可持續水管理面臨的挑戰與機遇

N.S.葛里格 等

1 生態基流困境

生態基流有兩個屬性，一個是在河流任意一點就可定義該點以上集水區域為一個流域，這是水管理中天然的、符合邏輯的單元。不幸的是，這與行政邊界不一致。流域邊界與行政邊界的不符性屬于水管理制度問題。解決該問題，需要政府間的通力合作，但實際上這種合作很難持續下去。

第2個屬性是其量級和歷時變化，這取決于與水量分流和回流相關的所有水管理決策共同作用結果。例外的是，為了維持生態基流，水庫運行者會酌情泄水。

對生態基流產生影響的水管理行動可能涉及到多方機構，如水運管理者、廢水排放者和電力生產者。其他參與者包括環境、魚類和野生植物管理部門、航運部門、娛樂機構和公司。為了生態基流、抽水和排水以及環境需求，大壩安全與運行、水運及健康保障等原因，調度者會執行相關規則。

2 生態基流技術分析

可以按照水的供給和需求分類來概括生態基流方面的技術問題。供水與水文、地下水、水庫動力學、河流動力學相關，涉及到水資源系統未來入流時間序列的不確定性。需求問題可能更復雜，大多數用水需求可以用經濟變量來量化，但漁業和野生動、植物因為涉及到不同的物種和生命階段，而特別難以定量。盡管有很多關于生態用水需求的量化方法，確定天然水資源系統的生態基流仍頗具爭議性。

正是這些技術問題的復雜性，造成基于法律和政治沖突的制度僵局。因此，需要有領導力來處理這方面的問題。

3 制度壁壘

對水管理的定義，通常側重于行政性權威。比如，全球水伙伴計劃將其定義為“政治的、社會的、經濟的和行政系統的范疇，負責不同社會水平的水資源開發、管理和服務”。

有專家提出制度壁壘可分為以下幾類:

(1)涉及地表水和地下水、水量和水質以及其他關聯問題的法律不健全和缺乏集權管理。

(2)司法和政治委員會的權威分割和協作困難。

(3)議程相互沖突，評估標準不一致，優先項目設定和工程執行困難。

(4)管理僵局和規則泛濫。

(5)市場失靈與水的定價和費率設定困難。

以上分類可以解釋為什么難以獲得生態基流問題的集成方案。例如，在科羅拉多州，有關生態基流的法律確實存在，但僅用于幾條水權清晰的河流。大多數州沒有制定有關河流生態基流方面的法律。由于機構權威分割，導致出現生態基流困境。

從管理公共事務的范疇看，生態基流管理比其他資源管理更困難。因為其數量、質量和出現時間取決于眾多上游利益集團毫無協調的取水與排放，而這些活動與下游承擔的后果沒有直接利害關系。因此，生態基流面臨著巨大的挑戰。

4 整合分析

力求通過整合，將諸如生態基流之類的水問題緊密地排列到一起。2000年，曼切斯特技術研究所舉行了土木與環境工程新千年報告會，在報告中已明確表示有必要綜合考慮技術和社會需求，尋找解決如水管理困窘之類問題的方案。

與技術問題相比，在解決生態基流問題方面，制度限制造成的麻煩更多。因此土木工程師必須成為決策過程中的領導者。如何在生態基流問題上實施領導力，往往取決于問題規模的大小，因為隨著地理尺度和政治勢力范圍的擴張，水問題也會不斷加劇而失去控制。可以將生態基流劃分為:

(1)小。市縣面積小于259 km2。

(2)中。經過多個縣，面積達到2590km2。

(3)大。由幾個中等流域匯合在一起，面積達到51800km2。

(4)非常大。經過多個州或國際區域。

對于以上分類，各舉西部和東部一個例子加以說明，例子尺度分別為一個中型、一個大型。兩者都是單個利益相關者的決策不能直接解決生態基流問題。

(1)西部科羅拉多州普德爾河。普德爾(Pouder)河位于科羅拉多州北部，其峽谷出口處年均徑流量大約為3.44億m3，包含天然徑流和外來水量。歷史上，灌溉和城市用水需求耗盡了峽谷口下游環境流量。科羅拉多北部水保護區提出了基于格萊德(Glade)水庫的河道外儲水工程，每年分流洪水4930萬m3。水庫進行市政和灌溉用水調度時，會減小下游環境流量的峰值。北部集成供水工程影響到距離南普拉特河流93 km的范圍，特別是從峽谷39 km處到亭拿(Timnath)社區。

對于北部集成供水工程，美國陸軍工程兵團正在進行環境影響評價，目前還不知道評價結果，但生態基流似乎是個關鍵問題。歷史上由于市政和灌溉用水分流，河流已經失去很多環境流量。該工程將會進一步加重河流負擔。

在滿足經濟和社會發展供水需要時，實際上，從制度的角度來看，無論其環境影響評價結論如何，都應采取措施恢復或加強河流中環境水流。

(2)東部沃特里河。沃特里(Wateree)河主要涉及到杜克能源的再授權工程及其13座水電站、11座相互連通的水庫。杜克能源項目聯邦能源管理委員會的授權于2008年8月到期，而新的50a授權還沒有發布，現處于臨時運行。再授權的研究涉及到160多名利益相關者，代表著80個與河流利益相關的組織。

新授權將對今后40～50a的湖泊系統運行模式定型、重新平衡湖泊水位與水管理，以應對多種需求，如水源棲息地的流量、娛樂流量、沃特里河洪水管理、干旱管理和供水需求等。水管理規劃在滿足文化資源、頻危物種和水質保護的同時，也需滿足娛樂設施、岸線管理、土地保護、棲息地維護等目標。

卡托巴－沃特里兩州委員會由南、北科羅拉多州議會創建，是討論水管理問題的論壇。由于2002年和近期多次出現的干旱，該委員會最后否決了跨流域調水的提議。目前的研究和用水預測是基于再授權的需水量和水文模型開展的。

生態基流不僅涉及到環境影響評價，也涉及到水量管理的精細研究。該例子中，是聯邦能源管理委員會，而不是美國工程兵團開展的工程環境影響評價。

5 結論

通過上述2個案例可以看出，需要改善的水管理措施是對所有生態基流需求(包括環境健康水流在內)進行優化平衡。為此，尋找平衡點非常重要，否則難以對水管理方案進行價值評估和選擇。

土木工程師應盡可能地應用專業知識和技巧幫助克服制度壁壘。假設某些科技領域不確定性較大，土木工程師首先應針對存在的不確定性達成共識。

在解決生態基流之類問題方面發揮領導力的作用并不容易。盡管可以參考資源經濟學理論，但這些理論并未涉及到這方面的具體問題。分析表明，生態基流問題比其他定義明確的資源問題更復雜，需要有基于有效領導力的實質性文化環境轉變，從而對其加以識別并實現所需的改革。