丹麦水资源综合管理经验及启示

张诚 曹国亮 陈娟 朱瑶 翟正丽 韩玮

摘要：丹麦在地下水保护与开发、城市洪水管理以及水资源综合管理方面技术先进、经验丰富，治水工作走在全球前列。在中欧水资源平台框架下的中丹战略行业合作项目的支持下，我国与丹麦在地下水、防洪减灾等方面开展了一系列合作交流。围绕我国新时代治水思路的新要求，结合中丹战略行业合作项目成果，剖析丹麦在地下水保护、城市洪水管理以及水资源综合管理等方面的先进技术和经验。可为我国新时代水利重点工作提供有益借鉴。

关键词：地下水保护;城市洪水管理;水资源综合管理;水利改革;中丹战略行业合作项目;丹麦

中图法分类号：TV213.4文献标志码：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2019.05.002

由于特殊的地理位置、水文地质条件和相对短缺的水资源，丹麦几乎完全引用地下水。丹麦地处北欧，易受气候变化和极端天气影响，易遭受城市内涝。丹麦立足自身水问题，经过多年的治水探索和努力，在地下水保护开发、防洪减灾、水资源综合管理等方面积累了一系列领先技术和先进经验，治水工作全球领先。为了更好地借鉴丹麦在地下水开发与保护、城市洪水管理等方面的先进经验，在中欧水资源平台框架下，2016年10月水利部与丹麦环境与食品部水与自然管理局（后改名为“环境保护与食品部”）签署了中国丹麦战略行业合作项目（Sino-Danish Strategic Sector Cooperation Program onWater and Environment，SSC，以下简称“中丹项目”）合作协议，项目用2-3a时间，通过知识交流、人员互访、试点项目能力建设等方式，加强知识共享和中方参与单位在地下水管理和城市洪水管理方面的知识积累及能力提升。在介绍项目成果的基础上，分析总结丹麦在水资源综合管理方面的先进治水经验，为我国新时代治水提供有益借鉴。

1丹麦水概况

丹麦为北欧五国之一，位于欧洲大陆西北端，国土面积约为4.3万km，人口（2015年）约568万。属温带海洋性气候，全国年平均降雨量为300亿m，折合降水深712 mm。全国地表水资源总量约37亿m，地下水资源量约43亿m，水资源总量约为60亿m，按2002年人口计，人均水资源量为1123m。全国长度大于50km的河流有8条，主要包括古曾河、奥默河、斯托河、斯凯恩河、吕河、瓦德河、卡鲁普河和里伯河（见图1）。丹麦可开采的地下水资源量大于取水量，且水质良好，几乎无需处理，因此供水100%取自地下水。但由于降雨分布不均，各地地下水可开采量不同，西南部最大，中东部最小，东部的哥本哈根出现过度利用情况。由于天然水质好，水处理简单，该国有大量较小型的私营供水工程，只有较大的城市里供水工程由公用事业公司运行管理。丹麦大部分人居住在大城市，因此，约85%的用水由公共供水系统提供。

近年来，由于农业、工业、生活用水持续增加，加之污水对环境的影响等因素，地下水的开发和保护面临持续压力。随着气候变化和极端天气发生，丹麦遭遇了多次暴雨事件。从2010年8月至2011年8月，仅哥本哈根市就遭受了3次暴雨袭击，主要公路及城市基础设施被淹。保险公司为此支付了10亿欧元以赔偿暴雨造成的房屋和财产损失。经济学家分析指出，如果不采取任何措施，在未来的100a由于气候变化引起天气剧烈变化造成暴雨事件的破坏力的損失将增大3倍。

2中丹项目成果

2.1技术研讨与培训

2016年10月至2018年10月，中丹项目组在南京、丹麦奥尔堡、天津、福建省平潭岛、北京、哥本哈根等地召开了7次研讨和技术考察活动，通过多次交流互访，中丹专家深入学习和交流了地下水管理、城市供水管理、海绵城市建设以及水科学研究及水利规划设计等方面的先进理念、技术和方法，为双方地下水管理、城市雨洪管理以及水资源综合管理提供了重要参考。

2.2技术示范与应用

通过多次交流互访，双方专家秉承模型模拟、校验对比、方案解决、管理支撑的研究思路，以福建平潭岛、海河平原区、丹麦哥本哈根等为示范区，开展了以地下水建模、城市雨洪模拟等为主要内容的联合案例研究，对比模拟结果，提出解决方案，解决城市管理中的水问题。模拟结果和解决方案为福建平潭岛地下水开发利用与海河流域地下水开发保护提供了有益参考。

2.3发布《地下水建模指南》

作为中丹项目主要成果之一，中丹双方专家以项目示范区地下水建模成果为基础，共同撰写了《地下水建模指南》（英文版）（以下简称《指南》）并拟正式发布。《指南》详解介绍了地下水建模的目标、模型类型、建模的主要步骤、模型的主要输入参数、模型的校验、模拟结果和模型应用以及中丹地下水建模实际案例（福建平潭、海河平原区、丹麦格雷沃等地），地下水模拟结果可为今后地下水技术管理人员提供参考，扩大项目成果影响力。

2.4搭建双边合作平台

通过项目交流合作，为中丹双方专家构建了广阔的合作平台，目前福建省水科院、济南市水利局等国内多家水利单位已与丹麦大学、科研设计机构进行联系，拟开展项目申请，人员互访，留学教育等工作。

2.5下阶段计划

2019年，项目二期将围绕“水利工程补短板，水利行业强监管”的水利改革发展总体思路开展战略合作研究活动，计划开展4个方面工作：①丹麦水政策研究;②地下水管理和地下水环境修复示范研究;③城市洪水韧性研究;④水利信息化交流合作工作。

3丹麦水资源综合管理的主要做法

3.1水资源高效利用

丹麦全国的饮用水100%来自于地下水，为了更好地保护水资源，丹麦以价格为杠杆，大力保护水资源。2016年丹麦的平均水价为67丹麦克朗/m（约合人民币69元/m），为全球最高，价格主要包括污水处理费用35克朗、抽取费用12克朗、地下水征税6克朗、增值税14克朗，丹麦的水费占家庭收入16%，目前丹麦的人均用水量为104L/d。通过近30a的努力，丹麦耗水量降低了30%，但同一时期的国内生产总值增加了40%，水资源利用效率为全球第一，摆脱了“GDP增长有多快、水资源消耗就有多严重”的恶性循环，使水资源走上一条可持续发展之路。同时，丹麦对收益一非收益水（“跑冒滴漏”）有严格规定，划分情况如图2所示。通过从消费者层面提高消费税并加大节水宣传，规定如果非收益率大于10%，则收取供水公司1美5/m的罚款，并规定所有公共事业用水都必须安装智能水表，通过一系列强有力经济措施，丹麦非收益水在全国层面维持在6%的水平，居世界前列，并有力推动了节水技术的发展，如管道漏水探测设备、智能水表等技术已在全球广泛运用。

3.2法律法规

丹麦的水管理政策是基于欧盟政策和国家政策制定的。丹麦严格执行欧盟规定，相关的欧盟法律包括《地下水指令》和《饮用水指令》。除此之外，丹麦很早就制定了一系列环保法案，例如《供水法案》（1926年）、《环境保护法案》（1974年）、《污染场地法案》（1983年）等。在机构方面，丹麦环境与食品部下设的丹麦环境保护署（成立于1972年，是世界上首先设立国家环境部门的国家之一）总体负责全国的环保工作，制定欧盟要求的国内环保标准、政策、规划，同时开展水环境国家行动计划等工作，保护环境质量和人体健康。在执行层面，丹麦对地下水开发利用有严格的管理程序，地下水开发公司从提出申请到最终获得取水许可，一般周期为2 a左右，期间还会有定期和不定期抽查以及环评评估等手续，严格保障地下水开采的安全和环保。丹麦在水环境保护上做到了顶层设计全、执法力度严。

3.3科学技术支撑

丹麦建立了一套完整的测绘系统，利用先进的地球物理测绘技术勘探地下水资源量，再结合专业的地下水模型，模拟评估区域地下水状况（见图3）。丹麦建立了先进的区域气候模型（分辨率为12 km）、国家水文模型DK-model（分辨率为0.5km）等专业模型，模拟地表、地下水以及城市雨洪，为水资源综合管理提供评估方案。在实际工作中，丹方提供的所有工程项目案例中的实施措施都以海量实测数据为基础，采用综合性的水资源管理模型对实施效果和生态环境影响进行了科学评估。拥有自主知识产权的丹麦水资源和环境系列模拟管理软件（以丹麦DHI开发的MIKE系列模型为代表）已经成为丹麦水资源和环境管理的基础性工具。城市地下水的综合管理还融人了气候变化对水资源影响的考虑和基于数值模拟的预判，为不同情境下的水资源综合管理提供了有力支撑。

3.4数据开放共享

丹麦建立了Jupiter数据库（监测井和自来水厂数据库）、地球物理数据库（Gerda database）和环境门户三大国家数据库，数据主要用于地质结构模拟、地下数值评价以及地下水流模型的建立，这些数据都可以下载或在线查看，并免费对公众开放。丹麦还规定所有的水厂都必须上传数据到数据库。其中Jupiter数据库是为了从勘探数据中得出必要的结论，数据必须是系统、有效、真实和准确的，且易于获取。自1999以来，丹麦实施了《国家地下水测绘计划》（The National Groundwater MappingProgramme），并采用统一的标准和准则，保证了原始数据的质量和可比较性。丹麦在地下水保护与管理过程中，根据1926年《供水行动计划》（Water Sup-ply Act）的要求，为所有地球物理数据、已有的和新的钻井数据、水质数据和水力学数据建立了国家地下水井数据库（Jupiter）。该数据库现已涵盖丹麦全国29.5万多眼地下水井的水文及水质信息。Gerdadatabase包括原始和处理过的数据，可以火鸟（Fire-bird）等格式下载，也可通过WFS的界面在线查看。所有公共资金资助的调查数据和很多自有资金资助的调查数据都会上传至该数据库。丹麦环境门户网站存储并展示丹麦的环境数据，包括河流流量监测数据、土地利用数据（包括保护区域）、地下水保护等级和脆弱性评价数据等。

3.5地下水技术

丹麦以地下水资源为根本，将全部精力投入到地下水的保护和开发中，同时相关的工程技术水平也达到了世界领先。首先，丹麦一直强调预防优先的理念，以多种测绘手段和模型预测为前期手段，系统评估海水入侵、地面沉降、水井采水量、地下水水质等方面，全面了解地区地下水水质、水量的动态变化状况，为地下水管理提供准确数据。同时，在地下水保护中，一是对地下水进行分散式开采，避免因集中开采而导致形成大的地下水漏斗，进而引发地质环境和生态问题;二是重视对地下水补给区的保护，在有条件的地区设法增加入渗或采用回灌方式补给地下水;三是尽力消除现有或潜在地下水污染源，以防止供水含水层中的地下水被污染。此外，丹麦以地下水回灌技术体系（MAR，ManagedAquifer Recharge）为核心工程措施，通过开展地质测绘、踏勘水文地质条件、水质对比、水流模拟评估、打井并回灌、水量水质再评估等一系列措施，完成地下水回灌，确保地区地下水资源的保护和可持续利用。

3.6公众参与机制

丹麦十分重视工程建设中的公众参与（PublicParticipation），在水资源规划、地下水开发、海绵城市建设等方面，将公众参与纳入到工程建设的每一个环节，扩大了工程服务的受益面，延长了工程的使用寿命。如在哥本哈根北郊小区的“应对气候变化城市规划项目”中，充分吸纳当地居民的建议，设计人员将工程设计与社区环境结合，将下凹式路面设计为儿童游乐设施，小区低洼地区设计为生态公园，同时规划建设了一批绿色空间，在满足泄洪的同时，极大改善了社区居民的生活环境，提升了生活品质，促进了社区和谐。

3.7工程设计与施工

随着环境保护工作的持续深入，丹麦环境保护的意识深入人心。丹麦规划设计人员将“灰色”水利建筑充分融入自然生态系统中，以不改变自然生境下发挥水利综合效益为最大效益的原则，来开展水利工程设计规划，大力推广生态工法。如在丹麦城市雨洪管理工程实践中，设计人员充分利用自然空间和生态系统，将防洪工程与生态系统有机结合，城市防洪系统设计保留了原有的地形地貌，维护了城市河流自然生态样貌。通过精准设计施工，发挥工程消减洪峰、存储水功能的同时，美化了环境，成为市民休闲娱乐的场所，如采用生态工法还原河床，恢复河床垂向自然生境，在洪水期发挥生境消减洪峰的作用等。这从另一方面也证明丹麦对自然系统的完整性和多样性的认知处于领先水平。

4启示

4.1数据共享的理念

高質量的数据开放和共享是丹麦科技发展的重要保障之一，这一理念的深入人心和配套政策的落地有力助推了丹麦水科学技术的发展。基于开放共享的原则，丹麦建立了完善的水咨询评估市场，众多咨询公司能够深度介入供水系统设计、水环境影响评价、城市排洪规划、水资源规划以及环评等对水资源和环境领域数据要求很高的工作中，也助推了国际科技咨询机构的发展，如享誉世界的DHI、Ramboll、SWECO等国际大型咨询机构，形成了水科学与工程技术的广阔“蓝海”市场，良性的竞争环境，政府则聚众家智慧，择优取用，提高了水管理水平。

4.2生态环保的理念

丹麦是全球第一个设立环保机构的国家，也是最早环保立法的国家之一。基于国家自身的水资源状况，几乎100%取用地下水，特殊的地理、水情特征也促使了国家必须对环境、生态系统有高度的保护意识，并且在保护和利用中开发出一套技术手段、保护措施和管理方法，丹麦的高水价也是民众环保意识高的一种重要体现。在中丹项目交流过程中，丹麦在地下水开发和雨洪工程设计中，将水生态、水环境的每一个细节考虑到位，尽量使用基于自然的解决方案，或是将工程纳入到生态原本的状态中去设计，用生态的方法解决现实的生态问题是其核心思路，并衍生出一系列基于自然的技术和方法，有力支撑了水管理，这也是丹麦一直走在全球生态环境保护前列的重要原因。

4.3全球治理的理念

在中丹项目过程中，可观察到丹麦的咨询、科技、设计公司基本走的是全球路线，深度参与全球的治水问题。一是丹麦的水问题较为简单，且经过多年的治理，丹麦的治水体系基本建成，成效显著。但丹麦人也意识到，如果不走出去，深度参与全球治水，丹麦的技术体系将变得单一，解决复杂水问题的能力将变弱，不利于其水科技的发展，因此必须积极走出去，丰富全球治水案例库，提升系统水治理能力。二是丹麦科技走出去的现实需要，丹麦水科学技术发达，尤其在地下水开发利用、模型技术等方面形成了一套可推广、可借鉴的成熟体系，丹麦政府也引以为傲，积极通过各种渠道推广其技术。丹麦的科技、咨询公司利用开展全球项目的契机也积极推广其核心技术，提高全球市场占有率，掌握话语权。

5结语

基于中丹战略行业合作项目成果的基础，提炼总结出丹麦在水资源综合管理方面的7条经验做法与3条启示，为新时代水利改革重点工作提供借鉴。其中，丹麦立足本国水情，以经济杠杆为主要抓手，通过提高水价牵住水资源管理的“牛鼻子”，倡导全社会关注水资源、节水水资源、保护水资源，同时配套法律法规和管理机构的完善，从顶层设计上完善了水资源管理核心任务。通过打通数据获取和共享机制，进一步扩大水咨询市场，让更多高端智库参与水研究，提升水科技支撑贡献率，打造治水“黑科技”，全面支撑水管理，从而使丹麦治水走在了世界前列。