Artikkelit

28.03.2025

Paljon puhetta vedestä – Kalifornia on panostanut yhä enemmän vesitutkimukseen eri sektoreiden tarpeiden mukaan

Kaliforniaa ovat jo vuosia haastaneet veteen liittyvät ongelmat, ilmastonmuutoksen, väestönkasvun ja maatalouden tarpeiden vuoksi. Jatkuva kuivuus ja ajoittaiset rankkasateet vaativat parempia ennustemalleja, uusia ratkaisuja sekä suojelumenetelmiä. Maataloudessa halutaan tutkimuksen kautta edistää kestävien viljelykäytäntöjen lisäksi myös kastelutehokkuutta. Maatalouden aiheuttamat valumat ja vanha infrastruktuuri aiheuttavat alueella paljon veden laatuun liittyviä ongelmia ja tämä asettaa tarvetta myös uusille säännöksille ja järjestelmille. Lisäksi veden saatavuuden näkökulmasta pohjaveden ehtyminen on ollut jo pitkään merkittävä huolenaihe ja tutkimusta liittyen kestävään louhintaan sekä pohjavesikerroksiin ollaan tuettu Kalifornian alueella myös paljon. Veteen liittyvä tutkimus onkin kasvanut alueella valtavasti viime vuosien aikana ja ilmastonmuutoksen vaikutusten näkyessä alueella yhä selvemmin, ei tälle kasvusuunnalle ole näkyvissä loppua. Yhtenä tutkimuksen osa-alueena on voimakkaasti kasvanut myös tutkimus liittyen erilaisiin sopeutumisstrategioihin, vesivarojen huvetessa yhä pienemmiksi. Vesivarojen tehokas hallinta tulee olemaan elintärkeää Kalifornian ekosysteemien suojelemiseksi ja tasapainon varmistamiseksi ympäristön ja ihmisten tarpeiden välillä. Näihin haasteisiin vastaaminen edellyttää monipuolista lähestymistapaa, joka sisältää sekä tutkimuksellisen aspektin, uutta teknologiaa, politiikkaa sekä yhteisöllistä toimintaa.

Kalifornia on osavaltio, jolle on ominaista monimuotoinen ilmasto ja maastollinen monimuotoisuus. Tämä luonnon monimuotoisuus, osavaltion väestön lisääntyminen, maatalouden tarpeet ja ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat viime vuosina lisänneet selkeästi tarvetta innovatiiviselle vesitutkimukselle, jolla vastataan alueen nykyisiin ja tulevaisuuden haasteisiin. Useat tutkimuslaitokset ja instituutit eri puolilla osavaltiota ovatkin tehostaneet vesisektorin tutkimusta ja vesivarojen kartoitusta. Osavaltion vesihuollon ja -tutkimuksen haasteita ovat yhä enenevässä määrin pahentaneet ilmastonmuutoksesta johtuvat kuivuusjaksot. 

Erityisiä avainteemoja, jotka liittyvä Kalifornian vesiongelmiin ja siihen linkittyvään tutkimukseen ovat mm:

1) Kuivuuden hallinta - Kalifornian alueen luonnollisilla, syklisillä kuivuusjaksoilla on merkittäviä vaikutuksia veden saatavuuteen kaupunkien, maatalouden ja ympäristön tarpeita ajatellen. Ilmastonmuutos on vaikuttanut selvästi tähän kuivuusjaksojen pahenemiseen sekä yleisesti Kalifornian vesivaroihin, sadejaksojen muutosten, vuoristojen lumien sulamisajankohdan ja veden haihtumisnopeuden kautta. Tutkimuksen kautta pyritään paremmin mallintamaan kuivuusjaksoja ja kehittämään kestävää vesihuoltoa. Lisäksi on pyritty edistämään kansalaisten tietoisuutta rajallisista vesivaroista kuivuuden lisääntyessä.

2) Pohjaveden ehtyminen – Liittyen edelliseen kohtaan, pohjavesitutkimus on kasvanut huomattavasti – Pintavesivarannot ovat vähentyneet huomattavasti viime vuosien aikana ja kuivuuden takia monet alueet ovat yhä enemmän riippuvaisia pohjavedestä. Alueella käynnissä ollut liiallinen louhinta on johtanut myös merkittävään pohjavesikerroksien ehtymiseen ja maan vajoamiseen, joka aiheuttaa myös asuinalueille nykyään ongelmia. Tutkimus tällä sektorilla tähtää parempiin pohjaveden hallintakäytäntöihin, kuten kestäviin pumppaustekniikoihin ja pohjavesien täydennystekniikoihin MAR (Managed aquifer recharge)-ohjelmien avulla.

3) Maatalouden vedenkäyttö - Maatalous kuluttaa hyvinkin suuren osan Kalifornian vesivaroista. Tämän sektorin tutkimuksessa keskitytäänkin yhä enemmän kastelutehokkuuden parantamiseen, kuivuutta kestävien viljelykasvien kehittämiseen geenimanipulaation avulla ja vedenkäytön optimoimiseen uuden teknologian avulla. Kestävät viljelykäytännöt ovat elintärkeitä kuivuuden yhä kasvaessa.

4) Veden laatu - Turvallisen juomaveden varmistaminen on suuri haaste kaikkialla, ei pelkästään Kalifornian osavaltiossa. Ongelmat liittyen maatalouden valumien aiheuttamaan saastumiseen, teollisuuden päästöihin ja erilaisiin vuotoihin liittyen ikääntyvään infrastruktuuriin, edellyttävät tutkimus- ja kehitystoimintaa erilaisten suodatustekniikoiden ja vedenkäsittelymenetelmien varmistamiseksi. Sektoriin liittyy myös kansanterveydellistä tutkimusta juomaveden turvallisuudesta.  

5) Innovatiiviset vesiteknologiat – Liittyen veden saatavuuteen ja turvallisuuteen, Kalifornian osavaltiossa tutkitaan myös paljon uusia menetelmiä suolanpoistoon, vedenkierrätykseen ja huleveden talteenottomenetelmiin liittyen. Tämä sektori tulee olemaan olennaisessa osassa vesipulan torjunnassa tulevaisuudessa.

6) Alkuperäiset ekosysteemit – Kalifornian nykyiset vesiongelmat ja kuivuus vaikuttavat myös merkittävästi sen alkuperäisiin ekosysteemeihin. Tutkimus liittyen kalojen, villieläinten ja kasvilajien ekologisten tarpeiden ymmärtämiseen on siis välttämätöntä suojelutoimien varmistamiseksi.

7) Vesipolitiikka ja vesien hallinto – Kaliforniassa vesioikeuksien ja vedenjakelun monimutkaisuus on johtanut jatkuvaan keskusteluun vesien hallinnosta. Tämän alan tutkimuksessa keskitytään lähinnä arvioimaan voimassa olevia käytäntöjä ja tutkimaan uusia lähestymistapoja vesihuoltoon liittyen, eri sidosryhmien kesken.

Veteen liittyvää tutkimusta laajasti läpi osavaltion
Kalifornia osavaltiossa veteen liittyvä tutkimus on kasvanut huomattavasti viime vuosina. Useat tutkimuslaitokset eri puolilla osavaltiota ovat avanneet uusia projekteja tähän sektoriin liittyen. Yksi alalla toimiva, soveltavaa tutkimusta ja koulutusta harjoittava instituutti on ”California Institute for Water Resources”, CIWR. CIWR on keskeinen toimija veteen liittyvien tutkimus- ja koulutusohjelmien toteuttaja erilaisiin veteen linkittyvien teemojen alla ja se yhdistää alan tieteellistä tutkimusta käytännön sovelluksiin, pyrkien näin tarjoamaan työkaluja yhteisölle erilaisten veteen liittyvien ongelmien ratkaisemisessa. CIWR tekee tiivistä yhteistyötä eri sidosryhmien kanssa vesivarojen hallinnan haasteissa. CIWR:n rinnalla ”California Water Science Center” on yksi merkittävä Kalifornian vesitutkimuksen pilareista. Tämä keskus tarjoaa luotettavaa ja puolueetonta tietoa liittyen osavaltion vesisektorin haasteisiin ja niiden ratkaisemiseen.  California Water Science Center harjoittaa mm. hydrologista seurantaa yhteistyössä alkuperäiskansojen sekä osavaltion ja liittovaltion eri viranomaisten kanssa. Seurannan tuloksia käytetään tekemään tärkeitä päätöksiä vesivarojen hallinnasta ja saatavuuden varmistamiseksi.  

Yksi vanhimmista alueen veteen liittyvistä tutkimusprojekteista on ollut Etelä-Kalifornian rannikkovesitutkimusprojekti. Jo vuonna 1969 perustettu ”Southern California Coastal Water Research Project”, SCCWRP, on keskittynyt vesijärjestelmien hallinnan parantamiseen osavaltiossa, mutta myös sen ulkopuolella. SCCWRP on vuosien myötä vakiinnuttanut asemansa alan johtavana tutkimuslaitoksena ja se painottaa erityisesti uusien strategioiden, teknologioiden ja erilaisten työkalujen kehittämistä erityisesti veden laatuun liittyen. SCCWRP on tunnettu siitä, että se on pystynyt muuttamaan monimutkaiset veteen liittyvät tieteelliset havainnot suoraan erilaisiksi osavaltiota koskeviksi ohjeiksi ja suosituksiksi. Sitä kautta SCCWRP:lla on ollut olennainen rooli Etelä-Kalifornian rannikkojen ja muiden vesistöjen suojelemisessa.

Myös korkeakouluissa vesialan tutkimusta tehdään huomattavan paljon. Näistä esimerkkinä Caltechin Resnick Sustainability Institute, joka edustaa alallaan yhtä huippututkimuksen keskittymää ympäristöön liittyvissä kysymyksissä.  Caltechin Resnick Sustainability Institute pyrkii erityisesti kohdentamaan tutkimuksensa veden saatavuuden mallintamiseen. Se keskittyykin vesivarojen seurantaan sekä niiden käsittelyyn ja pyrkii kehittämään erilaisia innovatiivisia työkaluja sekä pinta- että pohjavesivarantojen tarkempaan mittaamiseen. Resnick Sustainability Instituutin tutkimus on toiminut pohjana päätöksenteolle ja edistänyt uusien vedenkäsittelytekniikoiden käyttöönottoa. California State University, CSU:lla, taas on veteen liittyviä projekteja melkein joka yliopistokampuksella. CSU:n kampukset tekevät vesisektorilla tutkimusyhteistyötä sekä keskenään että myös muiden alan tutkimuslaitosten kanssa, tästä esimerkkinä California State Universityn (CSU) Monterey Bayn vesi-instituutin ja San Diegon Watershed Instituutin vuosia jatkunut tiivis yhteistyö paikallisten vesiongelmien ratkaisemiseksi. CSU Fresno ja sen teknologiakeskus, on taas ollut edelläkävijä kastelukäytäntöjen parantamisessa Kalifornian maataloussektorilla mm. Advanced Pumping Efficiency-ohjelman kautta. 

Kaiken kaikkiaan veteen liittyvien ongelmien ratkaiseminen Kaliforniassa edellyttää monitieteellistä lähestymistapaa, joka yhdistää tieteellisen tutkimuksen, innovatiivisen teknologian kehityksen ja julkisen politiikan. Lisäksi yhteisöllisen osallistuminen, yhteistyö sekä tutkijoiden ja paikallisten sidosryhmien kesken on välttämätöntä kestävien vesiratkaisujen lisäämiseksi. Alan tutkimuksen tiimoilta tehdään myös paljon kansainvälistä yhteistyötä ja suomalaiselle osaamiselle ja ratkaisuille olisi varmasti myös enemmän kysyntää. Osavaltiossa on useita jättimäisiä hankkeita, kuten Climate Action Initiative ja Sustainable LA Grand Challenge, joissa vesitutkimuksella on tärkeä roolinsa ja kansainvälistä yhteistyötä korostetaan. Se kuinka näiden projektien toteutus muuttuu tutkimusrahoitustilanteen mahdollisesti lähitulevaisuudessa heiketessä, on vielä epäselvää. 

Sari Tojkander, TFK-erityisasiantuntija, Los Angeles

Lähteitä: 
https://ciwr.ucanr.edu/
https://cah2oresearch.com/
https://www.sccwrp.org/ 
https://www.usgs.gov/centers/california-water-science-center 
https://library.ucr.edu/collections/water-resources-collections-archives
https://www.calstate.edu/impact/Pages/research/water-research.aspx 
https://resnick.caltech.edu/research/water-resources 

Kuva: Kalifornian vesi-varannot ovat hiipumassa ja tämä näkyy mm. sisävesien ehtymisenä. Useat järvet ja joet, jotka edelleen näkyvät kartalla, ovatkin kuivuneet olemattomiin ja ongelma vain pahenee tulevaisuudessa. Kuvan järvi, Big Bear Lake, San Bernardinon piiri-kunnassa, Kalifor-niassa, on vielä voimissaan mutta useat pienemmät lähijärvet ovat kuivuuden vuoksi kadonneet. Kuva: Sari Tojkander, lokakuu 2024.