馮 珂 ，郭天恩 ，Clarence Tears

（1.蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，730000，蘭州；2.美國佛州南方水資源管理局，佛羅里達州；3.山西省水利廳科技外事處，030002，太原）

美國佛羅里達州南方水資源管理局在河道生態(tài)治理、濕地生態(tài)修復(fù)、地下水庫蓄水，以及多樣性供水策略、水資源綜合管理、水資源管理中水文模型應(yīng)用等領(lǐng)域的大膽探索和大規(guī)模投入，產(chǎn)生了眾多的生態(tài)工程亮點，是國際水資源管理領(lǐng)域的典范；通過不斷總結(jié)經(jīng)驗，從人與自然環(huán)境之間關(guān)系的認(rèn)識中轉(zhuǎn)變觀念，所形成的范例既是佛羅里達州水資源管理理念上發(fā)展變化的縮影，也從側(cè)面投射了美國以及國際水資源管理理念從以排水、造田、通航、防洪、供水為主的工程水利向資源水利、可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變的過程。佛州南方水資源管理的實踐證明，人類的治水活動必須尊重自然，認(rèn)識規(guī)律，與時俱進，也證明了人與自然和諧共處的極端重要性。

一、1850—1950 年，早期治水階段

1882年，為增強航運，佛州開始疏通基西米河與克魯灑河。1904年，新任州長的第一件事便是“排干沼澤地”。為了管理和實施該項工程，州議會于l907年成立了 “大沼澤地排水局”。1905—1927年，從奧基喬比湖到大西洋海岸，修建了6條河道用于排水、航運。1926、1928年接連幾次颶風(fēng)在該地區(qū)造成巨大災(zāi)難，使人們的關(guān)注焦點從排水轉(zhuǎn)移到了防洪。

1929年，成立奧基喬比湖區(qū)防洪局，原來排水局的工程全部停了下來。聯(lián)邦政府授權(quán)美國陸軍工程兵團修建防洪工程，其中最主要的一項工程是修建一條140 km環(huán)繞奧基喬比湖的防洪堤——胡佛堤，同時在堤壩上設(shè)置泄洪閘。

1947—1948年，一系列的颶風(fēng)再次橫掃佛州南方，大片農(nóng)田和居民區(qū)被淹,積水近6個月不見消退。當(dāng)?shù)鼐用?、各行業(yè)及佛州政府強烈呼吁聯(lián)邦政府出資從根本上解決佛州中南部的洪災(zāi)問題，建設(shè)控制洪水工程。

1948年，佛州議會成立了中南佛州洪水管理局，作為美國國會對口陸軍工程兵團的州級機構(gòu)，負(fù)責(zé)配合陸軍工程兵團修建各種水利工程以及項目完工之后的運行、維修和管理工作。同時，州原有的沼澤地排水局與湖區(qū)防洪局及其職能一并劃歸新成立的中南佛州防洪管理局，這也是佛州南方水資源管理局的前身。

二、1950—1970 年，大興水利工程階段

1950—1970年，中南佛州工程共實施了20年。該項工程主要包括五項內(nèi)容：一是河道整治，二是胡佛壩的加固與加高，三是修建了多個地表存水區(qū)，四是大范圍修建防護堤，五是建設(shè)排水渠網(wǎng)及入海處防止海水入侵結(jié)構(gòu)物。共修建了1 700 km運河、約1 200 km堤壩、200座控水建筑物、15座主要泵站等。

佛州成了水利工程調(diào)控程度最高的地區(qū)之一，基西米—奧基喬比—大沼澤地自然生態(tài)系統(tǒng)也完全變成了一個人工管理的流域，有效解決了南佛州的洪水災(zāi)害問題，促進了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會的發(fā)展。

三、1970—2000 年，生態(tài)水利建設(shè)階段

中南佛州水利工程的設(shè)計與施工完全由聯(lián)邦政府主導(dǎo)，到20世紀(jì)70年代基本竣工。從本質(zhì)上講，該項目有很大的應(yīng)急成分，因此，在應(yīng)用、管理過程中一些過去沒有考慮到的問題逐漸顯現(xiàn)。

1.水資源法規(guī)的制定及水資源經(jīng)費的落實

20世紀(jì)70年代之后，南佛州經(jīng)歷了有史以來最大的旱情，嚴(yán)重的旱災(zāi)引起區(qū)域內(nèi)多處森林及植被大火。在應(yīng)對災(zāi)害的同時，人們開始反思并調(diào)整水管理思路。針對新情況，佛羅里達州議會于1972年通過了土地與水環(huán)境法、綜合規(guī)劃法、土地保護法、水資源法等四項法案，其基本理念是土地利用、發(fā)展政策以及水資源的管理不能割裂開來，必須綜合考慮。同時，根據(jù)水資源法，將整個州依據(jù)水文條件劃分成5個區(qū)域，每個區(qū)域設(shè)立一個水資源管理局，原中南佛州防洪局改名為佛州南方水資源管理局。水資源法賦予水資源管理局四大職責(zé)：一是供水（包括水的保護與調(diào)配），二是水質(zhì)保護，三是防洪，四是對轄區(qū)內(nèi)自然生態(tài)體系保護管理。水資源管理局是州屬區(qū)域性機構(gòu)，水資源管理局對轄區(qū)內(nèi)的所有不動產(chǎn)征收水資源保護稅，用于其水資源管理業(yè)務(wù)活動，州長和議會對其預(yù)算進行嚴(yán)格監(jiān)督。該項政策使得南佛州的水資源管理從根本上解決了經(jīng)費問題。有了經(jīng)費的保障，管理局主動調(diào)整思路，制定水中長期發(fā)展規(guī)劃，采用新技術(shù)、新手段去應(yīng)對新問題。

2.基西米河運河化和水生態(tài)修復(fù)工程

基西米河洪水控制工程于1954年啟動，該工程不僅為流域上游區(qū)域提供防洪保障，而且保證了下游農(nóng)業(yè)開發(fā)。但該工程也造成了基西米河運河化，對流域植被和物種多樣性造成了破壞。

為修復(fù)基西米河，1999年實施了基西米河生態(tài)修復(fù)工程。該工程的目標(biāo)是恢復(fù)一個可以自我維持的基西米河及河漫灘生態(tài)系統(tǒng)，具有與歷史上相同的生態(tài)功能并能支持與歷史上相當(dāng)?shù)膭游锶?、植物類型和水流特征?/p>

3.對中南佛州水利樞紐工程進行全面評估

從北至南相互關(guān)聯(lián)的基西米—奧基喬比湖—大沼澤地—佛州海灣生態(tài)系統(tǒng)被修建的水利工程割裂成一個大拼盤，原來由自然條件控制的片狀水流被改變成由人工水工建筑物控制的、流向西墨西哥灣及向東大西洋海岸的線狀渠流，生態(tài)條件的改變導(dǎo)致南佛州一系列生態(tài)環(huán)境問題逐步顯現(xiàn)。一是佛州的“液體心脈”奧基喬比湖受到嚴(yán)重污染。二是大沼澤地國家公園面臨植物群落生存環(huán)境的改變。三是佛州海灣功能退化。

這些生態(tài)環(huán)境問題，對水資源管理提出了新的挑戰(zhàn)。1994年，佛州議會制定了“永久保護大沼澤地”法案，明確要解決好水質(zhì)問題。1995年，專門委員會的研究報告指出：南佛州的環(huán)境惡化已經(jīng)嚴(yán)重影響到居民的日常生活，如果不采取行動，阻止環(huán)境的繼續(xù)惡化，將會嚴(yán)重影響到旅游業(yè)、工商業(yè),南佛州將不能夠持續(xù)發(fā)展。

4.前期投入，依靠科學(xué)，積極探索，爭取聯(lián)邦政府的全力支持

在開始基西米河生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)上，組織人員成立了專門的研究機構(gòu)，制定和提出了奧基喬比湖生態(tài)修復(fù)、大沼澤地恢復(fù)及建設(shè)、佛州灣生態(tài)修復(fù)、入海河口治理等一系列計劃、方案，并在每個項目上投入了大量經(jīng)費。

通過一系列生態(tài)修復(fù)工程建設(shè)，生態(tài)建設(shè)理念得到提升，并從中得到一些啟示：

①實施生態(tài)工程建設(shè)與管理離不開聯(lián)邦政府的大力支持。針對生態(tài)問題范圍廣、難度大、所需經(jīng)費多的現(xiàn)實，雖然佛羅里達州政府全力支持水資源管理局為環(huán)境修復(fù)所做的各項努力，但兩者的力量仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，聯(lián)邦政府的支持成了解決問題的關(guān)鍵。

②水資源法規(guī)的制定有力地推動了生態(tài)修復(fù)工程的建設(shè)。

③研發(fā)、應(yīng)用水資源管理模型是提高工程建設(shè)質(zhì)量和管理水平最有效的手段。

四、2000—2050 年，可持續(xù)發(fā)展水利階段

2000年11月，美國國會在水資源發(fā)展法中通過了大沼澤地綜合修復(fù)計劃。這是美國有史以來最大的環(huán)境修復(fù)工程，共有60個單項，計劃30年完成。該計劃的主要目標(biāo)：一是增加自然生態(tài)的空間面積，改善棲息環(huán)境及其相應(yīng)功能，增加原生態(tài)動植物種群的數(shù)量和多樣性；二是增加區(qū)內(nèi)工農(nóng)業(yè)及城鎮(zhèn)供水量，降低洪水災(zāi)害。修復(fù)計劃有四項主要措施：

一是水量控制。南佛州水利工程導(dǎo)致每天約6 400萬m3本來應(yīng)流進生態(tài)系統(tǒng)的水被排到了大西洋或墨西哥灣。計劃以恢復(fù)失去的儲存能力為目標(biāo)，通過修建控制面積868km2的幾座水庫以及300孔回采井分別存于地表及注入地下水庫，儲存的水80%用于環(huán)境，其他用于城鎮(zhèn)及農(nóng)業(yè)。

二是改善水質(zhì)。以控制含磷量為目標(biāo)，通過修建人工濕地、儲存區(qū)域和處理區(qū)域等，降低水中富營養(yǎng)成分，改善進入沼澤地公園的水質(zhì)，減少向海岸過量排放的淡水。

三是調(diào)控水的時間分布。對沼澤地生態(tài)系統(tǒng)而言，自然的淹沒及干旱循環(huán)是其自然狀態(tài)下生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，要以改善流入河口環(huán)境淡水的時間分布為目標(biāo)，盡量按照水的自然流態(tài)調(diào)控進入生態(tài)系統(tǒng)，而不是人工的忽高忽低的脈沖狀態(tài)。

四是調(diào)整水的空間分布。以恢復(fù)自然片狀流態(tài)為目標(biāo)，拆除大沼澤地386km的防護堤及運河，拆除沼澤地公園與大水杉國家保護區(qū)的分離堤壩，將阻礙產(chǎn)生片狀沼澤地的41號公路的部分路段改為橋梁或設(shè)置路下管道。

大沼澤地綜合修復(fù)計劃的主要工程項目包括：修建蓄水1 850億m3的幾座水庫；修建水保護區(qū)，改善河口放水狀況，修建日存水600萬m3的地下水庫，修建144 km2人工濕地，拆除阻攔片狀水流的障礙物等。

該計劃實施10年來，取得了明顯的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]Purdum,E.D.Florida Waters[M].Tallahassee:Florida State University,2002.

[2]Douglas,M.S.The Everglades:River of Grass[M].New York:Rinehart,1947.