澳大利亚应对气候变化的措施

［澳大利亚］ M.D.肖特 等

国际科学界普遍认为，人为因素造成的气候变化正在发生，且会对人类产生重要影响。因此，为了加强自身适应气候变化的能力，各部门需积极行动，研究制定应对措施，从而将可能的负面影响降到最低。为了帮助澳大利亚水资源部门确定适应气候变化的研究议程，相关部门组织了一次综合评估，评估内容是澳大利亚居住区和基础设施适应气候变化研究网络(ACCARNSI)提出的评估项目的一部分，该网络是国家适应气候变化研究机构(NCCARF)(www.nccarf.edu.au)8个专题研究网络之一。

评估旨在指出水资源部门目前研究工作中的严重不足和确定未来的研究重点。这些将有助于水利部门将来对水资源的开发、水利基础设施的建设，以及水安全的适应性措施进行合理规划。美国环保局早在2008年就指出，由于气候变化对水资源的潜在影响范围之广，因而具有无限的研究潜力。此项评估提供了一份高水平的总结报告，指出了一些“重点”研究需求，当然这些只是水资源部门当前所面临的挑战和将来需要开展的研究项目中的一个侧重点，而并不代表全部。

1 数据和信息

对水利和其他行业而言，获得充分正确的数据，会受诸多因素的制约，也是面临的重大挑战。在对基础设施的规划和维护做出正确决策方面，数据起着至关重要的作用，能否获得正确的数据，通常意味着作出的决策是否持续有效。

1.1 数据收集

因为数据缺乏，常常会使研究停滞不前，进而影响决策的成败。要减少气候模型中存在的不确定性，发现和监测气候变化带来的影响，就需要有更多的数据。而要扭转正在萎缩的观测网络现状，在收集精确定义天气记录所必须的关键水文气象数据时，则需要在地面气象站相关的监测中投入更多精力。同样，还需要改进对大气状况的观测方法，以更好地定义和了解大气演变过程的机理，这对帮助气候模拟研究人员完成对未来气候条件的模拟是不可或缺的。

为了更加了解目前的气候变化状态，应让所有利益相关者获取气候观测数据。此外，需要建立一个气候与水资源中心数据库，以取代目前尚不完整且分散和不统一的系统。这有望通过正在实施的“澳大利亚水资源信息系统”项目得以解决。

1.2 气候模型尺度及气候情景

由于其空间分辨率较低，对水资源管理者来说，目前的大气环流模型(GCM)可用价值有限。这些模型只能预测网格上的环流过程，对流域水资源的规划、当地及整个区域的影响评估则太过粗糙而不适用。利用空间降尺度的方法，将粗分辨率的GCM气候预测结果转换为较精细的空间尺度模型，被流域水资源管理者用来预测当地供水影响。另外，在时间尺度上，应区分水文影响的季节性、年际性和长期性，因此，需要进行更多的研究。基于当地和全球气候模型输出而开展的未来气候变化预测，能精确预计相对确定性或不确定性，对此也需要进行大量研究。

有学者指出，一个可行的定量GCM建模方案，是将适应计划和研究建立在虚拟的气候情景及相关的定量定性影响情景之上，从而对水资源和基础设施的脆弱性进行评估。

解决不同地区的影响多样性，会受限于当地化分析范围，在高度不确定的情况下，研发恰当的模拟方法仍是首要的研究难点。除了需要建立新的地区气候变化情景之外，还需要为水资源规划者和管理者建立与以下情况相关的新情景:未来用水模式、水需求变化、人口和人口统计学变化、水的用途改变、水资源和基础设施影响，为脆弱性评估提供参考。

自然系统始终在充满变数的环境中发生有限的变化，通常称之为大自然的“稳态”规律。有人认为气候稳态显然已消失，而基于这种规律的现有气候和规划情景的相关研究目前遭到质疑，因为目前的气候缺乏稳定性。因此，水资源管理者必须研发新方法来解决气候不确定性问题。

1.3 水量和水质

总的来说，为了更好地进行水资源规划和管理，必需对未来的水质和水量进行广泛而详细的预测。例如，针对水库来水水质的变化，应引进先进的监测系统对上游流域和水厂排放物进行监测，同时，对与下列事项相关的气候变化的影响也应开展研究:

(1)流域水质变化对下游水处理过程的影响;

(2)对区域、跨区域或大陆尺度的长时期空间整合进行研究，以解决极端气候变化对生态系统和供水的影响;

(3)与水量减少/水质变差相关的不确定性;

(4)温度和径流的变化对水生态系统的影响;

(5)流域泥沙输移和污染物沉积速率;

(6)包括污染物生态毒性在内的化学生物过程影响;

(7)供水中日益严重的蓝藻问题;

(8)下游水华影响;

(9)澳大利亚的水传播疾病的强度和频率。

1.4 水和能源的联系

水和能源具有固有的联系:水以各种方式产生能源，同样，能源也用于水的抽取、处理和分配。澳大利亚水服务协会(WSAA)已经认识到，为了最大程度地降低温室气体而投资，必须基于深刻理会水与能源的关系。国际水协会(IWA)也认识到能源和水务部门必须寻求联合解决方案，而不是继续单独运作，这样才能促使研制更多的创新性解决方案，以更加协同的方式来优化能源和水资源供应效率。此外，为了帮助相关领域的政策制定者，还应对将水与能源的关系扩展到水-能源-营养素的可能性和有效性进行调研，并对其互连关系以及整合模型开展研究。

1.5 水利基础设施性能

1.5.1 城市供水基础设施

为应对气候变化，关键是在城市供水基础设施方面应做好充足的准备，并进行大量的研究，制定能适应全球环境变化的城市发展政策规划。已知的气候变化和城市化对城市供水基础设施的影响有很大的不确定性，且相关资料短缺，对地下基础设施的影响则知之更少。因此面临的挑战是:研究气候变化如何对设施产生影响，如何确定今后对设施进行维修与更换。

目前正在对基础设施发生故障的原因、老化过程加速的类型及最大程度地延长其寿命的方法进行研究。

在极端气候事件发生时，主要基础设施可能会受到叠加或“连带”影响，有必要开展研究，以确定影响因素(例如风暴潮、浪涌及极端降水等多种叠加危害对沿海基础设施的影响)，同时应制定周密计划来避免这些影响。为使可能发生的连带影响降到最低，还应研究基础设施的比选方案。

1.5.2 洪水管理

可以肯定的是，气候变化会给为防洪减灾而实施的水资源管理实践造成不利影响。因此，根据实施的洪水管理方案，应对水利基础设施性能加以改进。此项活动进展顺利与否，取决于其利益相关者(即当地、州级和联邦机构)之间的协调合作程度。同时，还必需做到:

(1)针对预期极端事件，对现有基础设施的设计标准进行修改，并对其可承受的最大降水和设计洪水进行重新评估;

(2)研究连续模拟法和前期水分条件测定等新方法，用于预测设计洪水强度;

(3)研究用于气候“非稳态”新范式下的洪水风险评估方法;

(4)将气候变化的不确定性纳入到水利基础设施的设计和管理中;制定新的设计和管理方案，以应对未来极端天气事件。

目前，澳大利亚工程师协会正在考虑与气候变化相关的问题，拟对用来评估降水、径流、水资源和洪水的指导性文件《澳大利亚降水和径流》进行修订。

2 政策及规制改革

2.1 政策及规制改革

自1994年推行“水改革框架”以来，澳大利亚水利行业已经历10多年的改革，其产业结构、所有权和规制设定都发生了变化。2004年又签订了政府间“全国水资源计划”深化改革协议，旨在制定一套基于市场、规制和规划的全国地表和地下水资源综合管理系统。此外，围绕《澳大利亚饮用水指南》的修订工作即将结束，其中的大量内容已公开供公众讨论。

根据WSAA，应制定城市水务部门新的环境法规方法。目前，像污水水质标准点源法规等多数传统的环境法规是基于“单个问题”，未采用可持续性原则，所以需要制定更加完整的综合规制方法。新方法应考虑采用“生命周期”的原理，结合水利行业的目标，在环境、社会和经济发展之间寻找平衡，且今后所有的立法都应使水资源管理者能灵活应用，以适应气候变化的影响。

2.2 水的最终利用效率和需求管理

随着水的最终利用效率不断提高及水用户对水的需求减少，继续采用为用户提供优质的结合水和常规的温室气体减排措施，所得到的减排效益往往很低。因此，为了确保能够应对未来的气候变化，需要在技术、公众意识以及对水的利用效率和需求管理措施方面进行更多的研究。

减少城市供水管网中的泄漏量并加强管理，同样会有很大的节水潜力。虽然许多澳大利亚的公用事业部门已经在这方面做出了成绩，但仍需加倍努力，研究改进措施。这对农业灌溉尤其重要，有时通过输水管网、灌溉网以及农田明渠会导致大量的水流失。在这方面，针对灌溉技术的改进、抗旱作物和耕作制度，以及制定土壤水分保护措施，应提出研究程序并进行反复商讨。在适应水资源管理方面，改进计量方法也能发挥重要作用，且通过用水效率实践可以获得有效成果，确保水的可持续利用符合水共享计划和新的用水许可证条件，协助泄漏检测，促进水交易市场的发展。

2.3 水价和市场

目前必需对水费结构进行审查和改进，使其能反映水的“真实成本”，将来应以改进后的供水和用水模式提供供水服务。其他一些措施，比如扩大水交易市场，采用经济刺激手段鼓励节约用水、水资源配置改革及其再利用以获得更高的利用价值，还需要作进一步的探讨。通过制定水价和实施政策/立法改革措施，更好地理解这些为适应环境公正和社会公平而采取的措施内涵。

2.4 适应性管理及不确定性下的适应

传统的应对全球气候变化风险的战略规划方法，不具有足够的灵活性和敏锐性来及时适应新情况出现时发生的变化。为了使政府机构能更好地适应变化，需要制定战略决策支持系统或决策框架，以便能在短时间内将新的科学研究成果转化为政策。此外，为了完善适应性管理实践，重要的是，这些战略规划或决策框架自身同样也应具有适应性和及时反应能力。

考虑到供水安全的重要性，新制定的水资源管理策略必须具有足够的多样性、灵活性和适应性，这样才能应对与预测未来气候变化相关的高度不确定性。尽管最近对气候变化“不确定性”特性有了较深的认识，但还需对其作进一步研究，减少这些不确定性，尽力帮助水资源管理者适应未来不确定的水文情势变化。

2.5 可持续性适应

应尽量缩减适应和缓解全球气候变化的范围。对适应与缓解的关联性开展研究，应该能对未来的适应方式有所启示，并能使不适应的可能性减到最小。例如，作为一种适应策略的海水淡化，具有很高的能量消耗和温室气体排放强度，而这些与缓解气候变化的目标相悖。为使适应性行为可能带来的负面影响最小化，同时又能利用气候变化带来的所有有利影响，必须深刻认识适应与缓解策略之间的复杂关系。

类似生命周期评估这些可持续利用评估工具的应用，非常有助于水务部门研制适宜的可改进流程的方法和提高适应性反应能力。此外，鉴于近期专注于分散式处理系统的研究，所以必须对这些相对传统的集中供水式系统的经济、环境和社会可持续发展进行详细评估。

3 人类的适应

应在研究人员之间开展广泛的跨学科互动交流活动，并促进科学家与水资源管理者/决策者之间的交流。例如，水资源管理者必须以可用且可解读的格式，将气候模型输出，使之能兼容到资源管理模型中，并能够用于各级(区域或流域)资源管理活动。能否建立一个信息机构，充当气候科学家和水务工作者之间的桥梁，使后者参与科研开发，当然需要对其可行性进行研究。必须强化水利行业内部的知识和能力建设，使水资源管理者和具有必要技能的其他利益相关者能够更好地胜任水资源分配的管理;规划监测旱涝方案;开发更精确的长期供需预测程序;对未来气候情景进行更恰当的评价，并使其融入将来对水资源的管理活动。

必须在更广泛的社区范围内开展气候变化的适应教育并强化其意识，旨在交流气候变化影响和减少风险策略等相关的信息，以利于了解何种类型的风险最大及必须采取措施减少这些风险，从而达到改变社区不良行为的目的。重要的是，应采用既有意义又生动活泼的形式来交流这类信息，以便社区团体能够很容易地理解其背景和意义。

4 结语

人类生存以及卫生、农业、能源等部门和系统都依赖于安全可靠的水资源。由于全球气候变化，可能导致未来水文管理体制、水文情势和水质发生不利变化，从而造成重大的社会经济影响。因此，目前需要做更多的工作，以便能更好地管理风险和有关气候变化对水资源和水利设施带来的不确定性影响;同时还需要进行大量研究，为今后发展制定适应性的实施策略。本文探讨的内容，可为该领域未来工作的开展和发展思路奠定基础。