[美國]D.M.庫伯利

夏智翼 胡云鶴 譯自美刊《水電評論》2009年第10期

格倫峽谷壩坐落于美國亞利桑那州的科羅拉多河上,電站裝機容量為1312 MW,于1964年正式運營。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。在大壩建成時相應(yīng)的環(huán)保法規(guī)很少,在隨后的10a內(nèi)才相繼出臺了《國家歷史保護法》(1966年)、《國家環(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)于大壩運行所造成影響的爭論愈演愈烈,以至于墾務(wù)局下令針對其對下游自然資源的影響程度進行調(diào)查。

格倫峽谷壩環(huán)境的研究開創(chuàng)了全面了解大壩運行對環(huán)境資源影響的先河。這些研究活動從1983年持續(xù)到1996年。1996年,國家研究委員會發(fā)布了評估研究質(zhì)量并拓寬其潛在科學(xué)問題的研究評述。

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

根據(jù)環(huán)境研究結(jié)果、國家研究委員會的評述以及 EIS,研究人員做出如下推論:格倫峽谷壩的運營對一些資源產(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、岸棲植被以及娛樂業(yè)。然而,研究人員同時指出他們對其中的許多因果聯(lián)系了解不夠,還有待做進一步研究。

1992年,國會通過了《大峽谷保護法》。該法案要求內(nèi)政部長對于格倫峽谷壩的運行要在保護、減輕其對自然資源負面影響的方式下進行,并提升格倫峽谷國家游樂區(qū)以及大峽谷國家公園的價值,而這些價值并不僅限于自然、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)性管理計劃

國會要求格倫峽谷壩的運行要能保護并改善資源,并要能實現(xiàn)水源供給的目的。然而,目前還不具備使大壩的運行可實現(xiàn)所有目標(biāo)的技術(shù)。1996年,內(nèi)政部長發(fā)布了關(guān)于格倫峽谷壩運營的決議報告,同意優(yōu)先選擇執(zhí)行 EIS中對流量波動已修改過的替代方案。這種替代方案增加了最小日泄水量,卻減少了時泄水量變化幅度、最大日泄水量以及最大日波動量。12家 EIS的合作機構(gòu)中的11家同意內(nèi)政部的決定。

1995年1月,美國魚類及野生動物保護局(FWS)出臺了關(guān)于生物危機的意見,要求對大壩泄水曲線做更嚴(yán)格的測試,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避免生物危機,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)性管理計劃,該計劃用來處理大壩運行對格倫峽谷國家游樂區(qū)和大峽谷國家公園的下游資源所產(chǎn)生的影響中未解決的問題。

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)循序漸進或反復(fù)試驗;

(2)被動適應(yīng),選擇了一種最佳估計或系統(tǒng)模型,并監(jiān)測其反應(yīng);

(3)主動適應(yīng),通過試驗對一系列可供選擇的反應(yīng)模型進行測試,并且在權(quán)衡所有測試結(jié)果的基礎(chǔ)上選擇合適的政策。

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

在內(nèi)政部長的指導(dǎo)下,經(jīng)過一系列的適應(yīng)性管理試驗,構(gòu)成了格倫峽谷壩的運行模式,它與主動適應(yīng)的方法最接近。然而,大壩運行的核心模式取決于1995年 EIS的優(yōu)選方案,而不是項目組成員所起草的一系列的反應(yīng)模式。

管理試驗由美國地質(zhì)勘探局(USGS)大峽谷監(jiān)測研究中心的一個科學(xué)小組發(fā)起,該小組由25位成員組成,分別來自于不同的聯(lián)邦和州機構(gòu)、土著部落、娛樂集團、環(huán)保團體以及水電企業(yè)協(xié)會。其中12名成員來自 EIS的合作機構(gòu),其他由內(nèi)政部補充。

2 計劃的執(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,但同時也帶來了一些正面影響,其持續(xù)時間很短暫,正常的大壩運行又導(dǎo)致了侵蝕的發(fā)生。

1995年的 EIS表明,主要的爭論在于大壩運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。盡管適應(yīng)性管理計劃在1996年早期并沒有被正式承認(rèn)或認(rèn)可,但成員都已到位,會議業(yè)已召開,并且首次實驗已經(jīng)開展。根據(jù)該試驗計劃,啟動了一次大的泄水,在一周內(nèi)大壩的泄水量高達1275 m3/s。其目的是多方面的,其中以下兩個最為重要: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次試驗性洪水。

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

3 近年來的成果

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)局在格倫峽谷壩進行了兩次大的泄水試驗。第2次試驗于2004年12月完成,大壩的持續(xù)泄水時間由一周降低到 60h。從這兩個試驗的結(jié)果來看,科學(xué)家斷定用于發(fā)展 EIS方案的泥沙保護模型在優(yōu)選運行方案下過高地估計了細泥沙的滯流時間。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)生之前必須達到該標(biāo)準(zhǔn)。因為適應(yīng)性管理是個學(xué)習(xí)的過程,隨著對河中泥沙量及其分布與導(dǎo)致的高壩泄水反應(yīng)間關(guān)系的進一步了解,對這些標(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?？茖W(xué)家們正在對收集的數(shù)據(jù)進行分析、綜合和整合,以形成最終的報告。報告將提交給技術(shù)官員,他們將把該試驗結(jié)論向聯(lián)邦咨詢委員會的同行們通報。隨后適應(yīng)性管理工作小組的成員將再次會晤,綜合考慮科學(xué)、法律以及政策方面因素,為內(nèi)政部長提供建議。內(nèi)政部長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)性管理試驗的結(jié)果,盡管川流不息的河流會逐步把暫時淤積在河道上的泥沙沖走,但仍能通過大壩泄水重建河灘。因此,泥沙研究的首要問題是,是否有一個可持續(xù)性的大壩運行模式,在不依靠支流自然帶來泥沙的情況下,長期維護沙洲生境。

在工作小組斷定沒有外界介入時輸沙平衡難以實現(xiàn)的背景下,格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計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里(Lees Ferry)大壩下游25.7 km處的輸沙管道。評估顯示,初始投資成本為1.4～4.3億美元,且每年的運行費用 360～1700萬美元。除了保證大量的投資資金以外,墾務(wù)局還需籌措運行經(jīng)費。然而,為適應(yīng)1995年 EIS的優(yōu)選方案,大壩運行模式的改變估計將增加成本1520～4420萬美元,而且公用設(shè)施財政支出每年將達到 8910萬美元。

適應(yīng)性管理工作小組已對后續(xù)5a內(nèi)大壩的泄流量達成一致。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)果呈報給工作小組后,墾務(wù)局才會同意進行另一次大流量測試。

這一決定有幾個方面的原因。首先,1996年的決議記錄表明,在重建河灘進行大流量泄水前庫水位必須保持較高。其次,工作小組成員擔(dān)心的是,如果試驗太多,試驗運行模式會成為一種大壩的運行模式。最后,隨著 3次試驗的完成,根據(jù)2008年大流量試驗的結(jié)果很可能可以準(zhǔn)確預(yù)測未來的大流量事件。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)性管理項目著手開展一個新的計劃,以用機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,因為魚類競爭和捕食將對瀕臨滅絕的弓背鮭產(chǎn)生負面的影響。對于弓背鮭來說,該區(qū)域非常關(guān)鍵,因為大多數(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)駝背鏈魚達到瀕危標(biāo)準(zhǔn)時,FWS對其總量還沒有一個可靠的估計值。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。這一向好的趨勢再加上由墾務(wù)局通過的適應(yīng)性管理計劃所采取的養(yǎng)護措施,已經(jīng)促使 FWS解除了1995年的關(guān)于該種群處于危險狀態(tài)的意見。

2007年,格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計劃成員針對該項目2001年戰(zhàn)略性規(guī)劃的目標(biāo),對弓背鮭和泥沙未來的狀況展開了研究。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)推進對其他類別資源評估工作的開展。

對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,計劃成員認(rèn)為適應(yīng)性管理在本質(zhì)上與法律無關(guān)。主要的試驗已經(jīng)開展,但該計劃并沒有引起法律訴訟。

然而,在2006年2月,5個環(huán)保組織控告內(nèi)政部長以及墾務(wù)局,聲稱《大峽谷保護法》、《瀕危物種法》以及《國家環(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《國家環(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,針對適應(yīng)性管理計劃實施了一個長期的試驗計劃。該計劃始于2008年,開展了大約10a的科學(xué)研究。墾務(wù)局和16家合作機構(gòu)為 EIS首選方案擬定了可供選擇的試驗設(shè)計。然而,2007年 9月,參與適應(yīng)性管理計劃的一個環(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 未來的挑戰(zhàn)

在過去的11a中,格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計劃的科學(xué)依據(jù)越來越充分。反復(fù)的、周期性的試驗過程已大大加深了對科羅拉多河生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識。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決策之中,并且制定的決策能夠促進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)自然資源保護之間的平衡。

格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計劃面臨的一個重大挑戰(zhàn)是,在對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題上達成一致。例如,對于是否進行額外的大流量試驗以及將在什么樣的條件下進行試驗的問題,成員間的意見就不一致,其潛在原因是擔(dān)心反復(fù)試驗將會成為既成事實,并成為格倫峽谷壩未來的一種運營模式。

最后,對適應(yīng)性管理的未來進行了反思。計劃組成員對其研究成果并不滿意,并計劃加以改進。一個由適應(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)顧問代表組成的特別小組已經(jīng)為提高計劃成效起草了一份報告。

在提高適應(yīng)性管理計劃成效的措施上還沒有達成一個一致的意見,但這并不是說將會止步不前,因為對于參與格倫峽谷壩適應(yīng)性管理計劃的成員來說,他們已經(jīng)擁有應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的經(jīng)驗和方法。