[印度]P.多德

氣候變化對喜馬拉雅西部水資源可持續(xù)利用的影響

[印度]P.多德

分析了氣候變化與水資源枯竭的密切關(guān)系,以及印度政府在減輕氣候變化對喜馬拉雅山西部地區(qū)水資源可持續(xù)利用的影響中所發(fā)揮的作用。為減輕氣候變化影響所作的努力能讓人類樂觀地去面對自然水資源的可持續(xù)利用,而重點在于保持喜馬拉雅山冰川的可持續(xù)性,因為它是亞洲的“水塔”及其下游人民的生命線。在過去數(shù)百年間人類一些目光短淺、受利益驅(qū)使的行為造成地球表面溫度上升了0.3～0.6℃,如果不及時采取積極有效的預(yù)防措施,到2100年氣溫將會進一步上升1.4～5.8℃。當(dāng)代大多數(shù)的研究預(yù)測,補給喜馬拉雅山江河流域的冰川和積雪正在迅速萎縮。為此,制定實施水電可持續(xù)發(fā)展的綜合策略可以在協(xié)調(diào)自然資源耗竭與利用中發(fā)揮重要作用。

水資源;水資源利用;氣候變化;可持續(xù)利用;喜馬拉雅冰川

1 概 述

水是大自然賦予人類最珍貴的禮物,這份豐厚和完美的禮物在給予人類巨大發(fā)展?jié)摿θジ淖兪澜绲耐瑫r,亦要求在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和能源生產(chǎn)方面對其進行明智而合理的利用。水是最經(jīng)濟有效及生態(tài)可持續(xù)的能源資源,在高度全球化、商業(yè)化的今天,能源已經(jīng)成為經(jīng)濟增長與繁榮最重要的因素。因此應(yīng)盡力去協(xié)調(diào)經(jīng)濟發(fā)展、自然資源可持續(xù)利用及生態(tài)穩(wěn)定之間的關(guān)系。2002年在約翰內(nèi)斯堡召開的“聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展峰會”發(fā)布的數(shù)據(jù),披露了當(dāng)今全球化背景下不斷增長的能源需求,并指出,全球有20億人口缺乏能源去發(fā)展經(jīng)濟,其中大多在發(fā)展中國家。因此,人民若想過上美好穩(wěn)定的生活,能源起著關(guān)鍵的作用。

水電對全球能源安全的意義重大。在全球能源產(chǎn)量中,水電大約占19%,而發(fā)達國家占其中的70%。盡管全球49 000座大型壩的2/3都集中在發(fā)展中國家,但這些國家的電力生產(chǎn)能力極低。亞洲和非洲在全球水電中所占份額雖然分別達到了11.6%和3.85%,但與北美的43%和歐洲的27%相比還是相去甚遠。全球水電的發(fā)電能力估計為67.5萬MW,年發(fā)電超過2.3萬億kW·h。

據(jù)世界大壩委員會(WCD)2000年估計,世界上1/3的國家依賴水電,這些國家的水電占其供電總量的50%以上。大壩建設(shè)數(shù)量的前5位國家是:中國22 000座(占全球大壩總數(shù)的50%),美國6 575座(占總數(shù)的14%),印度4 291座(占總數(shù)的9%),接下來分別是日本2 675座和西班牙1 196座。這幾個國家的大壩數(shù)量占世界大壩總數(shù)的3/4以上。

作為商業(yè)用途的水能利用歷史可以追溯到2000 a前的古希臘和埃及,當(dāng)時人們利用流水來驅(qū)動水車。1881年,在英國的薩里郡,水能第1次被用來發(fā)電。從那時起,水電就一直得以開發(fā)利用,目前已成為最大的可再生能源,達到了世界電力生產(chǎn)總量的19%。

2 氣候變化與水資源可持續(xù)利用

如上所述,水電是最寶貴、取之不竭和生態(tài)友好的能源資源,按照自然規(guī)律和技術(shù)可行性進行水資源開發(fā)利用對一個國家的經(jīng)濟發(fā)展至關(guān)重要。然而近年來日益加劇的氣候變化已經(jīng)引起了對水資源可持續(xù)利用的嚴(yán)重憂慮。針對氣候變化對水資源可持續(xù)利用的影響問題,國際社會一直以來都在進行廣泛的討論,政府、政府間、非政府組織(NGO)及民間團體共同關(guān)注的焦點就是如何去應(yīng)對由于大氣升溫造成水資源迅速減少所造成的恐慌。從1906年到2005年,地球表面溫度上升了0.74℃(政府間氣候變化問題小組,IPCC)。如果不及時采取有效的預(yù)防措施,到21世紀(jì)末,地球溫度很有可能上升1.4～5.8℃。在過去的15 a間大氣溫度有了空前的上升,而自1995年以來的12 a是過去65萬a歷史中最熱的時期(世界自然基金會,WWF)。圖1示出了1880～2000年的氣溫變化。

圖1 1880～2000年全球年均及5 a平均氣溫變化(來源:IPCC)

圖1清楚地表明了氣候變化的特性,特別是自1980年以后全球氣溫的上升趨勢。同樣,對于印度來說,最近的研究報告顯示地表氣溫以每百年0.4℃的速度上升。該研究還預(yù)測,由于大氣中的溫室效應(yīng)氣體(GHG)的增多,將會導(dǎo)致2050年冬季氣溫上升3.2℃,2080年上升4.5℃。當(dāng)然,氣候變化在全國將會呈多樣性分布。

宏偉的冰川和無數(shù)的冰原正在世界范圍內(nèi)逐漸融化。WWF的研究報告指出,自1950年至今,海冰減少了40%,北極海冰正變得非常脆弱。并進一步強調(diào),依賴冰川提供的南非最高峰“乞力馬扎羅的雪”也正在以驚人的速度融化。此外,阿爾卑斯山脈、阿拉斯加、北安第斯山脈的冰川也在迅速消退。在不到20 a間,阿爾卑斯冰川因冰雪融化而減少了10%～20%。

被稱為世界水電大壩生命線的冰川迅速萎縮,已經(jīng)嚴(yán)重威脅到可持續(xù)利用的自然水資源。冰川的萎縮在不久的將來還很可能會影響從喜馬拉雅山到阿拉斯加、從阿爾卑斯到安第斯山脈的水力發(fā)電。20%的電力來源于水電的歐洲,到2050年冰川將會減少30%～70%。在今后的15a中,安第斯山脈熱帶地區(qū)冰川的逐漸消退也同樣令人堪憂。此外,尼亞加拉、圣勞倫斯等大型江河的流量減少,也會對水電生產(chǎn)造成重危害(IPCC)。

如果對喜馬拉雅地區(qū)的冰川退縮進行分析,其結(jié)果將會引發(fā)嚴(yán)重的擔(dān)憂。喜馬拉雅地區(qū)擁有除極地冰帽外最為集中的冰川,這幾千座冰川分布在陸地面積為3.3萬km2土地上,為整個亞洲地區(qū)的幾條大河(恒河、印度河、布拉馬普特拉河、薩爾溫江、湄公河及長江和黃河)提供了8 600萬m3的水源。最近的一些研究對喜馬拉雅冰川的急劇退縮表示了嚴(yán)重的關(guān)注,研究表明,超過67%的喜馬拉雅冰川正在以驚人的速度退縮。因而,令人擔(dān)憂的喜馬拉雅冰川融化趨勢對恒河、布拉馬普特拉河和印度河的可持續(xù)性造成了災(zāi)難性的后果,而其徑流量占整個印度所有河流年徑流量總和的60%。

在喜馬拉雅地區(qū)的印度境內(nèi),有大約9 575座冰川幾乎沒有被世人研究過。盡管如此,一些個人和機構(gòu)已經(jīng)著手為某些冰川建立數(shù)據(jù)資料。如冰川學(xué)家多巴爾(Dobhal)就是這方面的先行者,他重點研究喬拉巴里(Chorabari)冰川(位于印度的北阿坎德邦),該冰川海拔高度超過4 000 m,位于陡峭的喜馬拉雅山山峰北麓。在過去的3 a里,喬拉巴里冰川鼻部以每年近9 m的速度退縮。他研究的多克里安尼(Dokriani)冰川也引起了關(guān)注,該冰川在30 a間退縮了20%。

此外,印度太空研究組織(ISRO)也提供了令人關(guān)注的數(shù)據(jù)。ISRO的研究強調(diào),在1962～2001年期間,有466座冰川縮小了20%。同時還預(yù)計,位于南亞地區(qū)在旱季為北方主要河流提供約80%水量的冰川很有可能在2050年前減少30%,導(dǎo)致水電工程的可持續(xù)發(fā)展陷入危機。最近的研究表明,在50 a間人均用水量下降了70%。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的數(shù)據(jù)顯示,11億人(占全球人口的17%)目前缺乏有效的供水。

3 喜馬拉雅西部地區(qū)的水資源利用

長期以來,整個喜馬拉雅西部地區(qū)常年不斷的“水塔”為其下游地區(qū)幾百萬人民的生活提供了源泉。喜馬拉雅冰川已經(jīng)成為下游經(jīng)濟發(fā)展的根本,為人民生活與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了大量水源。包括印度在內(nèi)的一些國家的主要城市廣泛依賴這些永恒的冰川作為能源、灌溉及飲用水的供給,不斷增長的人口及滿足其需求的壓力進一步凸顯了水資源可持續(xù)利用的重要性。2008年的一份研究表明,超過40%的印度農(nóng)村家庭長期生活在能源短缺之中。

更重要的是,印度的水資源危機要歸因于兩方面:自然因素和管理不善。印度的氣候與降水量呈非常明顯的多樣性分布,年降水量從100 mm(拉賈斯坦邦西部)到11 000 mm(梅加拉亞邦的乞拉朋齊)不等。同時,4 000 km2的水資源只能有效利用其中的1 123 km2則要歸咎于人為的管理不善。表1示出了印度的水資源及利用情況。

表1 印度水資源及利用情況 km2

表1清楚地表明了可利用水資源與實際利用之間的差異。另外,大氣升溫已經(jīng)導(dǎo)致了年降雪量的減少和喜馬拉雅冰川的融化,造成喜馬拉雅地區(qū)的冰川正迅速萎縮。最近的研究表明,在過去的20 a間喜馬拉雅山脈西北部氣溫上升了2.2℃,致使印度人均地表水有效利用量已經(jīng)從1991年的2 309 m3下降到2001年的1 902 m3,預(yù)計到2025年將會下降到1 401m3,2050年將進一步下降到1 191m3?？梢哉f,氣候變化帶來的不利影響將會明顯加劇。印度水利部的一項分析報告顯示,到2050年灌溉需求量將上升56%。同樣,該國對可利用水資源的需求將進一步增長,到2050年飲用水的需求量將翻番,工業(yè)用水需求量將增長4倍,而能源生產(chǎn)用水量將增長16倍。

氣候變化也會廣泛影響到水電生產(chǎn)。研究表明,在喜馬拉雅地區(qū)擬建或在建的水電工程超過450座,涉及印度、巴基斯坦、尼泊爾和不丹,其中大多數(shù)(350座)建在印度境內(nèi)。下面將討論喜馬拉雅西部一些重要地區(qū)水電開發(fā)的可行性方案。

4 氣候變化與水電發(fā)展

4.1 喜馬偕爾邦

喜馬偕爾邦位于喜馬拉雅西北部,群山環(huán)繞,水資源豐富,水電開發(fā)潛力巨大。境內(nèi)5個河流流域的水電蘊藏量超過 20 634 MW,占全國總量的25%。然而,近年來不斷增強的氣候變化極大地影響了其水電生產(chǎn)。據(jù)印度地質(zhì)調(diào)查局(GSI)發(fā)布的研究報告,全國所有的冰川正在以每年10～15 m的速率融化。所有大型冰川像巴拉西格里(Bara Sigri)、比斯昆德(Beas Kund)、特里洛金納斯 (Trilokinath)及馬尼馬赫希(Manimahesh)等,正分別以每年29.78 m 、18.80 m 、17.80 m 、17.86 m和29.10 m的驚人速度融化。

此外,位于阿默達巴德的空間應(yīng)用中心的最近一份研究報告稱,自1960年以來全國有21%冰川面積消失了,還有研究稱巴拉西格里冰川以每年36～135 m的速度在縮減。同樣,喬塔西格里(Chota Shigri)冰川也以每年6.7 m的速度在融化。1962年,喜馬偕爾邦眾多冰川的地理分布面積為2 077 km2,然而目前已經(jīng)縮減到1 628 km2。海拔5 000 m以上冰川的雪線高度退縮了24%,海拔5 000 m以上的冰川則達14%。

據(jù)此可以預(yù)測,氣候變化和冰川退縮將可能對水電長期生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害。實踐證明,水資源的枯竭已經(jīng)嚴(yán)重影響了主要水電大壩的凈發(fā)電能力。喜馬偕爾邦電力局(HPSEB)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示了近幾年來水力發(fā)電量的嚴(yán)重不足。HPSEB開發(fā)的21個徑流式電站的總裝機容量為467 MW,年發(fā)電量大約為18億kW·h。2008年7～8月的發(fā)電量為7.07億kW·h,然而2009年同期的發(fā)電量下降到4.45億 kW·h。HPSEB還聲稱,2008～2009年,由于水量減少造成發(fā)電量下降了70%～80%。目前,這些電站的日發(fā)電量僅為200～230萬kW·h,但設(shè)計日發(fā)電量為1 110～1 150萬kW·h。

如果對HPSEB在2005～2006年度和2006～2007年度的發(fā)電業(yè)績進行分析,結(jié)果將令人十分擔(dān)憂。2005～2006年度發(fā)電目標(biāo)為15.71億kW·h,然而實際發(fā)電量為12.92億kW·h(下降17.77%);2006～2007年度發(fā)電目標(biāo)為18.10億 kW·h,而實際結(jié)果為13.78億kW·h(下降23.87%)。HPSEB 2005～2008年的發(fā)電情況示于表2。

表2 HPSEB 2005～2008年的發(fā)電情況

除HPSEB運營的電力工程外,中央政府、獨立及合資電力運營商在電力生產(chǎn)中都遇到了同樣的問題。目前,超過12座電站在以很低的效能運行。位于科努爾地區(qū)的納斯帕切克瑞(Nathpa Jhakri)電站日發(fā)電量也由3 600萬kW·h下降到700萬kW·h。

此外,庫魯(Kullu)地區(qū)從2001年開始運行的馬蘭納(Malana)工程(86 MW)近年來一直在遭受嚴(yán)重虧損:氣候變化,即夏天微弱的季風(fēng)和冬天降雪的減少已經(jīng)對該電站預(yù)計發(fā)電目標(biāo)造成了嚴(yán)重影響。近年來該電站的發(fā)電量一直低于既定目標(biāo),2004～2005年度和2005～2006年度發(fā)電量分別為2.64億kW·h和3.37億kW·h,比同年度目標(biāo)發(fā)電量分別下降了26.98%和7.29%。另外,2009年的發(fā)電量比2008年銳減近5 500萬kW·h;2008年4月 ～8月25日發(fā)電量總計約為2.47億kW·h,而在2009年同期,發(fā)電量僅為 1.92億kW·h。

巴克拉大壩位于喜馬偕爾邦比拉斯布爾地區(qū),于1962年10月完工。然而其水庫庫容和水位近年來大幅下降,原因是上游來水減少,而這又是因為夏季季風(fēng)的減弱和冬季降雪的減少造成的。同樣,位于喜馬偕爾邦岡格拉地區(qū)的龐(Pong)壩也同樣經(jīng)歷了來水量的嚴(yán)重短缺,2007年的水位是過去10 a中最低的,來水量僅為2 166 m3/s。

4.2 北阿坎德邦

位于喜馬拉雅西部的北阿坎德邦也同樣擁有巨大的水力發(fā)電潛能。估計該邦水電開發(fā)量為16 500 MW,然而目前只有1 160 MW(占總量的7%)得以開發(fā)利用。被稱作是亞洲淡水塔的北阿坎德邦有大約238座冰川,分布面積為735 km2。近年來該邦也遭受了雪域面積銳減及冰川供給型河流流域水資源短缺。該邦長26 km的甘戈特里冰川也在以每年18 m的速度萎縮。冰川的萎縮嚴(yán)重威脅著該地區(qū)水電工程的使用壽命。表3為2002～2008年該邦的電力供需狀況。

表3 2002～2008年北阿坎德邦電力供需狀況

表3清楚地顯示了該邦電力需求和實際供電能力的差異。盡管在年度供需上沒有太大不同,然而在高峰期實際發(fā)電量仍跟不上需求量。此外,該邦UJNVL公司目前運營34個發(fā)電項目,共計大約1 400 MW的發(fā)電總量。

表4 UJNVL公司幾座主要電站的發(fā)電情況 106kW·h

表4顯示了2004～2005到2008～2009年度發(fā)電量的差異。由此可以很清楚地得出結(jié)論,氣候的改變導(dǎo)致降水的變化,從而嚴(yán)重影響了該邦的電力生產(chǎn)。

4.3 查謨-克什米爾地區(qū)

除了喜馬偕爾邦和北阿坎德邦外,查謨-克什米爾地區(qū)的降水量也減少了許多。冬季氣溫的上升使得該地區(qū)永久性冰川急劇融化。例如,喜馬拉雅西部最大的戈勒霍伊(Kolahoi)冰川正在以每年0.08 km2的驚人速度融化。查謨-克什米爾地區(qū)電力發(fā)展公司(J＆KPDC)正面臨電力生產(chǎn)不足的問題。該公司為2007～2008年度設(shè)定的出力為1 066 MW,而實際為883.26 MW。

對喜馬拉雅西部水電運行情況的分析表明,喜馬偕爾邦和北阿坎德邦要更為嚴(yán)峻,因為這兩個地區(qū)的冰川融化速度和降水量減少程度要高于查謨-克什米爾地區(qū)。說明近幾十年來氣候不可預(yù)知的變化,不僅影響了喜馬拉雅西部地區(qū)的水電開發(fā),而且對整個印度的水電發(fā)展也造成了巨大影響。

5 減輕氣候變化造成的影響

氣候變化是多樣性的,結(jié)果會造成水資源短缺、電力不足、食品安全問題、動植物棲息地喪失及人類健康問題等等。毋庸置疑,近年來氣候變化對自然資源的可持續(xù)利用提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為滿足全球60億人口的基本需求,對自然資源的商業(yè)化和工業(yè)化利用不斷增長,已經(jīng)對地球的生態(tài)系統(tǒng)造成了極大危害。為此,政府及非政府組織一直以來都在密切關(guān)注如何減少氣候變化對自然生態(tài)系統(tǒng)造成的威脅,許多國家和國際組織也正在展開廣泛密切的合作以期減輕這種威脅。亞洲開發(fā)銀行、IPCC、世界自然保護聯(lián)盟、國際環(huán)境與發(fā)展研究所、聯(lián)合國氣候變化框架公約、聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會、WWF等組織在這方面所作的努力都取得了顯著的成效。

印度政府一直以來對氣候變化問題非常關(guān)注。1974年頒布了《水污染防治法案》,并成立了國家環(huán)境規(guī)劃與協(xié)調(diào)委員會(NCEPC),作為科技部下設(shè)環(huán)境問題的咨詢機構(gòu)。自1978年起,該委員會成為所有開發(fā)項目取得環(huán)境許可證的法定機構(gòu)。1985年成立了環(huán)境與森林部;1987年印度水利部制定了印度國家水利發(fā)展綱要(INWP),以便對流域開發(fā)項目的環(huán)境影響進行有效管理。1992年中央水利委員會發(fā)布了題為水資源可持續(xù)發(fā)展與管理指導(dǎo)方針,以強調(diào)對環(huán)境的穩(wěn)定性、可持續(xù)性及環(huán)境管理計劃的要求。

印度政府強調(diào),水利部應(yīng)采取足夠的措施,合理調(diào)節(jié)所有冰川供給型河流流域。2008年發(fā)布了國家應(yīng)對氣候變化行動計劃(NAPCC),涉及太陽能利用、提高能源效率、生活環(huán)境可持續(xù)發(fā)展、水利、喜馬拉雅生態(tài)環(huán)境保護、“綠色印度”、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及氣候變化應(yīng)對戰(zhàn)略等,NAPCC為減輕環(huán)境影響提供了全面的指導(dǎo)方針。

事實表明,印度一直都在致力于減少溫室氣體效應(yīng)的工作。盡管面臨經(jīng)濟開放和自然資源的商業(yè)化,但通過清潔技術(shù)的引進,經(jīng)濟重建,城市和農(nóng)村植樹造林及一些有利于生態(tài)環(huán)境的立法宣傳,已經(jīng)成功地減少了1.11億t的二氧化碳排放。此外,近10 a來,有大約1 400萬hm2的森林得到了保護。印度政府還制定了各類政策來減輕氣候變化帶來的影響,目前正著眼于應(yīng)對和減緩氣候變化的政策舉措,旨在解決與適應(yīng)氣候變化和減輕其影響相關(guān)的問題。

6 結(jié) 語

在應(yīng)對與減輕氣候變化的影響方面,盡管印度已經(jīng)建立了卓有成效的機制,但還不是國際減少溫室氣體排放效應(yīng)協(xié)議組織中的締約國,故不受溫室氣體排放量的限定。盡管在應(yīng)對氣候變化政策的主動性方面擁有自主權(quán),但印度還在采取非常積極的協(xié)調(diào)措施,以減輕氣候變化對人類健康和自然生態(tài)環(huán)境造成的不利影響,并高度重視可再生能源,特別是水資源的開發(fā)利用。

當(dāng)前的重點應(yīng)放在喜馬拉雅水資源的合理利用上。喜馬拉雅山脈是大自然賦予人類最寶貴的財富之一,為印度次大陸提供了最為豐富的淡水資源。由積雪、冰川供給的恒河、布拉馬普特拉河等流域,為超過世界一半的人口提供了豐富的水資源。整個喜馬拉雅地區(qū)水資源豐富,水電蘊藏量達28 150 MW,同時為3 518萬hm2的土地提供了灌溉用水。喜馬拉雅的自然資源對人類的貢獻是巨大而多樣性的,然而,由于大氣升溫造成的喜馬拉雅冰川融化速度不斷加快也同樣引起了人們的憂慮。喜馬拉雅西部的冰川區(qū)域年均降雪量已經(jīng)開始銳減,隨著季風(fēng)性降水量的逐漸減少,整個喜馬拉雅地區(qū)成千上萬的小河和溪流也會隨之干涸,造成大型江河流域水量的減少,從而嚴(yán)重影響水電大壩的運行。

近年來,氣候變化對喜馬拉雅西部地區(qū)的喜馬偕爾邦、北阿坎德邦和查謨-克什米爾地區(qū)的水電工程造成了進一步的威脅。冰川供給型江河流域的水量逐漸減少,已經(jīng)引起了人們對水電大壩可持續(xù)性問題的嚴(yán)重憂慮。例如,估計能為喜馬偕爾邦提供412.25 MW水電潛能的薩特累季河流域水量大幅減少。該流域約19座冰川的儲水量已由1962年的19.10 km3減少到2001年的14.71 km3(減少了23%)。研究評估顯示,到2007年3月已投運的228個水電工程中有82%處于發(fā)電量低于目標(biāo)值的狀況,同時指出,1995～2007年水電發(fā)電量銳減,已由3.97GW·h/MW下降到3.39 GW·h/MW。由于過去50 a的大氣升溫,作為重要能源資源的水電,其可持續(xù)性已遭受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在當(dāng)今愈來愈糟的氣候環(huán)境下,必須采取行之有效的預(yù)防措施。首先應(yīng)當(dāng)對失去的綠地和森林予以恢復(fù),以降低溫室氣體效應(yīng)的影響;其次堤防和節(jié)制壩在某種程度上可以阻止冰川的融化并能形成一些人工冰川。因此研究制定綜合與可持續(xù)的水電政策,以協(xié)調(diào)自然資源及其利用顯得尤為重要。必須指出,所有的開發(fā)活動應(yīng)在現(xiàn)有的政策、規(guī)劃、開發(fā)方案的基礎(chǔ)上作細致的成本效益分析后才能付諸實施。

左志安 譯自印刊《印度動力與河谷開發(fā)學(xué)報》

2011年第1期

孫 遠 校

TV213.4

A

1006-0081(2011)10-0014-05

2011-07-23