韩国洛东江输水隧道环境社会经济效益评估

[]　J.C.

1　概　述

2006年有学者指出，尽管湖泊和水库面积仅占地球表面面积的3%，但这种水体具有控制当地气候的重要功能。众多学者先后指出，水体热容量不同于地球其他表面热容量。因此，水坝的建设改变了水环境，使其从急流型(河流)向静水型(湖泊)转变，引起当地生态群落和水质的变化。

韩国境内已建和在建水坝共计17 656座。这些水坝形成有效库容133.27亿m3。20座多目标水库库容占总库容的68.3%。据韩国国土交通海洋事务局(MLTM)提供的资料显示，其中已建15座，在建5座。韩国已建水坝系统可满足国家水资源管理需求。

韩国年均降雨量是全球平均雨量的1.4倍。然而，由于人口密度较高，韩国每年人均雨量仅为全球年均雨量的1/8。此外，大约70%降雨集中在6～9月，呈现显著的季节性变化特征。

韩国境内主要是山区(65%)，多数河床坡度陡峭。由于降雨产流迅速，包括河内、洛东江、锦江(Geum)和荣山(Yeongsan)在内的韩国大多数河流流速变化系数(最大流速和最小流速的比例)在220至390之间，为此需要修建水坝。有学者曾指出，采用包括算术增长方法、几何速度法、指数法和对数曲线方法在内的不同预测模型预测得出，到2020年洛东江流域需解决大约25.5亿m3的供水缺口。这些预测模型建立在1983～2003年水资源需求总量的基础上。MLTM曾指出，水资源不足表明，未来必须保证有额外水资源。

2006年MLTM提出，韩国政府规划在洛东江流域实施5个新水坝项目，解决额外的缺水问题。项目中还包括水资源利用，即连接2座现有水坝的隧道工程。该研究目的是调查和比较新建水坝和建设输水隧道工程的经济效益，也考虑对自然环境和当地社会的影响。

2　研究内容与方法

2.1　研究内容

韩国洛东江(Nakdong River)流域已建5座多目标水坝，包括安东(Andong,AD)、伊哈(Imha，IH)、陕川郡(Hapcheon，HC)、南江(Namgang，NG)和密阳(Miryang，MY)水坝。此外，据2011年MLTM和韩国水资源公社(K-water)提供的资料，目前有5座水坝在建，可拦蓄3.34亿m3的水量，超过了预测的至2020年洛东江流域额外水需求量。洛东江上游区域主要是山区。相反，流域下游区域是韩国城市和工业最发达的区域之一，地形坡度平缓。洛东江流域雨季为7～8月，在该时段下游地区经常发生洪水。因此，为了防洪，新水坝全部位于流域上游支流。

在已建水坝当中，AD水坝和IH水坝位于洛东江河流最上游，AD水坝距IH水坝约2 km。AD水坝、IH水坝和输水隧道的示意图见图1。AD水坝集水面积1 584 km2(是IH水坝的1.2倍)，库容为12.48亿m3(是IH水坝的2.1倍)，正常蓄水位为160 m，年均入库径流8.5亿m3(为IH水坝的1.1倍)。IH水坝截水面积为1 361 km2，库容为5.95亿m3(见图1)，夏季洪水通过水闸排向下游。2006年IH水坝溢洪道年过水量达2.89亿m3，正常蓄水位为163 m，比AD水坝高出3 m。

图1　AD水坝和IH水坝间输水隧道模拟示意

图2　洛东江流域水坝蓄水和供水型式

洛东江流域AD水坝和IH水坝1979～2008年间的月均降雨量、月均供水量和月均水位见图2。图2(a)显示洛东江流域6～9月份为雨季，10月至次年3月为旱季。图2(b)显示4～9月份供水增加，而10月至次年3月供水减少。以上结果表明，农业灌溉用水导致春季和夏季供水增加。此外，10月至次年6月，2座水坝水位下降，7～9月份上升(见图2(c))，结果表明洛东江流域6～9月雨季水坝供水和蓄水充足。在该研究中，对利用洛东江流域目前5座在建水坝和拟连接AD水坝和IH水坝的隧道进行了相关后续分析。连接AD水坝和IH水坝间的圆形隧道长1 925 m，直径5.5 m，水平高程141 m，隧道内水体可双向流动，而流向取决于水坝间的水位差。隧道入口和出口处将设置取水塔，根据水质和水位情况，选择开启或关闭(见图1)。

2.2　研究方法

该研究大部分数据来自于问卷调查，以及2006年MLTM在水坝和输水隧道工程施工前完成的评估报告。2011年韩国水资源公社开展了以上工程的可行性研究，对工程建设的必要性、经济效益和环境影响进行了分析。针对各水坝均开展了环境影响评估(EIA)，分析了工程对自然环境和居民生活环境的影响，并提出了有效措施，以降低工程建设产生的不利影响。调查工程影响区域的人口、财产和土地价值，并进行评估，以确保做出合适的经济补偿。基于2011年韩国水资源公社的可行性研究成果，审查了5座新水坝工程对当地自然环境和社会环境造成的影响，也对新水坝和输水隧道产生的经济效益进行了对比分析。

参考6个项目环评报告，评估了各水坝和输水隧道对自然环境的潜在影响。尤其就工程对动植物造成的生态影响程度进行了对比，包括淹没面积和由此造成的动物生态环境损失，其中动物包括哺乳动物、鱼类、两栖动物和爬行动物，而鸟类和昆虫除外，它们具有飞行和转移能力。

工程造成的社会影响方面，开展了财产价值问卷调查。可研报告分析了移民数量和所影响的基础设施，包括房屋、农场和道路。

根据工程可行性报告，对各工程产生的经济效益进行了对比。根据每个工程施工投资、淹没房屋拆迁和土地补偿投资、移民安置投资，推算水资源单位成本。

3.4.5 冬季降水量，刚察和海晏2006年出现了异常偏多，天峻1972年、共和1976年和1995年冬季降水量表现为异常偏多，1967年和1971年茶卡冬季降水量表现为异常偏少。

3　研究结果与讨论

3.1　自然环境影响预测

在新建水坝和输水隧道建设影响范围内，哺乳动物有14～23类，鱼有13～26类，两栖动物和爬行动物有6～20类。工程影响范围内属于韩国法律保护的物种共有3类哺乳动物(水獭、黑貂和野猫)和2类鱼(鳅鮀和氏七鳃鳗)。新水坝建设范围内共有334～545种植被，在GW水坝和SD水坝占地范围内发现了韩国法律保护物种日本小勾儿茶(Berchemia berchemiaefolia)。输水隧道周围区域栖息的动物范围和种类与新水坝区域相似，也有法律保护物种水獭。此外，在输水隧道区域生长有192种植被，种类相对较少，隧道工程仅毁坏森林面积0.05 km2，而5座新建水坝淹没森林面积为0.51～3.11 km2。

新建水坝每1 000万m3供水影响的野生动植物物种数量：哺乳动物有1～10种，其中YY水坝1种，SD水坝10种；鱼类有1～9种，其中YJ水坝1种，BS水坝9种；两栖动物和爬行动物有1～8种，其中YJ水坝为1种，SD水坝为8种；植被有21～224种。而输水隧道工程每1 000万m3供水，影响了6种哺乳动物、10种鱼类、5种两栖动物和爬行动物。除了鱼类之外，输水隧道工程影响的野生动植物物种数量一般少于新建水坝。但受输水隧道工程影响的鱼类数量多于新水坝，这是因为分析中一并考虑了已连接的2座现有水坝造成的影响。对于新水坝，每单位供水中受影响的野生动植物数量随着供水量的增加而下降。此外，据预测，就毁坏森林面积而言，新水坝为每供水1 000万m3毁林0.2～0.3 km2，而输水隧道仅为0.02 km2。

韩国野生动植物保护法提出了要对野生动植物及其生存环境进行保护和管理。韩国对境内223种濒危物种开展管理，根据它们受到环境危害的程度而被分成2级(Ⅰ级和Ⅱ级)。国际野生动植物濒危物种贸易公约(CITES)禁止大约5 000种动物和29 000种植物进行国际交易。

水獭按照韩国Ⅰ级濒危动物进行保护和管理，其栖息地受到新水坝和输水隧道建设的影响。国际自然保护联盟(IUCN)红色名单将水獭列为近危(NT)动物，CITES将水獭作为国际濒危动物，禁止其国际商业交易。尽管野生猫科动物和黑貂是韩国Ⅱ级濒危动物，IUCN将它们列为需关注的最小动物(LC)，在CITES附录Ⅰ和III中均进行了登记。

输水隧道通过地下隧道连接现有2座水库，这将不会对自然环境产生任何直接影响。例如，隧道施工不需要将此区域生存的动植物转移。因此，隧道对附近的居住环境影响最小。但多位学者指出，如果水库内水体通过连通隧道流动，则1座或2座水库的水生生态系统将受到干扰。AD水坝和IH水坝位于相同集水区，其间的隧道施工将降低对水生生态系统的不利影响。1977年和2006年有学者提出，输水隧道能对环境产生有利影响，因为这2座水库的生物多样性将得到恢复，建库以来被隔开38 a之久的2个水体内的水生生物将得以自由运行。

3.2　社会影响

目前，韩国适合建设大型水资源开发项目的位置有限，此外，许多遭到居民反对。因此，先后有学者提出建设中小型水坝。然而，5座新水坝也需要征用大量农场、森林和道路作为建设用地。新水坝占地面积为1.93～12.71 km2，而输水隧道仅需占地0.19 km2。5座新水坝每产生1 000万m3水资源，需要占地0.6～1.4 km2；而输水隧道每产生1 000万m3水资源，淹没面积仅为0.08 km2。5座新水坝也需要对受影响的镇进行大规模移民(每座水坝平均移民数量为688人)，而输水隧道不需要移民。此外，新水坝每产生1 000万m3水资源需要移民79～179人。

多位学者指出，多用途水坝产生各种有利影响，其中包括供水、防洪、内地渔业和社区发展效益，开发水库作为旅游和度假胜地。然而，如上所述，新水坝及其形成的水库也必然改变当地自然环境，对移民的社会环境产生直接影响。

此外，水坝建设形成的库区也可能对当地历史和文化遗产造成影响。尽管历史和文化遗产在淹没前往往被移走和恢复或在新的地方重建，但其历史连续性不可避免被切断，价值受损。

输水隧道不需要重新安置移民，不会造成淹没，不存在历史、文化遗产损失和异地重建问题。因此，输水隧道是最有效的利用额外水资源的手段，同时其对社会文化的影响也最小。

3.3　经济效益对比

为了分析公共投资项目(如水坝)的经济效益，有必要计算项目的总成本和收益。如果收益大于成本，则认为项目是可行的。新水坝的收益包括防洪、生活和工业供水、电能、灌溉和娱乐区。项目成本包括建筑、补偿、管理和整修成本。其中水坝、厂房和道路建设及房屋拆迁补偿是2项最大成本。

通过分析1979～2008年间水库运行及逐日降雨量、流量和供水，评估输水隧道的供水安全性。如果在2座水坝间调度汛期溢洪道溢流水量，输水隧道每年平均安全供水量定为0.24亿m3。汛期这部分水量储存在AD水库，旱季则调至IH水库，以提供IH水坝下游和锦湖(Keumho，KH)河流北部区域用水。

SD水坝和YJ水坝的项目成本分别是输水隧道成本的2.3倍和10.7倍。然而，每座新水坝供水量变化范围较大：最小供水量为BS水坝(为输水隧道的0.6倍)，而最大供水量为YJ水坝(为输水隧道的8.5倍)。所有新水坝项目每1 m3供水所需的单位成本超过了输水隧道。水坝单位供水成本变化范围为4.5～18.7美元/m3，输水隧道为3.5美元/m3。BS水坝供水单位成本最高(为输水隧道的5.3倍)，而YJ水坝最低(为输水隧道的1.3倍)。如果新水坝计划供水0.24亿m3，它将需要0.231亿m3的储存容量。水坝建设预估投资1.572亿美元，是输水隧道的2倍。

用AD水坝和IH水坝间建设的输水隧道临时储存汛期IH水坝溢流水量，IH水库储存容量相对较小。输水隧道可以使这部分弃水储存在AD水库内，而在旱季再回流到IH水库内，其结果是,在没有建设任何新水坝的条件下，每年多截留了0.24亿m3的水。

综上所述，输水隧道对自然环境、社会和文化影响较小，是充分利用水资源，且经济可行的工程措施。

4　结　论

韩国开发大型水坝，尤其是资源开发项目，面临问题较多，如缺少合适的建坝位置，当地居民反对等。必须提出解决国家缺水需求的替代方案。在已建2座水坝间建设输水隧道，在水库内临时储存洪水，这是减轻水坝工程对环境、生态、移民、文化遗产和经济影响的潜在有效方案。

在研究中，定量比较了新水坝建设和在现有水坝间建设输水隧道对自然环境、社会和文化、经济效益的影响。受新建水坝影响的野生动植物物种数量将明显多于输水隧道。此外，新建水坝将毁林0.51～3.11 km2，而输水隧道仅毁林0.05 km2，输水隧道毁林较少，对野生动植物的影响小于新水坝。新建水坝将对社会和文化产生影响，如移民、淹没土地历史文化遗产的损失或迁移。然而，输水隧道的这些影响较小。

为了保护水资源，5座新水坝每0.1亿m3水需移民79～179人；然而，输水隧道不涉及工程移民。新水坝每产生0.1亿m3水将淹没0.6～1.4 km2土地，而输水隧道仅为0.08 km2。就供水单位成本而言，水坝为4.5～18.7美元/m3，而输水隧道为3.5美元/m3。

在韩国2座水坝间建设输水隧道被认为是利用水资源较为经济可行的办法，它减轻了工程对环境和社会的不利影响，提高了现有水资源的利用率。研究中的输水隧道是双向输水系统。在隧道建设之前，有必要研究工程对水生态系统的影响，包括水质变化，因为AD水坝和IH水坝间的输水隧道会导致水生生物物种在2座连通水库间通行。