澳大利亞應對氣候變化的措施

［澳大利亞］ M.D.肖特 等

國際科學界普遍認為，人為因素造成的氣候變化正在發生，且會對人類產生重要影響。因此，為了加強自身適應氣候變化的能力，各部門需積極行動，研究制定應對措施，從而將可能的負面影響降到最低。為了幫助澳大利亞水資源部門確定適應氣候變化的研究議程，相關部門組織了一次綜合評估，評估內容是澳大利亞居住區和基礎設施適應氣候變化研究網絡(ACCARNSI)提出的評估項目的一部分，該網絡是國家適應氣候變化研究機構(NCCARF)(www.nccarf.edu.au)8個專題研究網絡之一。

評估旨在指出水資源部門目前研究工作中的嚴重不足和確定未來的研究重點。這些將有助于水利部門將來對水資源的開發、水利基礎設施的建設，以及水安全的適應性措施進行合理規劃。美國環保局早在2008年就指出，由于氣候變化對水資源的潛在影響范圍之廣，因而具有無限的研究潛力。此項評估提供了一份高水平的總結報告，指出了一些“重點”研究需求，當然這些只是水資源部門當前所面臨的挑戰和將來需要開展的研究項目中的一個側重點，而并不代表全部。

1 數據和信息

對水利和其他行業而言，獲得充分正確的數據，會受諸多因素的制約，也是面臨的重大挑戰。在對基礎設施的規劃和維護做出正確決策方面，數據起著至關重要的作用，能否獲得正確的數據，通常意味著作出的決策是否持續有效。

1.1 數據收集

因為數據缺乏，常常會使研究停滯不前，進而影響決策的成敗。要減少氣候模型中存在的不確定性，發現和監測氣候變化帶來的影響，就需要有更多的數據。而要扭轉正在萎縮的觀測網絡現狀，在收集精確定義天氣記錄所必須的關鍵水文氣象數據時，則需要在地面氣象站相關的監測中投入更多精力。同樣，還需要改進對大氣狀況的觀測方法，以更好地定義和了解大氣演變過程的機理，這對幫助氣候模擬研究人員完成對未來氣候條件的模擬是不可或缺的。

為了更加了解目前的氣候變化狀態，應讓所有利益相關者獲取氣候觀測數據。此外，需要建立一個氣候與水資源中心數據庫，以取代目前尚不完整且分散和不統一的系統。這有望通過正在實施的“澳大利亞水資源信息系統”項目得以解決。

1.2 氣候模型尺度及氣候情景

由于其空間分辨率較低，對水資源管理者來說，目前的大氣環流模型(GCM)可用價值有限。這些模型只能預測網格上的環流過程，對流域水資源的規劃、當地及整個區域的影響評估則太過粗糙而不適用。利用空間降尺度的方法，將粗分辨率的GCM氣候預測結果轉換為較精細的空間尺度模型，被流域水資源管理者用來預測當地供水影響。另外，在時間尺度上，應區分水文影響的季節性、年際性和長期性，因此，需要進行更多的研究。基于當地和全球氣候模型輸出而開展的未來氣候變化預測，能精確預計相對確定性或不確定性，對此也需要進行大量研究。

有學者指出，一個可行的定量GCM建模方案，是將適應計劃和研究建立在虛擬的氣候情景及相關的定量定性影響情景之上，從而對水資源和基礎設施的脆弱性進行評估。

解決不同地區的影響多樣性，會受限于當地化分析范圍，在高度不確定的情況下，研發恰當的模擬方法仍是首要的研究難點。除了需要建立新的地區氣候變化情景之外，還需要為水資源規劃者和管理者建立與以下情況相關的新情景:未來用水模式、水需求變化、人口和人口統計學變化、水的用途改變、水資源和基礎設施影響，為脆弱性評估提供參考。

自然系統始終在充滿變數的環境中發生有限的變化，通常稱之為大自然的“穩態”規律。有人認為氣候穩態顯然已消失，而基于這種規律的現有氣候和規劃情景的相關研究目前遭到質疑，因為目前的氣候缺乏穩定性。因此，水資源管理者必須研發新方法來解決氣候不確定性問題。

1.3 水量和水質

總的來說，為了更好地進行水資源規劃和管理，必需對未來的水質和水量進行廣泛而詳細的預測。例如，針對水庫來水水質的變化，應引進先進的監測系統對上游流域和水廠排放物進行監測，同時，對與下列事項相關的氣候變化的影響也應開展研究:

(1)流域水質變化對下游水處理過程的影響;

(2)對區域、跨區域或大陸尺度的長時期空間整合進行研究，以解決極端氣候變化對生態系統和供水的影響;

(3)與水量減少/水質變差相關的不確定性;

(4)溫度和徑流的變化對水生態系統的影響;

(5)流域泥沙輸移和污染物沉積速率;

(6)包括污染物生態毒性在內的化學生物過程影響;

(7)供水中日益嚴重的藍藻問題;

(8)下游水華影響;

(9)澳大利亞的水傳播疾病的強度和頻率。

1.4 水和能源的聯系

水和能源具有固有的聯系:水以各種方式產生能源，同樣，能源也用于水的抽取、處理和分配。澳大利亞水服務協會(WSAA)已經認識到，為了最大程度地降低溫室氣體而投資，必須基于深刻理會水與能源的關系。國際水協會(IWA)也認識到能源和水務部門必須尋求聯合解決方案，而不是繼續單獨運作，這樣才能促使研制更多的創新性解決方案，以更加協同的方式來優化能源和水資源供應效率。此外，為了幫助相關領域的政策制定者，還應對將水與能源的關系擴展到水-能源-營養素的可能性和有效性進行調研，并對其互連關系以及整合模型開展研究。

1.5 水利基礎設施性能

1.5.1 城市供水基礎設施

為應對氣候變化，關鍵是在城市供水基礎設施方面應做好充足的準備，并進行大量的研究，制定能適應全球環境變化的城市發展政策規劃。已知的氣候變化和城市化對城市供水基礎設施的影響有很大的不確定性，且相關資料短缺，對地下基礎設施的影響則知之更少。因此面臨的挑戰是:研究氣候變化如何對設施產生影響，如何確定今后對設施進行維修與更換。

目前正在對基礎設施發生故障的原因、老化過程加速的類型及最大程度地延長其壽命的方法進行研究。

在極端氣候事件發生時，主要基礎設施可能會受到疊加或“連帶”影響，有必要開展研究，以確定影響因素(例如風暴潮、浪涌及極端降水等多種疊加危害對沿海基礎設施的影響)，同時應制定周密計劃來避免這些影響。為使可能發生的連帶影響降到最低，還應研究基礎設施的比選方案。

1.5.2 洪水管理

可以肯定的是，氣候變化會給為防洪減災而實施的水資源管理實踐造成不利影響。因此，根據實施的洪水管理方案，應對水利基礎設施性能加以改進。此項活動進展順利與否，取決于其利益相關者(即當地、州級和聯邦機構)之間的協調合作程度。同時，還必需做到:

(1)針對預期極端事件，對現有基礎設施的設計標準進行修改，并對其可承受的最大降水和設計洪水進行重新評估;

(2)研究連續模擬法和前期水分條件測定等新方法，用于預測設計洪水強度;

(3)研究用于氣候“非穩態”新范式下的洪水風險評估方法;

(4)將氣候變化的不確定性納入到水利基礎設施的設計和管理中;制定新的設計和管理方案，以應對未來極端天氣事件。

目前，澳大利亞工程師協會正在考慮與氣候變化相關的問題，擬對用來評估降水、徑流、水資源和洪水的指導性文件《澳大利亞降水和徑流》進行修訂。

2 政策及規制改革

2.1 政策及規制改革

自1994年推行“水改革框架”以來，澳大利亞水利行業已經歷10多年的改革，其產業結構、所有權和規制設定都發生了變化。2004年又簽訂了政府間“全國水資源計劃”深化改革協議，旨在制定一套基于市場、規制和規劃的全國地表和地下水資源綜合管理系統。此外，圍繞《澳大利亞飲用水指南》的修訂工作即將結束，其中的大量內容已公開供公眾討論。

根據WSAA，應制定城市水務部門新的環境法規方法。目前，像污水水質標準點源法規等多數傳統的環境法規是基于“單個問題”，未采用可持續性原則，所以需要制定更加完整的綜合規制方法。新方法應考慮采用“生命周期”的原理，結合水利行業的目標，在環境、社會和經濟發展之間尋找平衡，且今后所有的立法都應使水資源管理者能靈活應用，以適應氣候變化的影響。

2.2 水的最終利用效率和需求管理

隨著水的最終利用效率不斷提高及水用戶對水的需求減少，繼續采用為用戶提供優質的結合水和常規的溫室氣體減排措施，所得到的減排效益往往很低。因此，為了確保能夠應對未來的氣候變化，需要在技術、公眾意識以及對水的利用效率和需求管理措施方面進行更多的研究。

減少城市供水管網中的泄漏量并加強管理，同樣會有很大的節水潛力。雖然許多澳大利亞的公用事業部門已經在這方面做出了成績，但仍需加倍努力，研究改進措施。這對農業灌溉尤其重要，有時通過輸水管網、灌溉網以及農田明渠會導致大量的水流失。在這方面，針對灌溉技術的改進、抗旱作物和耕作制度，以及制定土壤水分保護措施，應提出研究程序并進行反復商討。在適應水資源管理方面，改進計量方法也能發揮重要作用，且通過用水效率實踐可以獲得有效成果，確保水的可持續利用符合水共享計劃和新的用水許可證條件，協助泄漏檢測，促進水交易市場的發展。

2.3 水價和市場

目前必需對水費結構進行審查和改進，使其能反映水的“真實成本”，將來應以改進后的供水和用水模式提供供水服務。其他一些措施，比如擴大水交易市場，采用經濟刺激手段鼓勵節約用水、水資源配置改革及其再利用以獲得更高的利用價值，還需要作進一步的探討。通過制定水價和實施政策/立法改革措施，更好地理解這些為適應環境公正和社會公平而采取的措施內涵。

2.4 適應性管理及不確定性下的適應

傳統的應對全球氣候變化風險的戰略規劃方法，不具有足夠的靈活性和敏銳性來及時適應新情況出現時發生的變化。為了使政府機構能更好地適應變化，需要制定戰略決策支持系統或決策框架，以便能在短時間內將新的科學研究成果轉化為政策。此外，為了完善適應性管理實踐，重要的是，這些戰略規劃或決策框架自身同樣也應具有適應性和及時反應能力。

考慮到供水安全的重要性，新制定的水資源管理策略必須具有足夠的多樣性、靈活性和適應性，這樣才能應對與預測未來氣候變化相關的高度不確定性。盡管最近對氣候變化“不確定性”特性有了較深的認識，但還需對其作進一步研究，減少這些不確定性，盡力幫助水資源管理者適應未來不確定的水文情勢變化。

2.5 可持續性適應

應盡量縮減適應和緩解全球氣候變化的范圍。對適應與緩解的關聯性開展研究，應該能對未來的適應方式有所啟示，并能使不適應的可能性減到最小。例如，作為一種適應策略的海水淡化，具有很高的能量消耗和溫室氣體排放強度，而這些與緩解氣候變化的目標相悖。為使適應性行為可能帶來的負面影響最小化，同時又能利用氣候變化帶來的所有有利影響，必須深刻認識適應與緩解策略之間的復雜關系。

類似生命周期評估這些可持續利用評估工具的應用，非常有助于水務部門研制適宜的可改進流程的方法和提高適應性反應能力。此外，鑒于近期專注于分散式處理系統的研究，所以必須對這些相對傳統的集中供水式系統的經濟、環境和社會可持續發展進行詳細評估。

3 人類的適應

應在研究人員之間開展廣泛的跨學科互動交流活動，并促進科學家與水資源管理者/決策者之間的交流。例如，水資源管理者必須以可用且可解讀的格式，將氣候模型輸出，使之能兼容到資源管理模型中，并能夠用于各級(區域或流域)資源管理活動。能否建立一個信息機構，充當氣候科學家和水務工作者之間的橋梁，使后者參與科研開發，當然需要對其可行性進行研究。必須強化水利行業內部的知識和能力建設，使水資源管理者和具有必要技能的其他利益相關者能夠更好地勝任水資源分配的管理;規劃監測旱澇方案;開發更精確的長期供需預測程序;對未來氣候情景進行更恰當的評價，并使其融入將來對水資源的管理活動。

必須在更廣泛的社區范圍內開展氣候變化的適應教育并強化其意識，旨在交流氣候變化影響和減少風險策略等相關的信息，以利于了解何種類型的風險最大及必須采取措施減少這些風險，從而達到改變社區不良行為的目的。重要的是，應采用既有意義又生動活潑的形式來交流這類信息，以便社區團體能夠很容易地理解其背景和意義。

4 結語

人類生存以及衛生、農業、能源等部門和系統都依賴于安全可靠的水資源。由于全球氣候變化，可能導致未來水文管理體制、水文情勢和水質發生不利變化，從而造成重大的社會經濟影響。因此，目前需要做更多的工作，以便能更好地管理風險和有關氣候變化對水資源和水利設施帶來的不確定性影響;同時還需要進行大量研究，為今后發展制定適應性的實施策略。本文探討的內容，可為該領域未來工作的開展和發展思路奠定基礎。