21 世纪的水资源管理

我们所有人都在感受到极端天气的影响,而科学研究表明,未来几十年天气模式可能会进一步恶化。因此,我们必须认真思考如何建设未来的基础设施,以提高我们社会的韧性。

在过去的三年里,英国经历了有史以来最多样和最极端的恶劣天气事件和季节性趋势。我们可能无法将这些直接与气候变化联系起来,但自 2011 年以来,我们已经看到了气候预测表明未来可能成为常态的极端条件的例子。我们是否为应对这些变化做好了充分的准备?我们的水利基础设施能否满足不断变化的压力和需求?我们的景观是否具有韧性,能够缓冲极端天气?作为社区,我们是否愿意适应不断变化的气候?这些是我们所有人都需要迫切考虑的问题。

作为一家水务公司,我们安格利亚水务公司需要了解我们在水循环中,以及在应对这些挑战的社会中扮演的角色。在英国,水务公司是私有的,要么仅向其客户提供水服务,要么还会在将使用过的水返回环境之前进行处理。水务公司的首要任务是改善客户服务、维护资产和基础设施、提高饮用水质量和返回环境的水的质量,以及管理供需之间的平衡。

为了说明这一点,在安格利亚水务公司运营的地区——东安格利亚和东米德兰兹,我们在 2010-2015 年期间投资了 23 亿英镑来实现这些目标1,以造福每天依赖我们来维持生活质量和各自业务的 600 万家庭客户和 11 万家企业。去年,在 137 个当地水处理厂,安格利亚水务公司每天通过 38,000 公里的供水管道抽取、处理和供应 11 亿升优质饮用水。超过 9 亿升的使用过的水通过 76,000 公里的污水管道被回收,并在 1,124 个水循环中心处理后返回环境。展望未来,水的供应不应限制社会支持不断增长、繁荣和健康的人口的能力。水务公司被要求为出现的新开发项目(住宅或工业)提供服务,但不是规划过程中的法定咨询方。为了将水问题提上议程,我们与环境署和地方当局合作,使用名为水循环研究的文件提供关于瓶颈的信息。但是,当做出决定时,我们有时会面临处理与水相关的影响的挑战。


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我们地区发展迅速,海岸线长,大部分土地地势低洼;这就是为什么我们在业务规划中专注于管理住房增长和气候变化的影响。我们为我们的业务制定了可持续发展路线图——“珍惜每一滴水”——以确保我们实现我们在规划 2015-2020 年期间确定的长期成果。在咨询过程中,确定了十项成果,其中数万名客户就我们未来的发展方向提出了意见,这是我们 2020 年期间的监管业务规划过程的一部分 (http://go.nature.com/eFmOZH)。

水资源挑战
英国 2012 年的气候变化风险评估报告指出,“到 2080 年代,英国夏季河流流量可能会大幅减少,其中英格兰南部和东部的降幅最大。到 2080 年代,除非采取重大行动来减少用水需求和增加供应,否则几乎整个英国人口都可能生活在受供需缺口影响的地区”2。换句话说,在许多情况下,我们将不得不应对“太少”的水(图 1a)。但是,太多的水会带来其他挑战;该报告还指出,用于高品质园艺和耕地生产的土地面积,每 3 年至少有一次可能被洪水淹没的土地面积,可能会从目前的 30,000 公顷增加到 2050 年的 75,000 公顷,到 2080 年增加到 130,000 公顷。预计到 2080 年,英国面临洪水风险的农业用地面积将增加 150%2。如果这些预测不足以引起广泛关注,那么自风险评估报告发布以来,我们在英国经历的极端天气应该提供了足够戏剧性的例证(图 1b)。

 

 


在 2012 年初,米德兰的几个郡经历了有史以来最干旱的一年——这种情况在春天逐渐恶化。到 4 月,对农用和家用用水的限制已经到位,这对作物、栖息地和野生动物,以及客户和企业产生了影响,他们不得不适应 20 年来首次对他们支付费用的用水施加的限制(例如,软管禁令)。

然后干旱结束了,2012 年 4 月至 6 月期间是有记录以来最潮湿的时期。2012 年 4 月至 9 月,安格利亚地区的降雨量为长期平均降雨量的 153%。英格兰和威尔士有 4,500 多处房屋被洪水淹没,农业受到的影响很大,估计损失了 6 亿英镑的作物4。农业是英格兰东部的一个极其重要的部门,2012 年为经济贡献了 13.08 亿英镑5

2012 年的天气模式是一次性的、异常的、我们可以从风险管理和决策过程中忽略的异常值吗?如果我们考虑到去年冬天发生的洪水,可能不是,相关的财务和社会影响的严重程度尚未完全计算出来。

在这些乌云中是否可以找到任何一线希望?是的,如果我们选择寻找它。人类毫无疑问有能力改变、适应压力和克服挑战。适应我们天气的多变性是可以做到的,但这需要一种 21 世纪的方法。这意味着我们需要创新和协作来改变我们处理这些问题的方式。

协作的必要性
从水资源的角度来看,安格利亚水务公司最新的 25 年水资源管理计划概述了挑战的规模。到 2040 年,根据对气候变化、住房增长和可持续性减少的中等假设,我们预计需要从新的供应和需求减少的组合中获得每天 254 兆升 (Ml d−1) 的水。在最坏的情况下,用水需求增加到 540 兆升 d−1,其中包括气候变化造成的约 150 兆升 d−1 的缺口——约占干旱年年平均需求的 12%6。全年都必须减少需求,但也很明显,还需要新的资源。气候变化预测表明,夏季会更加干燥,但冬季降雨的机会也会增加——捕获降雨必须成为我们考虑的一部分。但是,一个 21 世纪的水库应该做什么,它的功能是什么,一个供水系统如何为所有潜在的受益者:社区、环境和农业整合起来?

我们只管理我们地区使用的一部分水,并且一段时间以来,我们一直认为,如果要取得有利的结果,就需要对我们面临的挑战有更大的责任感。安格利亚和米德兰地区加在一起,平均每年占报告的喷灌取水量 75% 以上。

这就是为什么我们在过去五年中与剑桥可持续发展领导力研究所 (CISL) 合作,开发一种水资源管理的协作方法。在这项工作的最新阶段,我们一直在调查开发多部门水资源管理计划和综合方法来建设新的水资源基础设施的机会。

采取集体方法管理流域内的水,可以带来财务、环境和社会机会。一个综合系统将提供额外的资源,用于处理公共和工业用途,以及为战略性定位的农业储水设施和缓冲重要的湿地环境提供未经处理的水。问题是这种综合系统在物理上是否可行且在经济上是否可行,以及实施该系统可能存在的财务和监管障碍是什么。只有与金融机构、学术界、土地管理者、监管机构、农民和主要食品生产商和零售商公开合作,我们才能回答这些问题。

21 世纪的方法
在 CISL 的帮助下,特别是通过“沉没或游泳”项目来了解每个部门与水相关的角色和责任,为讨论可能支持新的多用途水资源方法的资金流提供了思考空间。与其由一个系统提供水资源,仅供水务公司独家使用以满足家庭和工业需求,我们可以设计一个具有满足多种需求的容量的更加综合的系统。一个实际的例子是,一个水库以其 75% 的容量满足预测的客户需求,并以其余 25% 的容量支持农业和环境。该系统还应为未经处理的水提供额外的网络,以支持战略性农业供水水库。一个成功的系统将产生规模经济效益,允许对许可证和许可证进行有效管理,支持保护农业生产并维持环境质量。如果农业界愿意投资这种新的水资源(并进一步发展,在农场一级采用地下滴灌),如果食品制造、农产品和零售部门愿意为种植者支付有保证的质量和季节长度的溢价,那么我们就可以实现真正的合作。

这种综合方法还可能带来其他生态系统服务和社会效益,包括降低土壤压实程度,增强景观应对超量降雨的能力,以及让客户与他们在水循环中的角色建立更紧密的联系。所有这些都是应对气候变化的非常理想的适应措施。在“沉没或游泳”项目下,我们与剑桥可持续发展领导力研究所(CISL)的成员一起,探讨了多种不同模式在投资、所有权和运营综合系统方面的可行性。这些模式正在摆脱由水务公司主导所有权和运营的典型模式,转向基于社会集体共同投资流域规模的模式。目前还没有实践中多部门合作方法的例子,但我们已经在特定流域层面分析了可能的实施问题。例如,在诺福克的威西流域,我们一直在努力了解家庭和工业增长的水资源需求、农业用途不断变化的需求以及持续的环境需求。在这个非常本地化的层面上,我们可以测试水的潜在可用性、基础设施成本、整合的实用性以及实施的成本效益关系。目前还处于早期阶段,但调查结果看起来很有希望。这项挑战的规模将一系列不太可能走到一起的组织聚集在一起:土地管理者、学术界人士、金融机构、食品生产商、零售商、工程师、水务公司、监管机构、政府部门和机构。正是应对气候变化的适应性解决方案这个我们共同面临的机会,让这些组织能够坐在一起,并有可能使二十一世纪的综合水资源系统成为现实。

所以我想问您,水对您企业的成功至关重要吗?如果至关重要,请问您是否知道水来自哪里?您是否知道它在气候变化面前的脆弱性,以及其他哪些服务——社会、工业或生态——依赖于它,以及它们的需求如何变化?您是否了解缺水对您的业务造成的风险?您是否了解过量降水造成的洪水风险?我们都需要考虑这些问题,共同寻求答案和解决方案,将水置于一种全新的生活方式的核心地位,并确保可持续的未来。

作者简介 彼得·辛普森就职于安格利亚水务有限公司,地址:Anglian House, Ambury Road, Huntingdon PE29 3NZ, UK。 *电子邮箱:psimpson at anglianwater.co.uk

参考文献
1. 2013年度报告和账目(安格利亚水务,2013);http://go.nature.com/nhgvQT
2. 2012年英国气候变化风险评估 — 水部门概要(英国环境、食品与农村事务部,2012);http://go.nature.com/lhFyEl
3. 2012年英国气候变化风险评估 — 洪水和海岸侵蚀概要(英国环境、食品与农村事务部,2012);http://go.nature.com/lhFyEl
4. 水无处不在,鼓励合作并建立伙伴关系,《卫报》信息图表(2013年7/8月);http://go.nature.com/24Ibuw
5. 2012年英格兰各地区的农业——第二次估算修订版(英国环境、食品与农村事务部,2014);http://go.nature.com/LpSZF8
6. 2014年水资源管理计划(安格利亚水务,2014);http://go.nature.com/wOzCJM
7. 观测站监测框架 — 指标数据表(英国政府,2014);http://go.nature.com/7SA6CB

本文经《自然气候变化》许可转载。首次发表于2014年4月25日

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