水利建設與管理概況思考

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摘要：美國經濟社會高度發達，水利建設起步早、保障程度較高。通過赴美學習，認識到美國在水庫防洪、海綿城市、多水源尤其是多水庫保障城市供水、雨水收集與中水回用、藍色碳庫建設、凈化入河雨水、流域綜合治理、水利管理等領域或領域的某些方面，值得我們學習、借鑒，從而為我國水利建設與管理服務。但美國當時的設計理念、設計水平等有其局限性，國體、國情與我國也有所不同，借鑒時一定要結合實際、因地制宜、與時俱進。我國在生態河道建設等部分領域已經超越美國，我國的集中力量辦大事、快辦事制度優越性，是美國無可比擬的。

關鍵詞：美國；水利建設與管理；考察報告

1學習團概況

2017年12月31日至2018年1月20日，浙江省水利廳組織廳機關、省水利河口研究院、省水利水電勘測設計院、省錢塘江管理局、省水利科技推廣與發展中心、省水利水電技術咨詢中心等單位有關人員，到美國參加生態河道治理與水利工程管理學習班。省水利廳計劃處調研員朱法君為學習團團長，成員共19人。

2學習概況

在美國學習地點為紐約市和洛杉磯市，其中東海岸紐約市1周、西海岸洛杉磯市2周。2.1紐約市紐約州環保廳，兼有我國水利（水務）、環保、城建的供水與排水及污水處理等職能，負責防洪排澇、水資源保障、排水及污水處理、河道整治、大氣治理等工作，配有環保警察、環保律師，有工作人員3000余人，在紐約州9個地方設有辦公室。位于紐約市的紐約州環保廳第二辦公室，有工作人員200余人，代表紐約州環保廳負責監管紐約市的環保工作。紐約市環保局，具體負責紐約市環保工作，包括供水、排水工程建設與管理，有工作人員6000余人。在城市供水方面，紐約市由300km以外的多座大中型水庫和3座湖泊聯合供水；水源充足，供水量350萬t/d，主要為生活用水量，工業用水量很少；供水隧洞（管道）較大，可通行汽車；水源水質好，水處理工藝簡單；90%重力流供水、10%提水供水，供水價格（含排污費）為全美國最低；在肯尼迪國際機場附近有多處大型水井，提供備用水源。在污水處理方面，紐約市有14座污水處理廠，其中8座已改造完成，主要是生物措施處理污水。2.2洛杉磯市洛杉磯市位于加利福尼亞州南部，該州呈南北長方形，薩克拉門托市以北徑流量占全州的70%，而全州80%的用水量集中在該市以南地區，南加州年平均降水量僅為350mm左右，屬于缺水地區，100多年前是一片沙漠，后經調水、西部大開發形成了今日的繁榮。到達洛杉磯市的第2天，迎來了8個月干旱與山林大火后的首場降雨，當地人稱之為“暴雨”，引發泥石流災害，人員傷亡與財產損失嚴重。在洛杉磯市，主要在加州州立波莫那理工大學學習，在大學聽取了生態河道治理與水利工程管理多場學術報告，參觀了農水實驗室、工學院土木系實驗室。在洛杉磯市環境清潔局工作人員帶領下，參觀了洛杉磯市部分水利和市政排水設施。在加州水利局南加州水利分局，聽取南加州供水工程概況介紹。在波莫那理工大學，聽取4位老師的多場學術報告。2位華人老師用中文講課，并進行廣泛的交流和討論。土木工程系助理教授Ali-Sharbat博士作“水環境基礎知識、河道生態工程技術—土壤生物護岸工程、天然材料及新材料新技術應用、美國清潔水法”的報告。臺灣籍華裔專家、洛杉磯市規劃局技術專家、波莫那大學客座教授黃鐵嶼博士作“美國河流的生態環境、美國生態河道管理與修復經驗—密西西比河案例”等多場水利綜合報告。土木工程系助理教授謝非大偉博士作“生態河道修復與典型案例（中國北京、山西、昆明）”的報告。湖南籍華裔專家、洛杉磯市水電局技術專家、波莫那大學客座教授顏利平博士作“美國水利工程管理與水利工程信息化”的報告。波莫那理工大學農水實驗室，注重房屋節能設計、雨水收集及利用、校區廢物利用，利用坡地建設食物森林。大學工學院土木系分土木工程、施工、測量3個專業，土木工程專業方向為結構工程、巖土、水利工程、水資源、環境工程。并參觀了測量儀器、建筑材料、水資源、力學、流體力學、水處理、汽車設計、橋梁設計等實驗室。洛杉磯市環境清潔局，負責河道治理、市政排水、雨水收集建設與管理、污水處理及回用等涉水行業，共有職工4000余人。在環境清潔局2位員工帶領下，參觀了Garvanza公園雨水收集系統、洛杉磯動物園雨水收集與中水回用系統、3處洛杉磯河干流河道、3處雨水管道與河道出口雨水凈化系統。洛杉磯市屬于缺水地區，十分重視收集雨水用于環境用水。南加州供水工程由加州供水工程、洛杉磯水渠、南加州大都會水利局供水工程3個水源組成。100多年前，為開發南加州，實施北水南調加州供水工程，該工程由29座水庫、18座泵站、4座抽水發電廠、5座水力發電廠和1000余公里水渠和管道組成，由加州水利局南加州水利分局負責運行管理。洛杉磯水渠承接洛杉磯市東部山脈雪融水，引入洛杉磯市，由洛杉磯市水電局負責運行管理。1928年，加州立法機構通過法案，成立南加州大都會水利局，由14個城市、11個市政水區和1個郡水務局組成合作組織，主要建造和運營科羅拉多河水渠。

3幾點思考

在美國學習期間，經歷了紐約市幾十年來罕見的極端低溫和暴雪天氣，見證了洛杉磯市40~50mm“大暴雨”引發的泥石流災害，初步了解美國水利建設與管理的一般做法。美國經濟社會雖然高度發達，但在自然災害面前，也顯得“無奈”，不得不承受巨大損失；在保障供水方面，也無它方良藥，不得不依賴多水庫聯合保障供水；在水利管理方面，雖然實行流域管理與區域管理相結合的制度，但也面臨一些體制機制障礙問題。水利不分國度，中美兩國在除害興利、水利管理方面仍然面臨同樣嚴峻的問題，在水利工程設計上，同樣考量安全、經濟、效益、環境等，在防御和利用手段上，有很多理念相通，方法可以互相借鑒、交流、互補。在學習借鑒美國的水利建設與管理經驗時，注意到，美國水利建設起步早，當時的設計理念、設計水平等有其局限性，國體、國情與我國也有所不同，借鑒時一定要結合實際、因地制宜、與時俱進；同時也認識到，我國在生態河道建設等部分領域已經超越美國，我國的集中力量辦大事、快辦事制度優越性，是美國無可比擬的。3.1防洪減災仍是水利工作重點，防災手段因地制宜3.1.1防洪減災仍是浙江省水利工作重點到達洛杉磯市的第2天，迎來8個月干旱后的首場降雨，過程降雨量40~50mm，約占南加州全年降水量350mm的1/7，當地人便稱之為“暴雨”。2017年下半年，南加州發生了大范圍山火，燃燒后的山地吸水能力較差，同時也在山地上殘存了大量灰燼，遇此“暴雨”，洪水一沖就發生泥石流，共造成20人死亡、4人失蹤，多處房屋被沖毀，人員傷亡與財產損失慘重。美國母親河密西西比河，流域面積占美國國土面積的1/3，流域內大部分地勢平緩，沒有建設控制性水庫工程的條件，遠沒有解決洪水問題，干流下游、某些支流洪澇災害比我國長江嚴重。浙江省位于東部沿海，外部因素和內部因素致使洪澇災害頻繁。外部因素如暴雨、外水、天氣預報準確度、洪澇調度等，當臺風、暴雨、天文大潮三碰頭時，外部因素更加惡劣。內部因素如地形、地貌、市政排水系統、水利排澇系統、城市化等。在面積占70%的山區，地形坡度大、河道比降大，匯流速度快，梅汛期長時間暴雨、臺汛期高強度暴雨，極易引發山體滑坡、山洪災害、堤防潰破，給人民生命造成重大威脅。在沿海平原地區，上承山洪、下頂潮汐，地勢低洼、地面沉降，水域減少、地面硬化，邊界變化、工程欠佳，極易引發澇災，也會對人民生命財產構成威脅。浙江省極端氣候呈多發、加重趨勢，防洪減災還存在諸多薄弱環節，距離防洪“不死人、少傷人”的目標還有很大差距，防洪減災任重道遠，仍是浙江省水利工作重點。3.1.2水庫防洪是重要手段，謹防出現大規模拆壩怪想美國密西西比河流域面積322萬km2，是長江流域的1.79倍，流域面積次于南美洲亞馬遜河和非洲剛果河，位列世界第三；干流長度次于非洲尼羅河、南美洲亞馬遜河和中國長江，位列第四。1936年，美國國會通過防洪總法案，規定密西西比河防洪以支流水庫調洪為主，輔以筑堤、分洪以及河道整治，此后掀起了建設水庫高潮，如在其支流俄亥俄河的第一大支流田納西河干支流上，建成具有防洪庫容的水庫35座，總防洪庫容約145億m3，為防洪發揮了重大作用。但是由于支流水庫控制集水面積占整個流域比重較小，干流無建設控制性水庫條件，支流建設水庫并不能徹底解決干流下游的防洪問題。因此，后來又強調綜合防洪措施，如改變洪泛區的土地利用，實施防洪保險等非工程措施。美國國會通過的防洪總法案，說明水庫防洪作用的重要性，如果密西西比河干流有建設控制性水庫條件，會在干流上建設控制性水庫。毋庸置疑，美國的水庫大壩大多數建設年代早，受當時設計理念、設計水平、建筑材料、施工條件等限制，確有一些大壩存在任務變化、設計考慮不周、出現環境與質量安全問題等，需要拆除或者改建，而并非誤傳的大規模拆壩，讓河道全面回歸到自然無阻狀態。密西西比河支流田納西河綜合治理，就是從發展航運和建壩防洪、結合開發水電開始的，極大地促進了流域經濟的發展，取得了巨大成功。我國人口是美國的4倍多，雖然國土總面積與美國相當，但可利用土地比美國少，可利用土地人口密度是美國的6倍左右，缺少水庫的控制洪水、生活與生產供水，難以想象。我們決不能一方面享受著水庫帶來的利益，另一方面夸大水庫的不利影響而否定水庫，汽車產生污染是否就消滅汽車？我們要正視水庫的不利影響，努力使不利影響最小化。3.1.3“海綿城市”有適用條件，不可照搬照用“海綿城市”，也即低影響開發（LowImpactDevelopment，LID），由美國加州首先提出?！昂＞d城市”指在場地開發過程中采用源頭、分散式措施維持場地開發前的水文特征，其核心是維持場地開發前后水文特征不變，包括徑流總量、峰值流量、峰現時間等。從水文循環角度，要維持徑流總量不變，就要采取滲透、儲存等方式，實現開發后一定量的徑流量不外排；要維持峰值流量不變，就要采取滲透、儲存、調節等措施削減峰值、延緩峰值時間。南加州年降水量僅為350mm左右，土壤含水率低，地下水位低，對于1次40mm的“2018年1月大暴雨”，土壤吸水率占比大，因此南加州實施“海綿城市”是合適的，效果是顯見的。浙江省一場降雨達200~300mm，甚至更大，土壤由于濕潤且地下水位高，1次暴雨土壤吸水量僅10mm左右，所占比重微乎其微，“海綿城市”發揮作用有限。針對浙江省城鎮洪澇關系、除澇存在問題，城鎮除澇應按照“洪澇兼治、提能力、減影響”的總體思路，切實提高排水系統、排澇系統的排水能力，同時減小減除城市化對排澇帶來的負面影響，實施“固河堤、疏河道、暢管網、強設施、除澇點、新開河”6大工程，從而全面提高區域除澇能力?！昂＞d城市”有地域適用條件，在大暴雨地區是錦上添花、而非雪中送炭的辦法，不可照搬照用其全部做法，否則會花大錢辦小事。相反，“海綿城市”如采用不當，會帶來負面影響，如杭州市大量使用粗粒下滲混凝土，運行一段時間后路面很快出現輪溝，減少坐車舒適度，路面損壞較快，增加路面修復費用。3.2多水源保障供水，提高供水保證率3.2.1多水源尤其是多水庫供水，切實保障城市供水紐約市由300km以外的多座大中型水庫和3座湖泊聯合供水，水源充足，同時在肯尼迪國際機場附近建有多處大型水井，提供備用水源。南加州供水工程由加州供水工程、洛杉磯水渠、南加州大都會水利局供水工程3個水源組成，加州供水工程由29座水庫、18座泵站等和1000余公里的水渠和管道組成，洛杉磯水渠承接洛杉磯市東部山脈雪融水，南加州大都會水利局供水工程為科羅拉多河引水渠。浙江省地級市中，杭州、嘉興2市目前供水水源仍為河道水，尤其是嘉興市河道水源水質差，存在水質型缺水；溫州、臺州2市水源單一，供水保障率低；金華、衢州、麗水等市水源水庫相互不連通，不能實行互為備用；舟山市供水水質及水量均不滿足要求。70個縣級以上城市中，有23個無備用水源，占33%；另有部分城市雖有備用水源，但由于各種原因，備用水源不具備供水能力；有備用水源城市中，11個備用水源為河道型水源，占比為23%。浙江省城市供水存在河道水源、水源單一、備用不濟等問題，與紐約、洛杉磯市相比有較大差距。實現多水源尤其是多水庫供水，是保障城市供水的終極目標。3.2.2重視收集雨水、中水回用，用于環境用水洛杉磯市屬于缺水地區，3大城市供水水源均為外地引水，引水費用高，所以十分重視收集雨水用于環境用水。在參觀的社區公園、洛杉磯市動物園、波莫那理工大學農水實驗室，在我們住宿的賓館，均建有雨水收集系統。洛杉磯市的洛杉磯河、波莫那理工大學校區河道、以及在汽車上看到的其他河道，由于收集雨水的需要，均建設成為三面光型式（不得已為之吧）。正是由于大量收集雨水、中水回用，為市政提供了大量環境用水。3.3充分利用水利工程改善環境，發揮水利工程的生態作用3.3.1發揮水體吸碳作用，改善大氣環境碳排放過量，超過大氣納碳容量，引起霧霾。減輕或消滅霧霾的途徑一是減少碳排放，二是吸收排放的碳。植物通過陽光進行光合作用，將二氧化碳變成氧氣，但很少有人知道水體和陸面也具有吸碳作用。植物的吸碳作用稱之為“綠色碳庫”，陸面的吸碳作用稱之為“棕色碳庫”，水體的吸碳作用稱之為“藍色碳庫”，而且水體吸碳作用是陸地吸碳作用的200倍，水體具有較大的改善大氣環境的作用。水庫、塘壩、堰壩等工程的建設，將部分陸面變成水面，增加吸碳作用。水域保護等工程的實施，避免減少水域面積，有效避免降低吸碳作用。水利部門應切實保護、增加水域面積，為改善大氣環境做出貢獻。3.3.2凈化入河雨水，保護水環境在洛杉磯市，參觀了3處雨水管道與河道出口雨水凈化系統，包括攔污柵、植物、滅菌措施等。雨水經過系統后入河前，一些枯枝樹葉被攔住，90%細菌被殺滅，一定程度上保護了水環境。3.3.3多型式河道生態護岸，實現水岸兩利、人與自然共贏生態河道建設是將傳統河流的水利功能與自然河流生態系統和諧地統一起來，注重發揮河流生態系統的整體功能，使其在發揮基本功能的基礎上還具有良好的整體景觀效果、合理的生態系統結構和穩定的自我恢復能力。椰子布防滲、藤類斜植橫植護岸、復合型護岸，實現水岸兩利、人與自然共贏的可持續綠色發展。3.4實行流域綜合治理，加快流域經濟發展田納西河是密西西比河支流俄亥俄河的第一大支流，美國第八大河，流域面積10.6萬km2，河道全長1450km，河口平均流量1800m3/s，流經7個州。20世紀30年代，美國發生嚴重的經濟危機，田納西流域由于長期缺乏治理，是美國最貧窮落后的地區之一，年人均收入僅100多美元，約為全國平均值的45%。時任美國新總統羅斯福為擺脫經濟危機困境，決定實施“新政”，1933年，美國國會通過了《田納西流域管理局法》，5月成立田納西流域管理局（簡稱TVA）。TVA既是聯邦政府部一級機構，又是一個經濟實體，具有很強的獨立性和自主權，被授權負責田納西河流域水利工程建設，擁有規劃、開發、利用、保護流域內各項自然資源的廣泛權力，在航運、防洪、發電、水質、娛樂和土地利用等6個方面實現統一開發和管理。TVA成立后的一個時期，根據河流梯級開發和綜合利用的原則，首先制定水資源綜合開發規劃，然后對水資源集中進行開發，以航運和防洪為主，結合開發水電，以后又進一步發展火電、核電，并開辦了化肥廠、煉鋁廠、示范農場、良種場和漁場等，為流域農工業的迅速發展奠定基礎。2015年，浙江省水利廳要求編制中小流域綜合治理規劃，其思路與田納西流域做法有相似之處。3.5借鑒水利管理新舉措，發揮我國制度優越性，促進水利大發展3.5.1實行更嚴格的水域保護制度為保護河流源頭、以旅游為主要目標的河流等，從1968年開始美國設立野生與景觀河流，目前這類河流長約8000km，對此類河流實行更嚴格的保護制度，對其他水域（包括濕地）實行“占一補一”制度。在水環境保護執法方面，設立環保警察、環保律師，加大執法力度。我國對耕地、林業實行嚴格保護制度，違法占用耕地、違法毀林嚴格追責。雖然也提出了最嚴格的水資源管理制度，但管理范圍不廣，管理力度不如耕地、林業，建議擴大水利保護范圍、加大保護力度。3.5.2推行洪泛區財產保險制度我國人多地少，人水爭地現象仍有發生，歷史問題、新發問題并存。在美國，通過征收洪泛區財產保險費，一方面減少人水爭地現象，另一方面減少因洪澇災害而帶來的財產損失。在我國推行洪泛區財產保險制度，將有助于減少占用河道管理范圍內土地的現象。3.5.3公開財政經費項目成果美國商務部下屬的美國地質調查局是美國水文業務管理機構，負責水資源監測、評估和信息等工作。自1995年起，美國地質調查局通過萬維網實時向用戶和公眾水文數據，同時將之前的歷史水文數據建立數據庫，用戶只要通過網絡訪問www.usgs.gov，即可免費查詢所需的各種水文數據和提取必要的水文信息。我國有大量財政經費支持的項目，建議研究某些此類成果公開制度。3.5.4我國水利建設與管理制度有著美國無可比擬的優越性土地私有制、公眾參與、各方利益博弈等，使美國水利建設舉步維艱。水利建設涉及私有土地要得到所有者同意，除此之外還需社區、周邊居民的同意，要征得所有利益相關者同意是一個漫長的過程，只要有小部分不同意工程就不可能實施。美國民間“環境志士”和社團力量眾多，在經濟建設和社會發展中發揮了一些作用，但是也不乏偏激行為，如以環保為由阻止大壩、堤防等水利工程建設，給水利建設和經濟發展帶來負面影響。美國各州水利工程經費大部分由聯邦政府支付，年初各州上報水利工程建設計劃和需要經費，之后各州要組織游說團，到議會和聯邦政府有關部門游說，常因游說不到位爭取不到經費，早在十幾年前，洛杉磯市就準備治理三面光的洛杉磯河，但因為一直沒有申請到聯邦政府經費而擱淺。與美國相比，我國能集中力量辦大事、快辦事，有著其他國家無法比擬的制度優勢，使得我國在較短時間內能實現跨越式發展，浙江省水利建設實踐就是如此。

作者:朱法君 程玉祥 鄭盈盈 單位:1.浙江省水利廳 2.浙江省水利河口研究院