美國(guó)格倫峽谷壩的適應(yīng)性管理

[美國(guó)]D.M.庫(kù)伯利

夏智翼 胡云鶴 譯自美刊《水電評(píng)論》2009年第10期

格倫峽谷壩坐落于美國(guó)亞利桑那州的科羅拉多河上,電站裝機(jī)容量為1312 MW,于1964年正式運(yùn)營(yíng)。正如在1956年頒布的《科羅拉多河調(diào)蓄工程法》(CRSP)所規(guī)定的,修建該壩的主要目的是調(diào)控科羅拉多河下游流域的水量以及發(fā)電。在大壩建成時(shí)相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)很少,在隨后的10a內(nèi)才相繼出臺(tái)了《國(guó)家歷史保護(hù)法》(1966年)、《國(guó)家環(huán)境政策法 》(1969年)、《凈水法 》(1972年 ),以及 《瀕危物種法》(1973年)。1982年,關(guān)于大壩運(yùn)行所造成影響的爭(zhēng)論愈演愈烈,以至于墾務(wù)局下令針對(duì)其對(duì)下游自然資源的影響程度進(jìn)行調(diào)查。

格倫峽谷壩環(huán)境的研究開創(chuàng)了全面了解大壩運(yùn)行對(duì)環(huán)境資源影響的先河。這些研究活動(dòng)從1983年持續(xù)到1996年。1996年,國(guó)家研究委員會(huì)發(fā)布了評(píng)估研究質(zhì)量并拓寬其潛在科學(xué)問(wèn)題的研究評(píng)述。

此外,墾務(wù)局于1995年發(fā)布了環(huán)境影響報(bào)告(EIS)。EIS評(píng)估了大壩運(yùn)行對(duì)11類資源產(chǎn)生的影響,它們分別是:水、沉積物、魚類、植被、野生動(dòng)植物、瀕臨滅絕和特殊的物種、文化資源、空氣質(zhì)量、娛樂(lè)消遣、水電以及無(wú)具體使用價(jià)值的其他資源。

根據(jù)環(huán)境研究結(jié)果、國(guó)家研究委員會(huì)的評(píng)述以及 EIS,研究人員做出如下推論:格倫峽谷壩的運(yùn)營(yíng)對(duì)一些資源產(chǎn)生了消極的影響,包括一些獵用與瀕臨滅絕的魚、泥沙、文化資源、岸棲植被以及娛樂(lè)業(yè)。然而,研究人員同時(shí)指出他們對(duì)其中的許多因果聯(lián)系了解不夠,還有待做進(jìn)一步研究。

1992年,國(guó)會(huì)通過(guò)了《大峽谷保護(hù)法》。該法案要求內(nèi)政部長(zhǎng)對(duì)于格倫峽谷壩的運(yùn)行要在保護(hù)、減輕其對(duì)自然資源負(fù)面影響的方式下進(jìn)行,并提升格倫峽谷國(guó)家游樂(lè)區(qū)以及大峽谷國(guó)家公園的價(jià)值,而這些價(jià)值并不僅限于自然、文化資源和旅游。該法案同樣要求內(nèi)政部長(zhǎng)要嚴(yán)格遵守主體法律有關(guān)政府分配、撥款、開發(fā)以及科羅拉多河流域可利用的水量的規(guī)定。

1 適應(yīng)性管理計(jì)劃

國(guó)會(huì)要求格倫峽谷壩的運(yùn)行要能保護(hù)并改善資源,并要能實(shí)現(xiàn)水源供給的目的。然而,目前還不具備使大壩的運(yùn)行可實(shí)現(xiàn)所有目標(biāo)的技術(shù)。1996年,內(nèi)政部長(zhǎng)發(fā)布了關(guān)于格倫峽谷壩運(yùn)營(yíng)的決議報(bào)告,同意優(yōu)先選擇執(zhí)行 EIS中對(duì)流量波動(dòng)已修改過(guò)的替代方案。這種替代方案增加了最小日泄水量,卻減少了時(shí)泄水量變化幅度、最大日泄水量以及最大日波動(dòng)量。12家 EIS的合作機(jī)構(gòu)中的11家同意內(nèi)政部的決定。

1995年1月,美國(guó)魚類及野生動(dòng)物保護(hù)局(FWS)出臺(tái)了關(guān)于生物危機(jī)的意見,要求對(duì)大壩泄水曲線做更嚴(yán)格的測(cè)試,以便為季節(jié)性調(diào)整穩(wěn)定流量的替代方案作參考。從生物學(xué)的角度,必須有一個(gè)合理的、謹(jǐn)慎的方案,墾務(wù)局為此不得不采取一些措施來(lái)避免生物危機(jī),適應(yīng)性管理便是一種可采納的措施。

墾務(wù)局于1997年制定了格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計(jì)劃,該計(jì)劃用來(lái)處理大壩運(yùn)行對(duì)格倫峽谷國(guó)家游樂(lè)區(qū)和大峽谷國(guó)家公園的下游資源所產(chǎn)生的影響中未解決的問(wèn)題。

適應(yīng)性管理為一種嚴(yán)格的環(huán)境管理方法,旨在解決并減小為實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)而采取的最有效行為的不確定性。適應(yīng)性管理有3種途徑:

(1)循序漸進(jìn)或反復(fù)試驗(yàn);

(2)被動(dòng)適應(yīng),選擇了一種最佳估計(jì)或系統(tǒng)模型,并監(jiān)測(cè)其反應(yīng);

(3)主動(dòng)適應(yīng),通過(guò)試驗(yàn)對(duì)一系列可供選擇的反應(yīng)模型進(jìn)行測(cè)試,并且在權(quán)衡所有測(cè)試結(jié)果的基礎(chǔ)上選擇合適的政策。

無(wú)論什么方法,重點(diǎn)在于適應(yīng)性管理是一種互動(dòng)式學(xué)習(xí)的過(guò)程,它承認(rèn)其不確定性并且在決策過(guò)程中充分利用科學(xué)。政策應(yīng)被視為一種試驗(yàn)性的政策,而且應(yīng)當(dāng)加以檢驗(yàn)。

在內(nèi)政部長(zhǎng)的指導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)一系列的適應(yīng)性管理試驗(yàn),構(gòu)成了格倫峽谷壩的運(yùn)行模式,它與主動(dòng)適應(yīng)的方法最接近。然而,大壩運(yùn)行的核心模式取決于1995年 EIS的優(yōu)選方案,而不是項(xiàng)目組成員所起草的一系列的反應(yīng)模式。

管理試驗(yàn)由美國(guó)地質(zhì)勘探局(USGS)大峽谷監(jiān)測(cè)研究中心的一個(gè)科學(xué)小組發(fā)起,該小組由25位成員組成,分別來(lái)自于不同的聯(lián)邦和州機(jī)構(gòu)、土著部落、娛樂(lè)集團(tuán)、環(huán)保團(tuán)體以及水電企業(yè)協(xié)會(huì)。其中12名成員來(lái)自 EIS的合作機(jī)構(gòu),其他由內(nèi)政部補(bǔ)充。

2 計(jì)劃的執(zhí)行

一旦格倫峽谷壩開始蓄水,該河流便由一條因季節(jié)波動(dòng)明顯的多泥沙河流變成了一條可控制的河流,大壩的上游出現(xiàn)泥沙淤積。格倫峽谷以及大峽谷的河灘被侵蝕,且非原生植物開始繁殖。1983～1984年,洪災(zāi)沖刷了河灘,河岸的非原生植物被沖毀,但同時(shí)也帶來(lái)了一些正面影響,其持續(xù)時(shí)間很短暫,正常的大壩運(yùn)行又導(dǎo)致了侵蝕的發(fā)生。

1995年的 EIS表明,主要的爭(zhēng)論在于大壩運(yùn)行是控制洪水以及穩(wěn)定水流的程度而不是關(guān)注每日水力發(fā)電的波動(dòng)。盡管適應(yīng)性管理計(jì)劃在1996年早期并沒有被正式承認(rèn)或認(rèn)可,但成員都已到位,會(huì)議業(yè)已召開,并且首次實(shí)驗(yàn)已經(jīng)開展。根據(jù)該試驗(yàn)計(jì)劃,啟動(dòng)了一次大的泄水,在一周內(nèi)大壩的泄水量高達(dá)1275 m3/s。其目的是多方面的,其中以下兩個(gè)最為重要:首先是重建河灘,其次是重新恢復(fù)原生魚類的棲息地,在沙洲和河岸之間形成回水。通過(guò)重建河灘以及回水,管理者以及科學(xué)家們希望為幼年的特別是周歲的野生魚類提供棲息地。1996年 3月,墾務(wù)局從格倫峽谷壩泄放了第1次試驗(yàn)性洪水。

從最初的試驗(yàn)開始,格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計(jì)劃一直處于不斷完善中,并且在大壩運(yùn)行中一直實(shí)施研究和監(jiān)控以評(píng)估其對(duì)科羅拉多河資源的影響。由于重點(diǎn)在于主動(dòng)適應(yīng)管理,該計(jì)劃有目的地?cái)_亂科羅拉多河的生態(tài)系統(tǒng)并且權(quán)衡其資源反應(yīng)。隨著計(jì)劃的推進(jìn),試驗(yàn)從專注于大壩泄水轉(zhuǎn)向水流和非水流的影響。

3 近年來(lái)的成果

適應(yīng)性管理工作關(guān)注的主要內(nèi)容之一,是由細(xì)顆粒泥沙形成的沙洲以及原生魚棲息地所組成的下游生態(tài)系統(tǒng)的狀況。從1996年最初控制洪水開始,墾務(wù)局在格倫峽谷壩進(jìn)行了兩次大的泄水試驗(yàn)。第2次試驗(yàn)于2004年12月完成,大壩的持續(xù)泄水時(shí)間由一周降低到 60h。從這兩個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看,科學(xué)家斷定用于發(fā)展 EIS方案的泥沙保護(hù)模型在優(yōu)選運(yùn)行方案下過(guò)高地估計(jì)了細(xì)泥沙的滯流時(shí)間。這一發(fā)現(xiàn)使最低支流泥沙輸入標(biāo)準(zhǔn)得到調(diào)整,在可控制的洪水發(fā)生之前必須達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)檫m應(yīng)性管理是個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程,隨著對(duì)河中泥沙量及其分布與導(dǎo)致的高壩泄水反應(yīng)間關(guān)系的進(jìn)一步了解,對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)做了更多的調(diào)整。

格倫峽谷壩最近一次大流量泄水發(fā)生在2008年 3月。科學(xué)家們正在對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、綜合和整合,以形成最終的報(bào)告。報(bào)告將提交給技術(shù)官員,他們將把該試驗(yàn)結(jié)論向聯(lián)邦咨詢委員會(huì)的同行們通報(bào)。隨后適應(yīng)性管理工作小組的成員將再次會(huì)晤,綜合考慮科學(xué)、法律以及政策方面因素,為內(nèi)政部長(zhǎng)提供建議。內(nèi)政部長(zhǎng)在政策小組的幫助下,根據(jù)這些建議制定政策。

根據(jù)適應(yīng)性管理試驗(yàn)的結(jié)果,盡管川流不息的河流會(huì)逐步把暫時(shí)淤積在河道上的泥沙沖走,但仍能通過(guò)大壩泄水重建河灘。因此,泥沙研究的首要問(wèn)題是,是否有一個(gè)可持續(xù)性的大壩運(yùn)行模式,在不依靠支流自然帶來(lái)泥沙的情況下,長(zhǎng)期維護(hù)沙洲生境。

在工作小組斷定沒有外界介入時(shí)輸沙平衡難以實(shí)現(xiàn)的背景下,格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計(jì)劃開展了一次可行性研究,擬建造一條從鮑威爾(Powell)湖那瓦霍(Navajo)峽谷通到格倫峽谷壩或通到位于利斯費(fèi)里(Lees Ferry)大壩下游25.7 km處的輸沙管道。評(píng)估顯示,初始投資成本為1.4～4.3億美元,且每年的運(yùn)行費(fèi)用 360～1700萬(wàn)美元。除了保證大量的投資資金以外,墾務(wù)局還需籌措運(yùn)行經(jīng)費(fèi)。然而,為適應(yīng)1995年 EIS的優(yōu)選方案,大壩運(yùn)行模式的改變估計(jì)將增加成本1520～4420萬(wàn)美元,而且公用設(shè)施財(cái)政支出每年將達(dá)到 8910萬(wàn)美元。

適應(yīng)性管理工作小組已對(duì)后續(xù)5a內(nèi)大壩的泄流量達(dá)成一致。只有在 USGS科學(xué)小組完成第 3次大流量事件的分析并將結(jié)果呈報(bào)給工作小組后,墾務(wù)局才會(huì)同意進(jìn)行另一次大流量測(cè)試。

這一決定有幾個(gè)方面的原因。首先,1996年的決議記錄表明,在重建河灘進(jìn)行大流量泄水前庫(kù)水位必須保持較高。其次,工作小組成員擔(dān)心的是,如果試驗(yàn)太多,試驗(yàn)運(yùn)行模式會(huì)成為一種大壩的運(yùn)行模式。最后,隨著 3次試驗(yàn)的完成,根據(jù)2008年大流量試驗(yàn)的結(jié)果很可能可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)的大流量事件。因此,必須確保該決定是正確的。

在格倫峽谷壩下游的科羅拉多河中,還應(yīng)關(guān)注瀕臨滅絕的弓背鮭。1989～2001年,該地區(qū)成年魚的數(shù)量減少了50%。2003年,格倫峽谷適應(yīng)性管理項(xiàng)目著手開展一個(gè)新的計(jì)劃,以用機(jī)械的方法移除科羅拉多河與小科羅拉多河匯流處的非原生魚類,因?yàn)轸~類競(jìng)爭(zhēng)和捕食將對(duì)瀕臨滅絕的弓背鮭產(chǎn)生負(fù)面的影響。對(duì)于弓背鮭來(lái)說(shuō),該區(qū)域非常關(guān)鍵,因?yàn)榇蠖鄶?shù)種群生活在該地區(qū),而且?guī)缀跛械姆N群都在小科羅拉多河繁殖。

1995年,當(dāng)駝背鏈魚達(dá)到瀕危標(biāo)準(zhǔn)時(shí),FWS對(duì)其總量還沒有一個(gè)可靠的估計(jì)值。據(jù)最新開發(fā)的模型顯示,到2001年,成年魚的數(shù)量由1995年的7400條減少至5000條,之后又升至 6000條。這一向好的趨勢(shì)再加上由墾務(wù)局通過(guò)的適應(yīng)性管理計(jì)劃所采取的養(yǎng)護(hù)措施,已經(jīng)促使 FWS解除了1995年的關(guān)于該種群處于危險(xiǎn)狀態(tài)的意見。

2007年,格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計(jì)劃成員針對(duì)該項(xiàng)目2001年戰(zhàn)略性規(guī)劃的目標(biāo),對(duì)弓背鮭和泥沙未來(lái)的狀況展開了研究。技術(shù)工作小組以及 USGS科學(xué)小組為此制定了目標(biāo),并將其提交給適應(yīng)性管理工作小組,要求以此為指導(dǎo)推進(jìn)對(duì)其他類別資源評(píng)估工作的開展。

對(duì)法律訴訟是如何影響格倫峽谷壩適應(yīng)性管理程序的探討也很重要。在最初的幾年,計(jì)劃成員認(rèn)為適應(yīng)性管理在本質(zhì)上與法律無(wú)關(guān)。主要的試驗(yàn)已經(jīng)開展,但該計(jì)劃并沒有引起法律訴訟。

然而,在2006年2月,5個(gè)環(huán)保組織控告內(nèi)政部長(zhǎng)以及墾務(wù)局,聲稱《大峽谷保護(hù)法》、《瀕危物種法》以及《國(guó)家環(huán)境政策法》存在違規(guī)行為。該訴訟案件于2006年 8月進(jìn)行了庭外調(diào)解,并于2007年1月 31日 ～2008年10月15日完成了對(duì)《國(guó)家環(huán)境政策法》和《瀕危物種法》的修改。

隨著2006年訴訟案件的解決,針對(duì)適應(yīng)性管理計(jì)劃實(shí)施了一個(gè)長(zhǎng)期的試驗(yàn)計(jì)劃。該計(jì)劃始于2008年,開展了大約10a的科學(xué)研究。墾務(wù)局和16家合作機(jī)構(gòu)為 EIS首選方案擬定了可供選擇的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。然而,2007年 9月,參與適應(yīng)性管理計(jì)劃的一個(gè)環(huán)保組織遞交了一份意向書,該意向書控告墾務(wù)局違反了《瀕危物種法》。該訴訟于2007年12月立案,2009年春做出判決。

4 未來(lái)的挑戰(zhàn)

在過(guò)去的11a中,格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計(jì)劃的科學(xué)依據(jù)越來(lái)越充分。反復(fù)的、周期性的試驗(yàn)過(guò)程已大大加深了對(duì)科羅拉多河生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。眾多學(xué)術(shù)論文公開發(fā)表,其中很多研究成果為方針決策的制定提供了依據(jù)。然而,適應(yīng)性管理若要取得成功,其理念必須要能滲透進(jìn)決策之中,并且制定的決策能夠促進(jìn)建格倫峽谷壩最初目標(biāo)(即調(diào)蓄與發(fā)電)和最近所考慮的科羅拉多河生態(tài)系統(tǒng)自然資源保護(hù)之間的平衡。

格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計(jì)劃面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是,在對(duì)政策提出修改意見之前,所有成員有必要在需要了解多少信息這一問(wèn)題上達(dá)成一致。例如,對(duì)于是否進(jìn)行額外的大流量試驗(yàn)以及將在什么樣的條件下進(jìn)行試驗(yàn)的問(wèn)題,成員間的意見就不一致,其潛在原因是擔(dān)心反復(fù)試驗(yàn)將會(huì)成為既成事實(shí),并成為格倫峽谷壩未來(lái)的一種運(yùn)營(yíng)模式。

最后,對(duì)適應(yīng)性管理的未來(lái)進(jìn)行了反思。計(jì)劃組成員對(duì)其研究成果并不滿意,并計(jì)劃加以改進(jìn)。一個(gè)由適應(yīng)性管理工作小組、技術(shù)工作小組、大峽谷監(jiān)督研究中心以及科學(xué)顧問(wèn)代表組成的特別小組已經(jīng)為提高計(jì)劃成效起草了一份報(bào)告。

在提高適應(yīng)性管理計(jì)劃成效的措施上還沒有達(dá)成一個(gè)一致的意見,但這并不是說(shuō)將會(huì)止步不前,因?yàn)閷?duì)于參與格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計(jì)劃的成員來(lái)說(shuō),他們已經(jīng)擁有應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)和方法。