加拿大流域水資源開發(fā)利用及生態(tài)保護的研究與啟示

張智涌，雙學(xué)珍

(四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川崇州，611231)

1 加拿大流域水資源開發(fā)利用及生態(tài)保護概況

1.1 加拿大流域概況

加拿大占地面積998萬km2，地處北美洲北部，東鄰大西洋，南接美國本土，西瀕太平洋，西北部鄰阿拉斯加州，北靠北冰洋。加拿大河流、瀑布和湖泊眾多，風(fēng)景秀麗。加拿大有哈得孫灣和哈得孫海峽流域、大西洋流域、太平洋流域和北極流域4大流域[1]。

加拿大重要水系——圣勞倫斯河位于大西洋流域，全長1150km，源自安大略湖，最終注入圣勞倫斯灣。哈得孫灣和哈得孫海峽流域約占加拿大大陸面積1/3，主要河流為納爾遜河。馬更些河系流域面積約占北極流域的一半，是加拿大最長河流，發(fā)源于落基山脈[1]。太平洋流域最長河流是弗雷澤河，也發(fā)源于落基山脈，經(jīng)溫哥華入海。哥倫比亞河發(fā)源于魁北克省，向南注入美國[1]。

全球最大的淡水湖群北美五大湖，包括蘇必利爾湖、密歇根湖、休倫湖、伊利湖和安大略湖5個相連湖泊，其中密歇根湖獨屬美國，其余4湖均橫跨美國和加拿大，號稱“北美大陸地中?！?，見圖1。五大湖總面積24.52萬km2，美國72%，加拿大28%?？傂钏萘考s228000億m3，占全世界淡水湖總量的1/5左右。安大略湖是北美洲五大湖最東和最小的一個，南北夾于美國和加拿大之間，成橢圓形，最寬處85km，主軸線東西長311km。水面約19554km2，蓄水量1688km3，最深244m，平均深度86m。有尼亞加拉、杰納西、奧斯威戈、布萊克和特倫特河注入，經(jīng)韋蘭運河和尼亞加拉河與伊利湖連接。著名的尼亞加拉大瀑布上接伊利湖，下灌安大略湖，兩湖落差99m。湖水由東端流入圣勞倫斯河。

圖1 北美五大湖分布示意

加拿大水資源豐富，人均超過10萬m3，世界第一；多年平均徑流量29010億m3，占全球9%，世界第四。卻與人口分布不匹配，時空分布不均，90%人口生活在南部，但60%淡水資源在北部。

1.2 加拿大水資源開發(fā)利用概況

加拿大水資源開發(fā)工程建設(shè)時間主要集中在二次世界大戰(zhàn)后30年內(nèi)，從灌溉、供水、防洪和發(fā)電等方面有效保障和促進了經(jīng)濟社會發(fā)展。

(1)灌溉。加拿大總耕地面積3350萬hm2，其中可灌溉面積84.2萬hm2，農(nóng)業(yè)灌溉用水占全國用水8.8%。在所有省份中，艾伯塔省灌溉耕地面積最多，其40%農(nóng)業(yè)產(chǎn)量由該省4%灌溉耕地生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)用水中，15%用于飼養(yǎng)牲畜，85%用于灌溉。

(2)供水。據(jù)統(tǒng)計，加拿大總用水量53.57億m3，人均年用水191m3，即每人每天用水0.52m3，供水數(shù)量和供水質(zhì)量都是遠遠高于需求的。

(3)防洪。加拿大防洪問題主要集中在人口比較密集的一些中小河流，防洪措施主要包括整治河道、修建分洪道、筑堤和防洪墻以及筑壩建庫等，或單獨使用或綜合運用，除防洪外還兼顧發(fā)電、供水和旅游等效益。同時很重視洪水預(yù)報、預(yù)警和洪水風(fēng)險圖等工作，聯(lián)邦政府規(guī)定洪水風(fēng)險區(qū)最低標準100年一遇洪水，而薩斯喀徹溫省和不列顛哥倫比亞省分別采用500年一遇和200年一遇洪水標準。

(4)發(fā)電。加拿大水能蘊藏1332TW·h/a，其中經(jīng)濟可開發(fā)蘊藏536TW·h/a，技術(shù)可開發(fā)蘊藏981TW·h/a。截至2003年加拿大有804座大型壩運行，總庫容650km3，水電裝機容量67121MW，年發(fā)電328TW·h，水力發(fā)電占比60%。

1.3 加拿大水生態(tài)保護概況

加拿大地域遼闊，自然資源豐富，森林覆蓋率高，可持續(xù)性淡水資源占全球7%，生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，在生態(tài)保護制度建設(shè)、生態(tài)環(huán)保理念以及節(jié)能環(huán)保技術(shù)等方面均有較好的做法。

1.3.1 全面翔實的法律法規(guī)

在加拿大，有加拿大水法(Canada Water Act)、野生動植物法(Canada Wildlife Act)、環(huán)境評價法(Canadian Environment Assessment Act)和環(huán)境保護法(Canadian Environment Protection Act)等四個關(guān)于環(huán)境保護的法律。

加拿大聯(lián)邦政府負責管理沿海地區(qū)內(nèi)陸漁業(yè)、航海及航運、領(lǐng)土等方面工作，各省政府負責通過產(chǎn)權(quán)依法管理水體，分別制定所管轄區(qū)域的灌溉和公用供水等法律[2]。通過聯(lián)邦和省共同商議，以國家法規(guī)和準則的形式來控制水污染。各省自行環(huán)境立法，并同聯(lián)邦政府簽訂協(xié)議，確保區(qū)域內(nèi)水環(huán)境質(zhì)量不受破壞。

1.3.2 完備健全的管理體制

加拿大憲法規(guī)定，環(huán)境和水資源主要由各省在聯(lián)邦政府協(xié)助下解決，這樣的職責分配，可以使污染的控制顯得更加靈活有效。聯(lián)邦政府中負責水資源管理的機構(gòu)為環(huán)境部，其主要職責之一是保護和提高水和空氣等可再生資源的質(zhì)量[2]。國家衛(wèi)生福利部(DNHW)管轄的環(huán)境衛(wèi)生司則主要負責對公共衛(wèi)生有影響的水資源管理[2]。此外，各省均設(shè)置有水環(huán)境保護機構(gòu)。

1.3.3 形式各樣的污水處理方式

加拿大污水處理方式主要根據(jù)接收水體的容量來確定。人口比較稀少的地方，采用化糞池和氧化塘比較多；人口比較密集的地方，要專門設(shè)置污水處理廠，主要通過生化法，進行二級處理廢水，許多污水處理廠脫磷[2]；沿海各省多采用海洋處置法；草原地區(qū)則主要用土地處理污泥，進行廢水的再利用；廢水深井注射法也偶有使用。由于加拿大最高溫度和最低溫度之間的巨大差異，而像鋼材和塑料等一般材料又無法承受這種極端溫度交替變化，所以污水處理廠在設(shè)計和施工時，都有考慮把寒季因素融入處理系統(tǒng)[2]。

1.3.4 較強的水生態(tài)保護意識

加拿大雖然水資源豐富，但公民節(jié)水意識普遍比較強，養(yǎng)成了對生活用水進行分類處理并循環(huán)使用的好習(xí)慣，會把廁所用水和工業(yè)用水同日常飲用水分開循環(huán)處理。加拿大的自來水可以直接飲用。同時，加拿大在水生態(tài)建設(shè)方面也成效顯著。加拿大的公園大部分都是圍繞水建設(shè)，植被覆蓋率大，不但能改善局部氣候，調(diào)節(jié)溫度，還能起到美觀的作用，廣大居民都愿意到這樣的公園悠閑娛樂。

2 我國流域水資源開發(fā)利用及生態(tài)保護概況

2.1 我國流域概況

我國河流數(shù)量多，長度長，總長達43萬km，其中1000km以上的有20多條，包括7條境內(nèi)主要大河。受地形氣候等影響，我國的河流絕大多數(shù)呈西東流向，分布在東部氣候濕潤多雨的季風(fēng)區(qū)[3]。流域面積在100km2以上的有5萬多條，在1000km2以上的有1500多條，超過10000km2的有79條。我國河流分為內(nèi)陸河(或內(nèi)流河)和外流河兩大類。內(nèi)陸河不與海洋相溝通，最終消失于沙漠或流入封閉的湖沼，外流河最終流入各大海洋。

我國內(nèi)陸河深居內(nèi)陸，主要分布在青藏高原和西北干旱地區(qū)，如甘肅的黑河、青海湖、伊犁河、塔里木河等，河流中水主要來源于高山冰雪融水。所在區(qū)域通常降雨量少，水系稀少，甚至有無水系區(qū)。

我國外流河主要包括直接入海的長江、黃河、淮河、海河、遼河、珠江，以及先流至國外再入海的河流，如黑龍江、瀾滄江，等等。其中，注入太平洋的流域面積約占國土面積的58%，占比最大；注入印度洋的河流流域面積約占國土面積的6%，包括雅魯藏布江和怒江，以及印度河上游的朗欽藏布和森格藏布等；注入北冰洋的流域面積約占國土面積的0.6%，占比最小，如鄂畢河。

2.2 我國水資源開發(fā)利用概況

2.2.1 水資源總量匱乏

我國水資源總量約占世界水資源的60%，世界排名第四。根據(jù)2022年人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國人口共14.1178億人，人均水資源僅占世界水平的1/4，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。我國640多個城市中，缺水城市就有300多個，其中嚴重缺水城市達到108個。嚴重的水資源不足已對我國社會經(jīng)濟發(fā)展開始產(chǎn)生影響。

2.2.2 水資源分布不均

我國水資源從時間上和空間上均分布不均。時間上，我國大部分地區(qū)每年汛期4個月的降水量占全年的60%～80%，容易形成春旱夏澇[4]?？臻g上，同一時間不同地區(qū)降水量差別大，這與我國人口、土地、經(jīng)濟布局不相匹配，北方地區(qū)人口占47%、耕地占65%、GDP占45%，但水資源僅占19%[4]。我國東部地區(qū)降水量達到西部地區(qū)的4倍，南方降水量是北方的3倍。

2.2.3 水電開發(fā)速度較快

我國的水電開發(fā)建設(shè)，從1949年裝機只有16萬kW，到2004年裝機超過1億kW，居世界第一，再到2021年底，裝機達到3.9億kW，其中常規(guī)水電和抽水蓄能分別為3.5億kW、0.4億kW[5]。我國每年電力電量的15%～30%由水電貢獻。按照最新統(tǒng)計，我國水能技術(shù)可開發(fā)6.87億kW，已開發(fā)過半，全國主要流域的梯級水電站庫群聯(lián)合調(diào)度運行管理格局已基本形成。

2.3 我國水生態(tài)保護概況

(1)地表水質(zhì)量不斷提高，“水十條”部分目標完成。經(jīng)過“十三五”期間的污染防治攻堅戰(zhàn)，全國地表水和重點流域水質(zhì)劣V類比例持續(xù)下降，優(yōu)良比例不斷提高。截至2020年，七大重點流域水質(zhì)優(yōu)良(達到或優(yōu)于Ⅲ類)比例總體達到70%以上[6]，各湖泊水質(zhì)改善明顯，I～Ⅲ類湖泊數(shù)量提升顯著。全國地表水Ⅰ～Ⅲ類水水質(zhì)斷面比例較2016年提高15.6%，全國地下水質(zhì)量極差的比例控制在15%左右，提前完成“水十條”相關(guān)目標。全國地級及以上城市黑臭水體基本消除。

(2)全面推行河湖長制，提升生態(tài)文明治理水平。2016年起，我國開始推行河湖長制，河湖面貌持續(xù)向好。確定了1955個湖泊和120萬km河流的管控邊界，開展了長江黃河岸線利用專項整治活動和河湖“清四亂”專項行動，清除了1萬多km非法圍堤和4000多萬t河道內(nèi)垃圾，整治了違建面積約4000萬m2，打擊了1.1萬多艘非法采砂船，清理了3萬km非法占用岸線，集中清理整治了18.5萬個河湖重點問題。有效促進了各省市堅持走綠色發(fā)展和生態(tài)優(yōu)先的道路，進一步統(tǒng)籌了河湖保護與經(jīng)濟社會發(fā)展的關(guān)系，最終形成江河湖泊面貌不斷向好轉(zhuǎn)變的新格局。

3 加拿大經(jīng)驗對我國的啟示與借鑒

3.1 進一步健全法律法規(guī)，加強執(zhí)行力度

我國現(xiàn)行的水利和環(huán)境保護方面的法律有：《環(huán)境保護法》《水法》《防洪法》《水土保持法》《水污染防治法》《長江保護法》《大氣污染防治法》《環(huán)境噪聲污染防治法》《環(huán)境影響評價法》等[7]，部分條款存在一些可操作性不是很強的問題，部分法律之間存在交叉和矛盾，造成執(zhí)行困難，執(zhí)行力度弱。建議根據(jù)執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)的問題，及時地補充、調(diào)整和細化相關(guān)條款，做到違法必究、執(zhí)法必嚴。

3.2 進一步強化監(jiān)督機制，增加公眾參與度

加拿大各行政區(qū)域可以因地制宜地建立各自水管理的基本制度，約束和規(guī)范各自的行為[5]。我國與加拿大相似，同樣具有水資源時空分布不均、幅員遼闊、資源總量豐富等特點，可考慮借鑒加拿大經(jīng)驗，各省市自行制定水資源管理制度。充分發(fā)揮地方各級政府和人大的職能作用[8]，加強對大型開發(fā)建設(shè)工程的監(jiān)督和檢查，增強公眾的日常監(jiān)督作用，不斷提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

3.3 進一步更新管理理念，增強生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展

加拿大水資源豐富，水資源管理體制經(jīng)歷了從重開發(fā)、重管理再到重可持續(xù)發(fā)展的階段，不斷強調(diào)水資源管理在人類社會經(jīng)濟發(fā)展中的長遠性，有效地增強生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性。我國人均水資源極度匱乏，更應(yīng)該創(chuàng)新水資源管理運行機制，強調(diào)水資源管理體制的可持續(xù)性，讓政府和公眾均能樹立水利可持續(xù)發(fā)展理念。各級部門可協(xié)同有關(guān)社會團體，開展諸如科普宣傳、志愿者活動、進入中小學(xué)等活動，進一步增強公眾生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的意識，并付諸日常生產(chǎn)生活等各項活動中。

3.4 進一步系統(tǒng)化管理，提高生態(tài)系統(tǒng)的和諧性

加拿大的水管理體系中引入了生態(tài)系統(tǒng)方法，和森林等環(huán)境資源的管理作為一個整體，使水管理決策更加社會化和科學(xué)化。這一經(jīng)驗可供我國借鑒。我國的水資源、土地、森林、礦產(chǎn)等資源總量豐富，但人均占有量卻很少，就更需要進行系統(tǒng)化管理，水利、自然資源、林業(yè)、生態(tài)環(huán)境等各職能部門需通力配合，科學(xué)調(diào)度，統(tǒng)一管理，不斷提高整個生態(tài)系統(tǒng)的和諧性和統(tǒng)一性。

3.5 進一步共享公共資源，共建和諧生態(tài)環(huán)境

加拿大所有的水文資料、鉆井資料等都屬于公共資源，全國人民都可以分享使用，大大提高了水利與環(huán)境等從業(yè)人員的工作效率，資料的準確程度也會接受所有人的監(jiān)督。而在我國，水文資料歸各水文局所有，如若設(shè)計人員需要用此資料，需通過各種關(guān)系甚至購買的方式獲取。我國應(yīng)充分學(xué)習(xí)加拿大使公共資源充分共享的形式，共建和諧生態(tài)環(huán)境。