［美國(guó)］B.邁克爾

美國(guó)薩斯奎漢納河下游的科諾溫戈(Conowingo)大壩建成于1928年，從大壩建成之日起，其水庫(kù)中就開(kāi)始形成泥沙沉積和營(yíng)養(yǎng)化。薩斯奎漢納河是馬里蘭州注入切薩皮克(Chesapeake)灣的最大河流，切薩皮克灣47%的來(lái)水量、水中所含的41%的氮、25%的磷和27%的泥沙均來(lái)自于薩斯奎漢納河。

每年有將近300萬(wàn)t的泥沙順流而下，有超過(guò)200萬(wàn)t的泥沙被科諾溫戈大壩截留。鑒于水庫(kù)的堆沙容積已經(jīng)達(dá)到86%，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局預(yù)計(jì)，水庫(kù)剩余的庫(kù)容僅夠10～15 a使用。然而，水庫(kù)庫(kù)容耗盡對(duì)切薩皮克灣的(不良)影響可能已經(jīng)顯現(xiàn)。

2012年8月，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布的一項(xiàng)報(bào)告預(yù)測(cè)，較之1990年(切薩皮克灣的水質(zhì))，未來(lái)水中的氮負(fù)荷將增加2%，磷負(fù)荷將增加70%，泥沙沉積增加量可達(dá)到250% 。如果不能妥善解決，這些增加的泥沙和營(yíng)養(yǎng)物負(fù)荷將對(duì)切薩皮克灣的水質(zhì)、水草、以及牡蠣和魚(yú)類種群造成嚴(yán)重的影響。

這些(指標(biāo))預(yù)計(jì)的增長(zhǎng)，將會(huì)給切薩皮克灣流域內(nèi)的各州(區(qū))，即馬里蘭州、賓夕法尼亞州、弗吉尼亞州、西弗吉尼亞州、特拉華州、紐約州和哥倫比亞特區(qū)等，帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

1 熱帶風(fēng)暴“李”

眾所周知，暴雨事件對(duì)于切薩皮克灣內(nèi)來(lái)自各支流(不僅是薩斯奎漢納河)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和泥沙有著主要貢獻(xiàn)。馬里蘭州當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)問(wèn)題與薩斯奎漢納河的各項(xiàng)(污染)負(fù)荷沒(méi)有關(guān)系，需要當(dāng)?shù)夭扇⌒袆?dòng)加以管理，以減少泥沙和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的形成。

2011年的熱帶風(fēng)暴“李”將大約400萬(wàn)t泥沙從科諾溫戈大壩上游沖刷而下，為大壩增加了足夠2 a使用的庫(kù)容。這是50 a以來(lái)對(duì)切薩皮克灣有影響的第二大洪水事件(過(guò)壩流量達(dá)22 031 m3/s)。1972年的艾格尼絲颶風(fēng)是最大的單次洪水事件，流量達(dá)31 149 m3/s。

巨大的挾帶懸浮物的水流和隨之而來(lái)的由于水生植物被淹埋所造成的損失，加之由熱帶風(fēng)暴“李”帶來(lái)的泥沙和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)切薩皮克灣的強(qiáng)烈沖擊，突顯了為科諾溫戈大壩制訂一項(xiàng)綜合性泥沙管理政策的必要性。

2 流域評(píng)估

2011年9月23日，馬里蘭州環(huán)境與自然資源部、薩斯奎漢納河流域委員會(huì)(SRBC)以及“自然保護(hù)協(xié)會(huì)”，與美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)一起，展開(kāi)了一項(xiàng)為時(shí)3 a、名為“薩斯奎漢納河下游流域評(píng)估”(LSRWA)的研究計(jì)劃。

這項(xiàng)耗資137.6萬(wàn)美元的研究計(jì)劃，是以2002年6月的“薩斯奎漢納河流域委員會(huì)泥沙沉積問(wèn)題工作組建議”為基礎(chǔ)，其工作范圍包括了被列入資助協(xié)議的主要團(tuán)體前1.5 a的工作。設(shè)立“泥沙沉積問(wèn)題工作組”的目的是為了解決如下問(wèn)題。

(1)泥沙在薩斯奎漢納河下游壩后淤積所引發(fā)的擔(dān)憂;

(2)隨之而來(lái)的泥沙沉積和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的增加;

(3)對(duì)切薩皮克灣的影響。

薩斯奎漢納河下游流域評(píng)估研究的經(jīng)費(fèi)，75%由聯(lián)邦資助，25%的經(jīng)費(fèi)則根據(jù)由美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)與馬里蘭州簽署的非聯(lián)邦的成本分?jǐn)倕f(xié)議提供。該研究區(qū)域中有3座壩，分別為:科諾溫戈大壩、霍爾特伍德大壩和安全港大壩。研究的目的是為了制定出行之有效的管理措施，以擴(kuò)大上述3座大壩水庫(kù)中的1座(或幾座)水庫(kù)的庫(kù)容。目前按計(jì)劃，一份草擬的水庫(kù)泥沙管理措施清單于2013年夏天提交審核。

第1 a的主要研究工作是附加的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理和建模。2011年，有2次較大的河道洪水事件，流量超過(guò)了科諾溫戈大壩處的過(guò)流能力(估計(jì)值為11 327 m3/s)。第1次洪水是春汛，第2次是9月份的熱帶風(fēng)暴“李”。

為了更好地描述峰值洪水的營(yíng)養(yǎng)物和泥沙的成分，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在2011年2次大洪水事件中收集了額外的水質(zhì)樣本。同時(shí)，還收集了沉積物取芯樣本、懸浮泥沙和水質(zhì)樣本，以開(kāi)展詳細(xì)的評(píng)估。這種分析評(píng)估對(duì)于模型的校準(zhǔn)來(lái)說(shuō)非常有必要。更為詳細(xì)的水深測(cè)量研究工作，在科諾溫戈大壩下游的薩斯奎漢納河道斷面中開(kāi)展。

這些數(shù)據(jù)被用來(lái)建立和改進(jìn)3個(gè)評(píng)估模型。

(1)用于模擬科諾溫戈湖上游河道斷面一維流動(dòng)的HEC－RAS模型;

(2)用于評(píng)估科諾溫戈湖的二維泥沙輸運(yùn)模型(AdH);

(3)切薩皮克灣水質(zhì)三維模型。

目前，薩斯奎漢納河下游流域評(píng)估研究計(jì)劃的工作重心，在于對(duì)那些有前景的泥沙沉積管理措施開(kāi)展評(píng)估，并制訂相應(yīng)的費(fèi)用概算。該項(xiàng)工作旨在通過(guò)廣泛的文獻(xiàn)搜索，找出針對(duì)流域及水庫(kù)具有潛力的泥沙沉積管理策略及措施。這些措施包括(但不限于):

(1)減少產(chǎn)生自流域內(nèi)的泥沙量(在上游實(shí)施“最佳管理實(shí)踐”);

(2)減少泥沙沉積量，比如:在對(duì)切薩皮克灣水質(zhì)、水生物及魚(yú)類棲息地和生物資源影響最小的情況下，允許泥沙從大壩通過(guò);

(3)增加或恢復(fù)泥沙截留容積(拓展水庫(kù));

(4)疏浚清淤，比如擴(kuò)大水庫(kù)容積;

(5)創(chuàng)新性再利用，比如開(kāi)發(fā)輕質(zhì)骨料，修復(fù)土壤被侵蝕的島嶼;

(6)回土，比如利用沉積泥沙作為垃圾填埋場(chǎng)的覆蓋層，回填廢棄的礦區(qū)或作為農(nóng)用地土壤。

預(yù)計(jì)泥沙管理措施草案及經(jīng)費(fèi)概算于2013年出臺(tái)。治沙工作耗資巨大，不可能僅憑某一個(gè)機(jī)構(gòu)、聯(lián)邦、州或私人團(tuán)體的一己之力來(lái)獨(dú)自推行這些政策的落實(shí)。

薩斯奎漢納河下游流域評(píng)估研究工作，不對(duì)任何泥沙管理政策的實(shí)施負(fù)責(zé)，但是可以通過(guò)各方利益相關(guān)者的協(xié)作，促成各項(xiàng)政策的制定，并有可能獲得政策撥款;同時(shí)，也不會(huì)要求某一個(gè)機(jī)構(gòu)或私人團(tuán)體單獨(dú)承擔(dān)解決泥沙問(wèn)題的任務(wù)。但是，以下工作正在進(jìn)行之中，即:應(yīng)確保各方力量，包括薩斯奎漢納河下游的幾座水力發(fā)電廠在內(nèi)組成的聯(lián)合體，明確其職責(zé)，以有效管理大壩上游的泥沙沉積和營(yíng)養(yǎng)物。

3 解決許可證事宜

馬里蘭州環(huán)境與自然資源部已經(jīng)決定，將解決科諾溫戈大壩的泥沙問(wèn)題作為該水利設(shè)施許可證續(xù)期程序的主要事宜。現(xiàn)在的聯(lián)邦能源管理委員會(huì)(FERC)所授予的許可證，將于2014年9月1日失效。

在科諾溫戈大壩的許可證續(xù)期程序中，馬里蘭州環(huán)境與自然資源部的工作人員將與聯(lián)邦能源管理委員會(huì)、國(guó)家海洋和大氣局(NOAA)、美國(guó)魚(yú)類與野生動(dòng)物協(xié)會(huì)、國(guó)家公園管理局、薩斯奎漢納河流域委員會(huì)、賓夕法尼亞州環(huán)境部、魚(yú)類與航務(wù)委員會(huì)以及以及自然保護(hù)協(xié)會(huì)緊密合作。

同時(shí)，在辦理許可證續(xù)期過(guò)程中，還有其他一些問(wèn)題需要解決，比如魚(yú)類通道、流量管理、水質(zhì)問(wèn)題、(水流中的)漂浮物管理、魚(yú)類問(wèn)題、珍稀瀕危物種、土地保護(hù)及修復(fù)等。雖然在這個(gè)極具挑戰(zhàn)性的許可證續(xù)期過(guò)程中，所有問(wèn)題必須得以解決，但泥沙管理卻是其中最為重要的議題。不過(guò)，泥沙管理問(wèn)題也將給予馬里蘭州獨(dú)一無(wú)二的機(jī)遇，以促成制定一個(gè)能夠解決長(zhǎng)期存在的泥沙問(wèn)題的方案。