美國陸軍工程兵團油藏作業適應不斷變化的世界

安娜·諾德賽斯著

美國陸軍工程兵團(USACE)在美國大陸擁有和經營著500多個水庫。這些水庫為河流的航行、防洪、供水、水力發電和娛樂提供了一種手段。如今，該公司的許多水庫已經有幾十年的曆史，受到不斷變化的環境和社會壓力的影響，威脅到它們正常運行的能力。

為了更好地了解陸軍水庫的狀況，馬丁·多伊爾而且勞倫·帕特森他是杜克大學尼古拉斯環境政策解決方案研究所水政策項目的主任和高級政策助理，與USACE合作開展了一項研究beplay官网体大規模的分析兵團擁有和經營的水庫。

帕特森說:“美國大多數主要水庫都是在50到100年前設計和建造的，以滿足當時的需求以及未來的預期需求。”“今天的現實包括氣候變暖、人口流動、用水效率和能源的技術進步，以及新的政策和法規，如《瀕危物種法》。所有這些因素都會影響儲層中水的數量和時間。”

道爾和帕特森的調查集中在三個核心問題上:

1. 與設計儲層時相比，條件發生了多大變化?
2. 水塘是否達到其指定的管理目標?
3. 當情況發生變化，水庫不再能夠滿足其管理目標時，有什麼選擇?

這個為期五年的項目的成果包括四個交互式工具，這些工具可以可視化研究這些關鍵問題的核心數據，以及五份出版物，這些出版物可以深入了解改善Corps油藏管理以實現持續可持續性的機遇和挑戰。Beplay全站app

建立水務數據基礎設施

為了解決有關油藏條件和管理目標的問題，Doyle和Patterson首先需要收集全國各地的曆史油藏數據。

該兵團收集了自大壩建設以來水庫運行的各個方麵的數據。然而，usace的結構——36個地區各自獨立決策——導致在數據格式、標準化和術語方麵存在相當大的差異。

雖然2013年的一項行政命令要求所有新數據都以機器可讀的格式存儲，並對公眾開放，但大部分曆史數據仍然是非機器可讀的格式。道爾和帕特森寫道:“互聯網直到20世紀90年代才開始商業化，當時98%的現役水庫已經建成。”

通過收集數據的過程，Patterson和Doyle了解到不同地區之間在數據可用性和可訪問性方麵存在很大差異。這些變化對研究人員和油藏管理人員提出了巨大的挑戰，他們既要了解隨時間變化的趨勢，又要及時應對問題。

道爾和帕特森收集了來自各個地區的水庫數據，創建了一個由軍團管理的水資源的標準化數據庫，強調了他們在這一過程中發現的挑戰和機遇。這種標準化的數據基礎設施允許跨地區進行大規模分析，允許對大規模趨勢進行評估，並使管理人員能夠及時做出管理決策。

油藏設計與現狀比較

新水庫的投產需要大量的規劃。每座大壩都是根據當前和未來的環境、社會和監管因素設計的。然而，即使是最周密的計劃也可能無法預測重大變化，如氣候變化和《瀕危物種法案》等新法規的出台。

考慮到這一點，帕特森和道爾試圖了解從水庫最初設計時起，全國各地的情況發生了多大變化。他們對9個油藏進行了案例研究，通過查看油藏設計文件，將油藏設計時的條件與當前條件進行了比較。他們發現，事實上，一些水庫的運行條件與最初的設計非常不同，特別是在沉降率和供水需求方麵。

許多設計文件預測，未來的情況將與當時的情況大致相同。相反，接下來的幾十年帶來了更高的溫度、降水頻率和強度的變化、新的法規以及城市環境中的人口激增。

水庫管理者可以通過更新治水計劃來適應不斷變化的情況。例如，北卡羅來納州的一個水庫最近更新了其操作，以改善下遊的環境條件，並更密切地反映自然水流。然而，更重大的變化可能需要重新分配——一個更正式、更有約束力的法律程序，需要利益相關者的投入——以充分適應。

Patterson解釋道:“隨著情況的變化，圍繞Corps油藏管理的爭議和訴訟可能會繼續下去。“這突出了通過持續不斷的數據收集和分析，明確記錄變化情況的重要性，以促進及時調整油藏運營，從而最大限度地減少爭議。”

在不斷變化的世界中實現經營目標

Doyle和Patterson接下來想知道水庫是否達到了他們的日常運行目標，每個水庫中儲存的水量是否正確，以實現其指定的用途。對於頻繁或大量偏離其運行目標的水庫，需要進一步評估，以避免對依賴它們的人們造成負麵影響。

該公司隻運營了美國6%的水庫，但這些水庫的儲存量卻占了近40%。USACE的許多水庫已有40多年的曆史，自建造以來，要麼經曆了重大的環境變化，要麼需要滿足不同的社會需求。

使用Patterson和Doyle的標準化水數據庫和交互式數據工具，用戶可以評估水庫水位與目標之間偏離的時間、頻率、持續時間和程度。

Patterson和Doyle的分析表明，大多數水庫都能持續滿足運營目標。然而，13%的油藏經常出現嚴重偏離目標的情況。

帕特森說:“大多數水庫都在努力實現其管理目標，這是由於西南地區的水資源短缺，該地區氣溫較高，降雨量少，人口迅速增長。”

在當前政策下適應不斷變化的條件

水庫是為了持久而建造的。儲層的物理結構是固定的，需要付出巨大而昂貴的努力來改變。然而，操作規程可以修改，以改變水庫中的水量和水向下遊釋放的速度。

在了解到一些油藏未能達到運營目標後，Doyle和Patterson將注意力轉向評估允許或阻止油藏管理調整的政策。

帕特森說:“水庫的運行必須響應不斷變化的條件，如氣候、需水量、法規和沉積。”政策必須允許水庫運營商快速應對短期突發事件，同時平衡所需的正當程序，以確保長期的運營變化不會產生不可預見的環境或社會後果。”

與水數據收集和管理的方法一樣，軍團各地區和各司在麵對不斷變化的需求時采用了各種策略來調整業務。這種分散的決策導致了一種更非正式的管理形式的緩慢蔓延。

Patterson說:“更新水控計劃或重新分配水庫容量的過程非常繁瑣，成本高昂，許多水庫無法及時適應不斷變化的條件。”“在此期間，水庫可能會更多地依賴於酌情和臨時的撤離。”

適應不斷變化的需求的模式各不相同。例如，由於人口增長，西南地區對水的需求大幅增加，並有資源正式重新分配水庫蓄水。

重新分配儲層容量需要一份徹底分析可能的短期和長期後果的影響報告。這一過程對於供水來說是必要的，因為兵團正在與地方政府簽署具有法律約束力的文件，以承包水庫的蓄水空間。

展望未來，該公司麵臨的主要挑戰將是在適應性的、短期的地方一級響應與長期的集中規劃之間取得平衡，以確保未來水庫的可持續性。