1 觀念更新
防洪規(guī)劃工作中需要將思維擴(kuò)展到整個(gè)相關(guān)的流域或水系統(tǒng),國(guó)際上稱為綜合河流流域管理(IntegratedRiverBasinManagement).現(xiàn)在,綜合河流流域管理是歐盟水框架法令的一個(gè)法律要求。水框架法令約束了歐盟25個(gè)成員國(guó),并適用于所有的水體,包括地表水(河流、湖泊和近海水域)和地下水。該法令的目標(biāo)是抑制當(dāng)前洪水災(zāi)害嚴(yán)重、水質(zhì)惡化的趨勢(shì),到2015年使所有的水體實(shí)現(xiàn)生態(tài)和化學(xué)狀態(tài)良好。水流的流量及其水質(zhì)的變化是水體生態(tài)狀態(tài)的內(nèi)容。在水框架法令的要求下,歐盟各成員國(guó)不得不為每條流域?qū)嵤┕芾碛?jì)劃。對(duì)于國(guó)際性河流,流域管理需要國(guó)家間的合作,并制定國(guó)際性的流域管理計(jì)劃。目前,水框架法令在實(shí)施的初級(jí)階段,只有隨著時(shí)間的推移,其真正的意義將會(huì)出現(xiàn)。該法令的目標(biāo)是在環(huán)境問(wèn)題和經(jīng)濟(jì)利益之間找到平衡點(diǎn)。所有利益相關(guān)方(包括非政府組織和地方社區(qū))的積極參與水資源管理是該法令的重要要求。
綜合河流流域管理(IRBM)提供了評(píng)估和避免流域范圍影響的工具,在河流流域的背景下改進(jìn)水資源的規(guī)劃和管理,改善決策過(guò)程(多重標(biāo)準(zhǔn)的決策制定),這都有利于在經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)、環(huán)境影響之間取得一種平衡。如果沒(méi)有在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境之間取得平衡,人類和自然可能會(huì)付出無(wú)法估量的代價(jià)。水管理部門作為一個(gè)具有明確要求的協(xié)調(diào)實(shí)體,代表著不同利益相關(guān)方的利益,流域機(jī)構(gòu)必須在流域綜合管理的背景下,考慮這些利益相關(guān)方的作用,并提供一個(gè)客觀的、政治的或者調(diào)解的對(duì)話平臺(tái),讓眾多的利益相關(guān)方能表達(dá)代表他們利益的心聲。
以前,我們將洪水當(dāng)作自然災(zāi)害———洪災(zāi)來(lái)進(jìn)行“治理”,防洪規(guī)劃也通常單獨(dú)完成。防洪規(guī)劃中常用的工程措施便是“上蓄”———建水庫(kù),“下疏”———裁彎取直、拓寬河道或改變水系,但存在如下一些問(wèn)題。
(1)防洪與供水矛盾未能有效地統(tǒng)一解決,寶貴的洪水資源在汛期被排出到流域以外,解決了防洪問(wèn)題,造成在灌溉期缺少足夠水資源,帶來(lái)供水問(wèn)題。
(2)忽視了流域水系的自然特性,過(guò)分或過(guò)多的工程設(shè)施,導(dǎo)致河道動(dòng)態(tài)平衡特性被改變,水生態(tài)系統(tǒng)受影響,河網(wǎng)納污容量受損,水質(zhì)變壞。
(3)對(duì)工程調(diào)度和管理考慮不足,通常缺乏詳細(xì)的數(shù)學(xué)模型(水文水動(dòng)力學(xué)模型)模擬,不能科學(xué)地把工程實(shí)施后的優(yōu)化調(diào)度發(fā)揮到最佳效益。我們已經(jīng)從“防洪控制”的概念上升到了“洪水管理”,意識(shí)到人類必須與自然和諧相處,必須珍惜生存環(huán)境的前提下,合理利用資源,可持續(xù)地發(fā)展經(jīng)濟(jì)社會(huì)。否則,人類必然會(huì)受到自然的懲罰。
從水資源管理到綜合河流流域管理是觀念上的一個(gè)擴(kuò)展。它以可持續(xù)發(fā)展為導(dǎo)向,對(duì)現(xiàn)有的和未來(lái)可預(yù)見(jiàn)的水環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行管理,通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃和資源配置,來(lái)最大程度地滿足整個(gè)流域范圍內(nèi)的相關(guān)者的利益,完成對(duì)水和環(huán)境的有效無(wú)損利用。綜合河流流域管理需要一系列的新技術(shù)進(jìn)行支持。
2 新技術(shù)的應(yīng)用
2.1“3S”技術(shù)
“3S”技術(shù)是GIS、RS和GPS技術(shù)的統(tǒng)稱,是目前對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)中空間信息獲取、管理、分析和應(yīng)用中的核心支撐技術(shù)。其中,遙感技術(shù)是信息采集(提?。┑闹髁?;全球定位系統(tǒng)是對(duì)遙感圖像(像片)及從中提取的信息進(jìn)行定位,賦予坐標(biāo),使其能和“電子地圖”進(jìn)行套合;地理信息系統(tǒng)是信息的“大管家”?!?S”技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種空間資源和環(huán)境問(wèn)題的決策支持中,目前正發(fā)展為一門較為成熟的技術(shù),在國(guó)土資源統(tǒng)計(jì)、水資源管理、災(zāi)害評(píng)估、自然環(huán)境監(jiān)測(cè)以及城建規(guī)劃等領(lǐng)域得到迅速應(yīng)用。
地理信息系統(tǒng)(GIS)是20世紀(jì)60年代開(kāi)始迅速發(fā)展起來(lái)的地理學(xué)研究的新技術(shù),是一門多學(xué)科綜合應(yīng)用技術(shù),是采集、儲(chǔ)存、管理、分析、描述、顯示、輸出和應(yīng)用于空間和地球分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。利用GIS可以把社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人文等信息與反映地理位置的圖形信息有機(jī)地結(jié)合起來(lái),從而使復(fù)雜空間問(wèn)題的科學(xué)求解成為可能,為規(guī)劃和決策提供服務(wù),同時(shí)也是建立數(shù)字管理模式的最關(guān)鍵部分。
遙感(RS)具有視域廣、信息更新快的特點(diǎn),可以實(shí)時(shí)、快速地提供大面積流域及其周邊地區(qū)的信息及各種變化參數(shù)。利用遙感客觀、快速、準(zhǔn)確、及時(shí)以及周期性的特性,可以把遙感數(shù)據(jù)作為地理信息系統(tǒng)動(dòng)態(tài)更新的數(shù)據(jù)源,實(shí)現(xiàn)更新數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示,為決策提供依據(jù)。
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)可為所獲取的空間目標(biāo)及屬性信息提供實(shí)時(shí)、快速的空間定位。GPS作為確定空間位置的最新手段,具有速度快、精度高、不受氣候和通訊條件的影響、全天候、布點(diǎn)靈活、作業(yè)方便等優(yōu)點(diǎn)。
目前,“3S”技術(shù)在區(qū)域水資源與生態(tài)環(huán)境狀況調(diào)查方面的應(yīng)用很廣泛,主要用于流域水文模擬和水資源評(píng)價(jià)、基于GIS的土地利用狀況分析、生態(tài)環(huán)境變遷分析、生態(tài)耗水分析、水資源評(píng)價(jià)以及“3S”技術(shù)相結(jié)合用于精細(xì)農(nóng)業(yè)灌溉等?!?S”技術(shù)在水環(huán)境監(jiān)測(cè)和分析處理方面也有相關(guān)應(yīng)用。綜合利用RS、GPS及常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù),以GIS為信息處理平臺(tái),可實(shí)現(xiàn)對(duì)水域分布變化和水體沼澤化、水體富營(yíng)養(yǎng)化、泥沙污染等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
GIS在歐洲水利行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用,很多地方通常將GIS和一種或其他某種形式的模型相連結(jié),用來(lái)處理大規(guī)模管理問(wèn)題,例如洪水預(yù)報(bào)、排水設(shè)計(jì)。這些系統(tǒng)能非常有效地解決大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸問(wèn)題。以下是一些這類模型系統(tǒng)的例子。