丹麥水資源綜合管理經(jīng)驗(yàn)及啟示

張誠(chéng) 曹國(guó)亮 陳娟 朱瑤 翟正麗 韓瑋

摘要：丹麥在地下水保護(hù)與開發(fā)、城市洪水管理以及水資源綜合管理方面技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)豐富，治水工作走在全球前列。在中歐水資源平臺(tái)框架下的中丹戰(zhàn)略行業(yè)合作項(xiàng)目的支持下，我國(guó)與丹麥在地下水、防洪減災(zāi)等方面開展了一系列合作交流。圍繞我國(guó)新時(shí)代治水思路的新要求，結(jié)合中丹戰(zhàn)略行業(yè)合作項(xiàng)目成果，剖析丹麥在地下水保護(hù)、城市洪水管理以及水資源綜合管理等方面的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)?？蔀槲覈?guó)新時(shí)代水利重點(diǎn)工作提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：地下水保護(hù);城市洪水管理;水資源綜合管理;水利改革;中丹戰(zhàn)略行業(yè)合作項(xiàng)目;丹麥

中圖法分類號(hào)：TV213.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2019.05.002

由于特殊的地理位置、水文地質(zhì)條件和相對(duì)短缺的水資源，丹麥幾乎完全引用地下水。丹麥地處北歐，易受氣候變化和極端天氣影響，易遭受城市內(nèi)澇。丹麥立足自身水問題，經(jīng)過(guò)多年的治水探索和努力，在地下水保護(hù)開發(fā)、防洪減災(zāi)、水資源綜合管理等方面積累了一系列領(lǐng)先技術(shù)和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，治水工作全球領(lǐng)先。為了更好地借鑒丹麥在地下水開發(fā)與保護(hù)、城市洪水管理等方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在中歐水資源平臺(tái)框架下，2016年10月水利部與丹麥環(huán)境與食品部水與自然管理局（后改名為“環(huán)境保護(hù)與食品部”）簽署了中國(guó)丹麥戰(zhàn)略行業(yè)合作項(xiàng)目（Sino-Danish Strategic Sector Cooperation Program onWater and Environment，SSC，以下簡(jiǎn)稱“中丹項(xiàng)目”）合作協(xié)議，項(xiàng)目用2-3a時(shí)間，通過(guò)知識(shí)交流、人員互訪、試點(diǎn)項(xiàng)目能力建設(shè)等方式，加強(qiáng)知識(shí)共享和中方參與單位在地下水管理和城市洪水管理方面的知識(shí)積累及能力提升。在介紹項(xiàng)目成果的基礎(chǔ)上，分析總結(jié)丹麥在水資源綜合管理方面的先進(jìn)治水經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)新時(shí)代治水提供有益借鑒。

1丹麥水概況

丹麥為北歐五國(guó)之一，位于歐洲大陸西北端，國(guó)土面積約為4.3萬(wàn)km，人口（2015年）約568萬(wàn)。屬溫帶海洋性氣候，全國(guó)年平均降雨量為300億m，折合降水深712 mm。全國(guó)地表水資源總量約37億m，地下水資源量約43億m，水資源總量約為60億m，按2002年人口計(jì)，人均水資源量為1123m。全國(guó)長(zhǎng)度大于50km的河流有8條，主要包括古曾河、奧默河、斯托河、斯凱恩河、呂河、瓦德河、卡魯普河和里伯河（見圖1）。丹麥可開采的地下水資源量大于取水量，且水質(zhì)良好，幾乎無(wú)需處理，因此供水100%取自地下水。但由于降雨分布不均，各地地下水可開采量不同，西南部最大，中東部最小，東部的哥本哈根出現(xiàn)過(guò)度利用情況。由于天然水質(zhì)好，水處理簡(jiǎn)單，該國(guó)有大量較小型的私營(yíng)供水工程，只有較大的城市里供水工程由公用事業(yè)公司運(yùn)行管理。丹麥大部分人居住在大城市，因此，約85%的用水由公共供水系統(tǒng)提供。

近年來(lái)，由于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活用水持續(xù)增加，加之污水對(duì)環(huán)境的影響等因素，地下水的開發(fā)和保護(hù)面臨持續(xù)壓力。隨著氣候變化和極端天氣發(fā)生，丹麥遭遇了多次暴雨事件。從2010年8月至2011年8月，僅哥本哈根市就遭受了3次暴雨襲擊，主要公路及城市基礎(chǔ)設(shè)施被淹。保險(xiǎn)公司為此支付了10億歐元以賠償暴雨造成的房屋和財(cái)產(chǎn)損失。經(jīng)濟(jì)學(xué)家分析指出，如果不采取任何措施，在未來(lái)的100a由于氣候變化引起天氣劇烈變化造成暴雨事件的破壞力的損失將增大3倍。

2中丹項(xiàng)目成果

2.1技術(shù)研討與培訓(xùn)

2016年10月至2018年10月，中丹項(xiàng)目組在南京、丹麥奧爾堡、天津、福建省平潭島、北京、哥本哈根等地召開了7次研討和技術(shù)考察活動(dòng)，通過(guò)多次交流互訪，中丹專家深入學(xué)習(xí)和交流了地下水管理、城市供水管理、海綿城市建設(shè)以及水科學(xué)研究及水利規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面的先進(jìn)理念、技術(shù)和方法，為雙方地下水管理、城市雨洪管理以及水資源綜合管理提供了重要參考。

2.2技術(shù)示范與應(yīng)用

通過(guò)多次交流互訪，雙方專家秉承模型模擬、校驗(yàn)對(duì)比、方案解決、管理支撐的研究思路，以福建平潭島、海河平原區(qū)、丹麥哥本哈根等為示范區(qū)，開展了以地下水建模、城市雨洪模擬等為主要內(nèi)容的聯(lián)合案例研究，對(duì)比模擬結(jié)果，提出解決方案，解決城市管理中的水問題。模擬結(jié)果和解決方案為福建平潭島地下水開發(fā)利用與海河流域地下水開發(fā)保護(hù)提供了有益參考。

2.3發(fā)布《地下水建模指南》

作為中丹項(xiàng)目主要成果之一，中丹雙方專家以項(xiàng)目示范區(qū)地下水建模成果為基礎(chǔ)，共同撰寫了《地下水建模指南》（英文版）（以下簡(jiǎn)稱《指南》）并擬正式發(fā)布?！吨改稀吩斀饨榻B了地下水建模的目標(biāo)、模型類型、建模的主要步驟、模型的主要輸入?yún)?shù)、模型的校驗(yàn)、模擬結(jié)果和模型應(yīng)用以及中丹地下水建模實(shí)際案例（福建平潭、海河平原區(qū)、丹麥格雷沃等地），地下水模擬結(jié)果可為今后地下水技術(shù)管理人員提供參考，擴(kuò)大項(xiàng)目成果影響力。

2.4搭建雙邊合作平臺(tái)

通過(guò)項(xiàng)目交流合作，為中丹雙方專家構(gòu)建了廣闊的合作平臺(tái)，目前福建省水科院、濟(jì)南市水利局等國(guó)內(nèi)多家水利單位已與丹麥大學(xué)、科研設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)系，擬開展項(xiàng)目申請(qǐng)，人員互訪，留學(xué)教育等工作。

2.5下階段計(jì)劃

2019年，項(xiàng)目二期將圍繞“水利工程補(bǔ)短板，水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管”的水利改革發(fā)展總體思路開展戰(zhàn)略合作研究活動(dòng)，計(jì)劃開展4個(gè)方面工作：①丹麥水政策研究;②地下水管理和地下水環(huán)境修復(fù)示范研究;③城市洪水韌性研究;④水利信息化交流合作工作。

3丹麥水資源綜合管理的主要做法

3.1水資源高效利用

丹麥全國(guó)的飲用水100%來(lái)自于地下水，為了更好地保護(hù)水資源，丹麥以價(jià)格為杠桿，大力保護(hù)水資源。2016年丹麥的平均水價(jià)為67丹麥克朗/m（約合人民幣69元/m），為全球最高，價(jià)格主要包括污水處理費(fèi)用35克朗、抽取費(fèi)用12克朗、地下水征稅6克朗、增值稅14克朗，丹麥的水費(fèi)占家庭收入16%，目前丹麥的人均用水量為104L/d。通過(guò)近30a的努力，丹麥耗水量降低了30%，但同一時(shí)期的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值增加了40%，水資源利用效率為全球第一，擺脫了“GDP增長(zhǎng)有多快、水資源消耗就有多嚴(yán)重”的惡性循環(huán)，使水資源走上一條可持續(xù)發(fā)展之路。同時(shí)，丹麥對(duì)收益一非收益水（“跑冒滴漏”）有嚴(yán)格規(guī)定，劃分情況如圖2所示。通過(guò)從消費(fèi)者層面提高消費(fèi)稅并加大節(jié)水宣傳，規(guī)定如果非收益率大于10%，則收取供水公司1美5/m的罰款，并規(guī)定所有公共事業(yè)用水都必須安裝智能水表，通過(guò)一系列強(qiáng)有力經(jīng)濟(jì)措施，丹麥非收益水在全國(guó)層面維持在6%的水平，居世界前列，并有力推動(dòng)了節(jié)水技術(shù)的發(fā)展，如管道漏水探測(cè)設(shè)備、智能水表等技術(shù)已在全球廣泛運(yùn)用。

3.2法律法規(guī)

丹麥的水管理政策是基于歐盟政策和國(guó)家政策制定的。丹麥嚴(yán)格執(zhí)行歐盟規(guī)定，相關(guān)的歐盟法律包括《地下水指令》和《飲用水指令》。除此之外，丹麥很早就制定了一系列環(huán)保法案，例如《供水法案》（1926年）、《環(huán)境保護(hù)法案》（1974年）、《污染場(chǎng)地法案》（1983年）等。在機(jī)構(gòu)方面，丹麥環(huán)境與食品部下設(shè)的丹麥環(huán)境保護(hù)署（成立于1972年，是世界上首先設(shè)立國(guó)家環(huán)境部門的國(guó)家之一）總體負(fù)責(zé)全國(guó)的環(huán)保工作，制定歐盟要求的國(guó)內(nèi)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、政策、規(guī)劃，同時(shí)開展水環(huán)境國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃等工作，保護(hù)環(huán)境質(zhì)量和人體健康。在執(zhí)行層面，丹麥對(duì)地下水開發(fā)利用有嚴(yán)格的管理程序，地下水開發(fā)公司從提出申請(qǐng)到最終獲得取水許可，一般周期為2 a左右，期間還會(huì)有定期和不定期抽查以及環(huán)評(píng)評(píng)估等手續(xù)，嚴(yán)格保障地下水開采的安全和環(huán)保。丹麥在水環(huán)境保護(hù)上做到了頂層設(shè)計(jì)全、執(zhí)法力度嚴(yán)。

3.3科學(xué)技術(shù)支撐

丹麥建立了一套完整的測(cè)繪系統(tǒng)，利用先進(jìn)的地球物理測(cè)繪技術(shù)勘探地下水資源量，再結(jié)合專業(yè)的地下水模型，模擬評(píng)估區(qū)域地下水狀況（見圖3）。丹麥建立了先進(jìn)的區(qū)域氣候模型（分辨率為12 km）、國(guó)家水文模型DK-model（分辨率為0.5km）等專業(yè)模型，模擬地表、地下水以及城市雨洪，為水資源綜合管理提供評(píng)估方案。在實(shí)際工作中，丹方提供的所有工程項(xiàng)目案例中的實(shí)施措施都以海量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用綜合性的水資源管理模型對(duì)實(shí)施效果和生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行了科學(xué)評(píng)估。擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的丹麥水資源和環(huán)境系列模擬管理軟件（以丹麥DHI開發(fā)的MIKE系列模型為代表）已經(jīng)成為丹麥水資源和環(huán)境管理的基礎(chǔ)性工具。城市地下水的綜合管理還融人了氣候變化對(duì)水資源影響的考慮和基于數(shù)值模擬的預(yù)判，為不同情境下的水資源綜合管理提供了有力支撐。

3.4數(shù)據(jù)開放共享

丹麥建立了Jupiter數(shù)據(jù)庫(kù)（監(jiān)測(cè)井和自來(lái)水廠數(shù)據(jù)庫(kù)）、地球物理數(shù)據(jù)庫(kù)（Gerda database）和環(huán)境門戶三大國(guó)家數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)主要用于地質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬、地下數(shù)值評(píng)價(jià)以及地下水流模型的建立，這些數(shù)據(jù)都可以下載或在線查看，并免費(fèi)對(duì)公眾開放。丹麥還規(guī)定所有的水廠都必須上傳數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫(kù)。其中Jupiter數(shù)據(jù)庫(kù)是為了從勘探數(shù)據(jù)中得出必要的結(jié)論，數(shù)據(jù)必須是系統(tǒng)、有效、真實(shí)和準(zhǔn)確的，且易于獲取。自1999以來(lái)，丹麥實(shí)施了《國(guó)家地下水測(cè)繪計(jì)劃》（The National Groundwater MappingProgramme），并采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則，保證了原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可比較性。丹麥在地下水保護(hù)與管理過(guò)程中，根據(jù)1926年《供水行動(dòng)計(jì)劃》（Water Sup-ply Act）的要求，為所有地球物理數(shù)據(jù)、已有的和新的鉆井?dāng)?shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)和水力學(xué)數(shù)據(jù)建立了國(guó)家地下水井?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)（Jupiter）。該數(shù)據(jù)庫(kù)現(xiàn)已涵蓋丹麥全國(guó)29.5萬(wàn)多眼地下水井的水文及水質(zhì)信息。Gerdadatabase包括原始和處理過(guò)的數(shù)據(jù)，可以火鳥（Fire-bird）等格式下載，也可通過(guò)WFS的界面在線查看。所有公共資金資助的調(diào)查數(shù)據(jù)和很多自有資金資助的調(diào)查數(shù)據(jù)都會(huì)上傳至該數(shù)據(jù)庫(kù)。丹麥環(huán)境門戶網(wǎng)站存儲(chǔ)并展示丹麥的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括河流流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)（包括保護(hù)區(qū)域）、地下水保護(hù)等級(jí)和脆弱性評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)等。

3.5地下水技術(shù)

丹麥以地下水資源為根本，將全部精力投入到地下水的保護(hù)和開發(fā)中，同時(shí)相關(guān)的工程技術(shù)水平也達(dá)到了世界領(lǐng)先。首先，丹麥一直強(qiáng)調(diào)預(yù)防優(yōu)先的理念，以多種測(cè)繪手段和模型預(yù)測(cè)為前期手段，系統(tǒng)評(píng)估海水入侵、地面沉降、水井采水量、地下水水質(zhì)等方面，全面了解地區(qū)地下水水質(zhì)、水量的動(dòng)態(tài)變化狀況，為地下水管理提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。同時(shí)，在地下水保護(hù)中，一是對(duì)地下水進(jìn)行分散式開采，避免因集中開采而導(dǎo)致形成大的地下水漏斗，進(jìn)而引發(fā)地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)問題;二是重視對(duì)地下水補(bǔ)給區(qū)的保護(hù)，在有條件的地區(qū)設(shè)法增加入滲或采用回灌方式補(bǔ)給地下水;三是盡力消除現(xiàn)有或潛在地下水污染源，以防止供水含水層中的地下水被污染。此外，丹麥以地下水回灌技術(shù)體系（MAR，ManagedAquifer Recharge）為核心工程措施，通過(guò)開展地質(zhì)測(cè)繪、踏勘水文地質(zhì)條件、水質(zhì)對(duì)比、水流模擬評(píng)估、打井并回灌、水量水質(zhì)再評(píng)估等一系列措施，完成地下水回灌，確保地區(qū)地下水資源的保護(hù)和可持續(xù)利用。

3.6公眾參與機(jī)制

丹麥?zhǔn)种匾暪こ探ㄔO(shè)中的公眾參與（PublicParticipation），在水資源規(guī)劃、地下水開發(fā)、海綿城市建設(shè)等方面，將公眾參與納入到工程建設(shè)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，擴(kuò)大了工程服務(wù)的受益面，延長(zhǎng)了工程的使用壽命。如在哥本哈根北郊小區(qū)的“應(yīng)對(duì)氣候變化城市規(guī)劃項(xiàng)目”中，充分吸納當(dāng)?shù)鼐用竦慕ㄗh，設(shè)計(jì)人員將工程設(shè)計(jì)與社區(qū)環(huán)境結(jié)合，將下凹式路面設(shè)計(jì)為兒童游樂設(shè)施，小區(qū)低洼地區(qū)設(shè)計(jì)為生態(tài)公園，同時(shí)規(guī)劃建設(shè)了一批綠色空間，在滿足泄洪的同時(shí)，極大改善了社區(qū)居民的生活環(huán)境，提升了生活品質(zhì)，促進(jìn)了社區(qū)和諧。

3.7工程設(shè)計(jì)與施工

隨著環(huán)境保護(hù)工作的持續(xù)深入，丹麥環(huán)境保護(hù)的意識(shí)深入人心。丹麥規(guī)劃設(shè)計(jì)人員將“灰色”水利建筑充分融入自然生態(tài)系統(tǒng)中，以不改變自然生境下發(fā)揮水利綜合效益為最大效益的原則，來(lái)開展水利工程設(shè)計(jì)規(guī)劃，大力推廣生態(tài)工法。如在丹麥城市雨洪管理工程實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員充分利用自然空間和生態(tài)系統(tǒng)，將防洪工程與生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，城市防洪系統(tǒng)設(shè)計(jì)保留了原有的地形地貌，維護(hù)了城市河流自然生態(tài)樣貌。通過(guò)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)施工，發(fā)揮工程消減洪峰、存儲(chǔ)水功能的同時(shí)，美化了環(huán)境，成為市民休閑娛樂的場(chǎng)所，如采用生態(tài)工法還原河床，恢復(fù)河床垂向自然生境，在洪水期發(fā)揮生境消減洪峰的作用等。這從另一方面也證明丹麥對(duì)自然系統(tǒng)的完整性和多樣性的認(rèn)知處于領(lǐng)先水平。

4啟示

4.1數(shù)據(jù)共享的理念

高質(zhì)量的數(shù)據(jù)開放和共享是丹麥科技發(fā)展的重要保障之一，這一理念的深入人心和配套政策的落地有力助推了丹麥水科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?；陂_放共享的原則，丹麥建立了完善的水咨詢?cè)u(píng)估市場(chǎng)，眾多咨詢公司能夠深度介入供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)、水環(huán)境影響評(píng)價(jià)、城市排洪規(guī)劃、水資源規(guī)劃以及環(huán)評(píng)等對(duì)水資源和環(huán)境領(lǐng)域數(shù)據(jù)要求很高的工作中，也助推了國(guó)際科技咨詢機(jī)構(gòu)的發(fā)展，如享譽(yù)世界的DHI、Ramboll、SWECO等國(guó)際大型咨詢機(jī)構(gòu)，形成了水科學(xué)與工程技術(shù)的廣闊“藍(lán)?！笔袌?chǎng)，良性的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，政府則聚眾家智慧，擇優(yōu)取用，提高了水管理水平。

4.2生態(tài)環(huán)保的理念

丹麥?zhǔn)侨虻谝粋€(gè)設(shè)立環(huán)保機(jī)構(gòu)的國(guó)家，也是最早環(huán)保立法的國(guó)家之一。基于國(guó)家自身的水資源狀況，幾乎100%取用地下水，特殊的地理、水情特征也促使了國(guó)家必須對(duì)環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)有高度的保護(hù)意識(shí)，并且在保護(hù)和利用中開發(fā)出一套技術(shù)手段、保護(hù)措施和管理方法，丹麥的高水價(jià)也是民眾環(huán)保意識(shí)高的一種重要體現(xiàn)。在中丹項(xiàng)目交流過(guò)程中，丹麥在地下水開發(fā)和雨洪工程設(shè)計(jì)中，將水生態(tài)、水環(huán)境的每一個(gè)細(xì)節(jié)考慮到位，盡量使用基于自然的解決方案，或是將工程納入到生態(tài)原本的狀態(tài)中去設(shè)計(jì)，用生態(tài)的方法解決現(xiàn)實(shí)的生態(tài)問題是其核心思路，并衍生出一系列基于自然的技術(shù)和方法，有力支撐了水管理，這也是丹麥一直走在全球生態(tài)環(huán)境保護(hù)前列的重要原因。

4.3全球治理的理念

在中丹項(xiàng)目過(guò)程中，可觀察到丹麥的咨詢、科技、設(shè)計(jì)公司基本走的是全球路線，深度參與全球的治水問題。一是丹麥的水問題較為簡(jiǎn)單，且經(jīng)過(guò)多年的治理，丹麥的治水體系基本建成，成效顯著。但丹麥人也意識(shí)到，如果不走出去，深度參與全球治水，丹麥的技術(shù)體系將變得單一，解決復(fù)雜水問題的能力將變?nèi)?，不利于其水科技的發(fā)展，因此必須積極走出去，豐富全球治水案例庫(kù)，提升系統(tǒng)水治理能力。二是丹麥科技走出去的現(xiàn)實(shí)需要，丹麥水科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)，尤其在地下水開發(fā)利用、模型技術(shù)等方面形成了一套可推廣、可借鑒的成熟體系，丹麥政府也引以為傲，積極通過(guò)各種渠道推廣其技術(shù)。丹麥的科技、咨詢公司利用開展全球項(xiàng)目的契機(jī)也積極推廣其核心技術(shù)，提高全球市場(chǎng)占有率，掌握話語(yǔ)權(quán)。

5結(jié)語(yǔ)

基于中丹戰(zhàn)略行業(yè)合作項(xiàng)目成果的基礎(chǔ)，提煉總結(jié)出丹麥在水資源綜合管理方面的7條經(jīng)驗(yàn)做法與3條啟示，為新時(shí)代水利改革重點(diǎn)工作提供借鑒。其中，丹麥立足本國(guó)水情，以經(jīng)濟(jì)杠桿為主要抓手，通過(guò)提高水價(jià)牽住水資源管理的“牛鼻子”，倡導(dǎo)全社會(huì)關(guān)注水資源、節(jié)水水資源、保護(hù)水資源，同時(shí)配套法律法規(guī)和管理機(jī)構(gòu)的完善，從頂層設(shè)計(jì)上完善了水資源管理核心任務(wù)。通過(guò)打通數(shù)據(jù)獲取和共享機(jī)制，進(jìn)一步擴(kuò)大水咨詢市場(chǎng)，讓更多高端智庫(kù)參與水研究，提升水科技支撐貢獻(xiàn)率，打造治水“黑科技”，全面支撐水管理，從而使丹麥治水走在了世界前列。