谷麗雅,侯小虎,張林若
(水利部國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作交流中心,100038,北京)
近年, 氣候變化及人類開發(fā)活動(dòng)加劇了水資源及陸地水生態(tài)系統(tǒng)的壓力,受降水、季節(jié)、年際、極端氣象事件量級和頻率變化等因素的影響,全球淡水時(shí)空分布不均的趨勢正在持續(xù)擴(kuò)大。 此外,受工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市污染的影響, 水質(zhì)正在不斷惡化,導(dǎo)致可用水資源量變得越來越少,如果任其發(fā)展下去, 到2030 年全球供水將出現(xiàn)40%的缺口。
到2050 年, 世界人口預(yù)計(jì)將達(dá)到98 億,其中66%將居住在城市。 為確保人類福祉可持續(xù),必須有充足和質(zhì)量達(dá)標(biāo)的水資源。 雖然綠色基礎(chǔ)設(shè)施 (指一個(gè)相互聯(lián)系的綠色空間網(wǎng)絡(luò), 由各種開敞空間和自然區(qū)域組成,包括綠道、濕地、雨水花園、森林、鄉(xiāng)土植被等,這些要素組成一個(gè)相互聯(lián)系、有機(jī)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))作為可行的替代方案,能提升水資源可持續(xù)利用水平,但水利工程等硬件基礎(chǔ)設(shè)施仍被許多國家作為首選,成為水資源存儲(chǔ)和重新分配的重要手段。
調(diào)水工程指為實(shí)現(xiàn)從一個(gè)流域向另一個(gè)流域、 從一條河向另一條河、從一個(gè)淡水體(如河流、湖泊、地下水源)向需要用水的地方調(diào)水的水利基礎(chǔ)設(shè)施。 根據(jù)Oleksandra Shumilova 等的研究成果, 大型跨流域調(diào)水工程需至少滿足以下一個(gè)條件:建設(shè)成本至少達(dá)到10 億美元、 調(diào)水距離至少達(dá)到190 km、年調(diào)水量至少為2.3 億 m3。 其近期發(fā)表的報(bào)告稱,全球現(xiàn)有34 個(gè)大型調(diào)水工程,76 個(gè)在建、擬建或規(guī)劃的大型調(diào)水工程。未來大型調(diào)水工程主要將位于北美洲、亞洲和非洲,總投資估算超過2.7 萬億美元。
據(jù)國際灌溉排水委員會(huì)公布的數(shù)據(jù),2005 年跨流域調(diào)水工程的年調(diào)水量達(dá)5 400 億m3, 占全球取水量的14%。 到2025 年,全球取水量預(yù)計(jì)增長25%,主要依靠調(diào)水。
跨流域調(diào)水工程通常發(fā)生在水文特征差異較大的地區(qū)之間,隨著氣候變化加劇和城市化進(jìn)程加快,跨流域調(diào)水工程的特點(diǎn)逐漸發(fā)生了改變。
早期調(diào)水工程建設(shè)目標(biāo)較為單一,隨著大型跨流域調(diào)水工程的興建,項(xiàng)目開始從單一目標(biāo)轉(zhuǎn)向工農(nóng)業(yè)供水、城市飲用水、生態(tài)環(huán)境修復(fù)、地下水回補(bǔ)、航運(yùn)和休閑娛樂等多目標(biāo)。
調(diào)水形式從單一的輸水渠道向輸水管道、提水泵站、涵洞和天然河道等聯(lián)合運(yùn)用轉(zhuǎn)變, 并廣泛采用了集中控制與自動(dòng)化管理, 配有一整套工程運(yùn)行管理信息系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)。
由于跨流域調(diào)水工程調(diào)水距離較長,不僅需要大量資金,而且從計(jì)劃到完工時(shí)間跨度大,對社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境帶來重大影響。此外,工程涉及的利益相關(guān)方較多, 政府協(xié)調(diào)利益沖突的難度正在加大, 氣候變化導(dǎo)致的水文條件改變增加了工程技術(shù)難度。
大多數(shù)跨流域調(diào)水工程面臨的主要問題是投資成本不確定,特別是大型調(diào)水工程,如果項(xiàng)目成本和費(fèi)用超支將導(dǎo)致項(xiàng)目陷入財(cái)務(wù)困境。 跨流域調(diào)水工程的費(fèi)用支出在實(shí)際建設(shè)過程中會(huì)不斷增加, 除了經(jīng)濟(jì)成本,環(huán)境和社會(huì)成本也是項(xiàng)目估算的重要組成部分。
由于項(xiàng)目成本被低估、效益被高估,很多跨流域調(diào)水工程對社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來的不良影響沒有得到充分認(rèn)識,從長期看項(xiàng)目不可持續(xù)。
許多跨流域調(diào)水項(xiàng)目屬于跨境工程,若沿線經(jīng)過一些政治和經(jīng)濟(jì)不穩(wěn)定的國家,就會(huì)引發(fā)國際水爭端。
鑒于跨流域調(diào)水工程建設(shè)跨越時(shí)間較長, 項(xiàng)目提出后被暫?;驍R置的情況非常普遍,一些項(xiàng)目難以啟動(dòng)。
目前,水短缺已逐漸成為全球普遍現(xiàn)象,全球大城市超過10%的用水來自跨流域調(diào)水。 無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,都面臨著用水需求日益增長,各行各業(yè)用水競爭加劇的狀況。 跨流域調(diào)水工程成為解決缺水問題重要工程措施,但依然面臨著多重挑戰(zhàn)。
近年,跨流域調(diào)水對環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響開始受到廣泛關(guān)注。 研究表明,盡管調(diào)水方案可緩解地下水供應(yīng)壓力、改善水質(zhì)、推進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)措施的實(shí)施,但不利影響同樣引人關(guān)注。 如在缺乏維護(hù)保養(yǎng)的情況下,大型調(diào)水工程會(huì)增加水的蒸發(fā)損失和漏水率。除此之外,大型調(diào)水工程還會(huì)對調(diào)水區(qū)和受水區(qū)的生態(tài)產(chǎn)生不利影響。 雖然有關(guān)單個(gè)調(diào)水工程環(huán)境影響的研究很多,但跨流域調(diào)水工程對環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的潛在影響并沒有得到充分評估。 調(diào)水項(xiàng)目規(guī)模巨大,有些影響可能不可逆轉(zhuǎn)。
大型調(diào)水工程改變了調(diào)水區(qū)和受水區(qū)的水平衡,對當(dāng)?shù)鼐用駧碛欣虿焕p重影響。 受水區(qū)獲得的供水增加,居民享受到工農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的紅利;而有的調(diào)水區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化將導(dǎo)致收入降低,迫使當(dāng)?shù)鼐用癜徇w或自謀生路。 因此,研究利用綠色基礎(chǔ)設(shè)施等替代方案很有必要,或至少將綠色基礎(chǔ)設(shè)施作為解決方案的一部分。 同時(shí),探討利用其他措施解決水短缺問題的可行性, 如再生水利用、管道更新改造、利用水權(quán)交易和水市場進(jìn)行水分配、將自然濕地或地下含水層納入儲(chǔ)水系統(tǒng)、海水淡化和提高用水效率等方案。
與大壩項(xiàng)目不同的是,國際上沒有設(shè)立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)評估調(diào)水項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、性能及對人類和生態(tài)系統(tǒng)的影響。 鑒于工程影響的程度主要取決于調(diào)水區(qū)與受水區(qū)的自然和生物特征、調(diào)水工程類型、 調(diào)水量和調(diào)水頻率,因此,需要積累大量的數(shù)據(jù)。 但各國缺乏專門負(fù)責(zé)維護(hù)調(diào)水工程數(shù)據(jù)庫的機(jī)構(gòu),缺乏統(tǒng)一的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
跨流域調(diào)水使水資源重新配置,打破了水平衡,導(dǎo)致調(diào)出流域的水量減少,存在一些潛在的風(fēng)險(xiǎn),跨界調(diào)水工程還有增加國家間摩擦的可能性。
權(quán)衡跨流域調(diào)水工程總體效益與成本時(shí),應(yīng)設(shè)立多個(gè)水資源利用情境,從多個(gè)價(jià)值維度進(jìn)行分析研究。近年,國際上開始流行 “水足跡”(指一個(gè)國家、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)人,在一定時(shí)間內(nèi)消費(fèi)的所有產(chǎn)品和服務(wù)所需要的水資源數(shù)量)概念和技術(shù),以此評價(jià)人類對水資源時(shí)空分布依賴程度, 衡量人類活動(dòng)對水資源的影響。
在全球水資源時(shí)空分布不均問題愈發(fā)嚴(yán)重的情況下,應(yīng)將跨流域調(diào)水工程納入水資源綜合管理,同時(shí)考慮綠色基礎(chǔ)設(shè)施的作用,水資源不僅是供人類使用的自然資源,也是珍貴的生態(tài)資源。
人類通過大型調(diào)水工程可重造全球水文網(wǎng)絡(luò)和分配流量,創(chuàng)建一個(gè)“人工河”網(wǎng)絡(luò)。 這意味著將這些大型調(diào)水工程納入全流域水文模型十分必要,同時(shí),應(yīng)制定統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn),評價(jià)大型調(diào)水工程的生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響。