特修斯項目開發方案研究

［意大利］B．扎努蒂格

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特修斯項目開發方案研究

［意大利］B．扎努蒂格

摘要:沿海地區作為重要的居住區，對很多國家的經濟起著至關重要的作用。在該區域內有許多大城市以及重要的基礎設施，且海岸本身也是重要的生態系統。受極端事件和氣候變化的影響，會導致沿海地區很多基礎部分受到影響。特修斯(THESEUS)項目基于一個全面的參與性和跨學科的方法來應對沿海災害、增強抵御海岸侵蝕和洪災的能力，旨在為人類提供一個更安全、低風險的海岸來開發利用，同時也提供一個健康的沿海棲息地。對該項目的主要內容及其在實踐中的應用和所取得的成就，以及其管理、應用和信息平臺作了介紹。

關鍵詞:水電資源開發規劃;沿海地區;特修斯項目

1　項目背景

全球大約有25%的人口居住在100 km的海岸沿線。大約有6億人口生活在高于海平面10m以內的沿海地區，而且這一人數的增加速度可能會比全球人口預測的還要快得多。在未來25 a內，沿海人口的比例將會接近50%，這也反映著沿海的城市化進程。

世界上許多大城市都位于沿海地區，比如東京、廣州、曼谷、伊斯坦布爾、倫敦、拉各斯、紐約和布宜諾斯艾利斯，當然也包括能源設施、港口和機場等重要基礎設施。同時，作為重要的、有生產力的生態系統，海岸已越來越受到社會的重視。

沿海地區特別容易受到極端事件和氣候變化的影響。尤其是這些地區的許多關鍵領域，比如生態服務系統、農業、衛生、水資源管理、城市、旅游、能源以及基礎設施，將受到長期影響，而這些影響又將導致對其他領域產生級聯影響。

從FP7 PESETA項目成果可以看出，氣候變化會對歐盟的經濟產生影響。在A2情景下，如果不進行調整，那么歐洲可能會有2 000～17 000 km2左右的土地永遠消失，而且還會使10萬～130萬人每年飽受沿海洪水災害的影響。這些自然效應估計會造成每年120億～180億歐元的損失。

2　項目概況和主要成就

為了應對沿海災害以及增強抵御海岸侵蝕和洪災的能力，從2009年到2013年，歐盟委員會資助了650萬歐元用于開發特修斯項目。這個由歐盟資助的沿海風險評估和緩解風險的大型綜合性項目，旨在隨著海平面上升以及氣候變化(和經濟持續增長)，可為人類提供一個更安全、低風險的海岸來開發利用，同時，也是為了提供一個健康的沿海棲息地。

該項目的主要目標是制定一個涉及技術、社會經濟和環境等多方面的有關海岸侵蝕和洪水管理的綜合性的可持續防御策略。

由31個成員組成了特修斯聯盟，其中: 25個成員來自12個歐盟成員國，4個來自國際合作伙伴國家(中國、墨西哥、俄羅斯和烏克蘭)，另外還有2個成員來自中國臺灣省和美國。這些成員均具有沿海規劃和土木工程、海洋生態、社會科學和經濟學、氣象和氣候變化、計算機科學和地理信息系統等方面的專業技術。

擬通過特修斯項目，來解決與以下各方面緊密相關的問題。

2．1洪水評估的概念基礎

概念框架的建立是基于源－途徑－受體－后果模型，旨在為防洪體系做出明確定義，并呈現固有的因果關系及其相互依存關系的概念。與許多早期的防洪評估不同，特修斯說明了洪災對人類和自然系統會造成的后果，并認為“風險”是一個人或社會的感知，而不是自然系統的固有特性。

2．2海岸工程中的創新和最佳實踐

特修斯研究了現有的管理能力，探索了新的創新方法。例如，草覆蓋的海堤阻力以及改善常規拋石防護堤沿海結構的方法，利用波阻尼結構的人工魚礁和沙灘養料的最佳實踐。特修斯還系統地分析了用于沿海防護的浮式波能轉換器。

2．3維護和增強沿海生態系統

特修斯研究結果表明，應當將海岸工程、社會環境以及洪水等方面的內容結合起來以理解棲息地的概念，以便為洪水風險管理者增加選擇。借助于閾值和指標，以期獲得對棲息地易受侵蝕和洪澇過程的更好理解。

2．4治理維度

從沖突所具有的針對性、規范性和索賠證據等方面，特修斯對其聚合關系緊張的風險認知展開了分析。因此，特修斯允許對有關沿海風險主要的不同看法做出明確的判斷。

另外，特修斯還分析了一系列基于社會的緩解措施，比如保險模型的簡化、空間規劃、商業復興和制定應急規劃等，這些既能減小損失又能提高對洪水事件的應變能力。

2．5制定可持續的海岸決策

總瞰特修斯項目，其主要目標之一是設計一種可以用來幫助決策者制定多種策略的工具，以減少短期、中期和長期事件情況下的風險。

所開發的軟件可以以簡化的方式來再現一些自然變化過程(比如海岸侵蝕和洪水淹沒)，這些自然變化過程是由一些自然的和非自然的因素所引起的海浪和海平面變化而導致的，比如氣候變化、沉降、人口增長和經濟發展。

2．6科學與政策

特修斯通過采用以下3個關鍵措施，來加強科學和政策之間的對話:

(1)學習所研究地區的經驗;

(2)不同角色(利益相關者、沿海管理者和決策者)的及時參與;

(3)政策宣傳，包括針對民眾的一些項目，比如政策簡報、網絡研討會、多媒體材料、宣傳冊和決策支持系統工具。

3　影響

特修斯對歐盟社會的主要貢獻是:保護海岸帶的環境;提高人們的生活質量、健康素質和安全性，以及提高歐盟內的就業技能和改善就業前景。

特修斯通過廣泛開展對創新工程的研究、可持續性的生態和社會經濟減緩措施的評估、最佳實踐指導和工具開發工作的試驗研究等活動，來支持沿海風險評估和管理綜合框架的開發工作。結合沿海減災和適應技術，特修斯對其創新應用開展了研究，目的在于針對海平面上升和氣候變化，能夠提供一個可供人類利用開發、以及提供自然、健康生存棲息的安全海岸和沿海棲息地。

在短期(＜5 a)內，預計特修斯會產生以下效應。

(1)測量技術的改進，可以為沿海開發程序提供更好的或者更新的數據以及更有效的預警系統。通過對衛星數據的分析，可以為沿海形態的統計描述提供技術支撐。利用雷達測量大范圍的波浪和洋流數據;利用聲學技術來測量波浪、流速以及懸浮沉積物的大小數量及其輸移能力。預警系統的改進會減少誤報率以及在預報過程中出現意外的差錯。

總之，改進后的測量技術會得到更廣泛和更準確的應用。

(2)可以使用于沿海環境新仿真工具箱對海岸演變過程的模擬及其準備工作得以改進。隨著計算機計算能力的提高，一些更好的仿真模型能夠為沿海地區的開發利用提供更可靠、更準確的估計數據。

(3)提高海岸線的穩定技術率(對水上或水下海灘的營養物質，可通過挖泥、營養去除、海灘脫水及去除砂土等措施給予干預)，以及提高對其環境影響評估的效率(濁度和羽流運動)。

(4)改進施工或升級改造沿海的堤防結構:采用草土工織物組合加固堤防，以防堤防漫頂、改善布局，使平面布局多樣化，以產生附加效應，比如，豐富和增加沿海棲息地的生物多樣。

(5)提高對水力形態動力學性能的認知能力，改善創新障礙對波能減少所產生的環境影響。

(6)改善環境的脆弱性，提高對海水泛濫的應變能力，從而更好地對由海水侵蝕和由于未做好防御所引起的損失做出評估。

(7)針對利益相關者和當局有關沿海的戰略指南，應當為“最佳實踐”中所運用的硬件和軟件研制相應的防御技術，并加以推廣應用。

(8)為社會和經濟的發展制定綜合緩解方案并加以應用。

(9)通過政策指導、宣傳冊以及海岸侵蝕和洪水風險研討會的形式，加大對風險的宣傳力度。

在中期(10 a)以內，特修斯項目預計會產生如下影響。

(1)有關風險觀念和意識會得到實質性的改善，這將導致防御系統更安全，也使其得到更好的維護，以適應沿海風險與氣候變化。

(2)越來越多地使用基于生態環境的緩解措施，比如促進沙丘植被的生長、鹽沼加固和促使生物礁的形成。

(3)增加多用途的低沖擊防護結構設計。

(4)由于在工程中采用了創新施工技術并經過最佳實踐，使沿海棲息地得以恢復。

(5)有意識的空間規劃:經濟增長及隨之而來的沿海地區城市化與可以被洪水淹沒地區之間的平衡。

(6)由于對“防洪”建筑和基礎設施進行了合理設計，因而減少了財產損失。

(7)由于實施了新的保險計劃，使社會凝聚力和向心力得以增加。

(8)制定并實施了海岸地帶綜合管理計劃，包括政策、最佳實踐以及在歐洲范圍內的戰略計劃。

從長期(＞15 a)來看，預計特修斯將能有效地提供一個安全的海岸，因為根據技術分析，在項目開發中，專門設計有“氣候防護”，隨著海平面的上升和氣候變化，其防護功能完全能夠應對海岸侵蝕和洪水淹沒。特修斯有志于成為對沿海防御計劃實施綜合改善、促使沿海創新技術發展的里程碑。

基于上述改進措施的實施，特修斯項目獲得了較大成果。

4　在實踐中的應用及其他

特修斯新的決策支持系統(DSS)是一個以地理信息系統(GIS)為基礎的工具。該工具可以使開發研究人員、建設者和地方當局減少沿海風險，它已經考慮到了一些自然的和非自然的因素，比如氣候變化、沉降(因洪水而導致的侵蝕破壞和土地下沉)以及人口和經濟的增長。

特修斯決策支持系統的開發，旨在作為一種溝通工具用于預測和實驗。該應用工具在歐洲的4個地方的項目網頁上進行注冊以后即可使用。

主要運用領域可歸納如下。

(1)特修斯可用于海岸管理。項目團隊已編制了一本技術指南書，由愛思唯爾(Elsevier)公司在2014年出版。它將協助并指導沿海管理者應用特修斯工具來評估沿海風險和設計減排方案。

(2)特修斯可為科研人員服務。一份關于海岸工程的特刊，刊名為“海岸@風險。特修斯，海岸保護新浪潮”(Coasts@ Risks．THESEUS，a new wave in coastal proctection)，已由愛思唯爾出版(2014年5月，第87卷)。

(3)特修斯可有助于政策制定。政策簡報中綜合了項目成果，并可通過項目網站下載。不過，決策者需要確定現行政策的優缺點以及面臨的主要挑戰。

(4)特修斯可用于公眾信息?？赏ㄟ^網站下載信息宣傳冊，旨在不斷提高大眾對于所涉及風險規模的認識及環保意識。

5　特修斯－傳說和項目

項目的縮寫“THESEUS”使人回想起特修斯和牛頭人的古希臘傳說。據傳說，住在cnosso迷宮(克里特島)的人身牛頭怪物每年都要吃人。特修斯進入迷宮，打敗怪物，并在阿里安娜(Arianne)和她的線球幫助下，最后安全地走出迷宮。

在該項目中，牛頭怪物代表風暴、海岸侵蝕和洪水風險。阿里安娜提供給特修斯線球是表示他找到走出迷宮的路，意味著不同的減緩技術和措施;打敗怪物，意喻特修斯需要把這些技術整合成一個適當的防御策略。由于氣候、環境、經濟和社會的不斷變化，代表著牛頭怪物和特修斯在一個動態的迷宮中移動。

(邰肇悅白耘編譯)

環境與生態

收稿日期:2015-05-07

文章編號:1006-0081(2015) 07-0004-03

中圖法分類號:TV213

文獻標志碼:A