韓國洛東江輸水隧道環境社會經濟效益評估

[]　J.C.

1　概　述

2006年有學者指出，盡管湖泊和水庫面積僅占地球表面面積的3%，但這種水體具有控制當地氣候的重要功能。眾多學者先后指出，水體熱容量不同于地球其他表面熱容量。因此，水壩的建設改變了水環境，使其從急流型(河流)向靜水型(湖泊)轉變，引起當地生態群落和水質的變化。

韓國境內已建和在建水壩共計17 656座。這些水壩形成有效庫容133.27億m3。20座多目標水庫庫容占總庫容的68.3%。據韓國國土交通海洋事務局(MLTM)提供的資料顯示，其中已建15座，在建5座。韓國已建水壩系統可滿足國家水資源管理需求。

韓國年均降雨量是全球平均雨量的1.4倍。然而，由于人口密度較高，韓國每年人均雨量僅為全球年均雨量的1/8。此外，大約70%降雨集中在6～9月，呈現顯著的季節性變化特征。

韓國境內主要是山區(65%)，多數河床坡度陡峭。由于降雨產流迅速，包括河內、洛東江、錦江(Geum)和榮山(Yeongsan)在內的韓國大多數河流流速變化系數(最大流速和最小流速的比例)在220至390之間，為此需要修建水壩。有學者曾指出，采用包括算術增長方法、幾何速度法、指數法和對數曲線方法在內的不同預測模型預測得出，到2020年洛東江流域需解決大約25.5億m3的供水缺口。這些預測模型建立在1983～2003年水資源需求總量的基礎上。MLTM曾指出，水資源不足表明，未來必須保證有額外水資源。

2006年MLTM提出，韓國政府規劃在洛東江流域實施5個新水壩項目，解決額外的缺水問題。項目中還包括水資源利用，即連接2座現有水壩的隧道工程。該研究目的是調查和比較新建水壩和建設輸水隧道工程的經濟效益，也考慮對自然環境和當地社會的影響。

2　研究內容與方法

2.1　研究內容

韓國洛東江(Nakdong River)流域已建5座多目標水壩，包括安東(Andong,AD)、伊哈(Imha，IH)、陜川郡(Hapcheon，HC)、南江(Namgang，NG)和密陽(Miryang，MY)水壩。此外，據2011年MLTM和韓國水資源公社(K-water)提供的資料，目前有5座水壩在建，可攔蓄3.34億m3的水量，超過了預測的至2020年洛東江流域額外水需求量。洛東江上游區域主要是山區。相反，流域下游區域是韓國城市和工業最發達的區域之一，地形坡度平緩。洛東江流域雨季為7～8月，在該時段下游地區經常發生洪水。因此，為了防洪，新水壩全部位于流域上游支流。

在已建水壩當中，AD水壩和IH水壩位于洛東江河流最上游，AD水壩距IH水壩約2 km。AD水壩、IH水壩和輸水隧道的示意圖見圖1。AD水壩集水面積1 584 km2(是IH水壩的1.2倍)，庫容為12.48億m3(是IH水壩的2.1倍)，正常蓄水位為160 m，年均入庫徑流8.5億m3(為IH水壩的1.1倍)。IH水壩截水面積為1 361 km2，庫容為5.95億m3(見圖1)，夏季洪水通過水閘排向下游。2006年IH水壩溢洪道年過水量達2.89億m3，正常蓄水位為163 m，比AD水壩高出3 m。

圖1　AD水壩和IH水壩間輸水隧道模擬示意

圖2　洛東江流域水壩蓄水和供水型式

洛東江流域AD水壩和IH水壩1979～2008年間的月均降雨量、月均供水量和月均水位見圖2。圖2(a)顯示洛東江流域6～9月份為雨季，10月至次年3月為旱季。圖2(b)顯示4～9月份供水增加，而10月至次年3月供水減少。以上結果表明，農業灌溉用水導致春季和夏季供水增加。此外，10月至次年6月，2座水壩水位下降，7～9月份上升(見圖2(c))，結果表明洛東江流域6～9月雨季水壩供水和蓄水充足。在該研究中，對利用洛東江流域目前5座在建水壩和擬連接AD水壩和IH水壩的隧道進行了相關后續分析。連接AD水壩和IH水壩間的圓形隧道長1 925 m，直徑5.5 m，水平高程141 m，隧道內水體可雙向流動，而流向取決于水壩間的水位差。隧道入口和出口處將設置取水塔，根據水質和水位情況，選擇開啟或關閉(見圖1)。

2.2　研究方法

該研究大部分數據來自于問卷調查，以及2006年MLTM在水壩和輸水隧道工程施工前完成的評估報告。2011年韓國水資源公社開展了以上工程的可行性研究，對工程建設的必要性、經濟效益和環境影響進行了分析。針對各水壩均開展了環境影響評估(EIA)，分析了工程對自然環境和居民生活環境的影響，并提出了有效措施，以降低工程建設產生的不利影響。調查工程影響區域的人口、財產和土地價值，并進行評估，以確保做出合適的經濟補償。基于2011年韓國水資源公社的可行性研究成果，審查了5座新水壩工程對當地自然環境和社會環境造成的影響，也對新水壩和輸水隧道產生的經濟效益進行了對比分析。

參考6個項目環評報告，評估了各水壩和輸水隧道對自然環境的潛在影響。尤其就工程對動植物造成的生態影響程度進行了對比，包括淹沒面積和由此造成的動物生態環境損失，其中動物包括哺乳動物、魚類、兩棲動物和爬行動物，而鳥類和昆蟲除外，它們具有飛行和轉移能力。

工程造成的社會影響方面，開展了財產價值問卷調查。可研報告分析了移民數量和所影響的基礎設施，包括房屋、農場和道路。

根據工程可行性報告，對各工程產生的經濟效益進行了對比。根據每個工程施工投資、淹沒房屋拆遷和土地補償投資、移民安置投資，推算水資源單位成本。

3.4.5 冬季降水量，剛察和海晏2006年出現了異常偏多，天峻1972年、共和1976年和1995年冬季降水量表現為異常偏多，1967年和1971年茶卡冬季降水量表現為異常偏少。

3　研究結果與討論

3.1　自然環境影響預測

在新建水壩和輸水隧道建設影響范圍內，哺乳動物有14～23類，魚有13～26類，兩棲動物和爬行動物有6～20類。工程影響范圍內屬于韓國法律保護的物種共有3類哺乳動物(水獺、黑貂和野貓)和2類魚(鰍鮀和氏七鰓鰻)。新水壩建設范圍內共有334～545種植被，在GW水壩和SD水壩占地范圍內發現了韓國法律保護物種日本小勾兒茶(Berchemia berchemiaefolia)。輸水隧道周圍區域棲息的動物范圍和種類與新水壩區域相似，也有法律保護物種水獺。此外，在輸水隧道區域生長有192種植被，種類相對較少，隧道工程僅毀壞森林面積0.05 km2，而5座新建水壩淹沒森林面積為0.51～3.11 km2。

新建水壩每1 000萬m3供水影響的野生動植物物種數量：哺乳動物有1～10種，其中YY水壩1種，SD水壩10種；魚類有1～9種，其中YJ水壩1種，BS水壩9種；兩棲動物和爬行動物有1～8種，其中YJ水壩為1種，SD水壩為8種；植被有21～224種。而輸水隧道工程每1 000萬m3供水，影響了6種哺乳動物、10種魚類、5種兩棲動物和爬行動物。除了魚類之外，輸水隧道工程影響的野生動植物物種數量一般少于新建水壩。但受輸水隧道工程影響的魚類數量多于新水壩，這是因為分析中一并考慮了已連接的2座現有水壩造成的影響。對于新水壩，每單位供水中受影響的野生動植物數量隨著供水量的增加而下降。此外，據預測，就毀壞森林面積而言，新水壩為每供水1 000萬m3毀林0.2～0.3 km2，而輸水隧道僅為0.02 km2。

韓國野生動植物保護法提出了要對野生動植物及其生存環境進行保護和管理。韓國對境內223種瀕危物種開展管理，根據它們受到環境危害的程度而被分成2級(Ⅰ級和Ⅱ級)。國際野生動植物瀕危物種貿易公約(CITES)禁止大約5 000種動物和29 000種植物進行國際交易。

水獺按照韓國Ⅰ級瀕危動物進行保護和管理，其棲息地受到新水壩和輸水隧道建設的影響。國際自然保護聯盟(IUCN)紅色名單將水獺列為近危(NT)動物，CITES將水獺作為國際瀕危動物，禁止其國際商業交易。盡管野生貓科動物和黑貂是韓國Ⅱ級瀕危動物，IUCN將它們列為需關注的最小動物(LC)，在CITES附錄Ⅰ和III中均進行了登記。

輸水隧道通過地下隧道連接現有2座水庫，這將不會對自然環境產生任何直接影響。例如，隧道施工不需要將此區域生存的動植物轉移。因此，隧道對附近的居住環境影響最小。但多位學者指出，如果水庫內水體通過連通隧道流動，則1座或2座水庫的水生生態系統將受到干擾。AD水壩和IH水壩位于相同集水區，其間的隧道施工將降低對水生生態系統的不利影響。1977年和2006年有學者提出，輸水隧道能對環境產生有利影響，因為這2座水庫的生物多樣性將得到恢復，建庫以來被隔開38 a之久的2個水體內的水生生物將得以自由運行。

3.2　社會影響

目前，韓國適合建設大型水資源開發項目的位置有限，此外，許多遭到居民反對。因此，先后有學者提出建設中小型水壩。然而，5座新水壩也需要征用大量農場、森林和道路作為建設用地。新水壩占地面積為1.93～12.71 km2，而輸水隧道僅需占地0.19 km2。5座新水壩每產生1 000萬m3水資源，需要占地0.6～1.4 km2；而輸水隧道每產生1 000萬m3水資源，淹沒面積僅為0.08 km2。5座新水壩也需要對受影響的鎮進行大規模移民(每座水壩平均移民數量為688人)，而輸水隧道不需要移民。此外，新水壩每產生1 000萬m3水資源需要移民79～179人。

多位學者指出，多用途水壩產生各種有利影響，其中包括供水、防洪、內地漁業和社區發展效益，開發水庫作為旅游和度假勝地。然而，如上所述，新水壩及其形成的水庫也必然改變當地自然環境，對移民的社會環境產生直接影響。

此外，水壩建設形成的庫區也可能對當地歷史和文化遺產造成影響。盡管歷史和文化遺產在淹沒前往往被移走和恢復或在新的地方重建，但其歷史連續性不可避免被切斷，價值受損。

輸水隧道不需要重新安置移民，不會造成淹沒，不存在歷史、文化遺產損失和異地重建問題。因此，輸水隧道是最有效的利用額外水資源的手段，同時其對社會文化的影響也最小。

3.3　經濟效益對比

為了分析公共投資項目(如水壩)的經濟效益，有必要計算項目的總成本和收益。如果收益大于成本，則認為項目是可行的。新水壩的收益包括防洪、生活和工業供水、電能、灌溉和娛樂區。項目成本包括建筑、補償、管理和整修成本。其中水壩、廠房和道路建設及房屋拆遷補償是2項最大成本。

通過分析1979～2008年間水庫運行及逐日降雨量、流量和供水，評估輸水隧道的供水安全性。如果在2座水壩間調度汛期溢洪道溢流水量，輸水隧道每年平均安全供水量定為0.24億m3。汛期這部分水量儲存在AD水庫，旱季則調至IH水庫，以提供IH水壩下游和錦湖(Keumho，KH)河流北部區域用水。

SD水壩和YJ水壩的項目成本分別是輸水隧道成本的2.3倍和10.7倍。然而，每座新水壩供水量變化范圍較大：最小供水量為BS水壩(為輸水隧道的0.6倍)，而最大供水量為YJ水壩(為輸水隧道的8.5倍)。所有新水壩項目每1 m3供水所需的單位成本超過了輸水隧道。水壩單位供水成本變化范圍為4.5～18.7美元/m3，輸水隧道為3.5美元/m3。BS水壩供水單位成本最高(為輸水隧道的5.3倍)，而YJ水壩最低(為輸水隧道的1.3倍)。如果新水壩計劃供水0.24億m3，它將需要0.231億m3的儲存容量。水壩建設預估投資1.572億美元，是輸水隧道的2倍。

用AD水壩和IH水壩間建設的輸水隧道臨時儲存汛期IH水壩溢流水量，IH水庫儲存容量相對較小。輸水隧道可以使這部分棄水儲存在AD水庫內，而在旱季再回流到IH水庫內，其結果是,在沒有建設任何新水壩的條件下，每年多截留了0.24億m3的水。

綜上所述，輸水隧道對自然環境、社會和文化影響較小，是充分利用水資源，且經濟可行的工程措施。

4　結　論

韓國開發大型水壩，尤其是資源開發項目，面臨問題較多，如缺少合適的建壩位置，當地居民反對等。必須提出解決國家缺水需求的替代方案。在已建2座水壩間建設輸水隧道，在水庫內臨時儲存洪水，這是減輕水壩工程對環境、生態、移民、文化遺產和經濟影響的潛在有效方案。

在研究中，定量比較了新水壩建設和在現有水壩間建設輸水隧道對自然環境、社會和文化、經濟效益的影響。受新建水壩影響的野生動植物物種數量將明顯多于輸水隧道。此外，新建水壩將毀林0.51～3.11 km2，而輸水隧道僅毀林0.05 km2，輸水隧道毀林較少，對野生動植物的影響小于新水壩。新建水壩將對社會和文化產生影響，如移民、淹沒土地歷史文化遺產的損失或遷移。然而，輸水隧道的這些影響較小。

為了保護水資源，5座新水壩每0.1億m3水需移民79～179人；然而，輸水隧道不涉及工程移民。新水壩每產生0.1億m3水將淹沒0.6～1.4 km2土地，而輸水隧道僅為0.08 km2。就供水單位成本而言，水壩為4.5～18.7美元/m3，而輸水隧道為3.5美元/m3。

在韓國2座水壩間建設輸水隧道被認為是利用水資源較為經濟可行的辦法，它減輕了工程對環境和社會的不利影響，提高了現有水資源的利用率。研究中的輸水隧道是雙向輸水系統。在隧道建設之前，有必要研究工程對水生態系統的影響，包括水質變化，因為AD水壩和IH水壩間的輸水隧道會導致水生生物物種在2座連通水庫間通行。