鄧偉 楊才 苑全治
摘 要:人類社會(huì)在發(fā)展進(jìn)程中始終面對(duì)洪水災(zāi)害問題,人—水—地的矛盾關(guān)系隨著社會(huì)發(fā)展也在不斷演進(jìn),現(xiàn)代社會(huì)物質(zhì)的豐富性也讓洪水災(zāi)害的損失不斷增加,為抵御高風(fēng)險(xiǎn)的洪水也讓社會(huì)付出了沉重的代價(jià)。面對(duì)洪水向人類社會(huì)發(fā)出的警示,特別是面對(duì)2020年和2021年流域性、區(qū)域性洪水災(zāi)害的影響,如何基于可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)導(dǎo)向下,促進(jìn)人—水—地的和諧與共生,使得水空間問題再次呈現(xiàn)。本文立足新時(shí)代國土空間治理與高質(zhì)量發(fā)展、流域水安全與國家可持續(xù)發(fā)展大局,分析水與空間的關(guān)聯(lián),韌性水環(huán)境與洪水的關(guān)系,分析表明,流域數(shù)量與格局合理、結(jié)構(gòu)與功能匹配的水空間是人類社會(huì)化解洪水災(zāi)害與風(fēng)險(xiǎn)的自然基礎(chǔ)與必要路徑。本文在此基礎(chǔ)上探索水空間規(guī)劃內(nèi)容和保護(hù)策略。
關(guān)鍵詞:濕地;水空間;洪水;水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn);流域安全
2020年和2021年流域性、區(qū)域性洪災(zāi)又一次向人類敲響了來自自然的警鐘。在氣候變化和人類活動(dòng)不斷加劇的今天,使得人—水—地關(guān)系成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程中必須高度關(guān)注的重大問題之一。中國是一個(gè)季風(fēng)氣候主導(dǎo)的國家,氣候變化所帶來的影響是巨大的,區(qū)域性極端天氣強(qiáng)降水導(dǎo)致江河流域洪澇嚴(yán)重,中下游地區(qū)城鄉(xiāng)大面積過水,生命和財(cái)產(chǎn)受到不同程度的損害,應(yīng)急與恢復(fù)重建成本不斷增加,嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性與效率。
大氣降水過程與地表徑流過程是水文情勢(shì)不確定性的根源,并與陸表系統(tǒng)多種因素有關(guān)。1998年全國性大洪水之后,一些學(xué)者相繼發(fā)表學(xué)術(shù)看法和思考。如《水科學(xué)進(jìn)展》編輯部邀請(qǐng)專家縱論98年特大洪水問題[1],主要從洪水的根源論及植被生態(tài)與水土保持、流域整體防洪能力建設(shè)、強(qiáng)調(diào)需強(qiáng)化風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)、倡導(dǎo)合理安排洪水的“出路”和促進(jìn)水利經(jīng)濟(jì)的科學(xué)發(fā)展;一些學(xué)者從化解洪水風(fēng)險(xiǎn)方面提出了濕地功能再認(rèn)識(shí)的思考[2];作者也根據(jù)洪水和水資源利用的辯證關(guān)系,提出了水空間管理與水資源可持續(xù)性的認(rèn)識(shí)[3],并就河流洪泛的作用與濕地格局的時(shí)空聯(lián)系和陸地水循環(huán)的過程進(jìn)行探討,初步研究了流域水空間問題[4-6]。
洪水是自然過程,但在變化環(huán)境下,洪水災(zāi)情頻現(xiàn),災(zāi)損也不斷增加(圖1),這也正應(yīng)了《理解正在變化的星球》中問及的“氣候和其他環(huán)境變化將如何影響人與環(huán)境耦合系統(tǒng)的脆弱性” [7]。21世紀(jì)人類社會(huì)發(fā)展面臨水少、水多、水臟的系列挑戰(zhàn)與考驗(yàn),成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵制約性因素之一,人—水—地矛盾不斷增加社會(huì)安全運(yùn)行成本。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球各類自然災(zāi)害所造成的損失中,洪災(zāi)占40%,洪災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡均居首位。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國2020年的洪災(zāi)導(dǎo)致直接經(jīng)濟(jì)損失為2 143.1億元,死亡人數(shù)271人;據(jù)央廣網(wǎng)鄭州2021年8月2日消息,“7.20”特大暴雨造成了鄭州292人遇難,直接經(jīng)濟(jì)損失532億元。如此嚴(yán)重的洪災(zāi)影響,迫使我們要進(jìn)一步深刻地思考未來應(yīng)對(duì)和管理洪水的策略問題。
審視中國快速的城市化,可知以城鎮(zhèn)空間體系主導(dǎo)的地表結(jié)構(gòu)變化極大地改變了陸地水文徑流環(huán)境,城鎮(zhèn)化的空間網(wǎng)絡(luò)體系不斷喪失水空間,導(dǎo)致應(yīng)對(duì)洪水的自然能力下降。思慮近年來嚴(yán)重的洪水問題,結(jié)合筆者1998年特大洪水之后開展的有關(guān)水空間問題探究,包括濕地特別是洪泛濕地的水空間功能研究,立足于流域國土空間高質(zhì)量發(fā)展的新要求,秉持山水林田湖草(濕地)是生命共同體的重要理念,基于濕地視角再論水空間問題,以期為流域水安全和可持續(xù)發(fā)展提供新的科學(xué)認(rèn)識(shí)。
一、水的特性及其與空間的關(guān)聯(lián)
1.水的自然與社會(huì)特性
水的運(yùn)動(dòng)形式,即循環(huán)過程是非常復(fù)雜的。水也是利與弊交織:少了干旱,多了洪澇,臟了危及環(huán)境與人類健康。雨情是氣候因素決定的,水的徑流受地形因素和下墊面條件復(fù)合影響。水的人類社會(huì)福祉性依賴其時(shí)空均衡性。因此,水的調(diào)蓄必須要有一定的空間,即水空間。在自然基礎(chǔ)上,地表水徑流是自由的,而對(duì)人類社會(huì)發(fā)展而言,對(duì)水的時(shí)空進(jìn)行人為調(diào)控是必然的,而這種調(diào)控在變化環(huán)境下不斷面臨新的挑戰(zhàn)。治水管水從古至今都是關(guān)乎國家和民族命運(yùn)的大事。運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)手段,可為人類更深入地認(rèn)識(shí)水的特性,把握水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,科學(xué)治水管水,促進(jìn)人—水—地關(guān)系的和諧提供重要的科技基礎(chǔ)。
2.水與空間的關(guān)聯(lián)
(1)水的空間性。水作為基礎(chǔ)性自然資源,需要通過調(diào)蓄才能滿足現(xiàn)代人類社會(huì)利用的需求,沒有合理的水空間就不可能有水的調(diào)蓄,也談不上水的科學(xué)管理。水的運(yùn)動(dòng)與徑流需要一定的空間或廊道,水需要多大的水空間或廊道與流域水情密切相關(guān)。顯然,流域水空間要與流域水文情勢(shì)變化相匹配或耦合。水空間是立體的,并具有時(shí)空尺度性,它不單是河道,還應(yīng)包括濱水空間以及與水徑流關(guān)聯(lián)的空間(環(huán)境)。必須指出,濕地包括洪泛區(qū)濕地都是重要的水空間,具有水—地關(guān)系內(nèi)在關(guān)聯(lián)性,人—水—地關(guān)系問題的本質(zhì)是水空間在流域?qū)蛹?jí)協(xié)調(diào)耦合的問題。
(2)水空間概念。水空間是指陸地水循環(huán)過程和水資源形成相關(guān)聯(lián)的水流區(qū)與多介質(zhì)系統(tǒng)。諸如洪水廊道(洪泛區(qū))、森林、濕地、江河湖庫、土壤層(包氣帶)和地下含水介質(zhì)等[6]。水空間具有客觀性,并與水文地貌、水空間介質(zhì)結(jié)構(gòu)、氣候變化和人類活動(dòng)密切關(guān)聯(lián)。
(3)水空間類型。根據(jù)成因、介質(zhì)組成、地理層位、空間形態(tài)、水文特性和可變性,流域水空間可劃分為不同類型。依據(jù)成因劃分為自然水空間、人工水空間和自然—人工復(fù)合水空間;依據(jù)組成介質(zhì)劃分為非生物質(zhì)水空間、生物質(zhì)水空間和復(fù)合質(zhì)水空間;依據(jù)層位劃分為地表水空間和地下水空間;依據(jù)空間形態(tài)劃分為線狀、面狀和網(wǎng)狀水空間;依據(jù)水文特性劃分為季節(jié)性(暫時(shí)性)水空間和持久性水空間。
(4)水空間邊界。依據(jù)確定性和可變性,水空間邊界可劃分為常態(tài)水空間邊界和應(yīng)急水空間邊界。常態(tài)水空間是流域在平水年能夠保障生態(tài)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)安全的水空間范圍,是水空間的基本格局。應(yīng)急水空間是在特殊天氣過程中,能夠承受一定過境洪水壓力的水空間,是環(huán)境韌性的表征。應(yīng)急水空間具有彈性的水調(diào)蓄疏解功能,在國土功能上體現(xiàn)多目標(biāo)性或利用的多樣性。
(5)流域水空間結(jié)構(gòu)與特性。流域水空間功能具有整體性和系統(tǒng)性的特征,并受地帶性和地表結(jié)構(gòu)的影響。流域水空間沿河道具有縱向、橫向和垂向的空間關(guān)聯(lián)。就其特性而言,一是流域水空間格局具有時(shí)空耦合性,遵循地域分異規(guī)律,與氣候變化、天氣過程、人類活動(dòng)有關(guān);二是流域水空間邊界具有動(dòng)態(tài)性,其邊界是基于水情背景下相對(duì)應(yīng)的空間范疇;三是流域水空間系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性,水循環(huán)過程將流域城鄉(xiāng)水空間各子系統(tǒng)有時(shí)序地聯(lián)系起來,彼此相互作用和相互影響,形成互反饋關(guān)系。
二、韌性水環(huán)境與洪水
1.韌性水環(huán)境
韌性水環(huán)境就是要求公共水系統(tǒng)能夠在抗旱、防洪以及突發(fā)水環(huán)境等事件時(shí),能有效緩解沖擊和壓力對(duì)公共環(huán)境的影響,穩(wěn)定提供優(yōu)質(zhì)水源、降低水患危害。韌性水環(huán)境是韌性城市體系的關(guān)鍵內(nèi)置特征,也是韌性城市功能的基礎(chǔ),韌性水環(huán)境對(duì)城鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)體系水文過程的空間均衡具有重要的調(diào)節(jié)功能和化解水災(zāi)害的作用。
2.從自然的角度理解洪水
洪水是自然產(chǎn)物,這無可厚非,但人類之所以視洪水為“猛獸”,是因?yàn)楹樗哂幸欢ǖ钠茐男?,不僅損害生態(tài)空間,也損害生活和生產(chǎn)空間,危及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。洪水是一種自然力,它不以人的意志為轉(zhuǎn)移。如何化解洪水的破壞力,應(yīng)從自然的角度考慮如何適應(yīng)洪水,其中構(gòu)建合理的水空間格局(韌性水環(huán)境)非常必要,以期解決水多和水少的水患問題,安全服務(wù)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
3.從社會(huì)的角度應(yīng)對(duì)洪水
為了保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)安全,我們必須要遵循自然規(guī)律,絕不能不計(jì)成本或代價(jià)進(jìn)行“人水大戰(zhàn)”,要理性面對(duì)洪水,在尊重自然規(guī)律的基礎(chǔ)上,從綜合層面促進(jìn)人類對(duì)洪水的調(diào)控。因此,流域或區(qū)域足夠的水空間(韌性水環(huán)境)及其系統(tǒng)格局與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和完善的運(yùn)行機(jī)制至關(guān)重要,努力做到御洪水于合理的空間范圍,這是人類社會(huì)在變化環(huán)境下,管理洪水風(fēng)險(xiǎn)的擇優(yōu)路徑。
三、水空間規(guī)劃與保護(hù)策略
1.水空間規(guī)劃
(1)水空間規(guī)劃的原則。水空間規(guī)劃必須堅(jiān)持以下原則:適應(yīng)變化環(huán)境下流域洪水重現(xiàn)短周期化的原則;流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水資源安全相互協(xié)同的原則;流域水空間權(quán)屬合理配置及管控的原則;增強(qiáng)流域水—生態(tài)—能源—食物網(wǎng)絡(luò)安全的原則;協(xié)同海綿城市體系構(gòu)建的原則。
(2)水空間規(guī)劃的層次。基于上述原則,流域水空間規(guī)劃多層次關(guān)聯(lián)如圖2所示。
(3)水空間規(guī)劃的內(nèi)容。①變化環(huán)境下流域水文過程演化規(guī)律的識(shí)別。多時(shí)空尺度分析氣候變化和人類活動(dòng)作用下,流域下墊面變化特征,將流域水文變化過程與下墊面變化相耦合, 闡釋流域地表變化過程對(duì)流域水文情勢(shì)的影響, 揭示變化環(huán)境下水文過程與水資源演變規(guī)律,重點(diǎn)識(shí)別人類活動(dòng)對(duì)流域水空間的影響、評(píng)價(jià)和預(yù)測其風(fēng)險(xiǎn)。②流域水空間關(guān)聯(lián)性、特征與變化模擬。通過流域水空間格局、結(jié)構(gòu)與功能關(guān)聯(lián)效應(yīng)的模擬,確定基于城鄉(xiāng)水安全目標(biāo)的水空間靜態(tài)和動(dòng)態(tài)邊界, 闡釋不同洪水頻率下洪泛區(qū)演變特征與水空間調(diào)節(jié)的數(shù)量關(guān)系, 為流域水空間格局建構(gòu)與功能等級(jí)劃分提供依據(jù),重點(diǎn)分析河網(wǎng)系統(tǒng)的水空間聯(lián)系及其功能與作用機(jī)制。③流域水空間合理配置的多目標(biāo)。統(tǒng)籌水—地—社會(huì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題,基于水( 資源)安全多目標(biāo)設(shè)定,充分考慮自然環(huán)境基礎(chǔ), 因地制宜地科學(xué)確立流域水空間規(guī)劃多目標(biāo),平衡流域上中下游水空間需求關(guān)系與匹配性,以滿足自然與社會(huì)水安全體系的整體協(xié)調(diào)與可持續(xù)性。④建立流域水空間信息管理與決策支持系統(tǒng)。通過空—天—地一體化對(duì)地觀測,獲取多源信息,建立多屬性數(shù)據(jù)集,構(gòu)建流域水空間綜合數(shù)據(jù)庫,利用空間分析多種智能體模型,動(dòng)態(tài)把握流域氣候變化和人類活動(dòng)影響下水空間變化特征, 實(shí)時(shí)定量闡釋流域調(diào)蓄能力和可調(diào)蓄范圍,集成模擬模型、地理信息系統(tǒng)、智能算法等方法,為流域水空間問題的快速診斷與科學(xué)調(diào)控決策提供技術(shù)支撐。⑤流域水空間治理與保障體系。建立流域水空間功能紅線制度,以及相關(guān)的法規(guī)和條例,基于流域水空間監(jiān)測預(yù)警,促進(jìn)流域適洪減災(zāi)管理工作,將被動(dòng)管理洪水轉(zhuǎn)化為主動(dòng)適應(yīng),建立和完善流域水空間經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償機(jī)制,不斷提高流域水空間功能管理的綜合能力。
2.水空間保護(hù)策略
留足濕地與洪水共舞是水空間保護(hù)的基本路徑。濕地水空間的調(diào)節(jié)功能不可替代,濕地是人類社會(huì)與洪水共舞的自然基礎(chǔ),是化解洪水風(fēng)險(xiǎn)的自然力量。遵循社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的理念,人類需要學(xué)會(huì)與洪水和諧相處的辦法,而濕地(洪泛濕地)正是“基于自然的解決方案”(Nature Based Solution, NBS)化解水多、水少,協(xié)調(diào)人—水關(guān)系的正確路徑。
(1)釋放濕地水空間調(diào)蓄的自然力量。濕地是水陸相互作用的活躍地帶,是陸地系統(tǒng)重要的集水區(qū)域(水的營房),既可以減緩和抑制地表徑流,又具有卸載洪水的功能。早有研究證實(shí),流域濕地率與洪峰消減具有一定的相關(guān)關(guān)系[8],這是因?yàn)闈竦鼐哂泻軓?qiáng)的蓄滯水流功能,也正是濕地水空間的自然力量所在。據(jù)此,流域濕地率劃定時(shí)需要考慮:一是要對(duì)標(biāo)流域水安全風(fēng)險(xiǎn)管控;二是要適應(yīng)流域氣象水文特點(diǎn)和洪水過程與規(guī)律;三是要城鄉(xiāng)統(tǒng)籌,科學(xué)合理劃分水空間功能區(qū)。
(2)建立適應(yīng)洪水的經(jīng)濟(jì)體系。適洪經(jīng)濟(jì)的精髓就是讓人與洪水和諧相處,充分利用洪水的規(guī)律性化洪災(zāi)為“洪財(cái)”[9]。目前,全國各地在較長時(shí)期的摸索中,逐步形成了一些適水的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,在扶貧致富和鄉(xiāng)村振興方面發(fā)揮了重要作用。如吉林的松嫩平原洪泛濕地區(qū),多有湖泡蘆葦濕地分布,探索出了葦—蟹和稻—蟹適水經(jīng)濟(jì)模式;還有四川內(nèi)江、宜賓基于稻田濕地,發(fā)展了稻—魚—鴨和稻—小龍蝦適水經(jīng)濟(jì)模式,并與鄉(xiāng)村休閑旅游結(jié)合,形成了濕地多業(yè)態(tài)融合發(fā)展體系,極大地增加了鄉(xiāng)村生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這些順應(yīng)自然的鄉(xiāng)村發(fā)展模式,充分體現(xiàn)了因水制宜的思路,科學(xué)把握了水土耦合特征與規(guī)律,進(jìn)而達(dá)到了適水性與經(jīng)濟(jì)性(圖3),提升了可持續(xù)發(fā)展能力。
(3)制定適應(yīng)洪水發(fā)展的綜合戰(zhàn)略。氣候變化影響下的極端天氣將不斷增加,水情變化的不確定性與高風(fēng)險(xiǎn)性給未來發(fā)展帶來多重挑戰(zhàn),特別是城市地區(qū)急需加強(qiáng)其自身的環(huán)境韌性[10],在洪水管理方面要?jiǎng)?chuàng)新思路,跳出傳統(tǒng)做法,綜合集成工程措施、生態(tài)措施和現(xiàn)代治理措施,用可持續(xù)發(fā)展的思想看待人—水—地—經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)關(guān)系重塑的必要性和緊要性,權(quán)衡敏感集水區(qū)洪水利害關(guān)系[11],適度束水,給水建立家園,進(jìn)而全面促進(jìn)生態(tài)文明與國土高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)程中的人—水—地和諧關(guān)系(圖4)。
為此,國家需要在“十四五”規(guī)劃制定過程中,考慮適應(yīng)洪水發(fā)展的總體策略與方針,通過流域水空間的科學(xué)規(guī)劃,基于水空間恢復(fù)的自然力和管理方法[12],建立流域水空間合理的格局與功能體系,不斷加強(qiáng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)安全發(fā)展的水空間體系建設(shè),不斷完善網(wǎng)絡(luò)化的流域濕地水空間結(jié)構(gòu)與功能提升,極大地增加城鄉(xiāng)韌性水環(huán)境,全面系統(tǒng)地增強(qiáng)流域化解洪水的綜合能力。
四、認(rèn)識(shí)與討論
綜上所述,可以得出如下一些新的認(rèn)識(shí):①變化環(huán)境下,水的有效調(diào)節(jié)空間是確保流域水安全的根本基礎(chǔ),應(yīng)當(dāng)在國家和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃中作為一個(gè)專項(xiàng)內(nèi)容加以研究,并將工程化水空間和生態(tài)化水空間有機(jī)、高效組合,全面構(gòu)筑起流域水安全體系。②要?jiǎng)?chuàng)新洪災(zāi)治理模式,強(qiáng)調(diào)在響應(yīng)和適應(yīng)洪水規(guī)律的前提下,基于流域洪水風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空特性,以數(shù)量與格局合理、結(jié)構(gòu)與功能匹配的流域水空間對(duì)洪水進(jìn)行科學(xué)調(diào)蓄與管控。③要高度重視洪泛濕地水空間的生態(tài)服務(wù)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,以適水經(jīng)濟(jì)為路徑依賴,并與半自然半人工化的溝渠濕地組網(wǎng),提升區(qū)域適水國土空間多樣功能的綜合性與經(jīng)濟(jì)性,確保水—生態(tài)—經(jīng)濟(jì)的高效率和高質(zhì)量復(fù)合關(guān)系。④水空間的劃定要充分依靠基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的成果提供支撐,還要依靠法律法規(guī)保障體系和政策工具的支持,確保水空間的合法性與有效性。
從流域水安全與經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展管理看,水空間管理問題不可回避,社會(huì)各個(gè)方面都應(yīng)高度重視,流域未來必須依靠足夠的水空間來應(yīng)對(duì)氣候變化和極端天氣影響下的洪水災(zāi)害。為此,要樹立流域水空間的科學(xué)理念,通過專題性的科學(xué)研究,特別是變化環(huán)境下流域洪水演變模擬和預(yù)測,深入探究一些相關(guān)的重大科學(xué)問題,為流域水空間的規(guī)劃與管理提供更多、更科學(xué)的指導(dǎo)和決策依據(jù)。
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