特修斯项目开发方案研究

［意大利］B．扎努蒂格



特修斯项目开发方案研究

［意大利］B．扎努蒂格

摘要:沿海地区作为重要的居住区，对很多国家的经济起着至关重要的作用。在该区域内有许多大城市以及重要的基础设施，且海岸本身也是重要的生态系统。受极端事件和气候变化的影响，会导致沿海地区很多基础部分受到影响。特修斯(THESEUS)项目基于一个全面的参与性和跨学科的方法来应对沿海灾害、增强抵御海岸侵蚀和洪灾的能力，旨在为人类提供一个更安全、低风险的海岸来开发利用，同时也提供一个健康的沿海栖息地。对该项目的主要内容及其在实践中的应用和所取得的成就，以及其管理、应用和信息平台作了介绍。

关键词:水电资源开发规划;沿海地区;特修斯项目

1　项目背景

全球大约有25%的人口居住在100 km的海岸沿线。大约有6亿人口生活在高于海平面10m以内的沿海地区，而且这一人数的增加速度可能会比全球人口预测的还要快得多。在未来25 a内，沿海人口的比例将会接近50%，这也反映着沿海的城市化进程。

世界上许多大城市都位于沿海地区，比如东京、广州、曼谷、伊斯坦布尔、伦敦、拉各斯、纽约和布宜诺斯艾利斯，当然也包括能源设施、港口和机场等重要基础设施。同时，作为重要的、有生产力的生态系统，海岸已越来越受到社会的重视。

沿海地区特别容易受到极端事件和气候变化的影响。尤其是这些地区的许多关键领域，比如生态服务系统、农业、卫生、水资源管理、城市、旅游、能源以及基础设施，将受到长期影响，而这些影响又将导致对其他领域产生级联影响。

从FP7 PESETA项目成果可以看出，气候变化会对欧盟的经济产生影响。在A2情景下，如果不进行调整，那么欧洲可能会有2 000～17 000 km2左右的土地永远消失，而且还会使10万～130万人每年饱受沿海洪水灾害的影响。这些自然效应估计会造成每年120亿～180亿欧元的损失。

2　项目概况和主要成就

为了应对沿海灾害以及增强抵御海岸侵蚀和洪灾的能力，从2009年到2013年，欧盟委员会资助了650万欧元用于开发特修斯项目。这个由欧盟资助的沿海风险评估和缓解风险的大型综合性项目，旨在随着海平面上升以及气候变化(和经济持续增长)，可为人类提供一个更安全、低风险的海岸来开发利用，同时，也是为了提供一个健康的沿海栖息地。

该项目的主要目标是制定一个涉及技术、社会经济和环境等多方面的有关海岸侵蚀和洪水管理的综合性的可持续防御策略。

由31个成员组成了特修斯联盟，其中: 25个成员来自12个欧盟成员国，4个来自国际合作伙伴国家(中国、墨西哥、俄罗斯和乌克兰)，另外还有2个成员来自中国台湾省和美国。这些成员均具有沿海规划和土木工程、海洋生态、社会科学和经济学、气象和气候变化、计算机科学和地理信息系统等方面的专业技术。

拟通过特修斯项目，来解决与以下各方面紧密相关的问题。

2．1洪水评估的概念基础

概念框架的建立是基于源－途径－受体－后果模型，旨在为防洪体系做出明确定义，并呈现固有的因果关系及其相互依存关系的概念。与许多早期的防洪评估不同，特修斯说明了洪灾对人类和自然系统会造成的后果，并认为“风险”是一个人或社会的感知，而不是自然系统的固有特性。

2．2海岸工程中的创新和最佳实践

特修斯研究了现有的管理能力，探索了新的创新方法。例如，草覆盖的海堤阻力以及改善常规抛石防护堤沿海结构的方法，利用波阻尼结构的人工鱼礁和沙滩养料的最佳实践。特修斯还系统地分析了用于沿海防护的浮式波能转换器。

2．3维护和增强沿海生态系统

特修斯研究结果表明，应当将海岸工程、社会环境以及洪水等方面的内容结合起来以理解栖息地的概念，以便为洪水风险管理者增加选择。借助于阈值和指标，以期获得对栖息地易受侵蚀和洪涝过程的更好理解。

2．4治理维度

从冲突所具有的针对性、规范性和索赔证据等方面，特修斯对其聚合关系紧张的风险认知展开了分析。因此，特修斯允许对有关沿海风险主要的不同看法做出明确的判断。

另外，特修斯还分析了一系列基于社会的缓解措施，比如保险模型的简化、空间规划、商业复兴和制定应急规划等，这些既能减小损失又能提高对洪水事件的应变能力。

2．5制定可持续的海岸决策

总瞰特修斯项目，其主要目标之一是设计一种可以用来帮助决策者制定多种策略的工具，以减少短期、中期和长期事件情况下的风险。

所开发的软件可以以简化的方式来再现一些自然变化过程(比如海岸侵蚀和洪水淹没)，这些自然变化过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变化而导致的，比如气候变化、沉降、人口增长和经济发展。

2．6科学与政策

特修斯通过采用以下3个关键措施，来加强科学和政策之间的对话:

(1)学习所研究地区的经验;

(2)不同角色(利益相关者、沿海管理者和决策者)的及时参与;

(3)政策宣传，包括针对民众的一些项目，比如政策简报、网络研讨会、多媒体材料、宣传册和决策支持系统工具。

3　影响

特修斯对欧盟社会的主要贡献是:保护海岸带的环境;提高人们的生活质量、健康素质和安全性，以及提高欧盟内的就业技能和改善就业前景。

特修斯通过广泛开展对创新工程的研究、可持续性的生态和社会经济减缓措施的评估、最佳实践指导和工具开发工作的试验研究等活动，来支持沿海风险评估和管理综合框架的开发工作。结合沿海减灾和适应技术，特修斯对其创新应用开展了研究，目的在于针对海平面上升和气候变化，能够提供一个可供人类利用开发、以及提供自然、健康生存栖息的安全海岸和沿海栖息地。

在短期(＜5 a)内，预计特修斯会产生以下效应。

(1)测量技术的改进，可以为沿海开发程序提供更好的或者更新的数据以及更有效的预警系统。通过对卫星数据的分析，可以为沿海形态的统计描述提供技术支撑。利用雷达测量大范围的波浪和洋流数据;利用声学技术来测量波浪、流速以及悬浮沉积物的大小数量及其输移能力。预警系统的改进会减少误报率以及在预报过程中出现意外的差错。

总之，改进后的测量技术会得到更广泛和更准确的应用。

(2)可以使用于沿海环境新仿真工具箱对海岸演变过程的模拟及其准备工作得以改进。随着计算机计算能力的提高，一些更好的仿真模型能够为沿海地区的开发利用提供更可靠、更准确的估计数据。

(3)提高海岸线的稳定技术率(对水上或水下海滩的营养物质，可通过挖泥、营养去除、海滩脱水及去除砂土等措施给予干预)，以及提高对其环境影响评估的效率(浊度和羽流运动)。

(4)改进施工或升级改造沿海的堤防结构:采用草土工织物组合加固堤防，以防堤防漫顶、改善布局，使平面布局多样化，以产生附加效应，比如，丰富和增加沿海栖息地的生物多样。

(5)提高对水力形态动力学性能的认知能力，改善创新障碍对波能减少所产生的环境影响。

(6)改善环境的脆弱性，提高对海水泛滥的应变能力，从而更好地对由海水侵蚀和由于未做好防御所引起的损失做出评估。

(7)针对利益相关者和当局有关沿海的战略指南，应当为“最佳实践”中所运用的硬件和软件研制相应的防御技术，并加以推广应用。

(8)为社会和经济的发展制定综合缓解方案并加以应用。

(9)通过政策指导、宣传册以及海岸侵蚀和洪水风险研讨会的形式，加大对风险的宣传力度。

在中期(10 a)以内，特修斯项目预计会产生如下影响。

(1)有关风险观念和意识会得到实质性的改善，这将导致防御系统更安全，也使其得到更好的维护，以适应沿海风险与气候变化。

(2)越来越多地使用基于生态环境的缓解措施，比如促进沙丘植被的生长、盐沼加固和促使生物礁的形成。

(3)增加多用途的低冲击防护结构设计。

(4)由于在工程中采用了创新施工技术并经过最佳实践，使沿海栖息地得以恢复。

(5)有意识的空间规划:经济增长及随之而来的沿海地区城市化与可以被洪水淹没地区之间的平衡。

(6)由于对“防洪”建筑和基础设施进行了合理设计，因而减少了财产损失。

(7)由于实施了新的保险计划，使社会凝聚力和向心力得以增加。

(8)制定并实施了海岸地带综合管理计划，包括政策、最佳实践以及在欧洲范围内的战略计划。

从长期(＞15 a)来看，预计特修斯将能有效地提供一个安全的海岸，因为根据技术分析，在项目开发中，专门设计有“气候防护”，随着海平面的上升和气候变化，其防护功能完全能够应对海岸侵蚀和洪水淹没。特修斯有志于成为对沿海防御计划实施综合改善、促使沿海创新技术发展的里程碑。

基于上述改进措施的实施，特修斯项目获得了较大成果。

4　在实践中的应用及其他

特修斯新的决策支持系统(DSS)是一个以地理信息系统(GIS)为基础的工具。该工具可以使开发研究人员、建设者和地方当局减少沿海风险，它已经考虑到了一些自然的和非自然的因素，比如气候变化、沉降(因洪水而导致的侵蚀破坏和土地下沉)以及人口和经济的增长。

特修斯决策支持系统的开发，旨在作为一种沟通工具用于预测和实验。该应用工具在欧洲的4个地方的项目网页上进行注册以后即可使用。

主要运用领域可归纳如下。

(1)特修斯可用于海岸管理。项目团队已编制了一本技术指南书，由爱思唯尔(Elsevier)公司在2014年出版。它将协助并指导沿海管理者应用特修斯工具来评估沿海风险和设计减排方案。

(2)特修斯可为科研人员服务。一份关于海岸工程的特刊，刊名为“海岸@风险。特修斯，海岸保护新浪潮”(Coasts@ Risks．THESEUS，a new wave in coastal proctection)，已由爱思唯尔出版(2014年5月，第87卷)。

(3)特修斯可有助于政策制定。政策简报中综合了项目成果，并可通过项目网站下载。不过，决策者需要确定现行政策的优缺点以及面临的主要挑战。

(4)特修斯可用于公众信息。可通过网站下载信息宣传册，旨在不断提高大众对于所涉及风险规模的认识及环保意识。

5　特修斯－传说和项目

项目的缩写“THESEUS”使人回想起特修斯和牛头人的古希腊传说。据传说，住在cnosso迷宫(克里特岛)的人身牛头怪物每年都要吃人。特修斯进入迷宫，打败怪物，并在阿里安娜(Arianne)和她的线球帮助下，最后安全地走出迷宫。

在该项目中，牛头怪物代表风暴、海岸侵蚀和洪水风险。阿里安娜提供给特修斯线球是表示他找到走出迷宫的路，意味着不同的减缓技术和措施;打败怪物，意喻特修斯需要把这些技术整合成一个适当的防御策略。由于气候、环境、经济和社会的不断变化，代表着牛头怪物和特修斯在一个动态的迷宫中移动。

(邰肇悦白耘编译)

环境与生态

收稿日期:2015-05-07

文章编号:1006-0081(2015) 07-0004-03

中图法分类号:TV213

文献标志码:A