城市水系统的规划设计

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1、城市水系统的规划设计水是城市发展的基础性自然资源和战略性经济资源，而水环境则是城市发展所依托的生态基础之一。水在城市系统中具有五大主要功能角色：水是城市生存和发展的必需品和最大消费品，是污染物传输和转化的基本载体，是维持城市区域生态平衡的物质基础，是城市景观和文化的组成部分，是城市安全的风险来源。城市中与水相关的各个组成部分所构成的水物质流、水设施和水活动构成了"城市水系统"，包括水源系统、给水系统、用水系统、排水系统、回用系统和雨水系统。"水可载舟，亦可覆舟"，城市水系统规划和设计的合理与否将直接影响和制约城市的发展。一、城市水系统的不合理规划不容忽视　　一般，城市水系统规划和设计所关注的

2、宏观问题主要有：（1）城市水系统的整体结构、功能和效率；（2）城市水系统对区域（或流域）生态、环境和水文系统的动态扰动；（3）城市水系统的安全保障水平；（4）城市水系统的老化和水资源退化问题。　　由于城市水基础设施运行的超长期性、投资的高沉淀性、技术上的继承性（technologylock-in）以及水在自然属性上的易流性和随机性，城市水系统的规划和设计需要特别关注长期性问题、综合性问题、协调性问题和社会性问题。但是，由于受观念认识、管理体制的和系统分析工具的约束，在现有的城市水系统规划中我们往往对这些问题认识不足，考量不够，从而使城市水系统难以适应城市长期发展所存在的不确定性影响，也难以平

3、衡城市水系统的多种目标要求。　　尽管在过去的五十年里，城市水系统的基本结构并没有发生革命性的变化，但在过去十年里，随着材料技术、生物技术、观测技术和模拟控制技术在水领域的快速应用，随着人类对自然生态和水文过程认识的深入，城市水基础设施的设计在安全性、综合性、与自然的协调性和运行的灵活性方面已发生了深刻的变化。另一方面，随着我国人口的持续增长和城市化进程的快速发展，大规模区域水环境质量和生态系统的持续恶化，超大城市和城市群的不断涌现，城市水设施在投资强度上的严重滞后，我们在城市水系统的功能要求、技术要求和经济效率方面都面临着西方传统水系统都未曾体验的挑战。　　整体上，我国现阶段城市水系统规划所

4、采用的分析工具和规划方法明显落后，缺乏整体性、综合性和科学性，过于粗放和短期性。在城市水系统的设计和建设中，单纯地以人为本，缺乏与自然系统之间的有机协调，不关注工程因地制宜的多样性和设计的多目标化。由于缺乏系统的整体规划和设计，从而导致现有水系统的能源和资金消耗过大，运行效率不高，规划和设计中出现的诸多矛盾已经严重威胁了城市水系统，乃至城市系统的可持续发展，本文将对当前城市水系统规划中的几个急迫性问题提出一些想法。二、基础性工作匮乏，规划的科学依据不足　　城市水系统规划和设计的基础性工作主要包括各类基础数据、指标、标准和分析工具，其中水量预测和水平衡分析是核心工作。　　目前，我国的水量预测工

5、作主要是参照《城市给水工程规划规范》（GB50282-98）中有关规定，根据城市规模确定所在地区的人均综合用水指标和人均综合生活用水指标，以及不同性质用地的用水指标，以此指标作为参考，通过对历史综合用水数据（如生活用水、大生活用水等）的回归外推得到。这种预测方法十分落后，可靠性差，主要表现在水量预测过高。例如，世界银行和建设部2005年对我国部分北方城市的供水管理进行研究，发现供水设施的平均利用率低于70%；污水处理厂的规划设计同样存在水量预测过高的问题，加上管网配套工程不到位，设施"晒太阳"的现象更为严重，有关资料统计，到2004年底，我国已经建成700余座污水处理厂，但是正常运行的只有三

6、分之一，低负荷运行的有三分之一，还有三分之一开开停停甚至根本就不运行。　　基础性工作的合理性决定了城市水系统规划的合理与否，但是我国现行的规划体系无法体现出城市用水量随着城市发展的变化趋势。事实上，很多国家（包括我国）的城市已表明了明显的城市用水量与城市发展的Kuznets曲线进入下降区。例如，1995年全球实际取水量仅为30年前预测的一半。另一方面，提高城市用水效率的技术在近十年来得到了快速的发展，并表现出巨大的潜力。例如，冲水龙头的技术发展已经可以实现低流量供水，从过去的9.38升/分钟降至1.875升/分钟，通过安装节水型冲水龙头就可以轻易的降低人均生活用水量。但是，长期以来，不论在国

7、家还是在区域层次上，我国均缺乏对各种用水器具、用水工艺和用水行为的详实系统监测，缺乏对新型用水技术替代规律和扩散规律的基础研究和把握，缺乏对多种用水信息的综合性、结构性分析手段和方法。　　由于水量预测过大、误差过高，致使给水、排水以及再生水回用的投资效率低下。同时，由于对节水潜力的低估，也导致了各种水利工程投资的效率低下，这应该成为我国对重大水利工程决策的一个深刻教训。　　因而，加强基础性工作研究，发展科学的