澳大利亞河湖生態(tài)用水量的確定及其啟示

胡德勝，左其亭

（1.西安交通大學(xué)法學(xué)院，710049，西安；2.鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，450001，鄭州）

澳大利亞從20世紀(jì)六七十年代就開始制定涉及最低流量或者水位的政策法律，從《1994年水事改革框架》開始在全國范圍內(nèi)建立生態(tài)環(huán)境用水制度并不斷完善，成為世界范圍內(nèi)在生態(tài)環(huán)境用水方面的良好典范之一，其中不乏確定河湖生態(tài)用水量的最佳實踐做法。本文首先概述確定河湖生態(tài)用水量的理論方法，其次討論澳大利亞政策法律中關(guān)于確定河湖生態(tài)用水量的規(guī)定，最后總結(jié)其做法對我國的有益啟示。

一、確定河湖生態(tài)用水量的理論方法

以水利科學(xué)界為主的學(xué)者，對于如何確定河湖生態(tài)用水量進行了大量研究，提出了不少理論方法。了解、理解、學(xué)習(xí)和掌握這些方法，是制定、理解、實施和執(zhí)行關(guān)于確定河湖生態(tài)用水量政策法律的科學(xué)基礎(chǔ)。立足于生態(tài)學(xué)的最新發(fā)展及其生態(tài)系統(tǒng)完整理論，結(jié)合第10屆國際河流研討會和國際環(huán)境流量會議通過的2007年《布里斯班宣言》，我們認為河湖生態(tài)用水應(yīng)該包括河湖本身及與其鄰接的洪泛平原、濕地以及河口的生態(tài)環(huán)境用水。因此，將“江河湖泊生態(tài)水量保障機制”理解為“保障河流湖泊生態(tài)系統(tǒng)以及與其鄰接的其他淡水生態(tài)系統(tǒng)的最低用水需求于水量上得到滿足的機制”。梳理有關(guān)學(xué)術(shù)文獻，可以將理論上確定河湖生態(tài)用水量的主要估算方法歸納如下。

1.水文學(xué)方法/標(biāo)準(zhǔn)流量設(shè)定法

該估算方法提取歷史流量資料中的年/季/月/旬均天然徑流量的某一百分?jǐn)?shù)作為推薦值。代表模型有Tennant法、Texas法和7Q10法。優(yōu)點是：歷史數(shù)據(jù)容易得到滿足，不需要現(xiàn)場測量。缺點是：標(biāo)準(zhǔn)需要驗證，沒有考慮最大流量。對于已進行過多年監(jiān)測、數(shù)據(jù)資料充足的河湖，該估算方法比較適用；主要適用于初步確定生態(tài)用水量，如要更準(zhǔn)確地確定，則需結(jié)合實際情況對理論數(shù)值進行調(diào)整。

2.水力學(xué)方法

該估算方法根據(jù)斷面水力學(xué)參數(shù)（包括濕周、水面寬度、流速、深度和底質(zhì)類型等）確定。代表模型有濕周法、流量-河寬關(guān)系曲線法和R-2Cross法。優(yōu)點是：現(xiàn)場測量簡單，資料容易獲取，不需要詳細的物種生境關(guān)系數(shù)據(jù)。缺點是：忽略河湖的季節(jié)性變化。在適用范圍方面，不能適用于時令河湖，比較適合于河湖床相對穩(wěn)定的淺灘式類型。

3.棲息地法/生境模擬法

該估算方法根據(jù)特定物種所需棲息地與河湖流量之間的關(guān)系，建立定量化模擬模型，從而確定基流。代表模型有 IFIM/PHABSIM法和CASIMIR法。優(yōu)點是：可以量化；由于考慮了生物因素，將生物資料與流量研究相結(jié)合，從而更具有說服力；可以與水資源規(guī)劃過程相結(jié)合，在水資源配置框架中直接應(yīng)用。缺點是：所需要的生物資料不容易獲取，而且各因素之間關(guān)系復(fù)雜；要求投入相當(dāng)多的時間、資金和專門技術(shù)；不適用于無脊椎動物和植物物種；針對局部地段和少量生物。該估算方法比較適合于受人類影響較小的河湖，而且要求水體污染較輕、有充分的流量時間關(guān)系數(shù)據(jù)。

4.環(huán)境功能設(shè)定法

該估算方法又可細分為2種。一是首先將河湖劃分成若干段（區(qū)），其次根據(jù)水質(zhì)模型計算各段（區(qū)）的生態(tài)需水量，最后匯總求出整個河湖的最小生態(tài)需水量。二是先計算各項生態(tài)環(huán)境需水，再根據(jù)生態(tài)優(yōu)先原則、兼容性原則、最大值原則和等級制原則等，最后確定一個綜合的生態(tài)環(huán)境需水量。代表模型是環(huán)境功能設(shè)定法。優(yōu)點是：思路清晰，理論性強，可從生態(tài)學(xué)理論上得到支撐；將水質(zhì)和水量結(jié)合，綜合考慮。缺點是：結(jié)果偏大，實際上往往難以滿足；而且存在這樣一個難點，即在將各功能需水綜合出總的生態(tài)環(huán)境需水時，如何避免重復(fù)計算。該估算方法比較適合于估算湖泊以及河湖污染嚴(yán)重情形下的生態(tài)環(huán)境需水量。

5.整體估算法

該估算方法力求克服其他一些方法中只針對局部地段和少量生物以及數(shù)據(jù)量不足的缺點，根據(jù)專家意見，從整體上全面分析各個組分及其相互關(guān)系，識別出對維持生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用且能得到保障的流量，從而確定出整體生態(tài)環(huán)境需水。代表模型有BBM法、HEA法和專家組評價法。優(yōu)點是：注重生態(tài)系統(tǒng)的整體性，推薦的需水量能夠同時滿足生物保護、棲息地維持、泥沙沉積、污染控制和景觀維護等功能，能夠與流域管理規(guī)劃較好結(jié)合。缺點是：必須有實測天然日流量系列、專家小組意見以及公眾參與等；資源消耗大，時間長，一般至少需要2年時間；不容易應(yīng)用。

二、澳大利亞確定河湖生態(tài)用水量的政策法律規(guī)定

只有確定重要生態(tài)系統(tǒng)或其所處流域（區(qū)域）最低用水的程序、規(guī)則或者方法，才可能切實有效地保障河湖生態(tài)用水量，進而維護、改善或者提高河湖健康狀態(tài)。下文討論和分析澳大利亞確定河湖生態(tài)用水量方法和程序及其發(fā)展演變。

1.生態(tài)環(huán)境用水的全國性主要政策法律文件

澳大利亞是一個聯(lián)邦制國家。根據(jù)憲法，涉水事務(wù)基本上屬于各州（地區(qū)）管轄，但州（地區(qū)）授權(quán)聯(lián)邦政府管理的部分涉水事項除外。盡管如此，聯(lián)邦和各州（地區(qū)）政府通過澳大利亞政府間理事會 （由聯(lián)邦政府總理、各州州長、各地區(qū)行政首腦以及1名秘書長組成）等機構(gòu)，制定了一些適用于全國范圍的涉及生態(tài)環(huán)境用水的政策法律文件。

為了協(xié)調(diào)和統(tǒng)一全國范圍內(nèi)的涉水管理，1994年2月25日澳大利亞政府間理事會批準(zhǔn)了一項重大的全國性水資源政策，即《1994年水事改革框架》。這一改革框架建議實施一項綜合性的水資源配置制度，涉及6個方面；環(huán)境是其中的一個方面，包括環(huán)境用水事項。

1996年7月，澳大利亞和新西蘭農(nóng)業(yè)與資源管理理事會、澳大利亞和新西蘭環(huán)境與保育理事會兩個部長理事會通過了《關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)用水供應(yīng)的國家原則》。該文件作為全國性的政策指導(dǎo)，即在水資源總體配置決策的層面上，如何處理好生態(tài)環(huán)境用水問題，主張“環(huán)境用水供應(yīng)的目標(biāo)在于，維持以及在必要情況下恢復(fù)依水生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過程和生物物種多樣性?！庇捎谠撐募玫搅税拇罄麃喡?lián)邦政府、各州和地區(qū)的政策法律以及它們之間協(xié)議的確認，因而具有法律效力。

2004年6月25日，《關(guān)于國家水資源行動計劃的政府間協(xié)議》由澳大利亞聯(lián)邦政府與4個州 （新南威爾士、維多利亞、昆士蘭、南澳大利亞）和2個地區(qū) （首都地區(qū)和北部地區(qū)）的政府簽訂；塔斯馬尼亞州和西澳大利亞州先后于2005年6月和2006年4月加入。該協(xié)議要求聯(lián)邦以及各州（地區(qū)）政府做好10個方面的工作。在第三方面“關(guān)于環(huán)境和其他公共利益預(yù)期成果的法律性規(guī)定，以及完善的環(huán)境管理措施”中，對生態(tài)環(huán)境用水作出了比較詳細的規(guī)定。

2.2010年7月以前確定河湖生態(tài)用水量的路徑

（1）首都地區(qū)

1999年5月27日制定了 《環(huán)境流量指南》，并于2006年2月進行了修改。根據(jù)該指南，首都地區(qū)采用整體估算法中的專家組評價方法，基于10年的數(shù)據(jù)，確定河湖生態(tài)用水量。在數(shù)據(jù)方面，有水文站監(jiān)測數(shù)據(jù)的，采用水文站數(shù)據(jù)；沒有水文站數(shù)據(jù)的，采用配比數(shù)據(jù)或者基本降水-流量模型估算的數(shù)據(jù)。在涉及環(huán)境目標(biāo)的流量機制構(gòu)成方面，包括低流量、沖刷流量、特殊目的流量以及湖庫塘水量。

（2）新南威爾士州

以河湖流量目標(biāo)作為初始環(huán)境流量規(guī)則的基礎(chǔ)。為每一河湖制定符合其條件的環(huán)境流量規(guī)則，流量目標(biāo)通常包括事關(guān)河流健康、生態(tài)和生物多樣性的保護或者恢復(fù)的12個方面，注重基于岸內(nèi)價值來限制取水量，從而達到確保生態(tài)流量的目標(biāo)。

（3）北部地區(qū)

北部地區(qū)根據(jù)地廣人稀、開發(fā)程度不高、岸外用水量不大的實際情況，按必須保留河湖自然流量的80%作為生態(tài)用水量規(guī)則執(zhí)行。

（4）昆士蘭州

由獨立的科學(xué)咨詢專家組運用水文學(xué)方法，制定環(huán)境流量的目標(biāo)，確定河湖生態(tài)流量。

（5）南澳大利亞州

盡管主管部門于2006年制定了《水資源配置和管理：指南》，但是沒有規(guī)定一個統(tǒng)一的、適用于全州的確定生態(tài)環(huán)境需水的方法。不過指南規(guī)定：對于地表水，在規(guī)劃的管理區(qū)域之外，一般以中等年度調(diào)整過的集水區(qū)域總水量的25%作為集水區(qū)域地表水和河道水利用的一種可持續(xù)性限制指標(biāo)；從某一河道中的取水或者引水不得導(dǎo)致最低流量的水低于危急生態(tài)水平，而在沒有其他信息的情形下，這一危急生態(tài)水平就是斷流水平。

（6）塔斯馬尼亞州

《水資源管理政策 （2001年第1號）：生態(tài)環(huán)境用水》就河湖生態(tài)流量的確定方法和程序作出了規(guī)定。通過淡水生態(tài)系統(tǒng)價值保育、州環(huán)境流量項目等，確定各集水區(qū)的河湖生態(tài)用水量，并不斷調(diào)整和完善。

（7）維多利亞州

主要使用2種方法。①水文學(xué)方法：通過考慮數(shù)種關(guān)鍵物種對流量、深度和流速的要求，識別原生魚類棲息地，確定河湖生態(tài)用水量。②該州探討的被稱為 “綜合流量方法”（FLOWSmethod）的方法。該方法屬于整體估算法中的專家組評價法，綜合運用水文學(xué)方法、棲息地法、環(huán)境功能設(shè)定法等，根據(jù)生態(tài)目標(biāo)和水文狀況來確定河湖生態(tài)用水量。

（8）西澳大利亞州

該州主要采用3種方法。①多年一遇流量方法：考慮環(huán)境價值和目標(biāo)、水文調(diào)查和模型以及水文分析。②積木方法：屬于環(huán)境功能設(shè)定法，考慮整個河湖系統(tǒng)的所有構(gòu)成，從而構(gòu)建一種能夠保持預(yù)定條件下的河湖狀態(tài)的生態(tài)水量機制。③濕周法：根據(jù)濕周和排放之間的關(guān)系，確定河湖生態(tài)需水量。

3.確定河湖生態(tài)用水量的主要步驟

在研究、討論和決定生態(tài)環(huán)境用水問題時，從嚴(yán)格的程序過程上講有2個基本步驟：首先是科學(xué)地估算用水需求，其次是合理地確定用水供應(yīng)。然而，在學(xué)術(shù)研究以及實踐中普遍存在將這2個基本步驟合二為一的做法。在澳大利亞，各州（地區(qū)）確定河湖生態(tài)用水量的主要步驟分為6步。

（1）各種基本方法評估

包括對理論方法的評估以及對應(yīng)用情況的評估2個方面。首先對可以適用于特定流域 （或者集水區(qū)，下同）的確定生態(tài)流量的各種理論方法進行評估，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)點和缺陷。其次，對被評估的理論方法在澳大利亞以及其他流域的實際應(yīng)用情況和效果進行評估。

（2）基本方法評估結(jié)果研討

對第一階段形成的基本方法評估結(jié)果報告進行研討。其目的在于：對已經(jīng)運用或者擬議運用的方法進行全面評估；對選定的方法是否需要進行改進以及如何進行改進，使之更加適合于特定流域提出建議方案；對建議采用的方法組成和內(nèi)容提出建議。參加者應(yīng)該包括來自各相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜遥约袄嫦嚓P(guān)者和感興趣的社會公眾。

（3）開發(fā)出整體估算法類型的擬議方法或者改進方法

專家組或者工作組根據(jù)研討結(jié)果，開發(fā)出屬于整體估算法類型的擬議方法或者對已有方法進行改進后的方法，對其進行評估并召開研討會。

（4）對擬議方法或者改進方法進行測試

將擬議方法或者改進方法運用于特定流域的全部或者部分段（區(qū)），觀察其運行數(shù)據(jù)和結(jié)果。根據(jù)運行數(shù)據(jù)和結(jié)果，對被運用的方法進行測試評估。

（5）對擬議方法或者改進方法進行評估

根據(jù)測試數(shù)據(jù)和結(jié)果以及對測試的評估結(jié)果，對擬議方法或者改進方法適用于整個流域的前景進行全面評估。如果需要作出進一步改進的，提出改進方案。召開專家組、工作組以及項目組研討會，撰寫研究報告，提出確定生態(tài)環(huán)境用水方法的建議。

（6）確定應(yīng)用方法

根據(jù)步驟5所產(chǎn)生的研究報告，形成正式文件，對運用于特定流域的確定生態(tài)用水量的方法予以確定，并載入水量分配方案或者流域管理計劃，予以運用。

4.目前確定河湖生態(tài)用水量的路徑——以塔州為例

塔斯馬尼亞州根據(jù)自身的水資源條件，就河湖生態(tài)流量的確定方法和程序，在《水資源管理政策（2001年第1號）：生態(tài)環(huán)境用水》中作出了規(guī)定。首先規(guī)定水文學(xué)方法是一般情形下的方法，要求以1個月為最長時段的平均流量和或平均水位作為河湖生態(tài)用水量。實際中運用了Tennant法和SKM Tool法這2種方法；后者主要用于評估較小的湖泊。其次，區(qū)分是否屬于用水緊張的河湖以及流量高低期。①對于用水不緊張的生態(tài)系統(tǒng)，將環(huán)境供水設(shè)定為等于環(huán)境用水需求。②對于用水緊張的生態(tài)系統(tǒng)，在低流量期間，盡可能運用岸內(nèi)流量增加方法 （In-stream Flow Incremental Methodology，一種根據(jù)澳大利亞實際情況改進后的岸內(nèi)棲息地方法，這是基于岸內(nèi)物種對棲息地的偏好曲線而確定生態(tài)用水量）確定環(huán)境用水需求；否則采用適當(dāng)?shù)奶娲钥茖W(xué)方法。③對于用水緊張的生態(tài)系統(tǒng)，在低流量以外的期間，運用整體估算方法來確定環(huán)境用水需求，而且要求至少包括對產(chǎn)卵流量、沖刷流量、維持渠道流量的評價。在實踐中，大多數(shù)河湖使用了美國陸軍工程兵團首提的棲息地法；不過塔斯馬尼亞州使用的是經(jīng)過戴維斯（Davies）和亨弗里斯（Humphries）改進而形成的風(fēng)險評估型棲息地法。

上述水文學(xué)法和棲息地法在塔斯馬尼亞州40多個集水區(qū)得到了應(yīng)用，用于確定有關(guān)河湖的生態(tài)用水量。塔斯馬尼亞州不斷在實踐中探討如何使用整體估算法來確定河湖生態(tài)用水量，從而使河湖流量機制更符合自然的流量機制、更符合生態(tài)系統(tǒng)的整體需求。例如，以增加洪水作為主要考慮的整體估算法在Tomahawk河 、Boobyalla 河 、Coal河 、Lower Derwent河 、Elizabeth 河 、Jordan 河 以 及Gordon河進行了試驗，辛克萊·K·梅爾 茨 （Sinclair Knight Merz） 提 出 的FLOWS型整體估算法在Welcome河進行了試驗。

三、澳大利亞確定河湖生態(tài)用水量政策法律的啟示

分析和研究澳大利亞確定生態(tài)環(huán)境水量的方法及其發(fā)展和實踐，對于我國確定河湖生態(tài)用水量具有以下5個方面的啟示。

第一，因地制宜是堅實基礎(chǔ)。每一種確定河湖生態(tài)用水量的理論方法都有其產(chǎn)生的區(qū)域、科學(xué)發(fā)展、技術(shù)水平、時代和社會價值觀念等背景。在運用一個具體的特定流域、河湖或者其段（區(qū)）時，一方面需要評估該理論方法的優(yōu)點和缺陷，另一方面需要考察特定流域、河湖或者其段（區(qū)）的水資源條件以及所處地域的經(jīng)濟社會發(fā)展水平和生態(tài)價值理念狀況，特別是有關(guān)水文資料是否齊全、連續(xù)和可靠。澳大利亞確定河湖生態(tài)用水量的主要步驟及其對確定方法的不斷完善都充分證明了這一點。

第二，整體估算法是發(fā)展方向。每一河湖都是一個獨特的水文地理單元。隨著生態(tài)系統(tǒng)理論的不斷發(fā)展、完善和成熟，人類對于生態(tài)環(huán)境保護更加注重的是對作為整體的生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)、保護、改善或者提高。因此，盡管簡單的、關(guān)注個別因素的確定方法是重要基礎(chǔ)或者基礎(chǔ)性方法，但是原則上不應(yīng)該成為確定河湖生態(tài)用水量的主流方法和發(fā)展方向。整體估算法成為澳大利亞當(dāng)代的主流方法完全可以說明這一點。

第三，科學(xué)研究是關(guān)鍵保障。從澳大利亞確定生態(tài)環(huán)境用水的整體發(fā)展歷程以及具體步驟可以發(fā)現(xiàn)，科學(xué)研究在其中發(fā)揮了不可替代的重要作用。特別值得注意的是，這種關(guān)于生態(tài)環(huán)境用水的研究是一種基礎(chǔ)理論研究與應(yīng)用研究相結(jié)合、自然科學(xué)和哲學(xué)社會科學(xué)相互交叉的多視角的、綜合性的跨學(xué)科研究，符合生態(tài)系統(tǒng)的整體性特征，反映并促進了社會經(jīng)濟文化的發(fā)展，從而體現(xiàn)了科學(xué)研究的整體性這一宏觀規(guī)律。

第四，善治是有效機制。河湖生態(tài)用水量的科學(xué)和合理確定是建立河湖生態(tài)水量保障機制的科學(xué)基礎(chǔ)。然而，確定河湖生態(tài)用水量需要運用善治的理論和方法。確定河湖生態(tài)用水量的規(guī)定，不僅需要來自各學(xué)科領(lǐng)域的理論專家，也需要工作在第一線的管理和決策人員，還需要利益相關(guān)者以及關(guān)注生態(tài)環(huán)境保護的各界人士參與。只有他們之間發(fā)生充分的、有效的互動，才有利于形成適用于具體特定流域、河湖或者其段（區(qū)）的河湖生態(tài)用水量確定方法，并有利于該方法的具體應(yīng)用和執(zhí)行。

第五，關(guān)鍵問題是有力抓手。在確定河湖生態(tài)用水量的方法中，一些關(guān)鍵問題是必不可少的抓手。例如，應(yīng)該基于一定的時間段來確定河湖生態(tài)用水量；澳大利亞的做法是最長不超過1個月。風(fēng)險預(yù)防原則是國際公認的生態(tài)環(huán)境保護基本原則，需要將風(fēng)險評價方法運用于生態(tài)系統(tǒng)需水評價，從而確定河湖生態(tài)用水量。

水文觀測站點建設(shè)是確定河湖生態(tài)用水量的重要支撐，需要設(shè)定用于測量生態(tài)用水量的控制點、每一控制點使用的測量方法以及每一控制點的最低水量。

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