可持续水管理面临的挑战与机遇

N.S.葛里格 等

1 生态基流困境

生态基流有两个属性，一个是在河流任意一点就可定义该点以上集水区域为一个流域，这是水管理中天然的、符合逻辑的单元。不幸的是，这与行政边界不一致。流域边界与行政边界的不符性属于水管理制度问题。解决该问题，需要政府间的通力合作，但实际上这种合作很难持续下去。

第2个属性是其量级和历时变化，这取决于与水量分流和回流相关的所有水管理决策共同作用结果。例外的是，为了维持生态基流，水库运行者会酌情泄水。

对生态基流产生影响的水管理行动可能涉及到多方机构，如水运管理者、废水排放者和电力生产者。其他参与者包括环境、鱼类和野生植物管理部门、航运部门、娱乐机构和公司。为了生态基流、抽水和排水以及环境需求，大坝安全与运行、水运及健康保障等原因，调度者会执行相关规则。

2 生态基流技术分析

可以按照水的供给和需求分类来概括生态基流方面的技术问题。供水与水文、地下水、水库动力学、河流动力学相关，涉及到水资源系统未来入流时间序列的不确定性。需求问题可能更复杂，大多数用水需求可以用经济变量来量化，但渔业和野生动、植物因为涉及到不同的物种和生命阶段，而特别难以定量。尽管有很多关于生态用水需求的量化方法，确定天然水资源系统的生态基流仍颇具争议性。

正是这些技术问题的复杂性，造成基于法律和政治冲突的制度僵局。因此，需要有领导力来处理这方面的问题。

3 制度壁垒

对水管理的定义，通常侧重于行政性权威。比如，全球水伙伴计划将其定义为“政治的、社会的、经济的和行政系统的范畴，负责不同社会水平的水资源开发、管理和服务”。

有专家提出制度壁垒可分为以下几类:

(1)涉及地表水和地下水、水量和水质以及其他关联问题的法律不健全和缺乏集权管理。

(2)司法和政治委员会的权威分割和协作困难。

(3)议程相互冲突，评估标准不一致，优先项目设定和工程执行困难。

(4)管理僵局和规则泛滥。

(5)市场失灵与水的定价和费率设定困难。

以上分类可以解释为什么难以获得生态基流问题的集成方案。例如，在科罗拉多州，有关生态基流的法律确实存在，但仅用于几条水权清晰的河流。大多数州没有制定有关河流生态基流方面的法律。由于机构权威分割，导致出现生态基流困境。

从管理公共事务的范畴看，生态基流管理比其他资源管理更困难。因为其数量、质量和出现时间取决于众多上游利益集团毫无协调的取水与排放，而这些活动与下游承担的后果没有直接利害关系。因此，生态基流面临着巨大的挑战。

4 整合分析

力求通过整合，将诸如生态基流之类的水问题紧密地排列到一起。2000年，曼切斯特技术研究所举行了土木与环境工程新千年报告会，在报告中已明确表示有必要综合考虑技术和社会需求，寻找解决如水管理困窘之类问题的方案。

与技术问题相比，在解决生态基流问题方面，制度限制造成的麻烦更多。因此土木工程师必须成为决策过程中的领导者。如何在生态基流问题上实施领导力，往往取决于问题规模的大小，因为随着地理尺度和政治势力范围的扩张，水问题也会不断加剧而失去控制。可以将生态基流划分为:

(1)小。市县面积小于259 km2。

(2)中。经过多个县，面积达到2590km2。

(3)大。由几个中等流域汇合在一起，面积达到51800km2。

(4)非常大。经过多个州或国际区域。

对于以上分类，各举西部和东部一个例子加以说明，例子尺度分别为一个中型、一个大型。两者都是单个利益相关者的决策不能直接解决生态基流问题。

(1)西部科罗拉多州普德尔河。普德尔(Pouder)河位于科罗拉多州北部，其峡谷出口处年均径流量大约为3.44亿m3，包含天然径流和外来水量。历史上，灌溉和城市用水需求耗尽了峡谷口下游环境流量。科罗拉多北部水保护区提出了基于格莱德(Glade)水库的河道外储水工程，每年分流洪水4930万m3。水库进行市政和灌溉用水调度时，会减小下游环境流量的峰值。北部集成供水工程影响到距离南普拉特河流93 km的范围，特别是从峡谷39 km处到亭拿(Timnath)社区。

对于北部集成供水工程，美国陆军工程兵团正在进行环境影响评价，目前还不知道评价结果，但生态基流似乎是个关键问题。历史上由于市政和灌溉用水分流，河流已经失去很多环境流量。该工程将会进一步加重河流负担。

在满足经济和社会发展供水需要时，实际上，从制度的角度来看，无论其环境影响评价结论如何，都应采取措施恢复或加强河流中环境水流。

(2)东部沃特里河。沃特里(Wateree)河主要涉及到杜克能源的再授权工程及其13座水电站、11座相互连通的水库。杜克能源项目联邦能源管理委员会的授权于2008年8月到期，而新的50a授权还没有发布，现处于临时运行。再授权的研究涉及到160多名利益相关者，代表着80个与河流利益相关的组织。

新授权将对今后40～50a的湖泊系统运行模式定型、重新平衡湖泊水位与水管理，以应对多种需求，如水源栖息地的流量、娱乐流量、沃特里河洪水管理、干旱管理和供水需求等。水管理规划在满足文化资源、频危物种和水质保护的同时，也需满足娱乐设施、岸线管理、土地保护、栖息地维护等目标。

卡托巴－沃特里两州委员会由南、北科罗拉多州议会创建，是讨论水管理问题的论坛。由于2002年和近期多次出现的干旱，该委员会最后否决了跨流域调水的提议。目前的研究和用水预测是基于再授权的需水量和水文模型开展的。

生态基流不仅涉及到环境影响评价，也涉及到水量管理的精细研究。该例子中，是联邦能源管理委员会，而不是美国工程兵团开展的工程环境影响评价。

5 结论

通过上述2个案例可以看出，需要改善的水管理措施是对所有生态基流需求(包括环境健康水流在内)进行优化平衡。为此，寻找平衡点非常重要，否则难以对水管理方案进行价值评估和选择。

土木工程师应尽可能地应用专业知识和技巧帮助克服制度壁垒。假设某些科技领域不确定性较大，土木工程师首先应针对存在的不确定性达成共识。

在解决生态基流之类问题方面发挥领导力的作用并不容易。尽管可以参考资源经济学理论，但这些理论并未涉及到这方面的具体问题。分析表明，生态基流问题比其他定义明确的资源问题更复杂，需要有基于有效领导力的实质性文化环境转变，从而对其加以识别并实现所需的改革。