佛羅里達(dá)州南方水資源管理的實(shí)踐與理念轉(zhuǎn)變

馮 珂 ，郭天恩 ，Clarence Tears

（1.蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，730000，蘭州；2.美國(guó)佛州南方水資源管理局，佛羅里達(dá)州；3.山西省水利廳科技外事處，030002，太原）

美國(guó)佛羅里達(dá)州南方水資源管理局在河道生態(tài)治理、濕地生態(tài)修復(fù)、地下水庫(kù)蓄水，以及多樣性供水策略、水資源綜合管理、水資源管理中水文模型應(yīng)用等領(lǐng)域的大膽探索和大規(guī)模投入，產(chǎn)生了眾多的生態(tài)工程亮點(diǎn)，是國(guó)際水資源管理領(lǐng)域的典范；通過(guò)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從人與自然環(huán)境之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)中轉(zhuǎn)變觀念，所形成的范例既是佛羅里達(dá)州水資源管理理念上發(fā)展變化的縮影，也從側(cè)面投射了美國(guó)以及國(guó)際水資源管理理念從以排水、造田、通航、防洪、供水為主的工程水利向資源水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變的過(guò)程。佛州南方水資源管理的實(shí)踐證明，人類(lèi)的治水活動(dòng)必須尊重自然，認(rèn)識(shí)規(guī)律，與時(shí)俱進(jìn)，也證明了人與自然和諧共處的極端重要性。

一、1850—1950 年，早期治水階段

1882年，為增強(qiáng)航運(yùn)，佛州開(kāi)始疏通基西米河與克魯灑河。1904年，新任州長(zhǎng)的第一件事便是“排干沼澤地”。為了管理和實(shí)施該項(xiàng)工程，州議會(huì)于l907年成立了 “大沼澤地排水局”。1905—1927年，從奧基喬比湖到大西洋海岸，修建了6條河道用于排水、航運(yùn)。1926、1928年接連幾次颶風(fēng)在該地區(qū)造成巨大災(zāi)難，使人們的關(guān)注焦點(diǎn)從排水轉(zhuǎn)移到了防洪。

1929年，成立奧基喬比湖區(qū)防洪局，原來(lái)排水局的工程全部停了下來(lái)。聯(lián)邦政府授權(quán)美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)修建防洪工程，其中最主要的一項(xiàng)工程是修建一條140 km環(huán)繞奧基喬比湖的防洪堤——胡佛堤，同時(shí)在堤壩上設(shè)置泄洪閘。

1947—1948年，一系列的颶風(fēng)再次橫掃佛州南方，大片農(nóng)田和居民區(qū)被淹,積水近6個(gè)月不見(jiàn)消退。當(dāng)?shù)鼐用瘛⒏餍袠I(yè)及佛州政府強(qiáng)烈呼吁聯(lián)邦政府出資從根本上解決佛州中南部的洪災(zāi)問(wèn)題，建設(shè)控制洪水工程。

1948年，佛州議會(huì)成立了中南佛州洪水管理局，作為美國(guó)國(guó)會(huì)對(duì)口陸軍工程兵團(tuán)的州級(jí)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)配合陸軍工程兵團(tuán)修建各種水利工程以及項(xiàng)目完工之后的運(yùn)行、維修和管理工作。同時(shí)，州原有的沼澤地排水局與湖區(qū)防洪局及其職能一并劃歸新成立的中南佛州防洪管理局，這也是佛州南方水資源管理局的前身。

二、1950—1970 年，大興水利工程階段

1950—1970年，中南佛州工程共實(shí)施了20年。該項(xiàng)工程主要包括五項(xiàng)內(nèi)容：一是河道整治，二是胡佛壩的加固與加高，三是修建了多個(gè)地表存水區(qū)，四是大范圍修建防護(hù)堤，五是建設(shè)排水渠網(wǎng)及入海處防止海水入侵結(jié)構(gòu)物。共修建了1 700 km運(yùn)河、約1 200 km堤壩、200座控水建筑物、15座主要泵站等。

佛州成了水利工程調(diào)控程度最高的地區(qū)之一，基西米—奧基喬比—大沼澤地自然生態(tài)系統(tǒng)也完全變成了一個(gè)人工管理的流域，有效解決了南佛州的洪水災(zāi)害問(wèn)題，促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。

三、1970—2000 年，生態(tài)水利建設(shè)階段

中南佛州水利工程的設(shè)計(jì)與施工完全由聯(lián)邦政府主導(dǎo)，到20世紀(jì)70年代基本竣工。從本質(zhì)上講，該項(xiàng)目有很大的應(yīng)急成分，因此，在應(yīng)用、管理過(guò)程中一些過(guò)去沒(méi)有考慮到的問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。

1.水資源法規(guī)的制定及水資源經(jīng)費(fèi)的落實(shí)

20世紀(jì)70年代之后，南佛州經(jīng)歷了有史以來(lái)最大的旱情，嚴(yán)重的旱災(zāi)引起區(qū)域內(nèi)多處森林及植被大火。在應(yīng)對(duì)災(zāi)害的同時(shí)，人們開(kāi)始反思并調(diào)整水管理思路。針對(duì)新情況，佛羅里達(dá)州議會(huì)于1972年通過(guò)了土地與水環(huán)境法、綜合規(guī)劃法、土地保護(hù)法、水資源法等四項(xiàng)法案，其基本理念是土地利用、發(fā)展政策以及水資源的管理不能割裂開(kāi)來(lái)，必須綜合考慮。同時(shí)，根據(jù)水資源法，將整個(gè)州依據(jù)水文條件劃分成5個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域設(shè)立一個(gè)水資源管理局，原中南佛州防洪局改名為佛州南方水資源管理局。水資源法賦予水資源管理局四大職責(zé)：一是供水（包括水的保護(hù)與調(diào)配），二是水質(zhì)保護(hù)，三是防洪，四是對(duì)轄區(qū)內(nèi)自然生態(tài)體系保護(hù)管理。水資源管理局是州屬區(qū)域性機(jī)構(gòu)，水資源管理局對(duì)轄區(qū)內(nèi)的所有不動(dòng)產(chǎn)征收水資源保護(hù)稅，用于其水資源管理業(yè)務(wù)活動(dòng)，州長(zhǎng)和議會(huì)對(duì)其預(yù)算進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督。該項(xiàng)政策使得南佛州的水資源管理從根本上解決了經(jīng)費(fèi)問(wèn)題。有了經(jīng)費(fèi)的保障，管理局主動(dòng)調(diào)整思路，制定水中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，采用新技術(shù)、新手段去應(yīng)對(duì)新問(wèn)題。

2.基西米河運(yùn)河化和水生態(tài)修復(fù)工程

基西米河洪水控制工程于1954年啟動(dòng)，該工程不僅為流域上游區(qū)域提供防洪保障，而且保證了下游農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)。但該工程也造成了基西米河運(yùn)河化，對(duì)流域植被和物種多樣性造成了破壞。

為修復(fù)基西米河，1999年實(shí)施了基西米河生態(tài)修復(fù)工程。該工程的目標(biāo)是恢復(fù)一個(gè)可以自我維持的基西米河及河漫灘生態(tài)系統(tǒng)，具有與歷史上相同的生態(tài)功能并能支持與歷史上相當(dāng)?shù)膭?dòng)物群、植物類(lèi)型和水流特征。

3.對(duì)中南佛州水利樞紐工程進(jìn)行全面評(píng)估

從北至南相互關(guān)聯(lián)的基西米—奧基喬比湖—大沼澤地—佛州海灣生態(tài)系統(tǒng)被修建的水利工程割裂成一個(gè)大拼盤(pán)，原來(lái)由自然條件控制的片狀水流被改變成由人工水工建筑物控制的、流向西墨西哥灣及向東大西洋海岸的線(xiàn)狀渠流，生態(tài)條件的改變導(dǎo)致南佛州一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題逐步顯現(xiàn)。一是佛州的“液體心脈”奧基喬比湖受到嚴(yán)重污染。二是大沼澤地國(guó)家公園面臨植物群落生存環(huán)境的改變。三是佛州海灣功能退化。

這些生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，對(duì)水資源管理提出了新的挑戰(zhàn)。1994年，佛州議會(huì)制定了“永久保護(hù)大沼澤地”法案，明確要解決好水質(zhì)問(wèn)題。1995年，專(zhuān)門(mén)委員會(huì)的研究報(bào)告指出：南佛州的環(huán)境惡化已經(jīng)嚴(yán)重影響到居民的日常生活，如果不采取行動(dòng)，阻止環(huán)境的繼續(xù)惡化，將會(huì)嚴(yán)重影響到旅游業(yè)、工商業(yè),南佛州將不能夠持續(xù)發(fā)展。

4.前期投入，依靠科學(xué)，積極探索，爭(zhēng)取聯(lián)邦政府的全力支持

在開(kāi)始基西米河生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)上，組織人員成立了專(zhuān)門(mén)的研究機(jī)構(gòu)，制定和提出了奧基喬比湖生態(tài)修復(fù)、大沼澤地恢復(fù)及建設(shè)、佛州灣生態(tài)修復(fù)、入海河口治理等一系列計(jì)劃、方案，并在每個(gè)項(xiàng)目上投入了大量經(jīng)費(fèi)。

通過(guò)一系列生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)，生態(tài)建設(shè)理念得到提升，并從中得到一些啟示：

①實(shí)施生態(tài)工程建設(shè)與管理離不開(kāi)聯(lián)邦政府的大力支持。針對(duì)生態(tài)問(wèn)題范圍廣、難度大、所需經(jīng)費(fèi)多的現(xiàn)實(shí)，雖然佛羅里達(dá)州政府全力支持水資源管理局為環(huán)境修復(fù)所做的各項(xiàng)努力，但兩者的力量仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，聯(lián)邦政府的支持成了解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

②水資源法規(guī)的制定有力地推動(dòng)了生態(tài)修復(fù)工程的建設(shè)。

③研發(fā)、應(yīng)用水資源管理模型是提高工程建設(shè)質(zhì)量和管理水平最有效的手段。

四、2000—2050 年，可持續(xù)發(fā)展水利階段

2000年11月，美國(guó)國(guó)會(huì)在水資源發(fā)展法中通過(guò)了大沼澤地綜合修復(fù)計(jì)劃。這是美國(guó)有史以來(lái)最大的環(huán)境修復(fù)工程，共有60個(gè)單項(xiàng)，計(jì)劃30年完成。該計(jì)劃的主要目標(biāo)：一是增加自然生態(tài)的空間面積，改善棲息環(huán)境及其相應(yīng)功能，增加原生態(tài)動(dòng)植物種群的數(shù)量和多樣性；二是增加區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)及城鎮(zhèn)供水量，降低洪水災(zāi)害。修復(fù)計(jì)劃有四項(xiàng)主要措施：

一是水量控制。南佛州水利工程導(dǎo)致每天約6 400萬(wàn)m3本來(lái)應(yīng)流進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的水被排到了大西洋或墨西哥灣。計(jì)劃以恢復(fù)失去的儲(chǔ)存能力為目標(biāo)，通過(guò)修建控制面積868km2的幾座水庫(kù)以及300孔回采井分別存于地表及注入地下水庫(kù)，儲(chǔ)存的水80%用于環(huán)境，其他用于城鎮(zhèn)及農(nóng)業(yè)。

二是改善水質(zhì)。以控制含磷量為目標(biāo)，通過(guò)修建人工濕地、儲(chǔ)存區(qū)域和處理區(qū)域等，降低水中富營(yíng)養(yǎng)成分，改善進(jìn)入沼澤地公園的水質(zhì)，減少向海岸過(guò)量排放的淡水。

三是調(diào)控水的時(shí)間分布。對(duì)沼澤地生態(tài)系統(tǒng)而言，自然的淹沒(méi)及干旱循環(huán)是其自然狀態(tài)下生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，要以改善流入河口環(huán)境淡水的時(shí)間分布為目標(biāo)，盡量按照水的自然流態(tài)調(diào)控進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，而不是人工的忽高忽低的脈沖狀態(tài)。

四是調(diào)整水的空間分布。以恢復(fù)自然片狀流態(tài)為目標(biāo)，拆除大沼澤地386km的防護(hù)堤及運(yùn)河，拆除沼澤地公園與大水杉國(guó)家保護(hù)區(qū)的分離堤壩，將阻礙產(chǎn)生片狀沼澤地的41號(hào)公路的部分路段改為橋梁或設(shè)置路下管道。

大沼澤地綜合修復(fù)計(jì)劃的主要工程項(xiàng)目包括：修建蓄水1 850億m3的幾座水庫(kù)；修建水保護(hù)區(qū)，改善河口放水狀況，修建日存水600萬(wàn)m3的地下水庫(kù)，修建144 km2人工濕地，拆除阻攔片狀水流的障礙物等。

該計(jì)劃實(shí)施10年來(lái)，取得了明顯的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]Purdum,E.D.Florida Waters[M].Tallahassee:Florida State University,2002.

[2]Douglas,M.S.The Everglades:River of Grass[M].New York:Rinehart,1947.