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西班牙埃布羅河流域水文規劃方案

2014-04-07 04:25朱慶云
水利水電快報 2014年9期
關鍵詞:水文流域水體

1 概 述

埃布羅河流域是一個盆地,處在比利牛斯和伊比利亞兩大山系包圍之中,氣候干旱。 該流域農業產量占西班牙農業總產量的1/5。

對從河源至河口的整個埃布羅河的管理取得了成功,主要成就包括,水質管理及其控制網絡、成熟的信息系統以及山洪與干旱管理。 毫無疑問,水管理中體現出的用戶、管理者及民間社會之間的和諧與融合,是埃布羅河流域綜合管理的巨大優勢。 近3 000個用戶群體以民主參與的方式密切合作參與水管理,這是這一水管理形式在資源缺乏地區體現出的巨大潛在價值之一。

2 流域機構

西班牙在各天然流域或者小流域群內設立唯一機構進行水管理的做法可追溯到1926年。這一年,《皇家法令》宣布成立流域聯盟,規定流域聯盟為自治機構。 法令第一條規定:在所有流域中,如果政府需要或者用水影響流域內70%以上的工農業產值,則成立相應的流域聯盟。

用戶參與原則是管理機構的一個基本準則,流域聯盟的目標之一就是制定協調有序的流域用水規劃。 因此,流域聯盟自成立之初以來其運行就一直沒有受到過干擾。 流域聯盟沒有局限于管理任務以及具體用水的批準,相反,在推進用水方面發揮了重要作用。

埃布羅河流域聯盟是世界上第一個流域機構,成立于1926年5月3日。 值得注意的是,埃布羅河流域聯盟成立80多年來,不僅對社會的水管理需求做出適當應對,而且沒有受到西班牙政治變幻的影響。流域內九大自治區間水資源配置公正,洪水管理系統成熟,水資源許可及保護系統高效,150多座大壩確保供水,90多萬hm2灌溉農田為西班牙糧食生產做出了巨大貢獻。 水力發電量占全國一次能源需求的30%。 水體生態狀況與具有更多水資源的歐洲其他流域相當,甚至更好。

在西班牙,法律賦予流域聯盟公共機構的身份,具有法人資格,但是不同于州的法人資格。 基于管理的需要,流域聯盟隸屬于環境、農村及海洋部。

根據《水法》,流域機構的職能是:

(1) 制定流域水文規劃,包括規劃的修訂和審查。

(2) 管理和控制水資源,包括地表徑流、河床、河湖堤防及邊緣、地下水。

(3) 管理和控制涉及國家利益或者牽涉一個或多個自治區的用水。

(4) 規劃、建設及管理聯盟自有資金投資的以及國家委托的水項目。

(5) 根據與自治區、地方企業、其他公共與私人機構,或者私人簽訂的協議承擔相應義務。

另外,流域機構還被授權履行下列職能:

(1) 批準用水許可。 與環境、農村及海洋部有關的涉及國家整體利益的水項目與活動除外。

(2) 檢查和監督經批準和許可的水使用。

(3) 開展水量計算、水文研究、洪水管理和水質控制工作。

(4) 研究、建設、維護及完善水項目,包括流域機構計劃項目以及其他機構委托項目。

(5) 根據水文規劃確定水質目標和實施方案。

(6) 制定規劃、方案和任務,推進各種水用途的節水工作、提高經濟效益和環境效益,實現有效需求管理。

(7) 技術服務與咨詢。

作為流域機構,埃布羅河流域聯盟的作用是圍繞水管理調整各方利益。 埃布羅河流域聯盟是一個“河流之家”,在這里,人們可以暢所欲言,就各種方案達成民主共識。

在《歐盟水框架指令》實施過程中,所有政府機構都在致力于改善管轄范圍內水體的生態環境,而《埃布羅河流域聯盟水文規劃》則成為這些政府機構間的聯系紐帶。

3 水文規劃的目標

水文規劃的目標包括:

(1) 改善水體生態環境,實現良好生態環境,避免現狀惡化。

(2) 水是可持續發展的要素之一,應能滿足當前及可預見未來的需求,通過提高效率實現水的合理使用。

(3) 提高防洪能力,特別是山洪防洪能力。

(4) 加強水管理學習,提高水管理能力。

3.1 水體生態環境的改善

目前,水體生態狀況和化學狀況為:在埃布羅河流域的919個水體中,631個(70%)情況良好,其余的277個(30%)因點源和非點源污染以及土地利用等原因未能達標。

相對于西班牙以及歐洲河流,埃布羅河流域的情況處于中等水平,部分原因是該流域人口密度低,每平方公里只有大約36人。 定居點增加帶來的壓力要遠小于歐洲中心。

另外,與人口情況一樣,埃布羅河流域水體生態狀況也存在兩面性。 流域內45%的城市幾乎都是沙漠,人口密度小于每平方公里5人,不存在定居壓力,為歐洲主要環境保護區。 相反,埃布羅河流域人口密集,污染主要來自工農業生產產生的非點源污染以及工業及生活污水形成的點源污染。

在644條河流中,478條河流(74.2%)生態環境良好,164條河流(25.5%)未能達標。

水文規劃設定的2015年目標是,10.1%的河流生態環境非常好,絕大多數變成保護區。 到2015年,85.3%的河流達到生態環境良好標準。 只有大約11.8%的河流達標需要延期到2027年。

實現上述生態目標,尤其是水體生態環境的整體改善,需要大量資金投入,據估算需要投入資金59.15億歐元。

最重要的方案包括國家水質規劃、自治區衛生及污水規劃、零排放行動方案以及灌溉現代化方案等。

3.1.1 湖泊及水庫

相對于河流水體而言,對水庫與湖泊水體生態情況的了解存在重大不確定性。 首先,不同類型湖泊的標準術語需要更新。 其次,生物控制、物理化學控制及水形態控制需要更多時間進行評估和研究。

《2015水文規劃》制定的目標科技含量增大,同時,規劃盡可能采取措施避免上游水體被污染情況下湖泊遭受非點源污染。 因此,2015年的目標維持現狀,沒有改變。

水庫類型一直還沒有明確界定。 因此,隨著水文規劃的執行,規劃中的數據將會得到大幅度改善。 報告顯示,85%的水庫具有良好或者中等的生態潛力,大約65%的水庫處于貧養狀態。

根據2006年7月10日的決議,16座水庫被宣布為敏感區域。 將采取進一步預防措施,加強一般非點源污染控制以及點源污染處理。 梅庫倫扎水庫和瑞巴瑞賈水庫案例受到特別關注, 這兩座水庫被宣布為敏感區域。同時,要求流域內人口在1萬以上的地區實行三級污水處理。

3.1.2 地下水

埃布羅河流域地下水水質總體狀況良好。 對于開采量較大的11個水體,已考慮采取控制措施,防止抽水量進一步增加。 同時,必須根據規章制度進行地下水開采,以使地下水使用更為合理。

就水質而言,大約70%的水體情況良好,30%的水體情況較差,即便到2015年,這些水質較差水體的情況也不會明顯改善。良好的耕作方式,特別是灌溉現代化,將明顯減少非點源污染。但是,對于地下水,這種效果需要較長時間才能顯現出來。 因此,可能需要延期到2027年才能實現水質良好目標。

3.1.3 過渡水體及沿海水體

共有8個過渡性水體以及3個沿海水體, 這些水體都面臨點源和非點源污染的巨大壓力。 由于缺少參考指標,這些水體狀況的評估非常復雜。 為實現《水框架指令》環境目標,目前正在對3個沿海水體以及兩個水灣的水體情況進行評估。 其余過渡性水體情況目前還沒有進行評估。

根據這些水體的環境特征,預測2015年其生態狀況可達良好,參數值也會比目前有所改善。 《三角洲保護綜合規劃》是最重要的措施,旨在維護特定的生態環境,規劃總投資4.15億歐元。

3.2 水文規劃是可持續發展的要素

3.2.1 水資源現狀

(1) 降水。流域年平均降水量為622 mm(1920~2002年資料系列)。 最小年降水量出現在1949年,降水量452 mm;最大年降水量出現在1958年,降水量809 mm。 最干旱年份出現在20世紀40年代和80年代。

(2) 徑流?!?996水文規劃》中包含1940~1985年徑流系列,規劃顯示,年徑流量為18 217 hm3。

(3) 耗水量及生態水量。在當前情況下,考慮近年徑流系列以及氣候變化情況,耗水量占總徑流量的34%。

據1998年水文規劃估算,埃布羅河流域當前河流生態水量為3 238 hm3。 這一水量相當于現有水量的23%,流域目前耗水量的73%。

(4) 水調節。 埃布羅河流域現有重要水庫(庫容大于1 hm3)109座,總庫容7 580 hm3。 其中,40%的水庫用于調節用水,60%的水庫用于發電。 總庫容量占平均徑流量的52%,用水調節庫容占平均徑流量的21%(1980~2005年)。 共有850座大壩,約10 000個水塘,35 000口水井。 據1998年水文規劃預測,所有在用及在建庫容量為3 949 hm3。

根據1998年規劃,已建或在建的27座水庫總庫容為2 128.71 hm3。 這一庫容占原計劃的54%。 已規劃或正在規劃中的25座水庫,總庫容為854.11 hm3,占1998年規劃預測庫容的22%。

2010年水文規劃取消了1998年規劃建設,但因經濟、社會或者環境原因不可行的36座水庫。 這些水庫的總庫容為933 hm3。

3.2.2 用水狀況

3.2.2.1 城市供水

埃布羅河流域共有人口305萬。因向巴斯克地區、坎塔布里亞地區以及坎塔布里亞內陸盆地調水,流域共為500萬人口供水。 年需水量為490 hm3。

在水質方面,近年來,加大了高效供水投資,強化飲用水供水調節和輸送,改進污水收集和處理,一半以上的人口因此受益。 目前,二級污水處理已經覆蓋89%的人口。

該規劃中的措施包括在市區人口超過2 000且無污水處理設施的地區新建衛生及凈化設施,包括將人口不足2 000的一些地區增列為敏感區域。2006年6月決定將巴鳩埃布羅水庫、梅庫倫扎水庫和瑞巴瑞賈水庫列為敏感區域。 其中,人口中心區域計劃在7 a內實現磷零排放。

3.2.2.2 農業用水

根據水文規劃,年灌溉用水量估算缺口為950 hm3。 主要原因是,左岸地區水資源缺乏,同時可能受氣候變化頻繁影響;右岸地區缺水主要因為管理不善及交通問題,管理不善問題尤其特出。

2006年埃布羅河流域地表灌溉回歸水水質研究表明,埃布羅托爾托薩無機氮(N)年輸出量為25 907 t,相當于加權中值濃度2.50 mg/L,其中88%以NO3形式存在,其余以NH4形式存在。 這一水平相當于歐洲養分很高河流中的中等水平。

糧食生產加工產生的非點源污染主要來源于占流域面積1/3的河谷中部地區。 糧食生產加工產生的非點源污染,雖然嚴重,但是由于其集中匯集到確定的河道中,所以易于控制。

地下水評估表明,地下水受到硝酸鹽及殺蟲劑非點源污染。 2007年157個采樣點數據表明,30個區域受到硝酸鹽污染或者污染威脅(硝酸鹽濃度分別大于50 mg/L或者25 mg/L)。 2003~2007年27個采樣點的584個樣品分析結果表明,僅有10個樣品的殺蟲劑濃度超過規定限值。

近期發展分析表明糧食食品產量增長穩定,年增長率為2.6%。這說明埃布羅糧食生產加工依然是繼冶金和交通之后的重要支柱產業。

根據1996年規劃,灌溉地覆蓋遠期目標為131.5萬hm2,其中近期完成目標為12.5萬hm2。

各自治區灌溉系統執行情況千差萬別。 加泰羅尼亞最為主動,其規劃的灌溉系統幾乎全部開工建設。

在現代化進程中,大約6萬hm2自流灌溉地改用噴管系統。

《國家可持續灌溉系統戰略》將于2015年開始實施。這一戰略的實施將對主要灌溉系統的基礎設施以及灌溉類型本身都會產生影響。 根據這一戰略中的條款,各自治區提出的灌溉系統現代化有望獲得大量資金支持。

3.2.2.3 水質問題

灌溉現代化有望大幅度降低灌溉系統輸出的污染物。 阿拉貢農業研究中心還研究了埃布羅河流域數個采樣點硝酸鹽的演變情況。 盡管硝酸鹽含量未達告警水平,但是年增長量顯著。 正因為如此,灌溉系統的現代化、灌溉系統回歸水的再使用是減少非點源污染的根本措施。

該水文規劃中還包含了減少非點源污染的其他措施。 這些措施包括:

(1) 灌溉系統及其回歸水的環境監測;

(2) 按照歐盟指令91/676/EEC(硝酸鹽指令)要求,在指定的敏感區域采取預防措施;

(3) 在農業區設置家畜糞便堆;

(4) 在作物生長區進一步控制、消除牲畜糞便;

(5) 在可用耕作面積小于試點項目所需面積的地區,設立家畜糞便處理廠和堆肥廠。

3.2.2.4 發電用水

埃布羅河流域核電能源產量占西班牙的32%,水能源產量占21%,火電能源占11%。 流域內有3個傳統火電廠、4個聯合循環電廠、兩個核電廠以及一個包含360個水電廠的水電園區。

水電年用水量大約38 000 hm3,年發電量約9 400 GW·h,裝機容量為4 000 MW。 就正常用水量而言,每立方米水的發電量約為0.5 kW·h。

火電廠裝機容量為5 430 MW,其冷卻用水量每年約為3 100 hm3。

對水的最大影響是,水電規劃的實施對河流水量以及大壩防洪產生了影響。 主要問題在于大約260處攔河大壩影響了河流的連續性。但另一方面,水電站及水庫為河流最低水量提供了保證。

3.2.2.5 工業用水

工業在埃布羅河流域具有非常重要的地位。 流域制造業年需水量約為460 hm3。 另外,流域向大畢爾巴鄂及塔拉戈納地區調水約45 hm3。

盡管不同部門的增長率不一,但是整個工業有望繼續保持3%~4%的增長率。 計劃將采取以下措施:

(1) 確定排放標準(特別是城市污染或者工業污染)

(2) 研究危險物質具體的排放削減量。

(3) 排放部門研究污染物接受媒介并提出污染削減計劃。

(4) 提出控制排放措施。

(5) 流域重點,排放點的污染處理。

(6) 推進出臺排污標準。

(7) 支持工業部門根據法律要求清理污染,歐盟《水框架指令》實施后,這一工作將更加迫切。

3.2.2.6 娛樂用水

埃布羅河流域的旅游業不太發達。 它對水生態系統造成的壓力也不是很大。 在整個流域需水量中,旅游業年需水量不足300 hm3,這一數量并不大。最主要的用途是生產人工雪,目前流域內幾乎所有滑雪場都使用人工雪,同時,還用于21個高爾夫球場的草地灌溉。

包括興建伊圖維斯和里亞爾普觀光大壩、計劃重修拉羅泰塔水庫、恢復埃布羅河拉格拉城區段環境、《埃布羅三角洲保護綜合規劃》中的鼓勵娛樂用水措施等。

3.2.2.7 其他用水

其他用水包括養殖、旱區與林業管理。埃布羅河流域有51個內陸水產養殖場,主要養殖食用虹鱒魚。 埃布羅三角洲有13個漁場,主要養殖貝類。 流域內不再使用或者已經廢棄水廠養殖場有20個,另有10個養殖場即將建設。 水產養殖年用水量約為1 000 hm3。

12 a中,埃布羅河流域聯盟批準的取水平均每年698 000 m3,但是取水量年際變化很大。 由于環境原因,取水量呈下降趨勢。

3.2.3 洪水管理

埃布羅河流域的洪水由兩類自然氣象條件形成。一方面,大范圍持續降雨時,比利牛斯山積雪在罕見高溫下快速融化使得情況更為嚴峻。 另外一方面,短歷時高強度的局部對流雨產生山洪,雖然范圍不大,但是洪水極為迅猛。

幾年來,主要依靠攔河建筑物防御洪水。 目前,這一方法仍在使用,但是重點已經轉變為根據水文信息自動化系統(SAIH)提供的信息和預報、決策系統(SAD)以及非工程措施進行綜合管理。其中水文信息自動化系統包括514個遙測站,可提供實時流量和降雨數據;非工程性措施包括流域水利管理范圍及其管理區域取得的進展。

據預測,由于氣候變化,極端天氣氣象將增多。 因此,山洪管理應該努力降低人類生命風險和經濟損失。

主要措施包括完善水文信息自動化系統和決策系統、根據歐盟指令2007/60/CE對洪水風險進行評估和管理、采取更徹底的方法如建立分蓄洪區防御和管理洪水。 另外,在公眾參與過程中以及流域組織活動中,人們對通過管理措施降低山洪影響提出很多建議。

在流域規劃中,洪水管理投資約占規劃投資的15%。

3.2.4 干旱管理

總體而言,埃布羅河流域主要居住區不存在供水問題。 所有主要居住區都與大型灌溉系統相連,干旱僅僅意味著優先級的改變。 然而,缺水情況也有發生,特別是在向大畢爾巴鄂調水的過程中。 小村莊干旱不斷。

2004~2005年農民干旱經濟損失為5.4億歐元,水電生產經濟損失0.98億歐元。

《埃布羅河流域干旱預警和應急特別行動計劃》是《埃布羅河流域水文規劃》的組成部分。 該計劃確定了臨界值和標準,開發委員會據此確定干旱等級正常、預警、警報、緊急;同時,制定了每一地區不同干旱等級情況下采取的各種措施。 另外,多種工程性措施確保城市供水并提高其他用水的保證水平,避免干旱帶來的環境風險。

4 投資方案

由于規劃正在制定之中,所需投資額尚需精確測算。 然而,根據正在以及即將實施的計劃、方案、措施,可以大概了解規劃所需的投資。 其中,水文規劃中的計劃和方案涉及以下內容。

(1) 實現環境目標。國家水質和衛生規劃及污水處理規劃、國家河流恢復戰略實施辦法、供水與連接檢查行動計劃、零排放行動計劃、城市廢水和灌溉回歸水再使用計劃、灌溉系統農業環境措施計劃、地下水保護計劃、環境優先灌溉現代化計劃、在優先級河流中引入生態流量制度、許可復審方案、控制網絡的改進與開發、實現規劃預期河流環境良好目標綜合環境項目、尚未達到飲用水標準水體的水質改善計劃、埃布羅河三角洲綜合保護規劃、非本地物種行動計劃、污染沉積物的處理、環境和義務教育計劃、河流長期連續性計劃、森林水文措施、氣候變化適應計劃,以及研究與項目方案。

(2) 關注需求。鞏固和擴大灌溉系統計劃、開發系統的互聯互通、管理基礎設施建設、現有基礎設施發電新途徑、地下水管理、受水廠影響地區的土地開發、娛樂用水開發計劃、確定水遺產價值計劃、水廠保護、維修和安全計劃、管道及相關基礎設施現代化和發展計劃,以及研究與項目方案。

(3) 應對氣候變化。水文信息自動化系統和決策系統的維護與完善、河流清潔方案、城市河流及關鍵點防御機制、河流區間恢復措施、埃布羅河谷中部山洪管理、洪水調節基礎設施計劃、山洪基礎設施計劃。

據水文規劃預計,在年投資額中,公共部門投入約17.19億歐元,其余部分由私營部門投入。

水文規劃中的公共投資意味著2009年政府預算以及各自治區和地方政府預算增加14%。

5 流域水行政管理

根據歐盟《水框架指令》承諾要求,各級政府制定協調一致的預算承諾及時間框架承諾,確保流域規劃環境投資,以便切實落實共同責任,實現規劃目標。

埃布羅河流域中有很小一部分屬于法國和安道爾共和國,在現有幾個國際委員會框架下,通過一些列協調會議,各方就規劃制定、措施落實等問題達成一致。

對于埃布羅河流域西班牙境內部分,其責任區域與中央政府、自治區、地方政府管理區域一致。

埃布羅河流域復雜的水管理體制結構要求建立一個常設論壇。 利用這一論壇,按照對歐盟的承諾以民主參與方式采納各種措施,實現水體環境良好目標。

另外一方面,水管理權限下放給用戶委員會、社會大眾參與決策過程對于該論壇的存在至關重要。

埃布羅河流域聯盟是流域新水文規劃體制傳承的重要組成部分。聯盟面臨的任務非常復雜, 其基本任務是實現《水框架指令》制定的目標以及實施水資源分權管理。

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