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中国工程院水资源代表团访美工作报告(全文)
    编辑:中国灌溉排水发展中心 归档时间:2002/4/3    

应美国工程院沃尔夫(Wulf)院长的邀请,沈国舫副院长于2001年8月19日—31日,率中国工程院水资源代表团刘昌明院士、钱易院士、汤鸿霄院士、王礼先教授、齐文虎研究员、王振海和徐海燕一行8人访问了美国,并取得圆满成功。

此次访问的主要目的是为了解美国水资源管理和研究方面的经验与成就,探索中国工程院与美国工程院在“水资源”方面进行合作研究的可行性(领域、途径、方式)。

一、活动安排

美国工程院对我代表团的来访很重视,指派专人负责联系、落实我代表团在美访问的各项活动,并派专人陪同。整个考察活动安排的周密、紧凑,我代表团在美受到热情、友好的接待。代表团先后访问了华盛顿美国工程院、南加州有关水资源开发利用和管理部门、加州大学伯克利分校、斯坦福大学和亚利桑纳州Flagstaff森林实验站,途中还顺访了位于加州中部的Sequoia国家森林公园。

在华盛顿,沃尔夫院长会见并宴请了代表团全体成员,对代表团的到来表示热烈地欢迎,并预祝我代表团访问取得成功。在美国工程院,代表团先后听取了美国国家研究委员会(National Research Council, NRC)“水科学与技术理事会”(Water Science and Technology Board,WSTB)、内务部垦务局(Bureau of Reclamation)、地质调查局(USGS)、农业部自然资源保育局(Natural Resources Conservation Service, NRCS)、林务局(Forest Service)、世界银行(World Bank)、国际水环境组织联盟(Water Environmental Federation)等部门对美国水资源研究、开发、利用和管理方面的情况介绍。

在南加州,代表团考察了Orange县水务局(Water District)、西湾市政水务局(West Basin Municipal Water District)、南加州都市水务所(Metropolitan Water District of Southern California)的污水处理、地下水回灌技术和水资源调度管理;在Kern县水管局 (Water Agency),代表团深入考察了“水银行”(Water Bank)和节水灌溉技术。在加州大学伯克利分校听取水资源方面的研究成果介绍,钱易和汤鸿霄院士还与斯坦福大学进行了学术交流,并考察了有关污水处理技术。

之后,代表团的部分成员还考察了亚利桑纳州Flagstaff的森林实验站,并与森林实验站和亚利桑纳大学的专家们进行了交流。

二、主要收获

通过这次访问,院士、专家们对美国水资源的研究、开发、利用、管理等方面了解了许多情况,有许多新的认识。主要有:

(一)美国水资源研究、开发和管理的有关机构

1、主要咨询研究机构

美国国家研究委员会(National Research Council,NRC)之下的水科学与技术理事会(Water Science and Technology Board,WSTB),其中,WSTB的独特地位及其工作对我们很有所启发。

2、水资源观测及信息存取机构

内务部(Department of Interior)之下的美国地质调查局(U.S. Geological Survey,USGS)。

3、水资源主要开发机构

内务部(Department of Interior,USDI)之下的垦务局(Bureau of Reclamation,USBR)。

4、其它涉水机构和单位(群团)

(1)农业部(USDA)之下的自然资源保育局(Natural Resources Conservation Service,NRCS);

(2)农业部(USDA)之下的林务局(Forest Service),负责森林水文研究;

(3)国际水环境组织联盟(Water Environmental Federation);

(4)世界银行(World Bank)资助执行的有关水资源项目。

5、水资源管理的基层单位(以加州为例)

(1)加州水资源局(Department of Water Resources,DWR)

(2)南加州都市水务所(Metropolitan Water District of Southern CA),下属27个单位(members),其中:

˜ 12个都市水务所(MWDs),如MWD of Orange County;

˜ 14 个成员城市(Member Cities);

˜ 1个水权机构County Water Authorities of San-Diego。

(二)美国国家科学院联合体(National Academies)及水科学与技术理事会(WSTB)

1863年,由美国国会通过的法案授权,美国总统林肯签署命令成立美国国家科学院,其性质是民间非盈利的杰出科学家与工程师社团。今天的国家科学院联合体由国家科学院(National Academy of Sciences, NAS)、国家工程院(National Academy of Engineering, NAE)、医学研究院(Institute of Medicine,IOM,成立于1970年)和国家研究委员会(National Research Council,NRC)共同组成,其总部位于华盛顿特区宪法大街2101号N.W.,它的前方是林肯纪念堂,后面与美国国务院大楼相毗邻,地理位置优越,显示了重要的地位。国家工程院成立于1964年,是一个独立的非盈利机构,为联邦政府提供咨询服务,同时还从事独立的研究工作。在为联邦政府提供咨询服务方面,与美国国家科学院共同分担责任。国家研究委员会(NRC)成立于1916年,为一永久机构,是组织两院对国家咨询服务的主要执行机构。

在NRC之下的水科学与技术理事会(WSTB)成立于1982年,其目的是在美国国家科学院和国家工程院的支持下,完成有关水资源方面的研究,促进水资源有效管理与开发利用方面一些重大的科学与技术基础问题的解决。为履行职责并遵从于国家利益,WSTB负责对涉及水资源方面一些具体的和宏观性的问题进行评估和咨询,提出有关水资源方面的研究课题,协调NRC内部各研究项目之间及NRC之外研究机构在研究水资源问题上的合作。WSTB的研究函盖了水资源各个方面的问题,包括与水资源有关的科学、工程、经济、政策、教育等各方面及社会问题。

WSTB目前已经提交的研究报告除“美国21世纪水资源研究议程展望”外,还有40余种;目前正在开展的研究项目12项,计划立项研究的已经有7项。

(三)美国21世纪水资源研究议程

WSTB提供了《21世纪水资源研究议程展望》的全文本,主要标题如下:

1、水的可及性、数量与质量

(1)供水促进(Supply enhancing)技术的开发;

(2)水质:基础与应用研究;

(3)水文预测(forecast)和预报(prediction);

(4)水文数据的需求。

2、水的利用

(1)工业性用水的决定因子(determinant );

(2)农业用水;

(3)环境用水。

3、管水机构

(1)有关法制和政治问题;

(2)经济机构;

(3)浮现的社会科学问题。

另外,标题之下分解出43个研究课题。通过这个材料,我们可以对美国当前主要关心的和要开展研究的有关水资源问题有所了解。

(四)南加州水资源开发利用与管理

美国在20世纪前期,对待缺水的策略只是开发供水扩大取水量,修建水坝水库。后期则更多注意需水的调度管理。传统的供水模式对环境的负面影响使人们更清楚地认识到,需要更系统、综合、协调地处理缺水问题。目前美国同样强调水质与水量的综合关系,认为水质会决定水是否适用于某种用途,水质污染同样使水资源衰竭。因此,水质的处理和再生在缺水地区占有十分重要的位置,水量和水质的集成管理将会改进国家水资源的基础设施以适应21世纪多方面的需求。

南加州地区水资源开发、利用与管理是此次出访的重点考察对象之一。代表团在南加州访问期间,先后考察了Orange县水务局和西湾 (West Basin)市政水务局(MWD)的污水处理与回灌(回注)技术、Tillman污水处理厂、南加州都市水务所(MWD)、以及Kern县水管局的水银行和农业节水技术等。在考察中,院士、专家们深深地感到美国的水资源开发利用程度非常高,水资源的管理体系十分完善,90%的污水得到了处理,而且处理后的污水得到合理地利用。

1、污水处理与回用

Orange县是加州南部靠近洛杉矶的一个县,年降雨量只有330-380毫米的县,人口约250万,气候干旱,水资源短缺。该县西北部的需水量占全县需水量的75%,主要是由地下水供给的,而地下水的补给源是Santa Ana河。1999年,该县地下取水总量达到120万M3/日。早在1956年人们就发现,由于大量开采地下水,使地下水位降到低于海平面之下,造成太平洋海水入侵内陆海岸带达到5英里, 急需加以防治。他们利用当地有利的地形和地质条件,将当年剩余的水资源和将污水经处理后的达标水,甚至从其他水务局购买质高价低的水,采用河道与人工湖渗入、竖井回灌等地下水回灌技术,回灌到地下,储存在近地表的含水层中,形成地下水库。这样不仅保存了珍贵的水资源,避免了无效蒸发,做到水资源的多年调蓄,使当地产水量达到总用水量的75%,并保证了水的年度和年际的稳定供给;同时,也防止了由于开采地下水而引起海水倒灌。在该区,地下水价只是地面调水的三分之一。

Orange县地下水补给系统是由水务局(Orange County Water District ,OCWD)和环卫局(Orange County Sanitation District,OCSD)两个单位联合构成。OCWD主要负责管理和保护地下水源、水的深度净化和回注系统。OCSD主要进行市政废水处理和地下水的地面渗透回灌系统。

OCSD系统收集全县20余个市镇排放的市政废水,应用比较传统的二级生化处理工艺,水质达到排放标准后,一部分送如OCWD进行再生处理,其余水则实行地面渗透回灌。该系统利用Santa Ana河6英里长的天然河段和14处池湖作为渗透处理回灌场。各回灌场定期轮换放空,并用专门的浮船式刮沙机刮去回灌场底部的沉淀物(可作建筑材料),以提高渗透率。

OCWD系统成立于1933年,60年代中期兴建水再生处理厂,如著名的21水厂(Water Factory 21)。它把OCSD系统处理的市政废水作为再生水源,进行深度净化,经过混凝、沉淀、加石灰除氨、加二氧化碳中和、双层滤料过滤、加氯、反渗透,部分经活性炭过滤等工艺,将水处理到全部指标满足加州饮用水水质标准后,再回灌至地下含水层。这样既能阻挡海水入侵,又可以补充地下水源。该厂的生产过程包括反渗透处理水1.89万M3/日,碳吸附处理水3.40万M3/日,共5.29万M3/日,再加深井水3.25万M3/日,共送出8.54万M3/日,并已成功地运行了二十六年,水质要求能够保证。90年代以来,该厂在一些国际公司的参与下,进行了革新工艺的研究试验。新工艺的流程将大大缩短,运行管理的稳定性相应增加,出水水质能够有所改善,运行费用大致相当。此新工艺有望在2-3年内投入运行。

西湾市政水务局(West Basin MWD)原只是一个给水系统,把大都市水务局的来水分送给185平方英里的17城镇,服务人口83万,用水量约72万M3/日。1987-1992年干旱时期决定建立水循环系统,1994年建成处理厂,送循环水约7万M3/日,相当于用水量的10%, 现已成为美国最大的水循环再用系统。该系统的再生废水处理厂的流程与奥兰治县OCWD相似。其废水来自洛杉矶Hyperion废水处理厂的二级处理废水,经前处理、过滤及微滤、反渗透等流程成为再生水。该区再生水的用户总数已达134个,回用对象不同,相应处理程度也各不相同。归纳起来,回用的对象、水量及其处理程度是:

(1)农业及绿化带灌溉水,水质要求达到加州规定的Title 22标准,其处理工艺包括:絮凝、过滤、消毒。回用水量约为每天11.35万M3。

(2)炼油厂和汽车工业冷却水,需要对符合Title 22标准的水再进行硝化处理,除去氨氮。用水量约为每天3.8万M3。

(3)回灌地下含水层作为阻挡海水入侵的屏障,水质要求达到饮用水标准,处理工艺有两种:传统工艺为除碳酸、加石灰、絮凝、加二氧化碳中和、过滤,此部分水量约为每天1.9万M3。新工艺则包括:微过滤、反渗透和消毒等步骤,此部分水量约为每天0.9 M3。

(4)汽车厂锅炉补充水,水质要求与回灌地下水相同,回用水量为每天0.8万M3。

(5)送往Carson地区其他回用设施的水,水质要求与灌溉用水相同,回用水量为每天1.9-3.4万M3。

Tillman水再生厂(Water Reclamation Plant, WRP)是洛杉矶四个污水处理厂中的一个,以水再生而著称。它处理25万M3/日的市政污水,转化为再生水,提供灌溉、工业、园艺等使用。其处理流程是典型的活性污泥法,包括:一级机械处理去除粗颗粒及沉淀物、二级曝气池生物氧化处理,三级双层滤池深度净化,氯化消毒后,达到加州Title 22再生水质标准。

处理厂附设实验花园,按日本国的风格建设,有湖池、茶亭、桥、树木、花草,成为优美园景,可供游览。湖水及植物培育皆用再生水,作为展示景观,并可监测研究再生水的功效。该厂再生水已引入若干湖泊,然后再排入河道。除灌溉、植被喷洒外,再生水还用于工业冷却水、化学品稀释水、泡沫喷洒水、消防用水等,也作为地下水补给回注。

从以上考察的几个典型例子可见,美国对污水再生资源化十分重视,也做出不少成绩。除了复杂的地下水回灌技术外,地下水—地表水—回灌水联合控制中心的实时调度是系统高效运行的保证,并使该系统成为美国最复杂而有效的地下水回灌系统之一。对于污水再生回用,美国的公众起初也有疑虑,但通过宣传教育,多数人认识到水是宝贵的自然资源,将污水经过处理回用于各种目的,已经被较多人所接受。

2、节约用水

大都市水务局供给6个县的用水在20年内预计将从43亿M3/年增加到60亿M3/年,而供水难以相应增长。因此,除了发展水再生、水循环、地下水回注等系统外,还推行节约用水计划。该管区内到2020年的水再生回注量要达到6.2亿M3/年,水务局投资8.9亿美元,地区投资41亿美元;而节水量要达到13.2亿M3/年,水务局投资5.8亿美元,地区投资13亿美元。节水量是回水量的两倍,而投资只为其38%,可见把节约用水放在相当重要的地位。

该项目节水计划内容十分广泛,包括用水管道和器具的改装,灌溉和植被喷洒的改良和节水回报奖励计划等。从当前各县人均用水量状况看,Oakland为647升/日, Fresno为977升/日,Sacramento为1025升/日,而Angelenos则只为587升/日,由此认为节水的潜力还是很大的。由于水回用和节水计划的实施,管区内近期已减少输入水量8.77亿M3/年,相当于洛杉矶市全部需水量。

节水计划中有很强的经济鼓励策略:

(1)对于家庭包括:把1992年前的卫生便器换装为6升的节水便器,可得60-75美元的回报。购买新的节水节电洗衣机,可得85-150美元的回报,由水和电管部门共同支付,等等。并进行庭院节约用水的技术培训。

(2)对于商业单位包括:卫生便器置换回报60美元,每个置换为自闭式喷头回报50美元,装设电导控制冷却塔回报500美元,装设投币式水平轴洗衣机回报100美元。某个100房间的旅馆若完全改装完毕,可得回报6000美元,并节省每月190M3的用水。

(3)对于工业单位包括:工艺过程改进5年总节水量超过1.2万M3的,每1235M3 (1acf) 可得奖励154美元。例如,某印染厂工艺改进投资75万美元,节水38万M3/年,5年节水190万M3,则可得奖励23.6万美元。

3、水银行(Water Bank)

Kern县位于加州中央河谷的南部,是重要的农业经济区。该地区处于丰水与干旱交替地带,地下水库则可在旱年供水并可避免地面水库的大量蒸发,还可保持湿地的生态恢复,成为加州水资源平衡体系中的重要环节。该县在1995年加州遭遇连续5个干旱年之后提出并设立了水银行,其目的是为了尽可能地提高雨水的截留率和利用率,尽可能地发挥北部来水的作用。水银行与金融界的商业银行类似,可以存贮与提取水资源。水银行向水权的自愿出售者买水,并配给城市与农村用户的急需、鱼类与野生生物的需求。水权拥有者可以将富余的水出售或存入水银行(地下水库),需要水的用户可以从水银行提取水资源。

Kern县水银行实质上是Kern县“水务局+公司”的联合组织,它包含5个水管区和1个总公司,管辖面积2万英亩。所谓水银行是指地下水库,座落于Kern河(一条内陆河)冲积扇蓄水层,水容易渗入和抽取回用。水的来源除Kern河外主要是加州水工程(SWP)的输水管及渠道。其蓄水能力至少有12.35亿M3,目前已蓄水10.7亿M3,抽水能力达到约3亿M3/年,成为世界上最大的地下水银行。其“水银行”的概念包括了水权分配和管理、工程措施及运行等一系列措施的先进做法,以实施地表水与地下水的联合调度,并已收到了良好的成效。

向地下蓄水是利用蓄水池渗入,用水则由井抽取,各池相互以渠道连通成为整体系统。80口抽水井分布在整个水银行地区,井深度为700-900英尺,每口井产水2-10M3/分。井及附属设施及6英里渠道和17英里管线共投资2500万美元,保证了3亿M3/年的回用水。在大力推行节水行动计划的同时,保证了该地区的城镇、市政和工业用水、农业灌溉用水、游览和渔业用水。其水质均符合加州标准,如总溶解固体(TDS)含盐量为220mg/L, 而加州水工程的来水TDS为240-325mg/L, 饮用水标准为500mg/L。Kern县水银行的具体做法和经验是:

(1)明确水权,原则是具有土地权的个人和单位具有其邻近的地面水和覆盖的地下水权,水量按照其从事的经济活动决定。

(2)用水户应进行有计划用水,并将用水计划报告“水银行”和“水务局”。

(3)雨季时尽可能将雨水通过渗透床渗入地下,储存在“水银行”中。

(4)上游来水超过计划用水量时,将剩余的水引入渗透床渗入地下,以增加水银行的储水量。

(5)经过三级处理的城市污水也可送入渗透床渗入地下,由于有土壤层的过滤和土壤生物的净化作用,污水能够得到进一步净化。

(6)缺水年份和缺水季节可根据需要将地下水抽出,供给当地用户和送至下游洛杉矶市。

(7)水银行的实施对生态环境起了良好的恢复作用。1991年前,该地区1.7~2万英亩的湿地进行了大面积开垦。实行水银行计划后,流域生态得到恢复,生长了杨树、柳树及其他湿地植物,有40种水鸟栖息,草原动物也繁殖起来。满足加州环境质量法案的要求。

4、水资源的管理

在美国,水资源属于州所有,拥有河流经过的土地所有者有可继承的水权,水权可以交易。水可以跨区购买,不同地区、不同质量的水有不同的市场价格,随行就市。这些情况给水资源管理增加了复杂性和难度,但是从了解的情况看,它们的管理系统是行之有效的,其有效性基于一个符合美国国情的水资源管理体制。

美国的水资源基本管理单位是地区的水务局,它不是一个政府部门,而是一个公众代理机构。它由自愿加入的市级和社区的水务机构组成,其董事会由选举产生。如南加州都市水务所(Metropolitan Water District, MWD),成立于1928年,当时有13个市的水务机构组成,通过加州立法机关认可,并规定它的任务是“向服务区提供高质量的、足够数量和可靠的水供应,在保证环境和经济可行的条件下,满足当前的未来的水需求”。该水务局相当于水批发商,它从加州水管部门购买水,售给下属的各市、社区的水务局,它们或者是下一级的批发商,或者是水的零售商。大区水务局还有权向区外销售多余的水。这样它实现了水资源的基层综合管理体制。美国的联邦政府对水资源的管理是一种分散管理的体制,例如,地表水和地下水由两个政府部门管理,涉及所有的有关水的管理部门多达5个。但是地方一级实行的市水的综合管理,各区的水务局将地表、地下、废水、生态环境用水、城市供水、工业商业用水等统一管理,这样他就可以实现各种水资源的联合调度,实现水的自由分配。尽管水务局是各地方相应机构自愿组合的管理组织,但是通过立法,使之能够保证管理的顺畅运行。这种国家级分管,地方级综合管理的体制值得我们借鉴。

美国是一个高度市场化的国家,市场驱动机制可以说是无所不在。仍以南加州都市水务所为例,它每年从科罗拉多河调水是有偿的。它的系统中的水库、水坝、输送、抽取地下水、废水处理、地下水回灌和回渗等都是有偿的。每年根据下级水务局提出的用水需求计划和水源供应情况,利用水调控模型做出合理地调度、分配,并用同一个模型进行实时调控,以满足用户的需求。这个系统顺利运行的基本条件之一就是实行市场化的管理,水资源按质和其他成本论价。例如,废水经过处理达标后买给一个企业,价格低于天然高质水,使得废水处理有销路,保证废水处理厂的正常运行。同时,水务局也购买经过处理的废水,用于地下水的回灌,这也是废水处理厂得以运行的条件,并促使处理的废水达到必须的标准。对于小的用户来说,例如农民购买农田灌溉用水,他们必须根据农产品市场和生产成本决定种植的品种,使用测土灌溉和施肥的方法尽量节约用水。水资源的市场化经营促进了产业结构的调整,农田灌溉用水成本增加使灌溉用水不断减少,工业和城市用水比例不断增加,农业结构也向高产值方向调整。同时,由于经营水也是一项有利的事业,促使了水管部门不断开源。

市场机制的运营,使得对水资源供需的调控不再是简单的“以需定供”或“以供定需”,而是通过市场调节的供需动态平衡过程。水资源的市场化管理使得水资源的开源和节流都变成了自觉的行动,反过来它又促进了水资源的持续发展,形成良性循环。我国水资源的市场化运营才刚刚起步,美国的经验很值得我们借鉴。

5、体会和看法

通过对美国南加州地区水资源开发利用情况的实地考察,院士和专家们感到有很大收获。在污水资源化和地表水与地下水的联合调度以及节约用水方面有很多值得我们学习的经验,当然也必须看到,我国有自己的特点,不能照抄硬搬。例如:

(1)我国目前城市污水处理率很低,首当其冲的任务应是迅速提高城市污水处理率,切实保护水资源;同时应尽可能在缺水地区推广污水资源化;

(2)我国经济条件比美国差,应尽可能采用低造价、低运行费用的污水处理技术,如天然条件下的生物处理技术等;

(3)在考虑污水资源化时,应尽可能做到优水优用,劣水劣用,以降低污水处理程度,节约污水处理费用,如应优先考虑将处理后的污水用于农业和绿化带的灌溉,省去三级和更高级的处理;

(4)Orange县在将处理后的污水回灌至地下含水层前,采用了反渗透等高度净化技术,除去了水中的绝大部分离子,实际上地下含水层中的水含盐量很高,这样的处理可能是没有意义的过分处理。我们不一定采取这种做法。将处理后的污水经过土壤过滤层下渗至地下,相当于增加了天然条件下的一道处理工序,这种做法则值得仿效。

(五)中亚利桑那州高地的森林水文实验研究

在考察了加州的水资源利用与管理之后,沈国舫院士、刘昌明院士、王礼先教授和王振海高工还利用较短时间对位于亚利桑那州中部高地的森林水文实验地进行了考察,陪同考察的有亚利桑那大学的P. F Ffolliott教授及落基山森林实验站的M. Baker教授。考察所得印象简介如下:

1、中亚利桑那高地基本情况

美国中亚利桑那高地是有着独特的生态、地理、气候和地势的地区,是北部科罗拉多高原与南部响音沙漠之间的一个多变生态交错区。在气候特征上,表现为冬、夏降水,春、秋干旱。冬天降水,经常是与来自太平洋西北部的锋面风暴有关的高海拔降雪,多云天很普遍,降雨一般分布范围广,但强度相对较小。夏季降雨的水汽来源主要是墨西哥海湾,表现为夏季暴风雨,主要是对流雨,通常剧烈且集中,但范围不大。冬季雨相对于夏季雨来说,每年出现的时间和雨量变化比较大。但是,降雨的年际变化随海拔高度的增加而减少。

中亚利桑那高地的植被类型主要有混交松林、西黄松林、山区草原、矮刺柏—偃松林、灌木林。生态系统中还包括少量水面、各种狩猎动物、鼠类及多种鸟类等。

2、中亚利桑那高地流域研究的目的

整个亚利桑那和美国西南部,由于农业和城市化的发展,地下水开采量增加,导致地下水位的持续下降,同时反过来又影响到地区经济发展。针对这种情况,最初中亚利桑那高地的研究重点是:探讨通过森林、林地和灌木林的植被控制来增加产流量的可能性。在20世纪50年代末和60年代,美国农业部林务局(USDA Forest Service)及其合作者主要研究在控制和试验条件下,清除、减少和转变植被对产流的影响。组成了名为Arizona Watershed Program的研究网,在20世纪60年代、70年代和80年代早期,曾是亚利桑那高地流域研究的重点。

对试验流域的植被控制不仅影响产流,而且影响所有其它自然资源量和该区森林、林地及灌木林的开发利用。因此,USDA Forest Service及其合作者扩大了研究计划,还评价植被控制对生态系统多种应用价值的影响。

3、中亚利桑那高地流域研究内容及成果

中亚利桑那高地流域研究最早开始于1925年,由美国农业部林务局建立Summit Plots,主要研究植被恢复、力学稳定和地表覆被变化对林地径流量和泥沙量的影响。Summit Plots建立不久,在1932年5月,USDA Forest Service确定了研究区域—Park Creek Experimental Forest。在1938年4月,该森林试验区被扩大,并重新命名为Sierra Ancha Experimental Forest。

其它的研究开始于20世纪50年代末,是在Tonto Basin西部的灌木林区建立起Three-Bar流域之后。Southwestern Forest和Range Experiment Station的最初研究目的是:研究气候与土壤、地形与地质、自然条件、环境条件及流域植被利用的相互作用对径流、土壤侵蚀、洪水和沉积的影响。

中亚利桑那高地植被类型的研究得到了不断发展,取得一大批研究成果。大部分已从单一资源的评价(增加产流)发展到综合考虑植被管理措施的多重收益评价。研究说明了通过管理植被可以在一定年限内增加产流,同时又可提供木材、草料、娱乐、野生动物等多种应用价值。其全部研究工作的意义不只在亚利桑那或西南地区,而是整个国家,某种程度上,还具有世界意义。现今,高地研究项目的结果正在被用到整个世界。

代表团在原来的访问计划中还包括考察位于美国东部Appalachian山脉的Cowetta森林水文站,后因日程太紧和不顺路而未成行。代表团回国后利用本项目组其他成员访美之机收集了Cowetta站的一些研究成果,可与位于西部落基山脉南端半干旱区的Flagstaff水文研究成果相对照分析。初步分析表明,西部水文研究成果显示了相同的规律性和趋势,即对森林植被的调控可以在一定年限内增加产流量,有的试验显示的增量还相当大。这些研究成果都对我们有一定的启示。

三、与美国工程院开展水资源方面合作研究的可行性探讨

从这次访问所了解的情况看,中国工程院与美国工程院在水资源领域开展合作研究是有可能的。美国工程院有诚意,也有实力,主要实力就在于他们有一个(实质上是其下属执行单位)水科学和技术理事会(WSTB)及在全美工程科技界的广泛联系。美国在水资源开发利用和管理方面有许多先进经验值得我们学习,但中美两国的国情和水情又很不相同。在总的发展战略方面可以从美国方面得到启发,但我们要更多的独立思考。在水问题的一些具体领域,如:污水处理和再生,水土保持工程等方面中美双方的一些单位已经有或正在执行合作项目。对于中国工程院的地位来说,比较适宜的合作领域可能是某个特定区域(如:西北干旱半干旱地区)或特定流域(如:黄河流域或塔里木河流域)的水资源问题,探讨可以采用互访、考察及开设联合论坛等方式。9.11之后美国工程院正忙于一些反恐怖有关的事务,待形势稍定,可以考虑请美国工程院派一个代表团来我国访问并进一步商讨合作事宜。

中国工程院“水资源”访美代表团

二○○一年十二月二十八日

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