未雨綢繆以水為先 新加坡化解水危機啓示錄
新加坡治水啓示錄
面對中國華北地區水資源堪憂的狀況，筆者認為，只要未雨綢繆，
規劃以水為先，這一地區所面臨的水問題完全可以得到有效解決，
而新加坡成功化解水危機的經驗亦能提供若干啓示
文/藍偉光 孟羽
新加坡四面環海，年均降雨量接近2400毫米，遠高於全球平均水平1050毫米，但由於國土面積小又缺乏自然湖泊， 蓄水能力有限，大量雨水直接流入海洋，日常生活和工業生產所需要的淡水資源依然極度匱乏。
資料圖：新加坡水質研究員將檢測湖水質量的機器做成了天鵝的形狀，從遠處看去，就像湖裏漂着幾隻白天鵝一樣。
為實現城市化發展所需水源自給自足，同時避免西方發達國家在城市化進程中遭遇的各種環境問題，政府早在建國不久就開始根據本地自然地理和人文社會條件制定城市規劃方案，並逐漸形成自然、文化、經濟和政治良性協調、自成一體的城市發展模式。在這個模式中，圍繞水資源的規劃和管理是基礎與核心，而水資源的規劃管理又包括了集水區建設和非常規水源開發兩個主要部分。
集水區建設和“ABC導則”
建國初期，新加坡幾乎只有一個淡水來源，就是從馬來西亞進口淡水。進口水源受馬來西亞的制約，一有紛爭，馬方常以斷水相威脅；儘管理論上雨水也是可以利用的淡水資源，且降雨豐沛，但因為沒有足夠的集水區和淨水系統，導致能夠有效收集利用的降雨量極其有限。總體而言，當時的新加坡，一方面淡水資源極度缺乏，另外一方面城區水災頻發、河流污染嚴重、公眾衞生環境惡劣。
這種情況下，淡水的供應和保護成為威脅到新加坡的國家安全和發展的關鍵性問題。新加坡採取的戰略是先發展以水資源管理為主的城市藍綠基礎設施建設，即建設並不斷擴大集水區(water catchment)，通過土壤植被及河流網絡來滯留淨化雨水，提高雨水水質便於循環和進一步利用。
目前新加坡已經擁有17個蓄水池和一個暴雨收集系統(即每棟樓頂專門設置的用於收集雨水的設施以及將雨水輸送到蓄水池的管道)。這個系統中，馬洛蓄水池及其設施是目前世界上唯一採集城市居民區雨水的現代化集水工程，而2008年落成的濱海堤壩位列全球五大供水工程。輸送水源的管道幾乎百分百不滲漏，可以安全使用50年。整個雨水收集工程的建設和完善使得集水區面積不斷增加，現已達到國土面積的60%。今後，新加坡政府計劃開發應用鹽度處理技術將臨海河流納入集水區，從而將集水區面積進一步擴展至國土面積的90%。時至今日，這一水源無論是被污染還是海水侵蝕，都可以依賴膜技術加以淨化或淡化，變成安全可靠的飲用水。
此外，政府也注意到，隨着城市化的加快加深，基礎設施硬化程度越來越高。除了像排水溝和水渠等傳統雨洪管網系統外，屋頂、停車場、街道等等都是雨水無法滲透和滯留的混凝土結構。在土地有限，防洪設置不可能無限拓展的情況下，城市內澇成為一大隱患。於是在2006年，新加坡政府發佈了由德國戴水道設計公司參與設計的“活力Active、美觀Beautiful、清潔Clean”ABC城市設計指導原則。
截至2016年，“ ABC導則”已經應用於32個城市建設/改造項目，其中“碧山宏茂橋公園”就是旗艦項目之一。公園內2.7千米的垂直排水系統已經被改建成總長3千米、蜿蜒於整個公園的水流系統，河流堤岸的加固採用土壤生態工程技術，結合植物及天然材料的自然特性(如植物根系可防止水土流失)與土木工程的設計原理(如土壤岩石等可減緩水流速度)，以更加天然的方式將降雨引入地下或地表水體，淨化提高水質的同時減少進入城市排水系統的雨水量。
此外，自然的河流也有利於創造出各種微生環境，形成具有多樣性的生物羣落。在此基礎上，宏茂橋公園在河流上流設置了新加坡首個生態淨化羣落，通過種植精心選擇的水生植物品種，對水生污染物和營養物進行過濾吸收，提供天然有效的水質淨化處理。這樣初步淨化過的水可以作為公園內水上樂園、兒童樂園等遊樂設施的用水補給，實現了水的循環利用，成本低廉並具有可持續的社會經濟效益。
規劃師和工程師還將河流與公園景觀結合，在河岸區域種植了大量綠植，修建了遊樂場、餐廳及與河流平行的寬闊步道，為居民和遊人提供了賞心悦目的休閒活動空間，讓人們對水和美好的濱水環境產生歸屬感和保護欲。宏茂橋公園也因此活得了2012年世界建築節年度最佳景觀設計項目獎。截至2030年，將有100多個地點被確認為ABC階段性實施項目，與已經完成的項目一起，構建成為新加坡未來城市發展的基礎。
新生水與海水淡化
除了加強雨水的蒐集、保護和淨化處理，新加坡政府還一直努力開發其他非常規水源。經過科技的突破與膜技術的開發與應用，到本世紀初，已經形成雨水收集、新生水生產、海水淡化和外購水源構建的“四大水喉”供應系統。
新生水生產方面，自2002年勿洛新生水廠作為第一座新生水廠落成之後，新加坡又先後完成了四座新生水廠的建設，每一座水廠的啓用都伴隨着更先進的膜技術的開發與應用。經過處理獲得的新生水各項指標上都優於目前使用的自來水，其清潔度至少比世界衞生組織規定的飲用水標準高50倍，而售價卻比自來水便宜至少10%。新生水工藝將污水處理和水源利用結合起來，實現了對寶貴的水資源的高效率的利用。
為了集約利用土地與集中生產新生水，新加坡投資34億元新幣(約合166億元人民幣)建造了龐大的深層隧道排污系統，包括“樟宜”和“大士”兩個大型新生水廠。該項目的第一期工程已於2009年完工，新建成的樟宜水處理廠除了具有全球最先進的污水處理設施，還因為採用密集和覆蓋式設計，處理容量達到現有最大設施的2倍，而佔地僅為同類工廠的三分之一，極大地節約了土地資源；另外，由於深層隧道的設計巧妙地利用了自然重力作用來輸送污水，也大大節約了泵水所需的能源。今年年初，年產5千萬加侖(約合1.9億立方米)的第五個新生水廠――樟宜新生水廠落成投入生產，將新生水產量佔全國用水總需求的比例從35%提高到40%。
由於膜製造和淨化技術的突破性發展，海水淡化工業也快速發展起來。自2005年以來，新加坡已經建成使用兩個海水淡化廠――新泉廠和大泉廠，後者也是目前亞洲最大的海水淡化廠，在節能工藝設計方面也是全球領先水平。位於大泉的第三個海水淡化廠也在修建中，今年年內可以完成；第四個海水淡化廠位於濱海東，計劃2019年底修建投產；第五個海水淡化廠也已經列入計劃，選址於裕廊島。
目前，新加坡生產的新生水能滿足全島用水總需求的40%， 經過淡化的海水可滿足總需求的25%。隨着新加坡水處理研發重點從增加水源、降低成本、保持水質方面向提升能源效率、加強水質檢測及減少膜的二次污染等方面延伸，未來的計劃是在採用新技術的基礎上於2060年前將新生水和淡化水的供水比例進一步提高到55%和30%。
此外，隨着膜技術在新生水及海水淡化生產中的不斷開發和應用，也催生了新加坡的新興產業，即“環境及水務產業”，併為新加坡贏來了“全球水務中心”的美名。2003年至2015年間，這個新興產業的年增值就從5億新幣增加到17億新幣，並創造了超過11000個專業型就業崗位。從2004年開始，新加坡每兩年都會舉辦一次“新加坡國際水周”作為交流和共同解決水資源問題的國際平台，2016年第七屆“國際水周”就見證了額度高達152億新元的水務投資貿易項目合同的簽訂。
可供中國華北地區借鑑之處
自20世紀50年代以來，在中國的華北平原上，隨着城鎮化、工業化發展，人類活動日趨頻密，不但使得包括地表水和地下水在內的水資源總量大大減少，降低了水源的稀釋自淨能力，還產生了大量城市污水在處理不充分的情況下排入河道，致使地表水污染嚴重。
面對中國華北地區水資源堪憂的狀況，筆者認為，只要未雨綢繆，規劃以水為先，這一地區所面臨的水問題完全可以得到有效解決，而新加坡成功化解水危機的經驗亦能提供若干啓示。總結起來，主要有以下幾個方面：
一、設立一個具有專業性的統籌協調部門：公用事業局。
新加坡公用事業局原本隸屬貿易與工業部，主要負責供水、供電和煤氣的管理，而與環境相關的水務工作，包括污水排放與處理及雨水收集等，原本由環境部負責。2001年，新加坡政府對水務管理進行改革，成立了法定機構 “環境和水資源部”，並將公用事業局劃歸其管理。自此，公用事業局從環境部接管了與環境相關的水務職能，同時將電和煤氣管理職能外移，成為專業化的水務管理職能部門，真正實現了對水資源的全方位的規劃管理。
需要特別加以説明的一點是，法定機構是新加坡政府治理的一大創新和特色。它們由國會立法設立，通過部長向國會負責，比政府部門享有更大的自主權和靈活性。在國會的授權下，各法定機構均有政府監管的行政職能和經營國有企業的雙重功能，通常由董事會、經理層、各職能部門三級管理組成，財務上一般要求自負盈虧，但對於虧損的機構政府財政可以提供低息貸款給予支持。此外，其僱員不屬於公務員系統，合同條約具有一定靈活性，同時又能保證工作人員的效率。這些組織上的特點使得法定機構能更快應對變化的環境，也能有效執行政府高層的決策。
另外，其內部建立了一個高級水資源管理技術中心，由50名專家成員組成，為事業局的各項決策提供專業研究和發展支持，尤其能更加充分地將有關環境的考量與新技術的開發應用納入水資源的開發與管理中。公共事業局的主要任務就是對水循環系統的有效監管，使其成為一個封閉系統。
二、鼓勵新興技術的開發與應用，培育新型產業的形成與發展。
新加坡在水務相關領域的技術發展十分迅速，特別集中在以技術驅動的新生水生產和海水淡化領域。新加坡國立大學的一項研究發現，這些技術在新加坡的發展經歷了四個階段，即引進吸收(2000～2007年)、自主技術發展(2007～2008年)、本地品牌國際化(2008～2010年)，再次本地化(2010年至今)。
在第一階段，新加坡的技術能力還很薄弱，主要以學習吸收國外先進技術為主。為了促進學習和積累，環境與水資源工業發展理事會(EWI)於2006年5月成立。根據將新加坡打造成為集商業、投資、研發為一體的“全球水務中心”的發展願景，理事會採用加強能力建設、產業集羣建設和國際化的“三路”戰略。
加強能力建設方面的具體措施包括投資1億新元開展“環境與水資源研究計劃”，在南洋理工大學設立了“DHI-NTU水和環境研究與教育中心”，在新加坡國立大學設立了“新加坡-Delft水務聯盟”研究中心；產業集羣建設方面，主要通過與經濟發展部合作，吸引國際水務領域的重要企業(如美國的GE，日本的Nitto Denke, 德國的Siemens及法國的Veolia等)將其總部、研發中心或工程設施部門遷移至新加坡；國際化戰略主要在後期運用，指幫助成長起來的本地企業走向國際市場。
經過前一階段的吸收學習，本地企業逐漸成長起來，逐漸轉向自主研發技術。為促進這一重要轉型，公共事業部選擇新生水廠的建造作為標杆項目，並引入促進公私部門合作的PPP模式(特別是DBOO模式)來為本地各類水務相關企業創造機會。
新加坡早期是通過大學、科研機構與企業的產學研合作成功研發了以膜技術為核心的污水淨化技術，隨後又與跨國公司合作實現了科學、技術與工程的完美結合，湧現了一批包括Hyflux，Suntar, Salcon，Keppel和Sembcorp在內的本地膜法水處理企業。
隨着技術的成熟，本地企業開始走出國門。為了推動它們的國際化進程，EWI聯合新加坡國際總商會和公共事業局，通過商務代表團、貿易洽談會和各種雙邊協定來創造各種機會。此外，自2008年開始每年一次的“新加坡國際水資源周”，因為與“世界城市峯會”同時舉辦而極具策略地樹立了新加坡在水務領域的品牌，宣告了新加坡在税務領域研發、培訓、政策與實施方面的領先地位。
三、積極科普水知識，進行大眾宣傳教育。
新加坡政府對新技術成果的宣傳和公眾教育的投入亦不可低估，因為這些舉措培養了市場，為本土企業提供了成長的土壤。一項研究發現，1997年至2008年期間，政府直接或間接通過新聞媒體發佈了223篇報道來推廣新生水的使用。為了展示新生水技術、增加公眾對新生水的瞭解和重視，公共事業局投資建造了新生水展覽館，運用互動和數字化媒體增強公眾體驗，達到教育的目的。
公共事業局還推出了“ABC水資源學習通道計劃”和一個公共教育計劃，包括鼓勵學校為各項ABC水域項目制定教育學習路徑，以促進學生對水域的瞭解和珍惜，鼓勵各種企業、基層組織和社會團體在ABC水域場所開展多種活動，着力通過創造各種體驗教育大眾愛護環境、積極接納來扶持環保新技術、新設計的出現。
當然，因為諸多不同，中國的華北地區不可能將新加坡利用“水資源”和發展“淨水產業”的具體措施進行照搬照抄，但其中兩點尤其值得決策者們進行深入思考和具體化。其一，“水資源”的概念可以大大擴展，從原來比較純淨的水源(江河湖裏的淡水資源及地下水)擴充到包括所有非常規水源(包括雨水、污水和海水等)，只要有足夠的創新思維和技術就可以最大程度地利用水資源，解決“貧水”問題。其二，創意和技術都需要有效的鼓勵和引導，政策機構及其對政策的選擇和實施至關重要，該如何設立一個統籌機構並確立它的組成人員和功能職責，該選擇怎樣的戰略(組合)來實現核心技術的獲得和升級，該選擇怎樣的政策(組合)和標準來幫助企業降低成本、獲取聲譽、提高競爭力等，都是在行動之前需要仔細考慮探討的。
(藍偉光系新加坡水規劃協會創始人、廈門大學水科技與政策研究中心首席科學家，孟羽系新加坡隆道研究院研究員)
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