中亚利桑那调水工程

中亚利桑那调水工程（Central Arizona Project，缩写CAP）是美国亚利桑那州的长距离调水工程，由渡槽、隧洞、泵站和输水管道组成。工程从帕克附近的哈瓦苏湖引取科罗拉多河水，输往马里科帕县、皮纳尔县和皮马县，终点位于图森西南的圣哈维尔印第安保留地南界附近。输水干线长336英里（约541公里），输水全程累计提升约3,000英尺（约900米），其规划年供水规模约150万英亩英尺（18.5亿立方米）。

该工程由美国内政部垦务局建设，1968年经《科罗拉多河流域工程法》授权，1973年动工，1985年开始供水，1992年把水送至图森，1993年宣布主体工程基本完工。中亚利桑那水资源保护区（Central Arizona Water Conservation District，CAWCD）负责运行管理和偿还应由地方承担的建设费用。工程总造价约40亿美元，是亚利桑那州利用其科罗拉多河法定水量并减少中南部地区地下水超采的重要设施。

## 工程设施与运行

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CAP在哈瓦苏湖畔的马克·威尔默泵站（Mark Wilmer Pumping Plant）取水。该站的六台6.6万马力水泵先把河水提升800余英尺，送入长约7英里的巴克斯金山隧洞（Buckskin Mountain Tunnel）。水流出隧洞后经开放式渡槽、倒虹吸、其他隧洞和泵站向东及向南输送。全系统有14座普通泵站和1座兼具抽水及发电功能的泵站，另有39座弧形闸门和50余处分水口。渡槽首段较宽，可充当渠内调蓄空间。但随着线路向东延伸，渠道和泵站规模逐渐缩小。

位于系统中段的普莱森特湖（Lake Pleasant）是CAP的主要调蓄水库。工程在秋冬用水低峰期将科罗拉多河水泵入湖中，待春夏用水量增加时再放水。新沃德尔坝下游的抽水发电站可利用放水发电，所得收入用于抵偿部分工程费用。

工程采用集中监控和自动调度。可编程主站监控系统（PMSC）通过远程终端采集各泵站、闸门及水位测点的数据，编制并下达运行计划。其中，渠道控制软件（ACS）包括初始状态、非恒定流仿真、装载计算、闸门控制和渠首段仿真等模块。运行人员依据用户按周提交的需水计划安排输水，并运行人员以维持各渠段的“控制体积”为主要目标，调节水位和流量，以减小长距离输水中的波动并提高响应速度。

## 历史

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### 早期设想与水权争端

把科罗拉多河水提升至亚利桑那州中部谷地的“高线渠”设想可追溯至20世纪20年代。此后，亚利桑那州与加利福尼亚州围绕科罗拉多河下游水量分配长期争执。亚利桑那州直到1944年才批准《科罗拉多河契约》，并授权州政府与内政部长签订每年取用280万英亩英尺科罗拉多河干流水量的合同。

第二次世界大战后，垦务局研究了大理石峡谷坝方案、布里奇峡谷坝方案和帕克抽水方案。1940年代中期成立的中亚利桑那工程协会（Central Arizona Project Association）在州内外宣传这项工程，通过搜集和发布水权、工程及经济资料，并联合地方团体推动国会授权。垦务局经过比较认为，帕克抽水方案造价较低、工期较短，后来成为输水干线的基础。此后很长时间内，规划者仍拟利用布里奇峡谷坝发电，并以售电收入为工程筹资。

由于加利福尼亚州反对在水权未定时授权CAP，亚利桑那州于1952年向美国最高法院起诉。案件审理历时近11年，特别主事官听取340名证人的证言，形成约2.5万页庭审记录。最高法院1963年在“亚利桑那州诉加利福尼亚州案”中裁定，下游流域首批750万英亩英尺科罗拉多河干流水量中，加利福尼亚州得440万、亚利桑那州得280万、内华达州得30万英亩英尺。此外各州分别控制本州支流水量，联邦保留地水权也获确认。该判决为CAP重新提交国会审议扫清了主要法律障碍。

1962年垦务局的补充可行性报告预计，CAP可为88万英亩农地补水，并向菲尼克斯—图森地区约110万人提供每年30.3万英亩英尺的城市和工业用水。报告同时指出，菲尼克斯及皮纳尔县地下水位快速下降，部分地区出现井水盐化和地面沉降。当时全州地下水年超采量估计为220万英亩英尺，而CAP净供水量只能弥补其中不足的一半。

### 国会授权

20世纪60年代的授权方案将CAP纳入美国西南部区域水资源规划，并拟以布里奇峡谷坝和大理石峡谷坝的售电收入为工程筹资。拟建水坝形成的库区回水可能侵入大峡谷国家公园，淹没部分峡谷景观，引发全国性的环境保护运动。1966年至1967年间，环保团体的游说对国会审议产生了重要影响，两座大峡谷水坝最终没有建成。

亚利桑那州国会代表团以参议员卡尔·海登为核心，另有参议员保罗·范宁和众议员约翰·雅各布·罗兹、莫·尤德尔、萨姆·施泰格等人参与游说，众议院内政与岛屿事务委员会主席韦恩·N·阿斯皮诺尔则是跨州妥协的关键人物。1967年的国会方案还涉及上游各州工程、墨西哥供水责任及下游开发基金等内容。参议院于1968年9月12日同意众议院文本；9月30日，总统林登·约翰逊签署《科罗拉多河流域工程法》，正式授权CAP及若干上游流域工程。授权法的妥协条款也确定了CAP较低的供水优先级，即当科罗拉多河下游干流不足以满足750万英亩英尺的基本用水量时，必须先削减CAP供水，之后才可削减加利福尼亚州440万英亩英尺的基本分额。

### 建设与规划调整

1971年，亚利桑那州设立CAWCD，以便与联邦政府签订合同，并偿还应由地方承担的建设费用，并在完工后管理该工程。1973年5月6日，工程在哈瓦苏湖畔举行开工仪式。1985年5月22日，CAP首次向菲尼克斯以西的哈夸哈拉谷灌区供水，菲尼克斯于同年开始接受供水，图森于1992年首次接受该工程的供水。1993年9月30日，垦务局宣布输水骨干工程基本完工并移交CAWCD运行维护。1994年，新沃德尔坝首次蓄存CAP来水，并利用放水发电。原始授权方案还包括盐河与弗德河汇合处的奥姆坝及希拉河上的水库。奥姆坝因其对原住民社区和环境可能造成的影响而遭反对，垦务局自1978年起研究替代方案。1981年提出的“第六方案”（Plan 6）由新沃德尔坝、罗斯福坝改建等工程承担原拟由奥姆坝承担的蓄水和防洪功能，但其中拟建的克利夫坝后来也因环境争议取消。在联邦政府要求亚利桑那州建立有效地下水管理制度的背景下，州议会于1980年通过《地下水管理法》，设立亚利桑那州水资源部、积极管理区和百年可靠供水制度，并要求重点地区逐步减少地下水超采。这项法律使CAP供水与州内地下水管制相互配合。

## 管理、分配与偿还

CAWCD是覆盖马里科帕、皮马和皮纳尔三县的特别区，由15名民选董事组成，其中马里科帕县10席、皮马县4席、皮纳尔县1席。其收入来自售水、售电、设施使用费、三县非保留地居民缴纳的财产税和投资收益，用于运行维护、设备更新、偿付债券以及向联邦政府还款。CAWCD须偿还的部分包括非联邦供水用途、商业发电用途及建设期利息，但向印第安部落供水等联邦用途的费用不计入地方偿还义务。CAP官方网站称该工程总造价约40亿美元，依合同应偿还约16.5亿美元。1993年，美国政府问责署按当时尚未完成的全部项目估计总成本可能达到47亿美元，并指出建设成本的核定、电力销售收入、农业供水收入和灌区贷款违约均可能影响最终偿还结果。

CAP供水对象包括城市和工业用户、印第安部落及农业灌区。CAP投运前，加利福尼亚州长期使用亚利桑那州尚未使用的部分河水分额。而随着CAP开始取水，这部分临时可用水量随之减少，南加利福尼亚州的供水机构转而加强节水、污水回用和农业用水调剂。2004年《亚利桑那水务和解法》在解决联邦政府与CAWCD偿还争议的同时，重新分配农业优先级水量，并把19.75万英亩英尺转配给亚利桑那州印第安部落，CAP长期供水合同的总量则限定为141.5万英亩英尺。按CAP的统计，该工程约46%的供水已经或将永久分配给州内印第安部落。

## 争议与影响

### 成本、补贴与早期需求不足

早在20世纪40年代，CAP支持者便以工程能够保障农业和城市发展、稳定地方税源为由，认为有关电价、灌溉补贴和偿还安排与其他联邦垦务工程并无不同。批评者则认为，长期低息或免息融资把亚利桑那州廉价供水的部分成本转嫁给全国纳税人。工程开始供水后，农业用户对水价的承受能力成为现实问题。许多灌区认为CAP供水价高于抽取地下水的成本，实际购水量低于规划，部分闲置水量转作地下水回灌。1990年代初的诉讼和谈判最终促成2004年的水务和解，即灌区放弃长期农业配额，换取价格较低、供水优先级更低且水量固定的“农业和解水池”（Agricultural Settlement Pool）用水，相关供水安排定于2030年结束。曾参与推动工程的前联邦众议员萨姆·施泰格在1983年的评论中把支持CAP称为一项“错误”，批评授权时对成本、利息和州际妥协后果估计不足，这是施泰格事后作出的个人评价。

### 图森水质危机

图森供水部门于1992年11月改由经处理的CAP来水向约8.4万户住宅和商户供水。新水源的水质化学特征，尤其是硬度与当地地下水不同，因而扰动了老旧镀锌钢管内壁的沉积物，造成锈色水、管道泄漏及设备损坏，约6,000户反映受到影响。市议会随后暂停扩大直接供水，并恢复部分地区的地下水供应。1993年10月，图森恢复向约3.36万户用户供应地下水，但锈色水仍持续数月。市政府安装过滤器、冲洗管网、投加正磷酸锌并加快更换易腐蚀管道，同时支付损害赔偿和减免水费。当地水质咨询小组认为CAP供水本身符合饮用要求，问题主要源于更换水源后，新水与老旧管网发生作用。2018年发表于《美国自来水工程协会杂志》的回顾研究亦把这次事故概括为水源切换引起的严重有色水和管道腐蚀危机，并强调水处理与腐蚀控制的重要性。

### 环境与社会评价

早期的大峡谷水坝方案、奥姆坝及克利夫坝先后因国家公园景观、野生动物栖息地和原住民土地等问题受到反对。工程因此并非完全按1968年的原始规划建成，而是通过“第六方案”、新沃德尔坝和既有水坝改建等方式替代部分设施。环境记者斯蒂芬·罗伯特·米勒在2023年的著作中认为，CAP是一项适应水资源短缺的基础设施措施，只能延缓而不能消除亚利桑那州面临的供水压力。他以皮纳尔县为例，指出科罗拉多河供水削减后，一些曾依赖CAP供水的农场重新启用地下水井。这是作者对该工程长期社会和环境影响的评价。

## 科罗拉多河缺水

由于CAP在下游流域优先级较低，科罗拉多河缺水对其用户影响尤其明显。美国垦务局在2021年首次宣布米德湖于2022年进入一级短缺状态。按照《2007年临时短缺指南》规定的基本削减量，亚利桑那州须减少取水32万英亩英尺，连同2019年《干旱应急计划》要求的节水贡献，一级短缺下的总减量达到51.2万英亩英尺，削减量主要由CAP用户承担。截至2026年，米德湖仍处一级短缺状态。现行《2007年临时短缺指南》和2019年《干旱应急计划》将在2026年底失效，联邦政府正在制定此后的水库运行规则。因此，CAP未来可获得的河水量仍取决于流域水文条件，以及科罗拉多河流域七州、原住民部落、墨西哥和美国联邦政府达成的新安排。

## 外部链接

- 中亚利桑那调水工程官方网站
- 美国垦务局：Central Arizona Project

## 基本资料

- 原文名：Central Arizona Project
- 国家：美国
- 位置：亚利桑那州
- 长度：336
- 总升高：约3,000英尺（约900米）
- 状态：运行中
- 当前拥有者：美国垦务局、运行管理：中亚利桑那水资源保护区（CAWCD）
- 项目批准日期：1968年9月30日
- 始建日期：1973年5月6日
- 竣工日期：1993年9月30日（输水骨干工程）
- 方向：先向东，后向南
- 起点：哈瓦苏湖（帕克附近）
- 终点：圣哈维尔印第安保留地南界附近（图森西南）
- 起点坐标：34°N 17°W
- 规划年供水量：约150万英亩英尺（18.5亿立方米）
- 总造价：约40亿美元
- 服务地区：马里科帕县、皮纳尔县和皮马县