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原文題目：Sustainability of mega water diversion projects: Experience and lessons from China
作者：M Yu, C Wang, Y Liu, G Olsson, C Wang
一作單位：School of Environment, Tsinghua University, Beijing, China
期刊：Science of the Total Environment
發表時間：2017.11
關鍵詞：
Water scarcity，Water transfer，River basin operation，Multi-objective analysis，Pumping energy，Opportunity cost
在許多國家，跨流域調水工程越來越成為解決水資源在時空分布上不均勻以及地區水資源需求和供給不匹配等問題的重要手段。在中國，水資源短缺和分布不均勻的問題也尤為突出，大型跨流域調水工程也因此得到了廣泛的應用。這些工程在帶來經濟和社會效益的同時，也會導致一系列新的問題。而本文，正是基於此，對中國主要的跨流域調水工程進行了資料收集，並對其時空分布和其經濟、環境、社會影響進行了研究分析。
本文的研究框架如圖1所示，首先從各調水工程的規劃文件、環評報告以及各地水務年報等文件中搜集分析需要用到的數據，包括水資源總量、人口、可利用水資源量等流域數據和調水工程路徑、完工時間、建設成本、調水距離、調水量、調水用途、泵站信息等調水調水工程數據。之後，通過描述性統計、生態網路分析（Ecological network analysis）和影響分析（Impact analysis）的方法，梳理了大陸主要調水工程的時間及空間發展特徵，分析了大陸九大流域間調水調水生態網路的關係特徵，評估了調水工程對流域在經濟、環境和社會三個層面的潛在影響。最後，本文從調水工程的發展導則、水流域綜合管理、激勵政策和定價機制、調水工程後評估機制等四個方面，對大陸調水工程的可持續發展提出了政策建議。
圖1. 研究框架
大陸的調水工程發展經歷了四個階段（如圖2所示）：起步階段（1989年以前）、低速發展階段（1990~1999年）、加速發展階段（2000~2009年）和高速發展階段（2010年以後）。階段主要依據十年平均的工程數量、調水距離及調水量劃分。截至2015年，大陸調水總量高達1000億立方米（包括建成、在建和規劃項目），調水距離超過16000千米。近四分之一的調水量的調水距離超過350千米，調水工程覆蓋超過17個省份，60個地市。
圖2 調水量、調水距離和調水工程數量隨時間的變化規律
圖2是其中一項資料梳理的結果，反映了大陸九大流域的人均水資源擁有量以及2015年全年各流域間調水量關係情況。可以看出，因水資源相對豐富，最大的三個調水量都來自於長江流域，全年分別輸送100億m3，123億m3和195億m3至海河流域、淮河流域和黃河流域，而這三個流域，也是整個大型調水工程的主要受益流域。
圖3 大陸九大流域人均水資源擁有量及2015年年調水量關係圖
本文也對調水工程的經濟、環境和社會影響進行了分析，部分結果如圖4所示。經濟方面，大陸調水工程建設成本超過1500億美元，單位體積調水量的成本隨時間的推移和規模的增大而增大，並且從大陸西部向東部地區減少；由於把水資源調向用水效率高的區域，平均每年帶來4%的GDP增長機會。環境方面，調水使得長江流域可利用水資源系數增長到0.9，但並未使黃-淮-海流域可利用水資源系數降至1以下；每年調水消耗的電力超過500億kWh，排放CO2約4800萬噸，單位體積調水量的用電量與成本呈現類似規律。在社會層面，引水工程將加劇水源地和受水地（receiving region）的不公平性。一方面，受水地超過17000km2的土地得到了灌溉，受水地的人均水資源量也得到了提高；而另一方面，水源地卻面臨著大量人口的遷徙和農田的淹沒。
圖4 調水工程為大陸九大流域帶來的經濟和社會層面的機會成本和效益
大陸大量跨流域調水工程的建設，在很大程度上解決了流域間水資源分布不均勻的問題，為缺水地區的發展帶來了極大的機遇。但不可否認的是，這些工程的建設和運行也將帶來一系列經濟、社會和環境問題。我們很難從整體上客觀地評估這一類工程的好壞，但可以從問題入手，不斷優化工程的規劃、建設、運行和維護，以期最大程度地減少其不利影響。本文全面又細致地分析了跨流域調水工程帶給中國的發展機會和可能帶來的不良影響，並針對其存在的問題提出了合理的建議。無論是對中國今後調水工程的建設，還是對其他國家，本文的分析都有重要的借鑒意義。
參考文獻
M Yu, C Wang, Y Liu, G Olsson, C Wang. Sustainability of mega water diversion projects: Experience and lessons from China.[J]. Science of The Total Environment, 619–620 (2018) 721–731.
