪水を防いでいる。残念ながら、満杯の貯水池は余分な雨を受け入れられないため、これらの役割は互いに矛盾する。当局は、この2つの任務のバランスを取る必要があり、つまり湿潤な冬の間も貯水池を完全に満水にはしないということである。
「では、問題について考えてみてください」とプランティンガは言う。「暖冬ではあるけれど、3月がどうなるかは分からない。大規模な洪水を防ぐために貯水容量を確保しておく必要がある大嵐が突然来るかもしれないので、貯水池にすべての水を溜め込むわけにはいかないのです。」しかし、春の嵐が来なければ、貯めておけたはずの水を逃したことになる。
プランティンガと同僚たちは、貯水池の運用ルールを変更するとどうなるかを検証することにした。研究チームは、干ばつの年には貯水を早く開始することを認め、さらに、通常は残りの貯水を人間の利用のために取っておく緩衝帯まで水位が下がった場合でも、河川への放流を続けることを認めた。その結果、シミュレーションでは、こうした運用ルールの変更によって貯水可能な水の量が340億リットルから870億リットル増加しうることが分かった。
プランティンガは、より大きなリスクを取る政策ほど大きな可能性があったことを認めている。貯水池への貯水を早く開始すれば、春の大規模な嵐による流入を吸収する容量を確保できないリスクがあるが、乾燥した冬には、はるかに多くの水を貯めておくことができる。貯水池の水位が低いときにも放流を続ければ、人間の需要に対して十分な水が残らないリスクがあるが、ESAの流量要件をより満たしやすくなる。
依然として不足
残念ながら、最も進歩的な介入策であっても、ESAの規制を満たす点では部分的な成功にとどまった。これらの取り組みによって、最低流量の要件と現状との差の81%を埋めるだけの水を確保できたが、それでも流量が不足する期間が存在した。
では、なぜこれらの取り組みは失敗したのか。
端的に言えば、節約された水のすべてをESAの要件を満たすために充てることはできなかった。干ばつ時の水需要を満たすことは、タイミングと場所がすべてである。「たとえば、下流のポートランドで水を節約しても、サレムでの最低流量の要件を満たすことはできません」とプランティンガは言う。「同様に、5月に流量の要件を満たしていないのであれば、8月に大量の水を節約しても、ほとんど意味がありません。」
「水の節約は非常に効果的になり得ますが、適切な時期に適切な場所へ水を届けなければなりません」と彼は付け加える。したがって、こうした取り組みは水の節約に大きな影響を与え得る一方で、深刻な干ばつの年に生態系の要件と人間の需要を満たすことの難しさも浮き彫りにしている。
気候変動によって事態はさらに悪化する
太平洋岸北西部はカリフォルニアよりも温暖だが、同じ地中海性の降雨パターンを共有している。降水の大半は冬に訪れ、この地域は豊富な積雪に頼って水を蓄え、春から夏にかけてゆっくりと放出している。
「しかし、この種の地中海性の気候システムでは、降水のタイミングと水が必要となるタイミングにずれがあります」とプランティンガは説明する。雨は冬に降るが、需要の大部分は夏に生じる。たとえば、乾燥した夏の栽培期間には、農家が作物に灌漑するために大量の水を必要とする。
プランティンガによれば、気候変動はこの課題を2つの点で悪化させる。降水は時期と量の両面でより変動しやすくなり、雪ではなく雨として降るものが増える。干ばつは世界的に、特にアメリカ西部で、ますます深刻な問題になる可能性が高い。実際、ウィラメット川流域は2015年に、本研究で研究チームがシミュレーションしたものと似た深刻な干ばつを経験している。
この流れの中で、プランティンガは今後、特にカリフォルニア州における地下水管理に研究の焦点を移す計画である。2014年、同州は地下水の採取に対して持続可能な産出量の目標を設定する「持続可能な地下水管理法」を成立させた。しかし、同法はこれらの目標を達成する方法までは定めていないため、プランティンガはこれらの目標を達成するための異なるアプローチを検討する計画である。
