2013年6月

      摘要：气候变化、可持续发展、能源和自然资源消耗、温室气体排放、自然灾害及其管理等应作为彼此紧密关联的课题予以研究。气候变化业已成为现实，如果全球温度继续大幅度上升，将会对人类造成极大且不可逆转的影响，而这种影响也很可能由于极端天气事件（如洪水、风暴、干旱等）频率和强度的不断增加而增强。因此我们需要转变发展模式，开发创新的解决方案，并充分认识到行政措施和有效治理以及与利益相关者紧密合作的重要性。社会各界和工程部门所面临的挑战就是要开发增强自然灾害抵御能力的应对系统，同时强化可持续性，减少能源和自然资源的使用，而降低能源和自然资源消耗对于城市和建筑部门尤其重要，其持续的进程也应予以报告。

      艾克·凡德·普特博士在毒理学/环境、工业污染控制和机构发展领域具有30多年的项目经理和专家经验。自1985年以来，他领导了欧洲、中东欧、亚洲、中东和拉丁美洲的多学科和跨国项目。他曾担任欧盟-法尔计划“区域环境准入项目”（REAP）的组长，以及EUROPEAID / AC-IMPEL环境监察员项目的团队负责人/培训师，为新加入欧盟的10个国家服务。他是欧盟资助的区域环境准入网络（RENA）的小组负责人。
      他是国际咨询工程师联合会（FIDIC）可持续发展工作组的成员，也是FIDIC环境委员会和欧洲咨询工程师联合会（EFCA）的前主席。他代表FIDIC在联合国环境规划署可持续建筑与气候倡议，并在2008年-2009年担任理事会主席。他是EFCA在欧洲标准化委员会建筑工程可持续性技术委员会（CEN TC 350）的代表。

      2000-2008 年期间，全球受自然灾害影响的人数达20亿，其中死亡人数77万，造成经济损失达8,350 亿美元。大多数灾害（90%）与极端天气有关（图一）。尤其值得关注的是，最近几十年里灾难日益增多（图二），而且越来越多的证据显示，气候变化是强风暴、强降雨和热浪等极端天气的重要诱发因素。其他影响因素还包括住宅区无序扩张、环境恶化及灾害频发地区的人口增长等。这里我们还须认识到，世界大多数的人口都居住在城市，而他们中的大部分又将聚居在江河三角洲地区。  

图一：卡特里娜飓风造成的新奥尔良洪灾地区（来源：美国陆军工程兵团部门间性能评估特遣部队）

      人们正在开发各种战略规划以保护这些三角洲地区，也在考虑由于气候变化引起的海平面上升的风险。总的来说，传统的防御系统将不再能够满足未来的需要，或者说，其运营和维护成本过于昂贵 ( 如加高河坝、堤岸等 )。人们正在探索一种新的可能，而新的可能从根本上要求建筑扮演顺应自然的角色而不是对抗自然的角色。防止水灾将会是基于各种传统的和创新的防洪设施的有机结合，这将视其成本、风险和受灾脆弱性而定。荷兰 2010-2100 年期间实施应对气候变化与海平面上升的国家三角洲防洪规划，其成本估计为每年10-15亿欧元左右(图三)。

      人类易受自然灾害的脆弱性往往是多种风险的结果。自然灾害的影响会因人类活动的因素（如灾害易发地区社会经济的集约型投资、建筑技术标准不完善等）而加剧；反过来说，自然条件也会加重技术风险，因为技术影响会与自然影响叠加（火灾导致停电、洪水引发化学污染)。
      灾难的潜在影响取决于各个地区和国家的受灾脆弱性和抵御能力，不同灾害对于人口的影响也因灾难类型的不同而有所不同。在欧盟，自2000年以来因极端气温导致的灾害造成 7.5万多人死亡，占因灾害造成死亡人数的95%。其中76%的死亡发生在法国、意大利和西班牙。洪水在 2000-2008年间夺去了524人的生命，波及范围广，造成了很大的经济影响。易受洪灾地区以罗马尼亚为首（死亡人数占38%），其次是意大利（15%）和保加利亚（15%）。
      随着气候变化的来临和极端天气事件的增多，社会各界和工程部门面临许多新挑战，我们需要建设能够增强自然灾害抵御能力，同时符合可持续发展要求的应对系统。从根本上来说，我们需要一种新的观念（“发展模式转型”），它不仅整合了新技术和创新理念，也充分考虑了管理中的各种行政措施。因此，可持续发展以及适应和减缓气候变化的各种举措是发展模式转型的重要决定因素。

发展模式转型和创新解决方案范例举要

      废水处理和卫生设施的发展模式转型
      目前的集中式污水处理系统缺乏资源修复能力，需要我们转变观念，需要向基于源头分离、资源修复和再利用的分散式处理系统过渡，分散式处理系统可以降低遭受自然灾害的脆弱性（节点式系统）。
      分散式废水处理可节约用水、节约能源和营养物质
      传统的集中式废水处理系统需要大量的金融投资及相对较高的维护和运营成本，这些成本是发展中国家建设和运营集中式卫生系统的一个障碍。不过，工业化国家在维护和运营下水道系统和处理厂方面也面临巨大问题。在拉丁美洲，收集起来的废水实际上只有不到20%是经过处理的，而在欧洲540个主要城市中，只有79个拥有先进的三级污水处理设施，223个城市拥有二级处理设施，72个城市拥有不完善的初级处理设施，168个城市没有废水处理设施或具有未知形式的废水处理设施。
      除了考虑成本之外，传统的冲水卫生系统另有其根本缺陷，运输废水的能源需求相对较高。由于使用水来运输废弃物，这些系统需较高的水耗，因此不适合缺水地区长期使用。这已导致很多地方对于有限的可再生水资源的过度开采。
      一个更根本的问题是传统的集中式系统无法帮助排泄物和废水中的常量营养物质和微量营养物质进行再利用。营养物质恢复和再利用能力的缺失导致营养物质从农田通过人类向接收水体的线性流失。
      新型废水处理系统包括各种形式的营养物质回收，其方法是通过废水源头附近的专用房屋或装备有分散式处理单位的厂房对废水进行分离。
      在许多工业化国家乃至发展中国家越来越多的项目开始应用分散式系统对营养物质进行回收和再利用，并减少用水量（图四和图五）

图四：黑水(粪便)+厨房废水与灰水的分散式收集、运输和处理系统

      分散式废水处理厂可降低遭受自然灾害的脆弱性
      公共财产通常包括在设计上能够在洪水或飓风中免于损坏的重要设施。
      提供公共卫生和安全的供水和废水处理设施就属于此类关键设施。
      在洪灾地区，污水处理往往要等到最后才能得到解决，因为污水处理厂都处于全市最低点，位于最深的水位。卡特里娜飓风过后，人们最担忧的问题之一就是直接接触洪水而传染胃肠疾病。新奥尔良的两个污水处理厂遭到了飓风的损坏：一个是拥有120万个用户的大型设施被水淹没，另一个是位于密西西比河西岸的小型设施受到飓风的严重破坏。
      一般来说，传统的集中式污水处理系统相对于基于分散式单位的节点式系统更容易受到灾害的侵袭。
      分散式系统由于具有多元化处理单位，又便于维修，加之其他有利因素可比集中式的系统更具抵御能力，但是，技术的选择和当地条件会影响其相对抵御能力。
      分散式处理系统的维修比集中式系统更简单、快捷，因为集中式系统需要更复杂或更昂贵的设备和专业知识。
      然而，分散式污水系统并不是万能的，恰当的选址、维护、管理和监管对于保障其类似于集中式系统的可靠性是非常必要的。

防洪模式的转变

      防洪的发展趋势正从“安全——故障型系统（着眼于近100%的保护系数）向故障——安全型系统（一旦发生洪灾损失可降至最小）转型”，同时也从建筑对抗自然型向建筑顺应自然型过渡。这一趋势可从江河流域管理以及三角洲地区管理上看出。
      三角洲地区
      在三角洲地区，人口和经济的发展使需要提供服务和保护的人数和经济活动有所增长。与此同时，由于海平面上升、软土沉降，以及空间和环境压力的增加，三角洲地区的受灾脆弱性在上升。应对日益增长的受灾脆弱性主要有两种选择：
      1）调整土地使用和用水措施
      2）调整基础设施
      荷兰一直以来都注重通过防洪设施进行防洪，目前的洪水风险管理的目标是减少洪水概率和洪水的影响（包括伤亡人数和经济损失）。另外，英国也针对空间发展和洪水风险制定法规：《第25号规划政策声明》（PPS25）。PPS25 的宗旨是保证在规划过程的各个阶段都考虑洪水的风险，以避免洪灾风险地区的不恰当开发，并指导开发商规避高风险区域。PPS25 定义了何种类型的土地使用与特定的洪水概率之间的关联性。

      三角洲地区的大量基础设施已经存在几十年甚至几个世纪了，修复基础设施为强化其功能开辟了新的机遇。成功的范例有：传统的路堤设施开始向日本式超级堤坝过渡，以及遵循创新型自然开发和能源生产观念重建了荷兰艾塞尔湖的拦洪坝。
      顺应而非违背自然的发展新观念也逐渐出现。
      众所周知，防御风暴和洪水的侵害主要靠三角洲地区的生态系统，它包括红树林、珊瑚礁、沙丘系统和盐沼，而且还包括沿海森林、海草床、潮间坪和环礁湖，这取决于所涉及到的三角洲的具体情况。人们正在利用生态工程开展诸如红树林恢复项目一类的生态系统恢复活动。最近所采取的保护沿海地区免受侵蚀的措施就是软工程技术的应用，如海滩、海滩沙营养的利用。目前荷兰正在研究一种被称为“超级营养品”的新方法。
      江河流域
      我们使用江河来满足我们的经济需要已经有好几个世纪了，这导致了江河支流的标准化和运河网络的形成。河堤和窄化的漫滩阻碍了水和冰的快速排放，增加了洪灾风险。在过去的几十年里，此类河流工程措施所带来的不良后果日益凸显，尤其是遇上气候变化带来的高峰排放期。荷兰一改过去提高和加固沿河堤防的老做法，代之以一种新方法为江河提供了更多的空间。这种为江河提供更多空间的政策包含一系列广泛的措施，如降低洪泛区、兴建边沟、降低防波堤、河道疏浚和调整堤防等。加固堤坝成了最后的选项，只有在其他干预措施被证明在技术或经济上不可行时才使用。

城市基础设施和建筑的发展模式转变

      城市基础设施和建筑要求我们采取多功能的综合举措。城市建设正朝着可持续、气候友好型 (即节能型) 和气候适应型 (即灾害抵御型) 的方向发展。
      可持续建筑
      建筑部门导致了三分之一的能源消耗和相应的温室气体排放，这无论是在发达国家和发展中国家都是如此。能源主要消耗在建筑使用阶段的供暖、制冷、通风、照明、家电等。只有较小的一部分能耗，通常在10-20%之间，是用于材料制造、施工和拆除等。
      建筑部门大幅减少能耗的潜力是巨大的。以目前得到验证和商业上可行的技术，在无需显著增加新建筑或改造项目投资成本的条件下新老建筑的能耗均可减少30-50% 。比较典型的技术有：提高绝缘性能、低能耗的电器设备和冷却/加热系统、智能设计，以及鼓励建筑用户节约能源的激励机制。联合国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第四次评估报告指出，建筑业不仅在大幅度减少温室气体排放方面具有最大的潜力，而且这种潜力相对独立于实现每吨二氧化碳当量减排所需的成本(图六)。

      走向可持续和节能建筑的大趋势已清晰可见。
      联合国环境规划署报告对此作了概述。
      建设可持续、气候友好型和气候适应型建筑
      众多的城市都已采取行动减少温室气体排放，其他的城市也已提出建设可持续建筑的倡议，譬如德国汉堡市就设立了一个特别奖励机制——“港口城市生态标志”。
      如三角洲这样的易受灾地区，人们正采取多功能的综合措施，这一趋势也已清晰可见。
      范例：鹿特丹气候倡议(RCI) 和鹿特丹应对气候变化 (RCP) 规划。
      鹿特丹气候倡议(RCI) 侧重于解决气候问题 (减缓) 的基本措施。荷兰鹿特丹的主要机构，包括鹿特丹市议会、鹿特丹港口等制定了他们自己的共同减排目标，即到2025年二氧化碳排放量比1990年减少50%。这个目标提出的减排比例是非常必要的，因为到2025年荷兰要实现欧盟为荷兰整个国家提出的减少30%排放量的目标。具体措施包括：使建筑部门到2025年所有房屋和建筑都达到能源中和，工业措施包括碳捕获与存储，以及包括使用更清洁燃料和替代车辆的运输措施。
      RCP的目标是应对气候变化，它与侧重气候变化缓解措施的RCI 是互补的。
      RCP气候变化应对措施举例如下：
      建设绿色屋顶
      建设水广场
      缓解城市热应力 (例如：通过提供遮阳设施和冷却系统 )
      建设、蓄水和水安全方面应用创新理念的适应方法。

图七：绿色屋顶—荷兰代尔夫特图书馆。具有绝缘性能、冷却系统更佳，吸音性能更强的优点。绿色屋顶还提供了雨水收积池的便利条件。 

      与民间社会互动
      不能单靠技术解决方案提高抵御自然灾害的能力。一个重要的，也许是最重要的因素是做好包括三角洲和城市在内的易受灾害地区的管理工作。这些地方往往存在很多经济和生态上的利益冲突，而应对这些挑战的关键在于找到一个多赢的解决方案。

行政措施

      那么三角洲地区及其城市如何避免灾害并用好这些机会？越来越多的人倾向于从改进行政手段方面找答案。“行政手段”一词逐渐被大家理解为政府责任和公民参与两方面的含义。一般来说，它指地方政府在与其他公共机构和社会各界合作中以合作、透明和负责的态度有效应对当地需求的过程。良好的行政手段对于包括三角洲及其城市在内的自然灾害频发地区的未来发展是至关重要的；然而，它的关注点和规划视野必须超越当前的需要。
      三角洲及灾害频发地区的城市需要一个达到预期目的的长期战略。
      各级政府与部门的合作
      预防是灾害管理周期的一个组成部分。通过采取旨在预防灾害及其影响、加强备灾和应对以及确保有效恢复/重建的措施，可以减少灾害的影响。此外，在这些领域可能采取的措施需要一系列政策工具，这些政策工具可能属于不同部委的职权范围，并涉及到私营和公共行为者的多样性。因此，需要有一个平台，在参与这些脆弱地区发展的各方之间进行有组织的沟通和谈判。在荷兰西南三角洲成立三角洲理事会就是这样一个多层次治理的例子。
      不确定因素的应对与适应措施
      气候变化为保护易受灾地区的有效措施管理和规划带来许多不确定因素。三角洲地区和易受灾城市的各种应对措施正在开发之中，例如英国的泰晤士河口2100项目，它结合了改革的决策与现有的洪水管理系统，并考虑了海平面上升预期的不确定性(泰晤士河河口 2100项目)。
      政府和私营部门之间的合作与利益相关者的参与
      政府和私营部门之间合作开发基础设施是大家非常熟知一种方法，其原因大概是由于公共部门经费匮乏、能力有限(包括公共服务能力)。为了达到这个目的，二者之间签订了一系列合作合同，包括服务合同、管理合同，以及“建设—经营—移交(BOT)”、“建设—拥有—经营(BOO)”、以及“建设—拥有—经营—转让 (BOOT)”等合同。随着新概念和创新解决方案的实施，许多具体的因素都考虑了进来，尤其是创新项目中的风险分担因素在政府和私营部门之间所签订的新老协议里都有所体现。
      利益相关者的参与至关重要，其重要性不仅在于可持续发展和抵御灾害解决方案的开发 (见国际咨询工程师联合会协议专用模本FIDIC PSM)，还在于所开发新系统的维护。新型金融工具，包括根据减少风险所采取的措施，提供各种不同保险的新型洪水保险险种，可以激励利益相关者积极采取预防措施，减少由于风暴和洪水造成的损失。