国际河流调水工程介绍及与南水北调工程东线工程比较

国际河流调水工程介绍及与南水北调东线工程的比较AugustoPretnerlNicoloMoschini1LuzSainzlMaoBingyong1甘泓2游进军2(1．SGI工程咨询公司，意大利帕多瓦；2．中国水利水电科学研究院)摘要：从水资源较为丰富的流域引水来解决一个或多个地区的缺水或水质问题的做法由来已久，这就是人们所说的跨流域调水。世界各国以不同规模、不同缘由进行跨流域调水工程的规划和建设，水利工程建设的历史中交织着人类努力后的成功与失败。而衡量失败与否不仅依据跨流域调水工程工程结构的运作情况，而且在大多数情况下，还依据这一基础设施部分或全部实现它最初设计目标的情况。对跨流域调水工程项目失败的预测从来不是一件轻而易举、一目了然的事情，其复杂程度也随工程规模的增大而越来越复杂。将一个提议或正在实施的项目与其他同规模或具有相同特征的工程项目作一下比较，将有助于避免一些共性问题的出现，并为同类工程的建设和管理提供指导。关键词：跨流域调水社会经济影响评估经验学习矩阵(LLM)从根本上讲，跨流域调水项目是解决缺水地区对水资源需求的技术手段。围绕跨流域调水项目展开的讨论，考虑了社会学、伦理学、经济学和法律技术各个层面，并按此重要性的顺序展开讨论。尽管远距离调水经验过去已做出了仔细的总结，而今，许多其他的焦点问题又出现了。大量调水仅从引水的直接费用来考虑项目的合理性问题。很少考虑水资源输出地区因可用水量减少而放弃的水的服务功能，没有对其他可行的跨流域调水方案进行调研。在工程和经济学专家之间有一种倾向，喜欢从技术上解决问题，而“软”的方面常被忽略(Biswas，1979)。自从这两方面的知识在水资源管理中处于主导地位后，在探索出其他可行的方案之前，如对可利用的水更有效的利用，废水再利用，对流域更好地管理，改进地表水、地下水的综合利用，改变种植结构等，总趋于考虑技术上是否配套。通常农业行业是调水项目的主要受益部门。因此，大多数的分析集中在农业效益，而并没有考虑社会目标如收人再分配、改变区域(经济)增长率和模式、减小失业率和环境保护。从一定程度上讲，这是由于对社会及环境效益及成本量化比较难。跨区域和跨国间调水所涉及的法律问题十分复杂。关于这一开发问题所需的充分法律和制度框架很少，目前还没有一个快速解决这一冲突的模式。地区与地区之间、国与国之间存在的跨地区和跨国界河流及湖泊的用水之争可很快使人们认识到这一点(Biswas,1983)。因此，有许多与从一个地区到另一个地区大范围调水有关的问题，问题的大小在不同的工程项目之间存在差异,而一些应该考虑的主要问题如下：物理系统。①水量：水位、流量、流速、地下水、水量损失；②水质：泥沙、营养物、盐碱化、温室效应、有毒化学物质；③对土地的影响：侵蚀、泥沙、盐碱化、水涝、土地利用结构变化、土壤营养成分和矿物质的变化、引发地震、其他水文地质因素；④大气：气温、蒸发、微气候变化、大气变化。生物系统。①水生物：海底生物、浮游生物、浮游植物、鱼和水生脊椎动物、植物、疾病媒介物；②陆地：动物、植被、栖息地消失、栖息地功能强化。人类活动系统。①生产：水产业、水力发电、运输航运)、加工业、悠闲旅游业、矿产开采；②社会一文化：社会成本，包括移民、基础设施开发、人类活动影响、政治意义。1跨流域调水工程的评估本文的目的之一是对国际上跨流域调水项目的经验进行比较，并为中国南水北调东线工程实践与国际上其他类似项目的比较提供一个背景框架。首先，要选择考虑的最为相关的工程项目。其次，准备评估所分析的每一个不同项目的实践活动的方法。项目评估的标准将考虑依据所设定的一套评估标准每项目工程实施的状况如何。跨流域调水工程的评估标准是由W.E.Cox教授开发的。这一标准须当做一种建议而非一套绝对的规则，可以作为跨流域调水工程评估的工具或引水项目之间比较的工具。w.E.Cox的论点如下：技术和经济上的可行性。除了技术和经济上的可行性外，这些项目需要在一种综合的框架内来评估，这一框架考虑了诸如环境、法律、伦理道德等方面的问题。提供用水服务的投入需回收回来。环境影响评估。环境方面的考虑应是项目一个有机的组成部分，而不应是项目的附属部分。仅就项目本身进行环境评估的一些局限性可以通过战略性的环境评估(着眼于较长时间范围看待可能的干预措施，达到某一目标)而得以克服。伦理概念。赞同调水的伦理方面的论点涉及不同的方面：在缺水时有水可用是一项基本的人权，而供水是一种团结的行为，是邻里之间一种友善的标志，有时甚至是一种慈善的象征。法律条件。随着提议的跨流域调水规模的不断扩大，特别是从为官员(议会)讨论所建议的项目的优缺点和公开性的决策提供一个机会，规范跨流域调水的法律(或计划、条约等)越来越必要。跨流域调水所涉及的法律方面的问题受调水流域的法律状况的影响。社会方面，信息与交流。如今，社会学方面的要求责成跨流域调水项目的倡导者开展综合、透明和参与式的决策过程。在跨流域调水规划的各个阶段的参与和信息公布非常重要。机构模式。因跨流域调水机构的繁杂程度随着所涉及的政治和行政辖区的数量增多而增加。在一个国家或州内的大型调水项目可能会没有麻烦，因为有一个主要的政府负责机构管辖着供水和受水区两方。从行政管理的角度来看，地区或国际组织(如欧盟)所推崇的跨国解决方案可能会很复杂，必须按照各个流域的实际情况设计。决策支持。跨流域调水可以通过多标准决策模型工具的模拟得到各种有效支持。这些模拟最重要的特点之一是使对不确定性及评估和社会与经济方面标准的价值的估算成为可能。专业性的分析应支持决策过程并给决策者和公众提供公正客观的信息。基于这样一些论点，Cox教授给出了证明跨流域调水项目合理或拒批跨流域调水项目的如下标准：经济生产率的影响。标准1：跨流域调水受水地区必须面对造成生产率下降和人们生活条件下降的用水缺短问题，而且这一问题不能以减小水需要量和开发其他供水方式的形式来防止。标准2：供水地区水资源的水资源量须满足调水需求，而不影响该地区今后的发展。环境质量影响。标准3：调水项目需要综合性的环境影响评估，评估结果须在一定的合理可信度上指明水源地区和用水地区的环境质量不会持续性地下降。但在对环境受到损害有补偿措施的地方，调水是可以的。社会、文化影响。标准4：调水项目需要综合性的社会、文化影响评估，评估结果须在一定的合理的可信度上指明对水源地区和用水地区的社会、文化不会造成大的破坏。但在对社会、文化可能造成的损害有补偿措施的地方，调水是可以的。利益分配考虑因素。标准5：项目的效益必须在供水地区和受水地区间平等地分配。跨流域调水的主要原则是水资源综合管理及对环境的尊重。2主要的调水项目的识别关于跨流域调水的案例研究在国际专家共同参与下通过网络开展。与跨流域调水信息不足相关的主要问题之一是由于一些研究还没有开始或还处于初级阶段这样一个事实，同时，一些老工程的信息不能完整地获取。每个项目按照这些项目评估标准进行评估，结果展示在“经验学习矩阵表”中(LLM)。这包括一个矩阵表，表中是在实施这些项目中获得的经验的摘要，而这些经验可为今后实施开发和运作积极性的形成提供有价值的指导。为了确定跨流域调水项目各个方面对制作经验学习矩阵表有用的信息的充分或缺乏程度，每个案例单独评估。在下面的章节中，选取一个跨国调水项目的研究案例做一简要介绍。限于篇幅，没有将“经验学习矩阵表”中(LLM)所分析的11个案例全部做介绍。介绍的目的并不在于对每个项目的工程、技术方面做出描述，而是总体介绍一下用于评估围绕各种条件下的跨流域调水项目的可靠性评估标准。2.1莱索托——南非共和国的项目(南非案例研究)项目介绍：该项目从莱索托的高原(Senqu/Orang河)向水资源短缺的高廷省(Gauteng)的瓦尔(Vial)河流域引水。包括7座坝和120km长的渠道。项目目标是年调水5677m3(82m3/s)。一期工程于2003年结束。工程投资44亿欧元。缺水的基本情况：高廷省(Gauteng)缺水。项目效益：对南非来说，亚区可用上水力发电；国内供水，促进经济发展。对莱索托来说，建设(拓宽)新的基础设施(道路、交通和电力系统)；健康设施，就业机会；改善水供给状况和社区卫生状况。社会、经济影响。正面影响：改善灌溉用水；给RSA提供新的供水源；增加新的基础设施(见效益)。负面影响：耕地、牧场、建设用地减少。环境影响。正面影响：没有正面影响。负面影响：渔业产量降低；夏季水库水温分层，严重影响下游鱼产卵，鱼栖息地和渔业生产；给野生动、植物的生存带来极大的压力。减轻与补偿。通过调整下泄水流减轻对下游的影响。实施给社区损失赔付的项目(对所有社区损失的固定资产如公有土地资源用其他资源补偿替代，不用现金补偿)。2.2从罗讷河(Rhone)到加泰罗尼亚(Catalonia)地区的引水渠工程(法国一西班牙案例研究)项目介绍：该工程通过从蒙培拉(Montpelier)到卡地都(Cardedeu)320km长的地下引水渠从Rh6ne河向西班牙的加泰罗尼亚(Catalonia)地区引水(见图1)。预计将要建设2座泵站。项目设计年调水3亿ITl3，工程现在实施一期，预计2025年竣工。项目投资：9.03亿欧元。缺水现状：加泰罗尼亚(Catalonia)地区夏季缺水；城市用水缺口大。项目效益：向加泰罗尼亚(Catalonia)地区供水；减轻对Ter和洛培里干(Llobregat)河的过度开采；减轻从艾贝(Ebre)河取水的数量；有利于长期发展(保护水资源和动、植物)；有利于欧洲南部的一起化。图1从Rhone到Catalonia的工程项目社会经济影响。正面影响：解决加泰罗尼亚（Catalonia）地区的饮用水问题。负面影响：法国农民因担心与西班牙农产品展开竞争而引起的社会、经济纷争（而引水主要是为了解决饮用水问题而不是解决农业用水问题）。环境影响。正面影响：预计不会对罗讷（Rhone）河产生影响（包括考虑了气候变化的因素）；减轻对特尔（Ter）和洛培里干（Llobregat）河的过度开采并改善其水质；减轻从艾贝（Ebre）河取水的数量；保护海岸线免于因盐溶解不断发展造成的萎缩；保护地下资源。负面影响：岩土开挖。减轻与补偿：所引水的质量将通过监测与管理计划的实施而得以确保。这一管理计划必须使法国与西班牙的农产品生产商直接竞争的农民放心，所引水仅用于解决饮用水问题而不用于农业生产。2.3加里福尼亚调水工程（中部流域项目——CVP）项目介绍：这一T程从萨拉门托一圣华鈕Sacramento—SanJoaquin）河的三角洲地区向南部的CA调水（见图2）。包括18个属于联邦的水库，4座与州水利项目共有的水库，11座发电场，3座渔业繁殖基地和1300km长的渠道。工程殳计调水86.3亿m3于20世纪40年代开始建设。项目投资：投资额不详。缺水现状：南部地区干旱；对地下水层水的消耗压力大（引起地面沉陷，对城市和农村基础没施破坏严重）。项目效益：可供农田灌溉和给城市200万人口供水；对河流水进行调节，对洪水可进行控制，航运、发电和休闲观光；改进州从事农业生产的卒1：区的福利状况，支持城市和工业的增长；减轻对地下水层的开采，减少地面沉降。社会经济影响。正面影响：解决社会和经济发展问题（工业和农业）。负面影响：北部，海水侵入，向原城市社区所供水的龠盐量高。环境影响。正面影响：降低对地下水的开采；减小地面沉降、、负面影响：生态发生大的改变；在北部，海水侵入，所供水使野生生物的用水含盐量增高，湿地改成农田，鸟和水禽迁徙；吸食硒的水蛭向池塘流动加快（死亡和分解）；在南部，从位于欧文（Owen）流域的Mono湖支流（洛杉矶）引水造成湖水水位下降，含盐量上升（给鸟和虾带来威胁，使高碱性的河床裸露，对呼吸系统和公共健康造成损害）。减轻与补偿：1978年“水权决议”。1985年，建立了流量和水质标准以保护城市与工业用水、农业、鱼类和野生动植物。1987年实施综合生态系统计划以保护境况不佳的萨拉门托一圣华金（Sacramento—SanJoaquin）河河口地区，1992年，中部流域项目改造法案改变了CVP项目用于鱼类和野生动植物保护与休养生息的运作模式及用水分配量。20世纪80、90年代，减小欧文（Owen）流域调水量以恢复Mono湖的水权法。2.4伊拉克——美索不达米亚沼泽地造田项目——从底格里斯河和幼发拉底河引水项目介绍：由前伊拉克政府设计的项目目标是经过海上通过底格里斯河和幼发拉底河引走沼泽地中的水，项目目的是支持农业发展。2003年，伊拉克水利部与伊朗国土与环境部合作开始恢复伊拉克沼泽地。项目投资：不详。工程范围：底格里斯河，引水渠道开凿（昌盛河）将底格里斯河支流的水引走，不再流人沼泽地中部；幼发拉底河，关闭下游纳西里耶（Nassiriyah）原来的渠道。开凿引水渠道将幼发拉底河的水流直接引人海中（见图3及表1）。图3图3沼泽地造田体系-引水渠道.A1怦紳I也带NUN河流499728表丨沼泽地造田项目工程量社会、经济影响。正面影响：农业开发；保护油田。负面影响：改变了居住在沼泽地枯水年（BCM）底格里斯河河流499728表丨沼泽地造田项目工程量社会、经济影响。正面影响：农业开发；保护油田。负面影响：改变了居住在沼泽地枯水年（BCM）底格里斯河幼发拉底河『水年（ECM}丰水年（BCM）的人口的生活方式；造成20万难民；破坏了当地的与渔业和芦苇手工制品业相关的经济；生态灾难(将湿地变成了沙滩)；改变了气候。减轻与补偿：原来萨达姆政府没有考虑任何减轻与补偿措施。沼泽地造田采取一种强制性的管理模式。恢复项目：2003年萨达姆政府倒台后，新的旨在恢复伊拉克沼泽地的Eden项目启动。这一由意大利环境部资助的项目全力支持伊拉克当局恢复以前湿地的可持续性的水资源管理项目。项目计划与多个国际机构共同来完成。为全面综合认识这一项目在技术、社会、水文和环境方面各个组成部分内容，开发了模型对项目进行模拟。2.5尼罗河一一北西奈(Sinai)农业开发项目(北非一一中东的案例研究)项目介绍：该项目从尼罗河向北西奈(Sinai)地区调水。这一项目分成5块跨3个行政区:塞得港市、Ismailiya市(20%)、北西奈市(Sinai)(70%)(见图4)。部分项目已于1987年完成。项目投资：投资额约15亿美元。缺水基本情况：因天气变化和人口增加，西奈(Sinai)沙漠地区缺水；地下水数量有限且为咸水；人口和经济发展受限。项目效益：通过发展农业和养畜增加农业生产，改善分配结构；通过安置来自埃及人口稠密地区的农村人口中拥有土地面积较小的家庭和大学毕业生创造就业机会。社会、经济影响。正面影响：农业生产，移民基础设施建设(更多的教育设施，健康服务设施，电力供应，交通服务和道路)。负面影响：引入的水可能增加疾病感染的病例，使定居人口和当地土著人口处在存在着可引起过敏症和致癌污染物的环境之中；水短缺会导致盐碱化问题，降低农业产量，并最终使农民收入降低。环境影响。正面影响：吸引许多候鸟来此栖息；减少沙丘入侵并稳定沙丘的移动。负面影响：损失许多重要的动、植物群落和古迹；地下水受污染(水含杀虫剂，富含营养物)并盐化。减轻和补偿：总计提出了26项补救和补偿措施，其中4处与工程位置有关，11处与设计有关，1处与施工建设有关，10处与运行管理相关。3经验学习矩阵表(LLM)在LLM表中(见表2)，每项丁程列入一栏，在这一栏中给出按照各个评估标准评估该项目实施效果的“分数”。这些评估标准源于W．E．Cox教授以前所提及的评估标准。LLM表中标准的选择从基于这一点考虑出发的，即所选项目与标准1一一调水是唯一缓解缺水问题的方法是一致的。对各项工程的评估考虑了选取此类工程项目中在发展和管理方面的最佳实践模式。为了找出哪些方面的经验教训可供南水北调项目借鉴并用于南水北调项目，做了与南水北调项目的比较。中国的T作也为充实更新国际上关于跨流域调水的知识提供了宝贵的经验。经验学习矩阵表是为所选的所有11个国际案例建立的(前面没有将所有的工程项目列出)。因几个工程在某一方面的信息缺乏统一性，因此不能做较为详细的比较。但在经验学习矩阵表中每个工程均做了说明：①莱索托——南非共和国调水项目(南非案例)；②从罗纳河(Rhone)到加泰罗尼亚(Catalonia)地区的引水渠丁I程(法国一西班牙案例研究)；③德克萨表表2教训b术和繞济上的可讦性新的基砒说施的投资'…嵐甘菇益成本回收环便妙啊评柏至免正、徒的惮1厂道淹观念•団结，商善资推的可诗缠營理对生伤左样性臺响葯砸—决策旳速明程度法律情况使用的i主淳工旦-H色芋万面通袂蒸过程血馳鸟势场性一但甩立龍険梨57型锂生…斯州水计划（北美项目）；④加里福尼亚调水工程；⑤伊拉克沼泽地造田项目；⑥西伯利亚SIBARAL调水工程（西伯利亚一咸海调水工程；中亚案例研究）；⑦巴西，SaoFransisco河跨流域调水项目；⑧以色列国家输水项目（中东案例）；⑨约旦东Ghor运河项目（中东案例）；⑩尼罗河一北西奈（Sinai）项目（北非一中东的案例）。评估以前面所描述的评估标准为基础，大多集中在项目影响和减轻与补偿效果，监评计划所考虑的内容，所调水的管理的决策模式。同时，如果存在州内和州际水利机构的国际合作，LLM对项目在经济上的可行性也做了评价。LLM还同时考虑了一个项目是否是从多方案中选择出来的，比如更好地管理和使用当地资源的方案。LLM的另外一个标准是项目是否考虑或没有重视信念、文化背景和道德观，这些方面可能会随地区（州）之间的不同而发生变化。LLM所确定的评估标准对项目在环境、社会经济方面的影响和减轻与补偿措施关注较多，对LLM所列项目的比较是建立在做了环境、社会经济方面的影响评估和减轻与补偿计划评估的基础之上的。为了管理既定目标所取得的成就，以及保证不仅是现今而且包括后代能平等地利用所提供的水资源，考虑的其他重要的方面是引入监测计划和水资源管理计划。表3须按如下方法阅读：符号丁表示此问题该工程已考虑，x表示给出结论的信息不够充分，X表示此问题该工程没有考虑。经验学习矩阵表，是一个对多个国际跨流域调水项目按照多项标准分析的结果，提供了一个非常有用的评价此类工程的工具。在对中国的案例分析中用到了这一工具。表3国际调水项目LLM表南水北调东线工程（中国案例研究）项目介绍：1150km长的运河将4个湖连接起来，从长江向北方地区调水（山东省）。工程设计建造60座泵站，设计调水l000m3/s，计划于2020年完成。项目投资：37.4亿欧元。缺水基本情况：北方地区干旱；生活、工业、农业用水短缺（导致人们的健康问题，限制工业和农业发展；生活用水水质差；环境质量下降（水污染、沙漠化，地下水过采，地面沉降，长期的生态灾难，海水入侵）。项目效益：防止南方地区洪灾，北方地区干旱（防洪效益）；扩大和改善农业灌溉面积（43万km2）；补充T业、城市、生活和航运用水2.7km3；发展水产业；改善生活用水质量；改善环境退化的现状（图5）。AturhcxiMap7-芦兀Pvn-jrrifinSciiitli-NGril：\-由厂*Wilierrjjv^iNioriJr\建：•'图5南水北调东线工程社会经济影响。正面影响：解决社会和经济发展问题；使大段大段的航运河道干涸。负面影响：血吸虫病爆发的面积迁移；工程建设对人们的生产和生活带来影响（食业公司和房屋拆迁）

环境影响。正面影响：增加水环境的容量（补充湖水，保护湿地生态环境循环）；解决干旱和对有机物多样破坏及物种灭绝问题；降低对地下水的开采。负面影响：调水对长江河口地区产生影响；对湖巾的有机物产生影响；污水滞留及引水对周边临近地区产生影响；在项目建设期对环境产生的影响（水土流失）。减轻与补偿。社会、经济方面：农业人口移民和民居建设规划（对移民进行的补偿，使这些移民将拥有维持生活的基本的土地），这些规划与经济和社会发展计划相关联；对移民居住地、城市建设、高度公路、港口和交通建设补偿。环境方面：对生态敏感地区和稀有或生存条件严峻的物种有保护措施；对长江河口地区有防止海水人侵的保护措施；对建设工人有健康保护措施（水、空气、噪音和固体废弃物处理）。4结论可通过使用LLM了解南水北调东线工程（见表4）。LLM表明中国的这一案例研究是所考虑的研究内容中最完整的，但这一项目通过制定一个平衡的将经济方面与环境和社会方面相关联的规划，还可以进一步完善。表4jfi~t/鼻ifr.\也4.■亠：■1|"和Bl■■彳i1'A*…-・1..・■・丁■r・---II--HH■■"W*”■有必要强调一下仔细进行环境与社会方面评估的重要性：因在南水北调东线工程中人口密度和农业用地的紧张程度要比其他国际案例中的情况大得多，在沿调水线路和华北输水地区，可供比较的环境方面影响比其他的丁程对中国社会和经济的反作用可能会大得多。而且，作为中国的调水区域，一个在国民经济中工业与农业交织在一起的举足轻重的地区，与其他“小”的工程项目相比，任何一项调水的影响都有可能会被放大：成功的调水会给国家的发展做出巨大的贡献，而不成功的调水可能会造成更大的危害。最为重要的是，德克萨斯州的水务计划所揭示的重要教训，提议的凋水方案须有一个考虑平衡规划。德克萨斯州的水务计划在初设阶段没有考虑所有环境方面的影响和与之相关的社会、经济方面的内容。后来，他们采取了一系列的行动来恢复受到破坏的环境。因此，可持续性的规划须将经济、工程系统与潜在的环境和社会系统的各个方面因素共同考虑。从社会学观点来看，南水北调东线工程须确定沿东线的最佳的