羅 強 ,王修貴 ,Mohsin Hafeez,何林華
(1.武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室,430070,武漢;2.InternationalCentre ofWaterfor Food Security,Charles SturtUniversity,NSW 2678)
澳大利亞的灌區管理及其啟示
羅 強1,2,王修貴1,Mohsin Hafeez2,何林華1
(1.武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室,430070,武漢;2.InternationalCentre ofWaterfor Food Security,Charles SturtUniversity,NSW 2678)
澳大利亞灌區管理一般采取用水戶參與的公司運作模式,通過灌溉公司和用水戶所擁有的水權進行灌區水資源的分配,水權可以進入水市場進行臨時或者永久的交易。灌區通過現代信息化技術來實現灌區水資源利用效率的提高和農戶經濟收入的提高,并通過專門機構來負責環境用水水權。結合我國灌區實際,提出可供我國灌區管理借鑒的經驗。
灌區管理;水權與水市場;環境用水
澳大利亞的國土面積為769.2萬km2,主要有6條河流,最長的河流為墨累河,流經昆士蘭、新南威爾士、維多利亞和南澳大利亞4個州,最終注入大海。墨累河全長大約2520 km,加上最大的支流達令河流域構成墨累—達令流域,流域總面積106.1萬km2,占澳大利亞國土面積的13.8%。
根據《澳大利亞水資源2005》,在2004—2005水文年,澳大利亞水資源總量為3361億m3。在水資源使用中,水資源利用量為798億m3,消耗量為188億m3,農業用水量為122億m3,占總消耗水量的65%。
澳大利亞的水資源特點和我國類似,時空分布不均。但由于澳大利亞的人口總量少,人均水資源量遠遠高于我國。
澳大利亞農牧業發達,農牧業產品的生產和出口在國民經濟中占有重要位置,是世界上最大的羊毛和牛肉出口國。根據澳大利亞統計局2009年數據,農牧業用地409萬km2,占全國土地面積的63%。主要農作物有小麥、大麥、油菜籽、棉花、蔗糖和水果。
澳大利亞面積超過1000 km2的灌區有維多利亞州的高本—墨累灌區、新南威爾士州的墨累灌區和馬蘭比吉灌區、西澳大利亞的西南灌區,灌區的土地面積分別為8592 km2、7480 km2、6600 km2和 1120 km2。
澳大利亞屬于聯邦國家,由6個州和2個領地組成。澳大利亞的水管理體制和其政治體制息息相關。在聯邦體系下,法律的制定有兩套體系:聯邦議會制定全國性的聯邦法律;在聯邦法律的框架里,州議會可以就任何與本州有關的事宜進行立法。
按照澳大利亞的聯邦體制,州(領地)政府是水資源的所有者,但管理權則由聯邦和州共同擁有,聯邦負責制定全國性的法律,州議會則在聯邦法律下制定具體的實施細則。目前,澳大利亞國家級的水資源管理機構是2010年9月14日成立的國家環境、水資源、人口、社團可持續部下設的國家水資源委員會,該委員會負責澳大利亞水資源的管理和利用。目前澳大利亞在水管理方面國家級的法律性文件是各州簽署的《國家水計劃 2004》(National Water Initiative 2004)以及《水行動 2007》(WaterAct2007)。 各州(領地)在該法律的約束下制定各州水管理方面的法律,明確水權、水市場運作等方面的條款。
澳大利亞尤其重視環境用水,根據《水行動2007》成立了聯邦環境水持有人(CEWH)這一法定機構,其主要職責是保護和恢復墨累—達令流域以及在墨累—達令流域外的聯邦擁有水資源區域的環境資產。澳大利亞政府通過買回水量和其他初始節水積存所獲取的水權都為CEWH所擁有。每年可用于環境的水量取決于獲取的數量、許可證的類型以及季節的水量分配。聯邦購買的環境水權和其他水權一樣,遵守同樣的規則并可用于水市場交易。
澳大利亞灌區的水管理一般是公司運作,灌區管理公司根據各州涉及水管理的法律性文件、公司所擁有的水權進行運作。這里以新南威爾士州(NSW)的馬蘭比吉灌區(MIA)為例進行說明。
在NSW,有新南威爾士州水辦公室(NOW)和州水利公司(SW)兩個政府機構負責水資源的管理。這兩個機構的分工是:NOW負責水政策的制定,確定水分配規劃和用水戶可用水量方面的法律條文。NOW還審批工業用水和水交易,以及水量、水質和河流生態健康的監測。州水利公司是NSW的農村大型水利公司,負責管理NSW農村的水利設施和以灌溉為主的閘壩,并控制閘壩向河道的下泄水量。州水利公司和一些具有從河道取水許可證的公司如馬蘭比吉灌溉有限公司(MI)一起,共同負責NSW內的水秩序。
馬蘭比吉灌區灌溉系統由馬蘭比吉灌溉有限公司負責管理,該公司是以灌區內農戶為董事的一個私營股份制公司,但沒有上市。該公司擁有馬蘭比吉河47.3%的水權,使其成為馬蘭比吉河最大的單一水用戶。
灌區水管理的目的,一般都是盡可能提高灌溉水分利用效率,使有限的水能夠滿足用水戶和作物灌溉的需要。
在整個澳大利亞灌區的灌溉配水過程中,水權、水權水量(即初始水權分配的水資源量)、可用水量配額、用水優先序和轉移水量等是幾個非常重要的概念。
(1)水權
水權是整個配水過程的核心內容,所有的配水都根據當年的水資源總量以及水權來決定。水權包括水量分配權、交易權、使用權和注冊記錄權等。根據《國家水計劃2004》,每個用水戶都要求具有水權。
在新南威爾士州,水量分配服從于州制定的《水分享計劃(2004)》,這是一個地下水和地表水供給的可持續管理的十年計劃。該計劃為NSW的經濟發展和河流環境的需要提供支撐,并決定有多少水量可以用來分配。規劃確定了用水許可證、水資源分配賬目、水交易與水分配、取水量、大壩運行及入流管理等方面的條款,也是NSW配水方面的一個州法律文件。
(2)可用水量配額
可用水量配額是指水量在用水許可證之間的分配。配額根據用水許可證的類別,把用水許可證上所有的水量加入水賬戶,水賬戶的水量由水權水量乘以配額給出的單位水量分配百分數確定。例如,一個用戶的水權水量是10萬m3,現在州水資源辦公室宣布按照50%分配,則用戶將得到5萬m3的可用水量。當可用水量配額確定或者水量從用水許可證轉移到賬戶后,水將是賬戶上的信用。當水被使用或者轉移到另一個許可證后,信用水量將被扣除。
在馬蘭比吉流域,可用水量配額在每個水文年的開始(7月)根據不同類型的用水許可證來分類制定,并貫穿整個年份。一般來說,分配公告在灌溉季節(7月~次年4月)每個月的第1天和第15天制定,這個過程由州水資源辦公室負責。
一般來說,馬蘭比吉流域的水資源分配過程基于7月~次年4月水文年并考慮以下因素:流域內柏林扎克和布洛韋靈水庫的蓄水量;以枯水年(2006/2007)記錄為基礎進入柏林扎克、布洛韋靈水庫及下游的天然入流預測量;雪山的來水量預測;少量的承諾包括河道的水量輸送損失、緊急狀態下的人類需水等;不同權限的水資源使用許可。
(3)用水使用優先順序
根據新南威爾士州的有關用水規定,用水使用的優先序為:①系統損失水量,②環境用水,③緊急人類需水、庫存及生活用水,④轉存,⑤流域內的轉移,⑥高可靠度灌溉、工業用水,⑦一般可靠度灌溉。由于澳大利亞最近幾次枯水年的狀況,NOW已經將緊急人類需水調整為優先于環境需水。
對于灌區的灌溉而言,在NSW用水戶持有的用水許可證有高可靠度和一般可靠度兩種。在水資源的分配中,高可靠度許可證要優先于一般可靠度許可證。高可靠度許可證一般為園藝種植的用水戶所持有,比如樹木、果樹等種植者。一般可靠度許可證為作物種植用水戶所擁有,比如種植蔬菜、谷類和家禽養殖等。
在澳大利亞,用水戶可以同時購買永久的高可靠度或者一般可靠度的用水許可證,但高可靠度用水許可證的費用遠高于一般可靠度的。
(4)轉移水
轉移水是指在本年度灌溉季節已經分配給用水戶,但沒有使用或者交易,可以轉換到下一年使用的水量。轉移水屬于在水權交易中單一用水戶在時間尺度上的水量轉移交易。
根據《水分享計劃(2004)》,所有具有高優先權的用水許可證(高可靠度灌溉、工業)都根據年度基數來管理,這意味著在水賬戶里面的未使用水量在年末都將無效。賬戶在下一個水文年將重新獲取一個可用水量配額。一般可靠度許可證持有者有一套更為復雜的規則使用他們的許可證,為了給這些許可證持有者提供一個降低年與年之間可用水量變化的機會,允許在水賬戶里面未使用的可用水量配額從前一年轉移到下一年,但最高只能轉移30%。但一般可靠度賬戶當年分配的水量加上上年轉移的水量不能超過他們的水權水量,高可靠度賬戶當年分配的水量加上轉移的水量不能超過水權水量的95%。
仍以馬蘭比吉灌區為例,該灌區灌溉系統的管理者是馬蘭比吉灌溉有限公司 (MI),MI根據公司以及灌區內用水戶所擁有的水權來管理灌溉水量的分配。
如前所述,在灌溉季節每個月的第1天和第15天,NOW都會發布用水配額公告,MI根據可用水量配額進行水量的管理。MI對灌區內每一個用水戶建立一個用水賬戶,包括用水戶的水權水量、可用水量配額、交易水量、已使用水量等。當用水戶需水灌溉時,提前32小時或者24小時給MI公司打電話或者發送電子郵件,MI審核用水戶的水賬,如果申請水量小于賬戶里面的剩余可用水量,則給用水戶供水;否則,用水戶需要通過水權交易購買超過部分的水量。
水權的交易可以在時空兩個尺度展開,空間尺度即為用水戶與用水戶之間、用水戶與灌溉管理公司的交易,時間尺度則為上述提到的轉移水量。
用水戶的水量計量以進入農田的水量為準,灌溉公司承擔水量輸送損失。因此為提高公司效益,灌溉公司一般要想辦法降低輸水損失。這也是灌溉系統效率較高的原因之一。
澳大利亞的信息化建設水平較高,1998—2009年,澳大利亞擁有網絡賬號的家庭由16%上升到72%(我國2009年統計公報數據互聯網普及率為28.9%),擁有計算機的家庭從44%上升到78%。而對于農場主而言,全澳洲141026戶農場主中,擁有上網賬號的有92383戶,占總農戶的66%。一些灌溉公司如前文提到的馬蘭比吉灌溉公司等均有自己的網站,信息內容全面、豐富,更新及時,提供很多免費服務比如氣象數據服務等,是灌區管理的一個重要平臺。
信息化是灌區現代化的重要內容。澳大利亞灌區信息化有全套的解決方案,不僅僅關注灌溉水利用效率的提高,而且注重農戶提高經濟效益以及環境用水。
澳大利亞由于人口少,在灌區管理方面,自動控制和遠程控制設備應用比較廣泛。一些重要的閘門都是通過計算機遠程控制,不用人力操作。閘門的啟閉等都采用太陽能電池板,可為設備提供清潔、充足的能源。
不同的機構研制出很多系統來指導農場的灌溉用水管理,澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)無疑是其中的代表,CSIRO開發的典型軟件如下:
(1)應用現代3S技術進行灌溉水管理
CSIRO灌溉研究所研發的衛星與短信灌溉水管理系統,將遙感、作物耗水和現代通信方式結合起來,通過使用最新的遙感技術和SMS傳輸技術,來測定作物的需水量、泵站的運行時間及滴灌系統的灌溉持續時間,并將信息通過SMS的方式發送給農戶。
該系統14~20天更新一次全澳大利亞的衛星影像,然后利用衛星影像計算作物系數。通過這些影像得到植物冠層尺度,并得出田間特定作物的作物系數。這些信息和地面氣象數據一起,確定作物需水量。日耗水量、灌溉水管理信息通過SMS傳送給農戶。這項服務根據個人的種植結構來提供實際的泵站運行時間,從而簡化灌溉決策。同時,該系統允許農戶和其他農戶進行實時的灌溉水量對比。通過網頁,農戶可以看到他們用了多少水,其他農戶在整個季節用了多少水,從而評估自己的用水效率。
(2)田間用水成本—效益模擬
CSIRO開發的Swagman farm是一個田間尺度的用水效率、資源與經濟可持續發展的灌溉水管理軟件。該軟件以管理為導向,以成本—效益為目的,在灌溉區域獲取水和鹽分的平衡要素。軟件考慮農田的土壤分布、潛在用途、作物蒸騰需求、年度降雨徑流、深層滲漏、地下水深度、含鹽度、地下水等因素,通過水鹽平衡分析來幫助提高水分利用效率,為農戶提供對不同種植結構在經濟和環境效果方面的評估模擬,決定最優的灌溉方式,供有關部門確定提高經濟與自然資源可持續利用的政策參考。該系統在網站上可以直接供農戶使用。
澳大利亞的水權與水市場完善,對于提高水資源利用效率、保障用水戶合法權益、激勵節水起到重要的作用。
在我國灌區,尚未實行水權與水市場制度,但由于水資源短缺問題日益嚴峻,水權與水市場無疑是現代灌區的發展方向之一。明晰水權、允許水權轉讓,是處理灌區水資源緊缺、提高資源利用效率的首要制度措施。
灌區水權水市場的建立與運行的難點在于初始水權的分配,水市場交易制度與規則等的建立及水量計量等。尤其是初始水權的分配,必須避免窮的更窮、富的更富的傾向,應該保障人民基本需求的水權和基本生態環境水權。
澳大利亞很多灌區的管理,都是由灌區內的用水戶充當股東,成立灌溉管理公司,管理灌區的水資源。用水戶參與實質上是水管理范圍內的民主、自治問題。我國在一些灌區建立了農民用水者協會,也是屬于用水戶參與管理的一種模式,但在南方的很多灌區,實施結果并不理想。
究其原因,對于我國的大多數南方灌區而言,同澳大利亞相比,水資源短缺問題并不突出。農民用水者協會僅僅關注水資源的分配與管理,但沒有將水資源與農民種植經濟這個核心內容結合起來,使得投入與產出脫節。對于農民而言,對水資源的投入,能夠增加多少產出,效果不明顯。另外,水權水市場的缺失也是農民用水者協會沒有達到預期效果的主要原因之一。
因此,在用水戶參與方面,可以在灌溉用水矛盾突出的灌區進行試點,并將水資源分配與投入,與農民的經濟收入掛鉤,讓農民了解水資源投入所能帶來的效益,從而推動灌區的節水。同時,進一步明晰灌區管理局與農民用水者協會的職能,將政府職能從農民用水戶職責范圍內退出,僅進行宏觀指導。
信息化建設是為灌區的水資源管理服務的,其最終目的是提高灌溉水的利用效率,提高作物產量,提高灌區的經濟效益。因此,其建設內容不僅僅是像我國大多數灌區目前正在進行的網絡建設及信息共享,還應該包括作物耗水量計算軟件、利用收集到的信息進行作物實時配水調度的軟件、灌溉效益模擬軟件等的開發和使用。因此,在某種意義上來說,灌區信息化網絡建設僅僅是灌區信息化的基礎。但也要注意到信息化并不等同自動化,灌區的信息化建設要因時因地制宜,量力而行,效益優先。
在環境日益惡化的今天,環境用水已得到了充分的重視。在澳大利亞,有聯邦環境水持有人這一法定機構享有環境用水的水權,使得環境用水能夠落在實處。同時,在一些州法律中,環境用水的優先序排在第二位。以上措施使得重視環境能夠落在實處。
在我國的灌區,環境用水得到高度重視,但在實施層面,缺乏具有可操作性的措施和法律依據。因此,建立相關環境用水的法律法規尤為重要。另外,在我國的水權水市場尚未建立的情況下,提出具有可操作性的環境用水實施方案,也是需要解決和研究的問題。■
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責任編輯 邵自平
Management and enlightenments of irrigated areas in Australia
Luo Qiang,Wang Xiugui,Mohsin Hafeez,He Linhua
The mode of corporate operation with the participation of water users is generally adopted in irrigated areas of Australia.Water resources are distributed based on the water rights owned by irrigation companies and water consumers,and water rights can be traded temporarily or permanently in the water market.With modern information technology,water utilization efficiency is increased in irrigated areas,and so is farmers'income.There are also special agencies responsible for the environmental water right.Based on the actual situation of irrigated areas in China,experience of management of irrigated areas in Australia is offered in this paper as reference for the modernization of irrigated areas in China.
management of irrigated areas;water right and water market;environmental water
國家自然科學基金資助項目(50909074,50739003)。
S274
A
1000-1123(2011)09-0051-04
2011-02-01
羅強,副教授,研究方向為水資源最優規劃與管理及水利水電工程移民。