1 流域综合管理
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与会代表分享了长江、黄河、亚马逊河、多瑙河、密西西比河、墨累达令河、尼罗河等世界著名河流的综合管理经验。
流域综合管理的核心:通过流域尺度跨部门和跨地区的协调管理,合理开发、利用和保护,实现流域的经济、社会和环境的和谐发展,从而实现流域的可持续发展。
流域综合管理主题分论坛专注于流域综合管理目标及途径、流域综合规划及实施、流域综合管理机制建设、流域水资源可持续开发和管理以及利用、洪水现代化管理、流域水资源保护、流域生态补偿、流域生态管理等课题,是对“流域可持续发展及河流用水权保障”主题的深化。
与会代表建议:流域综合管理直接关系社会、经济和环境的可持续发展,要结合各流域自身的特点,在法律与法规、体制与机制、科学与技术、手段与措施等方面开展系统的探索与变革,不断完善、改进各流域管理,提升流域公共服务和社会管理水平,保障河流健康和流域经济社会可持续发展。
流域综合管理分论坛由中欧水资源交流平台、中荷联合指导委员会、全球水伙伴(中国)、流域组织国际网格(INBO)、DHV等国际组织和机构协办,黄河勘测规划设计有限公司承办。
论题背景
流域综合管理:河流管理者的共识
滔滔长河,奔流不息,给人类的繁衍生息提供了宝贵的水资源。自古以来,人们择水而居,汲取饮水、灌溉土地、发展生产,各大城市也无不依河而建,现代工业发展更离不开水资源的坚强支撑。同时,河流洪水泛滥也严重威胁两岸地区的生命财产安全和经济发展。
随着人口的大幅度增加、城市规模的急剧扩张、工业的跨越性发展,人类对水资源的索求快速增长,未经处理的生活、生产产生的污水大量排入河中,河道断流了,水质污染了,水环境恶化了,很多河流的生态环境遭遇了灭顶之灾。这些都对人们提出了严重的警告。为了取得宝贵的水资源,个人之间、区域之间、国家之间的水事之争不断,甚至演变为局部战争。
为了协调好流域上下游、左右岸、各部门之间的关系,合理开发利用水资源、减免洪水灾害、保护河流自然功能,加强流域综合管理已逐渐成为河流管理者的共识。
流域综合管理是将流域视为一个完整的生态、社会和经济系统,把自然资源、生态环境和社会经济看成相互作用、相互依存和相互制约的统一体,通过规划、政策、法规、监督、市场调控等手段,进行流域综合管理,解决流域洪涝灾害、水资源短缺、水质污染和生态退化等与水相关的问题。
通过流域综合管理,世界上各河流的治理取得了辉煌的成绩,防御洪水能力、保障供水安全能力等得到极大的提高,河流生态功能得到有效恢复。莱茵河已经由20世纪70年代“欧洲最浪漫的臭水沟”转变为“波光粼粼,水质清澈”的一条自然的河,重新焕发了生机,成为世界上各大河流管理的样板;田纳西河流域也改变了过去的自然植被遭到严重破坏、水土流失严重、暴雨经常成灾的状况。
由于世界上各河流特点的不同、国家体制的差异,各流域的综合管理也各具特点:既有集中统一的模式,如美国的田纳西河流域管理局;也有借助国际性组织和依据有关国际公约的合作性质流域管理委员会,如莱茵河流域管理委员会;还有澳大利亚墨累达令流域综合管理模式。
各流域综合管理也有相同之处,包括成立集中的流域管理机构、加强流域管理立法工作、明确流域机构的责任以及权利和义务、制定统一的流域规划、利益相关方共同参与、增强科技支撑能力等方面。通过流域管理机构对流域的综合管理,对推动整个流域的可持续战略起到极为重要的积极作用。
黄河流域综合管理在维护河流健康、支撑地区经济社会发展方面发挥了极为重要的作用。水土流失得到一定程度的遏制,洪灾威胁大幅度减轻,河道淤积状况得到很大的改观,黄河下游也改变了过去常年断流的局面,恢复了河道生态。但黄河流域综合管理方面还存在一些问题,如流域管理与区域管理的管理体制和机制还不十分完善、缺乏流域管理的专门法律法规、政策法规仍不健全、流域管理的监测能力和科技支撑能力仍需进一步提高等。
论点分享
世界流域管理现状及发展趋势
□水利部长江水利委员会副主任马建华
各国流域管理注重实施的针对性和实效性。根据具体流域的特点和主要问题,明确要解决问题的优先次序,进而制订专门的管理方案和行动计划。其中,优先解决的问题主要包括:水资源合理调度与配置、洪水风险、生态退化与水环境污染、土地退化与生产力下降等。
各国流域管理重视流域的统一性。依法专门设立流域管理相关机构(共同特征是:代表流域全部涉益群体并具有明确的权责),在全流域尺度上综合考虑自然资源合理利用、生态环境保护和经济社会可持续发展;负责制定各种规章制度和投资机制等,合理分配流域资源和环境容量,为国家、流域和行政辖区不同层面带来福利最大化。
流域机构的形式有:1.流域管理局。属于政府的一个机构,直接对中央政府负责,法律授予其高度的自治权,对流域经济社会的发展具有广泛的权力,其任务大大超出水资源管理的范围。2.流域协调委员会。作为河流流经的地区政府和有关部门之间的协调组织,主要负责流域水资源的综合协调和规划工作。3.流域综合管理机构。具有广泛的水管理职责和控制水污染的职权,是目前世界上较为流行的一种模式 。
各国流域管理的特点是完善了流域管理法规体系。各国均十分重视与流域管理有关的立法工作,把有关流域开发、利用、管理、保护及防治水害等问题,或集中规定在一部法律内,或针对各种问题分别制定若干单行法律。如美国已有20多部配套法规对流域管理和水土保持的有关问题作出了进一步的规范,最著名的就是“TVA”法案,是隶属于美国宪法直接针对全面开发田纳西流域而制定的法律,这一法案的部分内容已被许多国家所借鉴。
流域管理发展趋势是由单一目标的流域管理向多目标的流域管理转变。即由主要是水资源统一调配向在综合管理机构的组织下更加强调流域管理的总体目标与水资源优化配置、生态环境保护与修复、粮食供应、能源保证及其他资源、环境与经济发展等问题的协调和联系的方面转变。
流域综合管理是以流域为管理单元,在政府、企业和公众等共同参与下,应用行政、市场、法律手段,对流域内各要素资源全面实行协调的、有计划的、可持续的管理,促进流域公共福利最大化。它是面向未来的流域资源生态环境演化趋势,以流域可持续发展为目标,通过战略、规划、政策、法规、监督、市场调控等手段,保障流域资源可持续利用,并保持流域完整的生态功能,促进流域经济发展和提高流域生境水平,实现公共福利最大化。
随着流域水文、水资源、水生态、流域经济和数字流域等分支领域迅速发展,中小尺度流域过程定量化模拟和“3S”技术等广泛应用,流域综合管理将向着科学化、规范化的方向进一步发展。
流域水资源管理的结构体系
□水利部松辽水利委员会水资源处处长张延坤
流域水资源管理就是将流域的上、中、下游以及左右岸、干支流、水质与水量、地下水与地表水、治理开发与保护等作为一个完整的系统,将除害与兴利结合起来,按流域进行协调和统一调度的过程。
流域水资源管理的原则是:1.区域的水资源管理要服从流域水资源管理,即在水资源管理体系中,流域水资源管理高于流域内行政区域的水资源管理,行政区域的水资源管理应当服从流域水资源管理的统一协调和管理。2.部门的专业性水资源管理要服从流域水资源综合管理,各行业的水资源管理应当纳入流域水资源管理体系,尊重和服从流域水资源管理。
流域水资源管理分为宏观管理和微观管理。所谓流域水资源宏观管理,是指对涉及全流域的水资源问题,以流域为单元,以正确处理流域内人类社会和自然生态环境之间、各行政区域之间的用水关系为目标,对水资源实行统一管理,包括对水资源的开发、利用、节约、保护等活动的管理,建立一套适应水资源自然流域特性和多功能统一性的管理制度,使有限的水资源实现优化配置和最大的综合效益,保障和促进流域社会经济的可持续发展。所谓流域水资源微观管理,是指通过对流域内具体取水项目的建设、取水、用水、退水行为的监管,使之在促进经济社会发展的同时,对自然生态环境和其他合法取水人的不利影响在可控范围内的行为,也是从经济、环境、社会等多角度考量和规范取水项目合法性的行为。
妥善处理泥沙是防止黄河决口改道的关键
□河南黄河河务局原局长王渭泾
黄河是一条多泥沙、多灾害的河流。妥善处理泥沙、保证防洪安全是流域管理的重要内容。历史上,黄河的决口改道并不是均衡发生的,而是表现出明显的趋势性变化。
妥善处理泥沙是防止决口改道的关键。目前,处理泥沙的主要措施有:把泥沙拦截在上、中游(水土保持、拦泥水库),在河道两侧放淤,尽可能输沙入海。以上措施都是有效的,但受各方面条件制约又都是有限度的。
为了实现黄河的长治久安,必须给泥沙寻找新的出路。实现黄河长治久安的出路——泥沙资源化。设想包括:1.利用高含沙水流的输沙特性,提高输沙效率;2.利用小浪底水库作为水沙调节枢纽;3.在现行河道以外修建高效输沙渠道(或管道)将泥沙直接排入黄海;4.借鉴迪拜、曹妃甸等地经验修建人工岛、深水港形成新的经济增长极。
“泥水分离、资源利用”的黄河治理理念
□武汉大学污淤泥研究中心杨国录陆晶
黄河泥沙的主要问题是泥沙淤积,症结问题是水少沙多,实质问题是水沙比例失衡。黄河水沙比例失衡主要表现在:一是域面产沙、产泥、产流比例不协调。中上游水土保持不足,坡面产沙产泥多、产流少。二是周界入流入沙比例不协调。流域产沙产流比例不协调导致径流输沙不协调,来沙多、来水少,来水来沙条件中的水沙组合不以人的意志而转移。三是中下游河段输移能力与来沙量不协调。泥沙来量多,黄河河道水流输移能力不足,长期过多出现超饱和输沙状态。
“泥水分离、资源利用”是黄河泥沙治理方案的全新思想。
“泥水分离”方略解决泥沙问题的区位落脚在流域与河流系统界面。“水土保持”的研究对象是流域,落脚于坡面植被,机理研究重点在于坡面“产流产沙”与“径流形成”;“调水调沙”的研究对象是河道,落脚于河床演变,机理研究重点在于河道“输水输沙”机理;“泥水分离”的研究对象是流域界面控制点,落脚于控制点“泥”的提取,机理研究重点在于来水来沙中的“泥水分离机理”。
“资源利用”方略把黄河泥沙当成“资源”利用。“水土保持”是把泥沙看成“流域土地资源”的一部分,防止土地地表流失;“调水调沙”是把泥沙当做“固体介质”,重在于“疏、导”,泥沙总是在河道输水输沙系统内“迁移”;“泥水分离、资源利用”是把泥沙当做社会可利用的再生资源,通过社会人类活动、各类工程建设确立泥沙出路。
“泥水分离、资源利用”的目的是减淤。科学、机械地分离减少入流泥沙量,通过河道输沙能力,长时段长距离减少淤积,构造河道中短期减淤、中长期微淤微冲、长期使“淤积”态势转向“冲刷”态势。
其方法与手段之一是:泥水分离。运用物理化学和机械,将泥沙从入流的水沙系统中分离出来,改变入流水沙条件,构建一个新的黄河来水水沙环境。方法与手段之二是:资源利用。运用高强高耐水硬性胶凝材料,将分离出来的无分选泥沙生成建筑材料,用于水土保持、水利工程、堤防工程、道路工程、农用农业工程。
当前,黄土高原不只存在水土流失问题了,降雨“四产”(产流、产沙、产泥、产污)效应问题越来越突出;黄河沿岸分布许多大中城市,污水废水剧增且灌入黄河;黄河治理不只是“泥沙症结”问题,而是黄河“泥水环境”综合治理问题;泥水环境中的污染物将被泥沙吸附,泥沙的悬移和沉积必然转移污染物,尤其是极细泥沙颗粒对污染物的吸附效果良好;“泥水分离、资源利用”在分离黄河泥沙的同时提取了水体污染物,不仅减少黄河入沙量,同时减少排入黄河的污染物,做到“减沙”、“减淤”和“减污”。可见,泥水分离治黄理念具有巨大的前瞻性潜能。
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黄河流域综合管理成就:1.规划管理方面:初步构建了黄河流域(片)水利规划体系,实施了水工程建设规划同意书制度。2.水资源管理方面:提出黄河可供水量分配方案,实施取水许可制度和水资源论证报告书审批制度,实行干流及主要支流水量统一管理和实时调度,加强计划用水和节约用水。通过实施统一调度,黄河实现了连续13年不断流。3.防汛抗旱管理方面:建立防汛抗旱体系,实现了8省区联合防汛和干支流主要水库的防洪调度,扩展了流域抗旱职能,组织开展14次调水调沙。4.水资源保护方面:核定水功能区纳污能力,提出限制排污意见;实行入河排污口设置许可制度;初步建立重大水污染事件应急处置机制。5.水土保持管理方面:初步形成统一管理体制。6.河道管理方面:强化河道范围内建设项目的审批和监督管理,实施了洪水影响评价制度。7.水利工程管理方面:贯彻落实建设项目管理“三项制度”,推行管养分离。8.水行政执法管理方面:加强水行政执法队伍建设,依法查处水事违法案件,积极预防和调处省际水事纠纷。
海河流域水资源管理探索与实践:1.大力推进流域规划编制,增强流域水资源管理的前瞻性和战略性。2.建设南水北调、引黄济津济冀等跨流域调水工程,优化配置流域内外水资源。通过南水北调工程,到2015年将有67.2亿m3长江水到海河流域,2020年达到79.2亿m3;海河流域从黄河引水,设计供水能力为64.5亿m3,现状供水能力为58.0亿m3。3.落实最严格的水资源管理制度,提出了用水总量、用水效率和水功能区达标率控制指标。4.推进跨省重要河流水量分配和跨省河流水量调度立法,加强水资源合理配置和水资源依法管理。5.构建水资源保护和河湖健康保障体系,划定水功能区划和水源地保护区,加强饮用水水源地保护,恢复水体生态功能。6.积极开展水资源管理与保护科学研究和国际合作,为流域水资源管理提供了重要的科技支撑。
2 健康河流与环境流量
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“河流健康”概念出现于20世纪80年代的欧洲和北美洲。目前,世界上有50多个国家的850多条河流正在进行河流恢复项目。这已成为水资源保护和河流可持续管理的目标与方向。
“环境流量”研究的核心在于维持河流生态系统一定的流量及流量过程需求,是实现水资源保护和河流可持续利用的重要基础保障。据统计,目前全球有44个国家开展环境流量的研究,已知的方法达200多种,“环境流量”的定量及理论仍是当今世界相关行业研究的热点和难点问题。
该主题分论坛围绕河流健康与河流伦理、河流用水权、环境流量、水库生态调度、河流湿地功能恢复和维持、水功能区划、维持黄河健康生命实践、调水调沙等课题进行学术讨论,引领河流保护理念的推广和践行。
近年来,黄委在构建黄河水资源保护和健康保障体系方面做了大量探索性工作,包括完善“以流域为单元,流域管理与区域管理相结合”的水资源保护管理体系、建立流域水功能区管理制度、开展水功能区纳污红线管理基础工作、水生态保护与修复专项研究、探索黄河口生态补水等,均取得了一定的进展和成效。
该分论坛由黄河水利委员会与澳大利亚国际水资源中心主办,黄河流域水资源保护局、世界自然基金会、中欧水资源交流平台共同协办。
论题背景
保障环境流 维系河流健康
水是生态系统最重要的因子之一。
随着经济社会的发展,水资源开发利用范围和强度的不断扩大和加深已经影响了生态系统的安全。大量污染物排入河流,加上河岸植被带被破坏,水土流失、河道裁弯取直、外来物种入侵、河岸固化等,世界各国河流都经受了不同程度的干扰和损害,出现河流水质污染恶化、形态结构破坏、水文条件变化及生境退化等问题。全球河流生态系统退化已成为人类生存和发展面临的严重危机,并逐渐受到国际社会的广泛关注和重视。
20世纪80年代,在欧洲和北美,人们开始河流保护行动。1993年,澳大利亚启动了国家河流健康计划。南非事务及森林部也于1994年开展了河流健康计划,对河流健康状况进行综合评价。美国、加拿大等国家也开展大量监测与相关研究工作。在这种背景下,河流生态系统的恢复和河流健康已成为河流持续管理的目标与方向。
要维持河流健康或恢复河流生态系统,核心在于维持河流生态系统一定的流量及流量过程需求。因此,产生了环境流的研究。环境流是维持河流健康必不可少的条件,对维护河流生态系统结构、功能及形态具有重要意义,保障环境流是实现水资源可持续利用的重要基础。据统计,目前全球有44个国家开展环境流的研究,已知的方法达200多种。但由于对环境流的概念与定义尚未达成统一认识,环境流的理论体系和计算方法尚不完善,环境流研究与实践脱节,使得水资源的开发利用中环境流的定量及理论仍是研究的热点和难点。
随着对河流问题认识的深入,人们要求从河流水质、生物及生态等角度对河流进行管理,提出了河流健康的理念。由于河流生态系统的复杂性、研究者的学术背景和评价视角,对河流健康概念的理解比较多元化,主要分歧在于河流健康概念是否应反映公众对河流的环境期望,或强调河流对人类生态系统服务功能的发挥。随着河流健康受到越来越多的重视,人们在开始反思以工程为主的治水思路的基础上,提出了为河流让出空间、为洪水让出空间、建立河流绿色走廊等理念,河流健康又被赋予新的概念,如健康工作河流。它提供一种社会认同,在河流生态现状与水资源利用现状之间进行折中,力图在河流保护与开发中取得平衡。随着河流健康的深入研究,从河段、河流、流域及景观等不同尺度,探讨河流水文特征、水体理化参数、河道形态特征及生物群落指标等表征因子之间的关联机制,识别影响河流生态系统的关键参数并进而改进河流生态修复及河流管理,这些也是国外研究关注的重点。
国内自20世纪90年代以来开始在河流管理中重视生态保护和恢复,河流健康理论逐渐成为河流生态修复的重要依据。为全面落实最严格水资源管理制度,保障河湖水生态系统健康,实现水资源的可持续利用,中国水利部于2010年3月全面启动全国重要河湖健康评估工作,印发了《全国河湖健康评估试点工作大纲》、《河流健康评估指标、标准与方法》、《湖泊健康评估指标、标准与方法》等技术文件。
国外对环境流概念的研究已经比较成熟,不同国家对环境流赋予不同的内涵。例如,澳大利亚将环境流量定义为“在有竞争性用水需求的河流、湿地和沿海地区,除了获取水的社会和经济效益之外,在可能的范围内实施水量调配以保证可以维系生态系统健康状况及其效益的水流”。2007年,布里斯班宣言指出“环境流是人类和淡水生态系统健康的根本,是维持人类和其他依赖淡水和河口等生态系统生存的生物所需水流的数量、质量和时间”。
论点分享
黄河流域水资源保护和河湖健康保障体系
□黄河流域水资源保护局局长司毅铭
构建这一体系,重点突出以下五个方面:做好顶层设计,着力构建流域区域相结合、分级分类管理的水资源保护制度体系;夯实前期基础,着力构建科学合理、操作性强的考核指标体系;重视能力建设,着力构建支撑监督管理与达标考核的水质监测与应用技术研究体系;加强基本建设,着力构建以河湖健康为中心的水资源保护与水生态修复工程体系;突出公众参与,着力提升水资源保护和河湖健康保障的社会化管理水平。
必须保护和修复河湖功能
□水利部水资源司原司长高而坤
河湖的功能包括自然功能和社会服务功能。自然功能是体现水文特征的蓄水、输水、冲沙、造地、净化、动植物生境等功能;社会服务功能是承载经济社会发展的防洪、供水、排水、养殖、航运、纳污、岸线、景观等功能。
河湖功能变化由量变到质变、随着功能衰退到丧失的过程,河湖即从健康变为亚健康、不健康。人们对河湖的健康评价一般也是通过对其功能的评价来实现。特别是对健康发生变化的河湖,用功能变化评价其健康状况更直观和客观。
因此,要坚持综合治理目标,防止目标单一、顾此失彼。以保护为主,提高河流的自我修复能力,防止急功近利、违背河流功能修复的自然规律。
黄河生态环境保护对策
□环境保护部环境评估中心副总工程师陈凯麒
黄河流域生态环境保护要从产业发展、水电开发多方面综合考虑采取决策。黄河流域的水电开发要以“生态优先、统筹考虑、适度开发、确保底线”为原则,在做好生态保护的前提下积极发展水电。确保有利于保护自然生态环境、维持良好的生态功能及栖息地生境,保持丰富的生物多样性,避免由于水电开发而带来生态环境的恶化。
同时,要严格执行环境影响评价制度,加强规划环境影响评价及建设项目环境影响评价;健全环境管理体系,尤其是重点水利与水电工程建设的环境后评估研究工作;加强自然湿地保护,优先保护源区、河口等重要湿地;加强黄河土著鱼类和珍稀濒危鱼类及栖息地保护;统筹协调流域水资源保护和水污染防治工作;加强水生生态环境基础研究。
中国河流生态修复进展
□全球水伙伴中国委员会常务副主席董哲仁
近100多年来,人类利用现代工程技术手段对河流进行大规模开发利用,兴建了大量工程,改变了河流的地貌学特征。数百年河流的人工变化超过了数万年的自然演进。有学者估计,至今,全世界有大约60%的河流经过了人工改造;全世界长度大于1000公里的177条大型河流仅46条处于自由流淌状态,21条与海洋直接连通。
我国河流总长43万公里。其中,流域面积大于1万平方公里的有79条,大于1000平方公里的有1500条,大于100平方公里的有5万条。我国湖泊总面积有8万平方公里,面积大于1平方公里的有2800个。我国有各类水利工程包括水库8.5874万座、堤防总长27万公里、水闸4.0603万座。
我国政府高度重视和全面部署河湖生态保护和修复工作。维护水生态安全,已经成为国家意志。水利部门近几年开展了水生态保护和修复试点和示范工作,取得了初步经验。2006~2012年度,全国选择了14个试点,分别是桂林市、武汉市、哈尔滨市、无锡市、山东莱州市、浙江丽水市、辽宁新宾县、湖南凤凰县和吉林省查干湖,分别代表了河流、城市水网、湖泊、地下水、湿地等多种典型生态系统。
到2015年,我国基本形成全国河湖健康定期评估制度,形成具有兼顾全国普适性和流域特点的河湖健康评价体系,对我国重要江河湖库健康状况进行系统的“定期体检”。
从整体看,当前我国的水生态保护与修复工作正处于起步阶段,需要跨部门、跨学科的通力合作。
3 应对气候变化
论坛速览
气候变化还是气候波动?北京大学杨小柳教授以自己历时3年、与黄委水文局合作研究的UNESCO项目《气候变化影响及黄河流域适应性管理对策》为例,从中国的说文解字、竹林七贤等栩栩如生地介绍了从远古到现在的气候变迁,最后留给气候变化科研工作者一个值得深思的问题,气候究竟是变化了还是仅仅是波动?提醒大家重新审视、认识我们的观点和研究。
应对气候变化是一项全球性的挑战,根据政府间气候变化专门委员会的研究报告中对气候变化的情景预测,流域管理和水资源管理所面临的挑战变得更加严峻。气候变化包括自然条件及人类活动引起的气候变化。
水利部副部长胡四一在应对气候变化主题论坛的致词中指出,应对极端气候,防御水旱灾害,保障水安全,实现水资源的可持续利用,是中国在全面建设小康社会、加快推进现代化进程中必须着力加以解决的重大课题。
应对气候变化主题分论坛围绕历史气候变化分析评估、区域性气候变化及影响评估、全球气候变化及影响评估、气候变化研究工具、气候变化影响因素评估、气候变化条件下水文和生态及社会和经济要素影响分析、气候变化对策研究、气候变化政策研究等课题展开深入讨论,通过国际视角的气候变化研究及对策交流讨论,分析未来气候变化的可能情景方案及对策,从而为人类采取相应活动、减缓气候变化影响提供决策支持。
论坛由水利部黄河水利委员会、国际水资源协会主办,黄委水文局、联合国教科文组织、河南大学协办。
论题背景
气候变化亟须适应性对策
气候变化是当今国际社会普遍关注的全球性问题。气候变化表现为气温升高、大气环流和洋流规律改变、区域气候紊乱,将可能导致冰川消融、海平面上升、生态环境变化、洪水干旱等极端事件交替发生,不仅影响自然系统和人类生存环境,而且也影响世界经济发展和社会进步。
从流域角度而言,气候变化将改变降水和蒸发规律,加快水文循环的速率,对流域水文水资源产生影响,带来水资源和水生态的诸多问题。
黄河流域大部分地区属干旱半干旱地带,流域水资源缺乏,生态环境脆弱。黄河的基本特点决定了黄河流域水文水资源系统对气候变化的敏感性和脆弱性。在过去50年中,黄河流域的气候和水文水资源发生了改变,包括平均气温升高、天然径流量减少和分布变化、洪涝和干旱等极端事件增多,说明气候变化已经对黄河流域产生了影响;而相关研究预测,在未来气候变化影响下黄河流域的水资源量可能持续减少,极端事件频次不断增加,对未来黄河流域的用水安全保障和防洪、抗旱、减灾等方面带来更大挑战。气候变化对黄河水文水资源规律的改变以及对黄河流域水管理产生的影响,已经成为一个重要的课题,格外令人关注。
从20世纪70年代起,世界各国的科学家和学者在政府机构或民间团体的支持下,开展了气候变化成因、气候演变趋势、气候对环境和社会经济影响以及适应性对策等方面的研究和实践活动。
1988年,由世界气象组织(WMO)和联合国环境规划署(UNEP)共同组织成立了政府间气候变化专门委员会(IPCC)。它的作用是在全面、客观、公开和透明的基础上,对世界上有关全球气候变化的现有科学技术和社会经济信息进行评估。截至目前,IPCC已发布了4次官方气候变化评估报告,提供了有关气候变化的成因、可能产生的影响及有关对策的科学技术和社会经济信息。1990年发布的《第一次评估报告》确认了气候变化问题的科学基础,并促成联合国大会制定“联合国气候变化框架公约(UNFCCC)”;1995年发布的《第二次评估报告》为“京都议定书”的会议谈判作出了贡献;2001年发布的《第三次评估报告》和2007年发布的《第四次评估报告》更加侧重于气候变化中的科学与技术问题,提出了气候变化的影响、适应性和脆弱性等问题,并对适应性政策进行了指导。
中国历史上很早就开始涉足于气候变化的研究,留下了许多珍贵的文献资料。例如,早在北宋时期的沈括就通过对延州(今陕西省北部)化石的观察,提出在当时气候条件不宜竹类生长的延州可能在“旷古以前,地卑气湿而宜竹”的观点;清代有系统的降水观测记录,根据北京、南京、杭州和苏州地区秋季初次降雪到春节末次降雪平均日期的记载,可以得出“1801~1850年间比其前的1751~1800年间和其后的1851~1900年间温暖”的结论。
20世纪70年代,国际上开始了关于“温室气体导致气候变暖”的讨论后,我国也加强了气候变化及其对流域水文水资源影响方面的研究。在国家自然科学基金、国家科技攻关计划的支持下,我国先后完成一系列重大课题。同时,国内专家学者也通过各类科研计划取得了许多重要的研究成果。
我国著名的地理学和气象学家竺可桢先生在1973年发表的《中国近五千年来气候变迁的初步研究》一文中,系统阐述了中国历史上的气候周期性变迁经历了西周寒冷期、隋唐温暖期、宋明寒冷期、清末民国升温期的周期性变化。
2005年,我国著名的地理学和气象学家秦大河先生在《中国气候与环境演变》一书中,全面论述了中国的气候变化进程及其对中国环境和生态的影响,通过建立气候模型对未来中国的气候变化进行预估,并提出中国可持续发展对气候和环境变化的适应性对策。研究结果表明,我国未来50~100年气温将可能升高3.9~6.0℃,降水可能增加11%~17%,海平面将上升12~50厘米,并提出应对气候变化必须加强节能减排、坚持可持续发展道路并不断提高气象观测和预报能力等。
论点分享
如何应对黄河流域气候变暖
□黄河水利委员会水文局总工程师王玲
黄河流域大部分地区位于干旱半干旱地区,流域水资源缺乏、生态环境脆弱,水资源系统对气候变化影响极为敏感。随着黄河流域人口增长和社会经济发展,对水资源的需求快速增加。但是,流域水资源有限,这加大了水资源对气候变化影响的敏感性。黄河流域在过去50年的气候发生了较显著变化,黄河流域气温呈明显的上升变化趋势,流域大部分地区年降水量呈减少变化趋势。预测结果表明黄河流域未来的气候变暖趋势将进一步加剧。
由于气候变化,流域天然径流量出现明显下降趋势,高温、极寒、干旱、暴雨洪水等极端气候和水文事件现象增多,说明气候变化已经对黄河流域水资源产生了重大影响,改变了流域水资源系统的结构。根据预测,黄河水资源短缺情况将进一步加剧,水资源供需矛盾也将更加突出,对流域生态系统和经济发展将产生重要影响。
面对气候变化,应采取相应的适应性对策,以增强水资源系统的适应能力和减少水资源系统对气候变化的脆弱性。主要的适应性对策包括:1.健全流域水资源管理的政策法规,加强水资源综合管理;2.尽快实施西线调水工程和“引江济渭入黄”等调水工程,这是解决黄河水资源短缺的根本措施;3.建立节水型社会,提高水资源的利用效率;4.加强水利基础设施建设,提高抵御自然灾害的能力;5.加强污水处理和雨水资源利用;6.调整产业结构,提高水资源利用效率;7.应用现代科技手段,加强流域水文气象监测和预报水平。
4 管理工具与新科技
论坛速览
科学技术是第一生产力。在水利领域,科技创新、相关管理工具的研发正在引领和支撑水利事业的发展,流域管理也正在由传统模式向高科技支撑的现代化模式转变。
管理工具与新科技主题分论坛围绕流域综合管理计算机辅助决策、水资源综合管理计算机辅助决策、流域综合管理模拟技术的应用及发展、流域综合管理监测技术的应用及发展、流域综合管理遥感技术的应用及发展、流域综合管理信息共享技术及实现、数字黄河实践及经验、流域综合管理新仪器及设备等课题,组织与会人员交流展示,从而推动新技术、新产品的开发和应用。
在流域监测技术方面,大家分享了对地观测系统、卫星与遥感技术、智能堤防技术以及河流监测、大坝运行监测、实验室水量监测等技术,这些技术涵盖了空中、地面、流域、河道、实验室等方面。
分论坛提出了水联网、智能流域、“水、土、气、生、人”耦合、河流自然过程—生态环境—经济社会集成等新理念,对于引领和支撑流域综合管理具有重要意义。
分论坛由黄委、AGT国际公司共同主办,黄河水利科学研究院、澳大利亚GHD咨询公司、丹麦水力研究所、丹麦COWI公司、黄委信息中心协办。
论题背景
黄河新科技的应用与需求
黄河是我国西北、华北地区重要的水源,在我国经济社会发展中具有十分突出的战略地位。黄河又是一条自然条件复杂、河情极其特殊的河流,“水少沙多、水沙关系不协调”,上中游地区的干旱风沙、水土流失灾害和下游河道的泥沙淤积、洪水威胁,严重制约流域及相关地区经济社会的可持续发展。利用新科技、引进和研发管理工具,可更好地引领和驱动黄河治理开发、保护与管理的各项工作,从而实现黄河健康生命维持和流域社会经济可持续协调发展。
洪水预警与堤防安全监测技术:黄河水利委员会曾选择在河南中牟赵口控导河段进行堤防安全监测试验,在该段堤防布设了三个断面、12个渗压传感器,监测堤防渗流数据;在黄河险工堤脚抛石护坡监测技术研究方面,黄委也进行了一些有益的尝试。
卫星与遥感技术的水利应用:黄河遥感技术应用起步于20世纪80年代,曾在全国水土流失普查、土地利用、水土保持监测等方面取得了一些成果;随着“数字黄河”工程的进展,遥感技术在黄河调水调沙、下游河势、滩区洪水灾情和凌情、河道行洪障碍、河口湿地生态环境、抗旱遥感监测等方面获得了突破性进展,在黄河治理开发与管理中发挥着重要作用。
数字流域模拟系统:近年来,黄河水利委员会结合“数字黄河”工程建设,着眼黄河治理开发、保护与管理的现实需求,充分利用多种先进的IT技术,创新集成水沙基本理论研究的最新成果,构建出能够模拟黄河自然过程、反映黄河流域及河道特征的各类专业模型和系统展示平台——黄河数学模拟系统。系统集成了土壤侵蚀、水沙演进、水库调度、河口、河冰、水质等各类专业模型,在黄河调水调沙、防汛演习、水质预警预报、黄土高原土壤侵蚀、水沙预报和重大水事处置等领域进行了广泛的应用。
黄河近期重点科技需求主要是:黄河水沙情势变化过程及趋势预测;流域水沙调控理论与技术、支撑最严格的水资源管理技术、黄河泥沙处理与资源利用技术、黄河下游河道改造与滩区治理、黄土高原治理关键技术、古贤水利枢纽和南水北调西线重大技术、河流自然过程—生态环境过程—经济社会过程耦合的黄河数学模拟系统建设等工作。针对科技需求,迫切需要充分利用新科技与管理工具,引领驱动黄河治理工作。
论点分享
基于物联网理念的流域智能调度技术
□中国水利水电科学研究院蒋云钟
物联网技术为充分发挥水利工程调控能力,提高应对气候变化的能力、应对新时期复杂水问题提供了先进的技术手段,为促进流域调度向数字化、信息化、现代化、自动化和智能化方向发展奠定了基础,必将引领未来水利信息化发展的潮流。
利用物联网、云计算、大数据、数据挖掘、虚拟现实、GIS等先进信息技术,集成智能感知、智能仿真、智能诊断、智能预警、智能调度、智能处置、智能控制等模块,构建集中控制指挥和综合调控的流域智能综合指挥平台,迈向智慧流域之路。
基于生态理念的城市河流综合治理
□GHD中国区总裁朱庆平
1938年,德国Seifert首先提出近自然河流整治的概念,让河岸成为有机生命体;1939年,德国生物地理学家Troll提出景观生态学的概念;1989年,生态学家Mitsch提出了生态工程的概念,实现两者互利共生的目的;日本提出了创造“多自然型河川计划”;澳大利亚等国家倡导低影响开发模式(LID)、雨水最佳实践(BMPs)、水敏性城市设计(WSUD)理念。
综合治理理念包括:排蓄结合,实施生态防洪,确保河道两侧地块安全;合理进行区域排水系统设计,有效改善城市内河水质;遵循生态治河理念,进行城市内河水生态保护与修复;结合城市建设,进行城市滨河空间设计;挖掘本土历史文化,进行城市内河水景观的营造。
遥感应用新视野:跨时空遥感概念
□中国水利水电科学研究院水利遥感中心常务副主任路京选
遥感一词最早源于美国,是第二次世界大战以后尤其是50年代以来新发展起来的科学技术。
遥感是一门跨越空间的技术。所有遥感应用无一不体现这一特征,从一个点(像元)到一个地块、一幅影像,从一个区域到一个流域,从一个国家到覆盖全球,已成为全球对地观测计划的主要手段。
遥感也是一门穿越时间的技术。大多数遥感应用体现了这一特征。从单一监测指标(如温度、降水等)到各种地物目标的动态监测与时间序列分析,时间跨度从几个小时到一天、一个月、一年,最多可到40~50年,甚至更长时间,使得变化监测成为遥感应用的一个主要方向。
根据跨时空遥感理论,水利遥感应用要注意以下几点:
水旱灾害事件监测:不能只停留在简单监测上,应通过动态跟踪、本底分析、综合评估等手段,实现时空演变过程的虚拟仿真与重现、预测与预警以及风险评估与应急响应,在背景空间数据库与信息平台支持下快速提供跨时空的减灾决策信息支持。
流域综合管理服务:应摆脱单一工程、单一目标的监测与信息服务束缚,从下垫面本底调查、变化检测、过程模拟、影响评估与水资源管理辅助决策支持等方面,在背景空间数据库与信息平台支持下快速提供跨时空的综合决策信息支持。
跨区域河流监测:应围绕监测目标或监测指标,通过多源多尺度遥感数据融合进行跨时间变化分析,通过下游监测结果分析可能的上游影响,通过上游变化监测结果预测下游的可能演变趋势,通过对其他河流的监测分析比较研究河流存在的不足。
常态化遥感信息服务:应在3S技术、人工智能、虚拟仿真、网络、决策支持、数值模拟、水信息学等技术支持下,构建集成的跨时空水利遥感应用数据库、多源遥感影像库、信息管理平台与专题应用系统,实现跨时空遥感信息服务。
5 水管理与公众参与
论坛速览
水管理是通过政治、社会、经济与行政手段直接或间接促进水资源的管理。参与式水管理是引导和鼓励企业积极参与水资源管理,并通过企业的带头作用,加强与所有利益相关方合作,实现公众参与,共同促进流域水管理。
鼓励公众参与水管理,可以集中公众的智慧和力量,充分发挥公众参与水管理的积极性、主动性和创造性;可以进一步促进水管理决策的科学化、民主化;可以更好地协调涉水利益相关者之间的关系,减少各种水事纠纷的发生。
水管理与公众参与分论坛围绕政策支持、机构建设、公众参与、能力建设和宣传教育等方面内容进行研讨;同时,通过自由开放的对话活动,鼓励企业在水资源管理中发挥引导作用并积极与各相关方通力合作,加速公众参与水资源管理的进程,实现良好的流域管理,保障流域中不同群体的不同利益诉求在流域综合管理实施过程中得到充分考虑和体现,实现流域社会、经济、环境利益的最大化。
该分论坛由黄河水利委员会、世界自然基金会主办,河南黄河河务局、水利水电规划设计总院、全球水伙伴(中国)、世界资源研究所、国际水资源协会、流域组织国际网络等单位协办。
论题背景
鼓励公众和利益相关者参与水管理
水是一种独特的自然资源,也是一种经济和战略资源,在全球范围与区域范围分布不均,在同一区域内时间分布不均,在同一河流内上下游、干支流、左右岸等分布不均。同时,水质水量相互影响、地表水与地下水相互转化。这些自然属性带来了人们对水资源占有、利用方面的不同。
水是生命之源、生产之要、生态之基。由于水的重要性,对水的管理历来由政府主导。在中国历史上,水资源所有权历来属国家所有,由国家对水资源实行统一集中管理。我国流域水资源属国家水资源的重要组成部分,由国家派出的流域管理机构统一管理和调度。当前,我国正面临日益恶化的水危机,水量短缺、干旱频繁、水质恶化。
在水资源日益紧缺、水危机日益严峻的今天,世界各国都在寻求解决办法,转变其原有的管理模式。其重要转变之一就是鼓励公众和利益相关者参与到水管理当中来,以期待能提高水管理的绩效和满足不同利益相关方的诉求。
国内外水资源管理是水管理的重要组成部分。在水资源的管理上存在着不同的利益关切方。在国外,政府已经开始组织和动员各种利益相关方如社会团体、法人、公众广泛参与到水资源的管理工作当中。而在国内,这方面的工作还处在起步和探索阶段。目前,我国流域水管理现状还不能较好地适应社会生产、生活和生态保护对水的需要。
2002年8月修订的《水法》确定了河流流域管理与行政区域管理相结合的管理体制,确定了专业规划服从区域规划、区域规划服从流域综合规划的制度。但囿于我国现行行政管理体制的局限,现阶段我国水管理体制还没有从根本上理顺,特别是没有设立公众参与流域管理的基本制度,没有激发和组织公众参与流域管理,影响了流域管理机构权威性的发挥,严重滞后了流域管理机构职能的正常实现。有时,公众还会对流域管理产生抵触和对抗情绪。
本次会议针对我国水管理实践中缺乏公众参与的现状,探讨公众参与水管理的法理基础与制度建设问题,为公众参与流域水管理与保护提供具体可行的操作路径:包括公众参与水管理的必要性与可行性分析,公众和利益相关方参与水管理的方式模式及适用性分析;探讨如何将专家、相关利益者以及公众参与结合起来,以充分利用各方知识,协调平衡各方利益;研究分析公众参与与管理决策机构责任职责之间发生冲突的解决办法,建立政府水管理部门与公众之间畅通的信息渠道平台;建立健全公众参与水管理的法规体系,为公众参与提供法律保障;逐步解决不同参与模式所面临的新问题,逐步建立公众和利益相关方诉求制度、机制,为更好地发挥公众的参与作用提供制度保障。
论点分享
黄河水管理与公众参与的实践与思考
□河南黄河河务局局长牛玉国
水管理是通过政治、经济、社会、法律与行政手段直接或间接地促进水资源合理开发利用等相关的水管理工作。
公众参与是社会团体、单位或个人作为主体,在其权利义务范围内有目的的社会行动。
如今,水资源日益紧缺、水危机日益严峻,世界各国都在寻求解决办法,转变原有的管理理念和模式。其重要转变之一就是鼓励公众和利益相关者参与水管理,以提高水管理的绩效和满足不同利益相关方的诉求。
黄河作为中国中央政府直接管理的特大型河流,水管理不仅包括水资源的科学管理,而且还包括水行政管理、防洪管理等内容。其管理任务十分繁重,既需要专业部门的勤勉履职,更需要公众参与。
在中国历史上,水资源所有权历来属国家所有,由国家对水资源实行统一集中管理,流域水资源由国家派出的流域管理机构来管理。由于黄河的特殊性,历史上,黄河都是由中央政府直接管理。与此相伴,公众参与黄河水管理的历史也源远流长。
公众参与黄河水管理的挑战。黄河作为中国第二大河流,其防洪安全、水资源供给安全、生态安全乃至河道管理都将对国家经济社会发展产生至关重要的影响。在水资源供给安全方面,未来黄河水资源的供需矛盾将会越来越尖锐。在黄河下游还存在着其他流域所没有的广大的黄河滩区,滩区内人与河争地的矛盾日益尖锐,黄河水管理环境日趋复杂。在防汛抢险方面,随着经济社会的发展和城市化进程的推进,大量农村劳动力向城市转移,群防队伍组建遇到前所未有的困难。
推动公众参与黄河水管理的主要做法:加大宣传力度,唤起公众参与水管理的自觉意识;推进政府信息公开,搭建公众参与水管理的平台;建立公众参与机制,引导各利益相关者参与到水管理中来;完善制度,保障公众参与水管理的各项权利。
全面推进公众参与水管理工作还需要做的工作:一是树立公众参与水管理的理念,二是健全公众参与水管理的制度体系,三是进一步完善公众参与水管理的模式,四是构建公众参与水管理的平台,五是进一步加大宣传力度以提高公众参与水管理的意识。
《湖北省湖泊保护条例》的出台
□武汉大学环境法研究所杜群
2012年5月30日,《湖北省湖泊保护条例》经湖北省第十一届人大常委会表决通过,于2012年10月1日正式实施。
1996年起草的《湖北省湖泊管理条例》,相关部门经反复讨论修改,形成了《条例(代拟稿)》,于2000年8月报送省政府。2003年7月21日,经省政府常务会议审议通过该《条例(草案)》。最终,因环保、水利、渔业等相关部门对湖泊开发与保护的主管部门归属分歧较大,《条例(代拟稿)》未能进入省人大立法程序进行审议。
2009年,湖北省人大常委会再次启动湖泊保护立法。湖北省水利厅和省农业厅分别向省政府报送了《湖北省湖泊保护条例》和《湖北省湖泊管理条例》两份送审稿。2012年3月,在两份送审稿的基础上起草了《湖北省湖泊保护条例(草案)》,进入省人大立法程序。2012年5月30日,在汲取公众和专家意见的基础上,《湖北省湖泊保护条例(草案)》在作出较大调整后,被省人大审议通过。
《湖北省湖泊保护条例》立足保护、限制开发,体现健康湖泊和湖泊可持续利用的理念,将保护湖泊作为条例的出发点和落脚点,做到保面积、保水质、保功能、保生态、保景观。
湖泊保护条例的出台是一个规范“警示”,让管理无序、开发过度、保护不力的状况因为立法的制约而在一定程度上有所缓解。但是,立法的有效实施还任重道远。
国内外流域规划总体发展趋势
□水利部水利水电规划设计总院副院长李原园
流域规划是对流域未来灾害防治、水资源开发利用、生态环境保护的总体安排。
虽然人类一直都对环境有所关注,但是,对水的流量、强度及其变化规律的细致观察,大概是因5000年前伴随着美索不达米亚地区大规模灌溉的出现而产生的。早期关于河流和水文循环最翔实的知识,大概在公元前三世纪就被中国人所掌握。1752年,流域的概念在法国正式出现。1933年,美国田纳西流域第一次成为流域规划的单元。
近代流域规划的发展。20世纪初期,建筑材料和筑坝技术发展,人们对水土资源的开发能力显著提高。20世纪50年代,随着战后经济的恢复,水土资源开发利用规模加大。70年代末以来,环境问题凸显,水环境治理与保护得到重视。90年代以后,流域综合管理(IRBM)成为主流思想。21世纪,新的人水关系思考、流域规划更紧密地融入经济社会和生态保护。
面临挑战:一是人为控制河流能力得到很大程度的提高,一旦发生事故,风险代价越来越大;二是流域任务和管理要求已发生了改变,要求综合开发利用治理和保护,新时期流域规划更多是从战略层面调配资源环境要素。
中国流域规划历程经过三轮规划,取得显著效果。第一轮规划发生在1950年,以河流治理为主;第二轮规划发生在1980年,以综合利用为主。正在进行的第三轮规划,以资源调配为主。
流域规划在指导流域水土资源开发利用、江河治理、生态环境保护和规范人类活动(社会管理)等方面具有重要的作用,是一切流域活动的出发点,也是政府履行社会管理和公共服务职责的重要依据。