丹麥水資源綜合管理經驗及啟示

張誠 曹國亮 陳娟 朱瑤 翟正麗 韓瑋

摘要：丹麥在地下水保護與開發、城市洪水管理以及水資源綜合管理方面技術先進、經驗豐富，治水工作走在全球前列。在中歐水資源平臺框架下的中丹戰略行業合作項目的支持下，我國與丹麥在地下水、防洪減災等方面開展了一系列合作交流。圍繞我國新時代治水思路的新要求，結合中丹戰略行業合作項目成果，剖析丹麥在地下水保護、城市洪水管理以及水資源綜合管理等方面的先進技術和經驗?？蔀槲覈聲r代水利重點工作提供有益借鑒。

關鍵詞：地下水保護;城市洪水管理;水資源綜合管理;水利改革;中丹戰略行業合作項目;丹麥

中圖法分類號：TV213.4文獻標志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2019.05.002

由于特殊的地理位置、水文地質條件和相對短缺的水資源，丹麥幾乎完全引用地下水。丹麥地處北歐，易受氣候變化和極端天氣影響，易遭受城市內澇。丹麥立足自身水問題，經過多年的治水探索和努力，在地下水保護開發、防洪減災、水資源綜合管理等方面積累了一系列領先技術和先進經驗，治水工作全球領先。為了更好地借鑒丹麥在地下水開發與保護、城市洪水管理等方面的先進經驗，在中歐水資源平臺框架下，2016年10月水利部與丹麥環境與食品部水與自然管理局（后改名為“環境保護與食品部”）簽署了中國丹麥戰略行業合作項目（Sino-Danish Strategic Sector Cooperation Program onWater and Environment，SSC，以下簡稱“中丹項目”）合作協議，項目用2-3a時間，通過知識交流、人員互訪、試點項目能力建設等方式，加強知識共享和中方參與單位在地下水管理和城市洪水管理方面的知識積累及能力提升。在介紹項目成果的基礎上，分析總結丹麥在水資源綜合管理方面的先進治水經驗，為我國新時代治水提供有益借鑒。

1丹麥水概況

丹麥為北歐五國之一，位于歐洲大陸西北端，國土面積約為4.3萬km，人口（2015年）約568萬。屬溫帶海洋性氣候，全國年平均降雨量為300億m，折合降水深712 mm。全國地表水資源總量約37億m，地下水資源量約43億m，水資源總量約為60億m，按2002年人口計，人均水資源量為1123m。全國長度大于50km的河流有8條，主要包括古曾河、奧默河、斯托河、斯凱恩河、呂河、瓦德河、卡魯普河和里伯河（見圖1）。丹麥可開采的地下水資源量大于取水量，且水質良好，幾乎無需處理，因此供水100%取自地下水。但由于降雨分布不均，各地地下水可開采量不同，西南部最大，中東部最小，東部的哥本哈根出現過度利用情況。由于天然水質好，水處理簡單，該國有大量較小型的私營供水工程，只有較大的城市里供水工程由公用事業公司運行管理。丹麥大部分人居住在大城市，因此，約85%的用水由公共供水系統提供。

近年來，由于農業、工業、生活用水持續增加，加之污水對環境的影響等因素，地下水的開發和保護面臨持續壓力。隨著氣候變化和極端天氣發生，丹麥遭遇了多次暴雨事件。從2010年8月至2011年8月，僅哥本哈根市就遭受了3次暴雨襲擊，主要公路及城市基礎設施被淹。保險公司為此支付了10億歐元以賠償暴雨造成的房屋和財產損失。經濟學家分析指出，如果不采取任何措施，在未來的100a由于氣候變化引起天氣劇烈變化造成暴雨事件的破壞力的損失將增大3倍。

2中丹項目成果

2.1技術研討與培訓

2016年10月至2018年10月，中丹項目組在南京、丹麥奧爾堡、天津、福建省平潭島、北京、哥本哈根等地召開了7次研討和技術考察活動，通過多次交流互訪，中丹專家深入學習和交流了地下水管理、城市供水管理、海綿城市建設以及水科學研究及水利規劃設計等方面的先進理念、技術和方法，為雙方地下水管理、城市雨洪管理以及水資源綜合管理提供了重要參考。

2.2技術示范與應用

通過多次交流互訪，雙方專家秉承模型模擬、校驗對比、方案解決、管理支撐的研究思路，以福建平潭島、海河平原區、丹麥哥本哈根等為示范區，開展了以地下水建模、城市雨洪模擬等為主要內容的聯合案例研究，對比模擬結果，提出解決方案，解決城市管理中的水問題。模擬結果和解決方案為福建平潭島地下水開發利用與海河流域地下水開發保護提供了有益參考。

2.3發布《地下水建模指南》

作為中丹項目主要成果之一，中丹雙方專家以項目示范區地下水建模成果為基礎，共同撰寫了《地下水建模指南》（英文版）（以下簡稱《指南》）并擬正式發布?！吨改稀吩斀饨榻B了地下水建模的目標、模型類型、建模的主要步驟、模型的主要輸入參數、模型的校驗、模擬結果和模型應用以及中丹地下水建模實際案例（福建平潭、海河平原區、丹麥格雷沃等地），地下水模擬結果可為今后地下水技術管理人員提供參考，擴大項目成果影響力。

2.4搭建雙邊合作平臺

通過項目交流合作，為中丹雙方專家構建了廣闊的合作平臺，目前福建省水科院、濟南市水利局等國內多家水利單位已與丹麥大學、科研設計機構進行聯系，擬開展項目申請，人員互訪，留學教育等工作。

2.5下階段計劃

2019年，項目二期將圍繞“水利工程補短板，水利行業強監管”的水利改革發展總體思路開展戰略合作研究活動，計劃開展4個方面工作：①丹麥水政策研究;②地下水管理和地下水環境修復示范研究;③城市洪水韌性研究;④水利信息化交流合作工作。

3丹麥水資源綜合管理的主要做法

3.1水資源高效利用

丹麥全國的飲用水100%來自于地下水，為了更好地保護水資源，丹麥以價格為杠桿，大力保護水資源。2016年丹麥的平均水價為67丹麥克朗/m（約合人民幣69元/m），為全球最高，價格主要包括污水處理費用35克朗、抽取費用12克朗、地下水征稅6克朗、增值稅14克朗，丹麥的水費占家庭收入16%，目前丹麥的人均用水量為104L/d。通過近30a的努力，丹麥耗水量降低了30%，但同一時期的國內生產總值增加了40%，水資源利用效率為全球第一，擺脫了“GDP增長有多快、水資源消耗就有多嚴重”的惡性循環，使水資源走上一條可持續發展之路。同時，丹麥對收益一非收益水（“跑冒滴漏”）有嚴格規定，劃分情況如圖2所示。通過從消費者層面提高消費稅并加大節水宣傳，規定如果非收益率大于10%，則收取供水公司1美5/m的罰款，并規定所有公共事業用水都必須安裝智能水表，通過一系列強有力經濟措施，丹麥非收益水在全國層面維持在6%的水平，居世界前列，并有力推動了節水技術的發展，如管道漏水探測設備、智能水表等技術已在全球廣泛運用。

3.2法律法規

丹麥的水管理政策是基于歐盟政策和國家政策制定的。丹麥嚴格執行歐盟規定，相關的歐盟法律包括《地下水指令》和《飲用水指令》。除此之外，丹麥很早就制定了一系列環保法案，例如《供水法案》（1926年）、《環境保護法案》（1974年）、《污染場地法案》（1983年）等。在機構方面，丹麥環境與食品部下設的丹麥環境保護署（成立于1972年，是世界上首先設立國家環境部門的國家之一）總體負責全國的環保工作，制定歐盟要求的國內環保標準、政策、規劃，同時開展水環境國家行動計劃等工作，保護環境質量和人體健康。在執行層面，丹麥對地下水開發利用有嚴格的管理程序，地下水開發公司從提出申請到最終獲得取水許可，一般周期為2 a左右，期間還會有定期和不定期抽查以及環評評估等手續，嚴格保障地下水開采的安全和環保。丹麥在水環境保護上做到了頂層設計全、執法力度嚴。

3.3科學技術支撐

丹麥建立了一套完整的測繪系統，利用先進的地球物理測繪技術勘探地下水資源量，再結合專業的地下水模型，模擬評估區域地下水狀況（見圖3）。丹麥建立了先進的區域氣候模型（分辨率為12 km）、國家水文模型DK-model（分辨率為0.5km）等專業模型，模擬地表、地下水以及城市雨洪，為水資源綜合管理提供評估方案。在實際工作中，丹方提供的所有工程項目案例中的實施措施都以海量實測數據為基礎，采用綜合性的水資源管理模型對實施效果和生態環境影響進行了科學評估。擁有自主知識產權的丹麥水資源和環境系列模擬管理軟件（以丹麥DHI開發的MIKE系列模型為代表）已經成為丹麥水資源和環境管理的基礎性工具。城市地下水的綜合管理還融人了氣候變化對水資源影響的考慮和基于數值模擬的預判，為不同情境下的水資源綜合管理提供了有力支撐。

3.4數據開放共享

丹麥建立了Jupiter數據庫（監測井和自來水廠數據庫）、地球物理數據庫（Gerda database）和環境門戶三大國家數據庫，數據主要用于地質結構模擬、地下數值評價以及地下水流模型的建立，這些數據都可以下載或在線查看，并免費對公眾開放。丹麥還規定所有的水廠都必須上傳數據到數據庫。其中Jupiter數據庫是為了從勘探數據中得出必要的結論，數據必須是系統、有效、真實和準確的，且易于獲取。自1999以來，丹麥實施了《國家地下水測繪計劃》（The National Groundwater MappingProgramme），并采用統一的標準和準則，保證了原始數據的質量和可比較性。丹麥在地下水保護與管理過程中，根據1926年《供水行動計劃》（Water Sup-ply Act）的要求，為所有地球物理數據、已有的和新的鉆井數據、水質數據和水力學數據建立了國家地下水井數據庫（Jupiter）。該數據庫現已涵蓋丹麥全國29.5萬多眼地下水井的水文及水質信息。Gerdadatabase包括原始和處理過的數據，可以火鳥（Fire-bird）等格式下載，也可通過WFS的界面在線查看。所有公共資金資助的調查數據和很多自有資金資助的調查數據都會上傳至該數據庫。丹麥環境門戶網站存儲并展示丹麥的環境數據，包括河流流量監測數據、土地利用數據（包括保護區域）、地下水保護等級和脆弱性評價數據等。

3.5地下水技術

丹麥以地下水資源為根本，將全部精力投入到地下水的保護和開發中，同時相關的工程技術水平也達到了世界領先。首先，丹麥一直強調預防優先的理念，以多種測繪手段和模型預測為前期手段，系統評估海水入侵、地面沉降、水井采水量、地下水水質等方面，全面了解地區地下水水質、水量的動態變化狀況，為地下水管理提供準確數據。同時，在地下水保護中，一是對地下水進行分散式開采，避免因集中開采而導致形成大的地下水漏斗，進而引發地質環境和生態問題;二是重視對地下水補給區的保護，在有條件的地區設法增加入滲或采用回灌方式補給地下水;三是盡力消除現有或潛在地下水污染源，以防止供水含水層中的地下水被污染。此外，丹麥以地下水回灌技術體系（MAR，ManagedAquifer Recharge）為核心工程措施，通過開展地質測繪、踏勘水文地質條件、水質對比、水流模擬評估、打井并回灌、水量水質再評估等一系列措施，完成地下水回灌，確保地區地下水資源的保護和可持續利用。

3.6公眾參與機制

丹麥十分重視工程建設中的公眾參與（PublicParticipation），在水資源規劃、地下水開發、海綿城市建設等方面，將公眾參與納入到工程建設的每一個環節，擴大了工程服務的受益面，延長了工程的使用壽命。如在哥本哈根北郊小區的“應對氣候變化城市規劃項目”中，充分吸納當地居民的建議，設計人員將工程設計與社區環境結合，將下凹式路面設計為兒童游樂設施，小區低洼地區設計為生態公園，同時規劃建設了一批綠色空間，在滿足泄洪的同時，極大改善了社區居民的生活環境，提升了生活品質，促進了社區和諧。

3.7工程設計與施工

隨著環境保護工作的持續深入，丹麥環境保護的意識深入人心。丹麥規劃設計人員將“灰色”水利建筑充分融入自然生態系統中，以不改變自然生境下發揮水利綜合效益為最大效益的原則，來開展水利工程設計規劃，大力推廣生態工法。如在丹麥城市雨洪管理工程實踐中，設計人員充分利用自然空間和生態系統，將防洪工程與生態系統有機結合，城市防洪系統設計保留了原有的地形地貌，維護了城市河流自然生態樣貌。通過精準設計施工，發揮工程消減洪峰、存儲水功能的同時，美化了環境，成為市民休閑娛樂的場所，如采用生態工法還原河床，恢復河床垂向自然生境，在洪水期發揮生境消減洪峰的作用等。這從另一方面也證明丹麥對自然系統的完整性和多樣性的認知處于領先水平。

4啟示

4.1數據共享的理念

高質量的數據開放和共享是丹麥科技發展的重要保障之一，這一理念的深入人心和配套政策的落地有力助推了丹麥水科學技術的發展。基于開放共享的原則，丹麥建立了完善的水咨詢評估市場，眾多咨詢公司能夠深度介入供水系統設計、水環境影響評價、城市排洪規劃、水資源規劃以及環評等對水資源和環境領域數據要求很高的工作中，也助推了國際科技咨詢機構的發展，如享譽世界的DHI、Ramboll、SWECO等國際大型咨詢機構，形成了水科學與工程技術的廣闊“藍?！笔袌觯夹缘母偁幁h境，政府則聚眾家智慧，擇優取用，提高了水管理水平。

4.2生態環保的理念

丹麥是全球第一個設立環保機構的國家，也是最早環保立法的國家之一。基于國家自身的水資源狀況，幾乎100%取用地下水，特殊的地理、水情特征也促使了國家必須對環境、生態系統有高度的保護意識，并且在保護和利用中開發出一套技術手段、保護措施和管理方法，丹麥的高水價也是民眾環保意識高的一種重要體現。在中丹項目交流過程中，丹麥在地下水開發和雨洪工程設計中，將水生態、水環境的每一個細節考慮到位，盡量使用基于自然的解決方案，或是將工程納入到生態原本的狀態中去設計，用生態的方法解決現實的生態問題是其核心思路，并衍生出一系列基于自然的技術和方法，有力支撐了水管理，這也是丹麥一直走在全球生態環境保護前列的重要原因。

4.3全球治理的理念

在中丹項目過程中，可觀察到丹麥的咨詢、科技、設計公司基本走的是全球路線，深度參與全球的治水問題。一是丹麥的水問題較為簡單，且經過多年的治理，丹麥的治水體系基本建成，成效顯著。但丹麥人也意識到，如果不走出去，深度參與全球治水，丹麥的技術體系將變得單一，解決復雜水問題的能力將變弱，不利于其水科技的發展，因此必須積極走出去，豐富全球治水案例庫，提升系統水治理能力。二是丹麥科技走出去的現實需要，丹麥水科學技術發達，尤其在地下水開發利用、模型技術等方面形成了一套可推廣、可借鑒的成熟體系，丹麥政府也引以為傲，積極通過各種渠道推廣其技術。丹麥的科技、咨詢公司利用開展全球項目的契機也積極推廣其核心技術，提高全球市場占有率，掌握話語權。

5結語

基于中丹戰略行業合作項目成果的基礎，提煉總結出丹麥在水資源綜合管理方面的7條經驗做法與3條啟示，為新時代水利改革重點工作提供借鑒。其中，丹麥立足本國水情，以經濟杠桿為主要抓手，通過提高水價牽住水資源管理的“牛鼻子”，倡導全社會關注水資源、節水水資源、保護水資源，同時配套法律法規和管理機構的完善，從頂層設計上完善了水資源管理核心任務。通過打通數據獲取和共享機制，進一步擴大水咨詢市場，讓更多高端智庫參與水研究，提升水科技支撐貢獻率，打造治水“黑科技”，全面支撐水管理，從而使丹麥治水走在了世界前列。