澳大利亚墨累-达令河流域水文气候变化的影响与适应对策*

宁理科，罗勇†，姜彤，苏布达，徐影，陈杰，张彦军，聂肃平，王永光，颜明，王艳君，柳鑫，顾磊

①中国科学院地理科学与资源研究所 生态系统网络观测与模拟重点实验室，北京 100101；②清华大学 地球系统科学系 地球系统数值模拟教育部重点实验室，北京 100084；③南京信息工程大学，南京 210044；④中国气象局 国家气候中心，北京 100081；⑤武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072；⑥中国科学院地理科学与资源研究所 陆地水循环及地表过程重点实验室，北京 100101

为认识多时空尺度的气候-陆面-水文相互作用机理及其对自然强迫和人类活动(含人为强迫和下垫面人类活动)的响应机制，揭示全球气候系统能量-水循环动态演变规律和极端水文事件变化，充分了解澳大利亚墨累-达令河流域水文-气候状况及水资源管理的先进技术和经验，应澳大利亚联邦科学与工业研究组织(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation，CSIRO)邀请，2018年4月清华大学组织、14位从事水文、气候以及水资源管理等方面的专业人员组成科技考察团赴澳大利亚墨累-达令河流域进行为期一周的科学考察。考察团从墨累河出海口阿德莱德逆流而上至墨累河上游堪培拉，参观了澳大利亚阿德莱德大学以及沿途农场，访问了澳大利亚联邦科学与工业研究组织水土研究所。在考察途中与当地环境保护志愿者开展关于生态保护、海平面上升等问题的学术交流，并对墨累河沿岸植被、水资源利用、水利工程分布等内容进行直观了解。考察团通过学习交流、现场考察和访问农场等方式，与澳大利亚同行们进行深入交流，对澳大利亚近期水文-气候、极端水文研究、水资源管理体系的最新动态，及其气候变化应对与减缓、极端水文事件风险管理等有了进一步了解。这对于认识多时空尺度的气候-陆面-水文相互作用机理及其对自然强迫和人类活动(含人为强迫和下垫面人类活动)的响应机制，揭示全球气候系统能量-水循环动态演变规律和极端水文事件变化成因，构建全球增暖背景下应对极端水文事件的风险管理体系，以及提出中国适应性对策，具有重要的借鉴意义。

1 墨累-达令河概况

1.1 自然地理概况

墨累-达令河流域位于澳大利亚东南部，是澳大利亚最大的、唯一发育完整的水系，由墨累河、达令河及数十条支流组成。达令河是其中最大支流，从源头起算总长约3 750 km。流域水系发源于湿润多雨的东部山地，流向西部半湿润地区，然后经半干旱的内陆平原南部，奔流入海。流域受副热带高压和西风带的交替控制，以亚热带大陆性干旱与半干旱气候为主，全流域年平均降水量仅为425 mm，且时空分异大。从源头至出海口，蒸发量渐次增加，部分河道趋于干涸。全流域入海口年平均流量715 m³/s，年平均径流总量236×108m³，约为中国最大的干旱半干旱区内陆河流域塔里木河流域年径流总量的59.7 %，不足长江流域的2.5 %。

根据全球气候模式预测结果，该流域未来气候将会更加干燥。到2030年，整个墨累-达令河流域的平均地表径流量减少11 %，北方约减少9 %和南方约减少13 %。在东南产流区域，气候变化的影响预计将是最为显著的。

1.2 水资源利用及管理

墨累-达令河流域地理和行政区跨度大，自然地理特征、水资源时空分布格局、社会经济状况等比较复杂，造成流域水管理中各地区、部门间协调问题较多。该流域拥有澳大利亚2/3的灌溉耕地，提供全澳1/3的食品和超过1/3的农业总产值。流域水资源利用矛盾突出，水资源利用中出现的土地与植被退化、河流环境恶化、水利设施老化等问题，导致流域水资源的不合理和低效率利用，造成土壤盐碱化、地表水水质恶化、海藻泛滥等后果，对流域水管理提出严峻的挑战。

目前，澳大利亚政府正对墨累河流域实施可持续发展计划。在过去的10年里，墨累-达令河流域治理取得了良好效果。尽管如此，随着周围城镇快速向大中型城市发展，随之而来的人口持续增长以及旅游业的增长，将使其河流系统面临新的压力。

2 主要考察内容

2.1 极端水文事件

在过去100多年间，墨累-达令河流域经历多次旱涝急转。其中典型洪水年份为1917、1931、1950、1952、1956、1971、1973、1974、1975、1993和2010；其极端气候干旱时间则主要发生在1895—1902、1940—1948、1998—2010年间。

经考证，近10年来澳大利亚水资源受气候变化影响较为明显，极端洪水明显增加(表1)，尤其是2010年12月澳大利亚东北部热带气旋“塔莎”带来的强降雨所引发的2010—2011年昆士兰洪水，为澳大利亚50年来最严重的洪灾，导致东北部的昆士兰州有22个城镇被淹，约20万人受影响。

2.2 灌溉与盐碱化

墨累-达令河流域中部降水量少且不稳定，主要为灌溉农业。该区域灌溉水费低廉，农场主多采用喷灌或沟灌等方式，然而这些方式灌溉水利用效率低，灌溉水无法被植被根系完全吸收，多余的水分下渗至深层土壤，导致盐分扩散上升到浅层根区或土壤表面，抑制耐盐性差的植被，同时多余的水分形成深层渗漏补给地下水，并在重力作用下形成侧向流在下游补给河道(图1)。下游地势低平，地下水位较高，部分盐分容易随地下水位上下波动而上升到地表，造成盐碱危害；另外一部分盐分随地下河流在重力作用下，从高到低流动，最终可能渗入低处洼地，形成高盐度湖泊，如有号称“澳大利亚天空之镜”的Lake Tyrrell。

截至2012年，澳大利亚有将近1/3的大陆面积是盐碱地，约有200万hm2盐渍化农田，估计每年因盐渍化使其农业蒙受损失13亿澳元[1]。

表1 澳大利亚近十年洪水列表

图1 墨累-达令河流域中部盐碱化

2.3 水权与水价

为遏制水资源的过度开采与供需之间的矛盾，维持流域水资源的良性循环，用经济杠杆引导更为合理、高效的农业用水，澳大利亚实行两部制水价，即水价由基本水价和计量水价两部分组成。其两部制水价一部分是按额定分配水量计的固定收费，不论用水户是否用水，这部分费用都必须支付；第二部分是按实际使用的水量进行计费。新的水价改革计划中收费结构为：固定收费占70 %，中等用水水平年实际用水量收费占30 %。为确保水价的科学性，澳政府聘请独立的咨询专家对供水成本和收费结构进行分析。

澳大利亚从20世纪80年代开始实施水权制度改革，20世纪90年代完成墨累-达令河流域的用水总量控制，规定流域内任何新用户(灌溉开发、工业用途和城市发展)的用水必须通过购买现有用水权来获得。2013年，澳大利亚全国的水权交易量为75×108m3，占当年用水总量的1/3[2]。澳大利亚的水权交易实践证明，水权市场确实能够带来显著的经济和生态效益，并且能够动态地反映出水资源的真实价值，对于改善用水的效率、公平性和可持续性具有重要作用。

2.4 水资源管理制度及气候变化应对

中澳两国在水资源管理制度以及气候变化应对举措中却存在较大差别。澳大利亚通过伙伴关系建立的流域管理局，采取政府指导下的企业管理模式，提出并制定系列综合治理对策和法律法规(如《可持续的地表与地下水取水限额》《环境流量规划》《跨州水权交易规则》《流域水质及盐碱度管理规划》《重要用水需求管理机制》等)，在其水资源综合管理中发挥了重要的作用。其水管理体制简单可行，政策上鼓励农场之间可以相互转卖用水定额，尽可能促进水资源生产效率的提高。相反，中国则是以自上而下的体系设置和跨部门协调为主的复杂的水管理系统。

在流域管理与气候变化应对中，澳大利亚把重点放在系统化的政策、管理方法上，应用工程、技术、经济和体制等方面的综合措施；相比之下，中国尽管制定了一些经济和体制方面的改革规划，但更偏重工程建设和技术措施[3]。

3 体会与启示

3.1 严格的生态保护法规是生态文明建设的保障

对于河道鱼类与海洋贝类的保护，澳大利亚均有明确的法律法规，河岸边均有明确标示。如图2左图中对不同鱼类均有最小尺寸限制，右图中对于贝类的最小尺寸限制，并且有明确的惩罚措施。此项措施对河道鱼类、贝类的生长具有明显的保护。此类措施对于生态文明建设以及绿色发展理念都具有借鉴作用和参考价值。

图2 墨累河河道与海洋生态保护措施示例

3.2 深化水权制度改革是系统高效水资源管理的重要内容

为最大限度地利用自然资源，提高有限农业资源的生产效率和生产潜力，维持农业资源的可持续利用，发展旱作及节水农业，并运用价格杠杆促进节约用水；通过水价体制改革提高水资源的利用率。需要注意的是，水价仅是水资源管理的一个方面，水价上调覆盖全成本，必须与其他措施协调使用才能保证水的高效利用[4]。

澳大利亚的经验表明，水价是优化水资源配置、减少水资源浪费和防治水污染加剧的重要手段之一。改革和完善目前水价形成机制和水价体系需要结合国情，建立健全由用水者为交易主体的水使用权交易制度，构建水的使用权转让的法规和政策体系，通过实施与水价不挂钩的等量补贴，消除农业水价格提高对农民收入的负面影响，提高水资源利用和管理效率。

3.3 盐碱化治理与防治是农业发展的重大问题

农业水问题是中澳两国共同面对的突出的水资源问题。我国盐碱化问题同样突出。干旱半干旱区(陕、甘、宁、青、新、蒙)盐渍土面积占全国盐渍土总面积的69.03 %，盐渍化问题加剧，已严重制约干旱区绿洲农业的发展。如何正确处理对待盐碱化正成为我国农业资源以及水资源开发利用面临的重大问题。如果不正确处理，干旱半干旱区尾闾湖皆有成为“盐湖”的可能，带来的危害将是不可估量的。为控制地下水位上升，减少盐碱化对种植区生产的影响，澳洲政府采取的控制灌溉用水量、引灌水与地下水混合灌溉及配套的排水措施可供我国盐碱化治理参考。

3.4 全社会节水是水资源风险及气候变化适应的必经之路

频发的旱涝灾害加剧了水资源风险。从近50年我国干旱发生的趋势来看，华北和东北水资源风险进一步加剧，危及我国粮食主产区华北和东北的水资源可持续利用；近50年我国洪涝灾害发生频率与强度有进一步增加的态势，危及到我国流域防洪、城市防洪、防洪工程的水安全。

全社会节水是水资源风险及气候变化适应的必经之路。实现全社会节水，结合中国国家可持续发展、生态文明建设和国家安全的综合改革，统筹规划和分布实施，可解决好全球气候变化及我国经济社会发展中面临的严峻的水安全保障问题。

需要注意的是，全社会节水战略需要真正把节水作为革命性措施，大力提倡高效用水、经济用水，提高全民节水意识，确保我国未来用水可持续的国家节水战略。国家层面建议借鉴国外先进经验，尽快筹划和实施全社会节水战略，打破传统节水概念的束缚，不仅推进农业节水、工业和城市生活等全社会的节水战略，而且要推进水与能源、水与粮食、水与环境、水与社会所联系的开源和节流的协同战略，从而大力提高水的生产率，减缓气候变化的不利影响。