城市供水安全與城市水系統(tǒng)規(guī)劃

邵益生 宋蘭合
（中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院，北京，100044）

　　摘 要:城市供水安全是城市安全的重要組成部分，是實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)保障，在貫徹科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建和諧社會中具有重要作用。實現(xiàn)城市水資源可持續(xù)利用、保障城市供水安全，涉及自然科學(xué)、社會科學(xué)和工程技術(shù)的許多領(lǐng)域，是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文擬以系統(tǒng)科學(xué)理論為指導(dǎo)，構(gòu)建城市水系統(tǒng)的理論框架，在對城市水系統(tǒng)的內(nèi)涵、要素、結(jié)構(gòu)、功能和特征等分析的基礎(chǔ)上，對城市水系統(tǒng)規(guī)劃的原理、規(guī)劃目標、規(guī)劃任務(wù)和規(guī)劃內(nèi)容等進行了探討；針對城市供水安全面臨的主要問題，提出了加強城市水系統(tǒng)規(guī)劃的設(shè)想。
　　 關(guān)鍵詞:水系統(tǒng) 規(guī)劃 供水 安全 城市

The Safety of Urban Water Supply and the Urban Water System Planning

Shao Yisheng Song Lanhe
( China Academy of Urban Planning & Design ,Beijing,100044)

Abstract The safety of urban water supply is one important component of the urban safety, basically ensuring realization of urban sustainable development, and it plays a very important role in construction of a harmonious society by applying the scientific development idea. The realization of the sustainable utilization of urban water resources and ensuring the safety of urban water supply is a very complex systems engineering, which involving many fields of natural science, social science and engineering technology. Directed by system science theories, the project will try to construct a theoretical frame of urban water system, analyze the connotation, basic factor, structure, function and characteristics of the urban water system, and discuss the principles, aims, tasks and contents of the urban water system planning. Considering the main problems in the safety of the urban water supply in China, the suggestion that the urban water system planning should be strengthened is provided.

Keyword: water supply security urban

1引言

　　水是生命之源、文明之本，是不可替代的生活資料、不可或缺的生產(chǎn)資料和重要的生態(tài)環(huán)境要素。水為人類的繁衍生息和社會的文明進步做出了重要貢獻。但長期以來，人們對水的循環(huán)運動特性缺乏應(yīng)有的認識，水資源過度開發(fā)破壞了水資源的平衡，引發(fā)了水資源危機。人口增加、經(jīng)濟增長和用水不當(dāng)導(dǎo)致的區(qū)域性水源短缺、水質(zhì)污染和環(huán)境惡化，不僅制約了經(jīng)濟與社會的發(fā)展，還嚴重威脅著人類的健康與生存。據(jù)聯(lián)合國的統(tǒng)計資料，全世界有10億人口得不到足夠數(shù)量安全衛(wèi)生的飲用水，21億人沒有安全的排污設(shè)施，每年有400多萬兒童因此而死去，他們中幾乎所有人都生活在發(fā)展中國家。
　　 水資源是基礎(chǔ)性自然資源和戰(zhàn)略性經(jīng)濟資源，是構(gòu)成一個國家綜合國力的一項資源要素。中國是世界上最大的發(fā)展中國家，也是水資源最短缺的國家之一，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4。隨著經(jīng)濟社會發(fā)展和城市化進程的加快，水的供需矛盾將更加突出。城市是經(jīng)濟社會活動集中度最高的地區(qū)，未來幾十年內(nèi)，中國新增的用水需求將主要集中在城市地區(qū)，由此決定城市將長期成為水資源供需矛盾的焦點。
　　 供水安全聚焦了全球的目光。2000年3月在荷蘭海牙召開的世界部長級會議、2000年8月在瑞典斯德哥爾摩召開的世界水論壇，主題都是“21世紀水安全”。聯(lián)合國的“千年發(fā)展目標”致力于到2015年實現(xiàn)“不能獲得可持續(xù)安全飲用水人數(shù)減半”的目標，中國政府也為實現(xiàn)此目標做出了“強有力的承諾”。但是，中國城市供水安全將長期面臨水資源短缺和水環(huán)境惡化的挑戰(zhàn)。實現(xiàn)城市水資源可持續(xù)利用、保障城市供水安全，是擺在我們面前迫切需要研究的重大課題，需要探討整體解決問題的新思路，以理論發(fā)展推動管理機制創(chuàng)新，以技術(shù)進步保障城市供水與城市經(jīng)濟社會的協(xié)調(diào)發(fā)展。本文對于城市水系統(tǒng)規(guī)劃的探討，其要旨便在于此。

2.城市供水安全

2.1城市供水安全與構(gòu)建和諧社會
　　構(gòu)建和諧社會，物質(zhì)文明建設(shè)是保障，必須樹立和落實科學(xué)發(fā)展觀，促進人與自然的和諧，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展；構(gòu)建和諧社會，社會穩(wěn)定是基礎(chǔ)，必須堅持以人為本，始終把最廣大人民的根本利益作為各項工作的根本出發(fā)點和落腳點，在經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)上不斷滿足人民群眾日益增長的物質(zhì)文化需要，促進人的全面發(fā)展。
　　城市供水安全是城市安全的重要組成部分。城市供水是城市發(fā)展的基礎(chǔ)保障條件，承擔(dān)著向生活、生產(chǎn)、環(huán)境和各項建設(shè)事業(yè)提高安全用水的責(zé)任。200260個設(shè)市城市供水設(shè)施的綜合生產(chǎn)能力達到23546萬m³/d，提高各項生產(chǎn)運營用水253.3億m³，分別比改革開放前的1978年提高了8.3倍和4.0倍。2002年僅地級以上城市，國內(nèi)生產(chǎn)總值就達到64292.4億元，占全國總量的61.35%，其中第三產(chǎn)業(yè)增加值為全國的83.31%，工業(yè)生產(chǎn)總值達到74191億元，占全國的66.97%。2002年城市用水人口達到2.74億，向城市提供各類生活用水213.2億m³，分別比改革開放前的1978年提高了3.4倍和6.7倍。為促進城市水資源的可持續(xù)利用，城市加強節(jié)約用水管理，水資源節(jié)約取得了明顯成效，與1994比，2002年在增加了7336.9萬人用水的情況下，總用水量還減少了23.0億m³。城市供水為城市經(jīng)濟社會發(fā)展做出了重大貢獻。
　　城市供水安全在保障生活和生產(chǎn)、維護社會穩(wěn)定和促進城市建設(shè)等方面具有重要作用，涉及到生產(chǎn)和城市建設(shè)的方方面面，關(guān)系到群眾的切身利益，是經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定的大事。要按照建立和諧社會的要求，統(tǒng)籌考慮生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水，大力推行節(jié)約用水，確保城市供水安全，實現(xiàn)人水和諧共存，經(jīng)濟、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。
2.2供水安全的基本要求
　　隨著城市化進程的加快，城市供水安全已經(jīng)成為現(xiàn)代城市安全的重要組成部分，是城市可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)條件。城市供水安全主要是指城市供水保障城市社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的能力、支撐城市永續(xù)發(fā)展的能力和抗御外部干擾的系統(tǒng)穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)具備可靠的供水水源、安全運行的供水排水系統(tǒng)、滿足城市正常需求的安全供水、與改善人居環(huán)境相適應(yīng)的安全水環(huán)境等方面的要求。其中保障供水、提高水質(zhì)，是城市供水安全保障最基本的目標。
　　“八五”以來，中國政府實行積極的財政政策，加大了對城市供水基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投資，促進了城市供水設(shè)施能力建設(shè)。供水設(shè)施能力快速增長，公共供水獲得空前發(fā)展，2002年城市用水“供需比”（供水設(shè)施能力與高日供水量的比值）達到1.39，比1990年的0.94有了大幅度的提高，設(shè)施的供需矛盾已經(jīng)基本解決。從總體上看，城市供水已經(jīng)由主要依靠自備水源供水轉(zhuǎn)變到主要依靠公共供水，由主要向生產(chǎn)運營提供用水服務(wù)轉(zhuǎn)變到主要向城市生活用水服務(wù)。今后城市供水安全的發(fā)展重點應(yīng)當(dāng)是水源安全保護、供水安全保障和飲用水水質(zhì)的提高。
　　中國政府正在編制全國水資源綜合規(guī)劃、調(diào)整全國城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、制訂城市供水行業(yè)2010年技術(shù)進步發(fā)展規(guī)劃及2020年遠景目標。這些措施對于水資源合理配置、水環(huán)境保護、城鎮(zhèn)化安全發(fā)展和供水技術(shù)進步起到重要的指導(dǎo)作用?！冻鞘泄┧|(zhì)標準》將于6月1日起執(zhí)行，該標準對供水水質(zhì)保障的系統(tǒng)性做出了明確規(guī)定，標準的執(zhí)行將形成由水源到水廠、配水管網(wǎng)和二次供水設(shè)施等各個環(huán)節(jié)共同構(gòu)成的多級安全屏障，對于促進供水水質(zhì)安全無疑將具有重要的意義。
2.3供水安全面臨的主要問題
2.3.1源嚴重短缺，水環(huán)境污染形勢加劇
　　我國水資源匱乏，人均占有量低、地域分布不均、年際和季節(jié)變化大，持續(xù)的干旱和特殊干旱年份，往往導(dǎo)致部分城市缺水形勢嚴重。近幾年來隨著城市的發(fā)展，城市供水水源短缺的情況又開始出現(xiàn)，并且有從地區(qū)性城市缺水向全國性城市缺水演化的趨勢。水環(huán)境雖然局部好轉(zhuǎn)，但總體上仍呈進一步惡化趨勢，供水水源污染形勢嚴峻。2002年環(huán)境狀況公報顯示，47個環(huán)保重點城市中，有13個城市的集中式飲用水水源地的水質(zhì)達標率達不到80%。全國約有一半城市市區(qū)的地下水污染比較嚴重，地下水水質(zhì)呈下降趨勢。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，2002年36個重點城市中有29個城市的供水水源水質(zhì)都低于《生活飲用水水源水質(zhì)標準》的要求。2005年初有關(guān)調(diào)查顯示，調(diào)查范圍內(nèi)的45個城市其飲用水水源存在不同程度的有機物污染。
　　由于水資源短缺，近年來出現(xiàn)了大范圍的城市缺水，部分城市甚至影響了正常的生活用水。供水水源的污染，不僅加劇了水源短缺的情勢，而且增加了飲用水的處理難度，致使飲用水水質(zhì)安全難以保證；有機物在氯化消毒過程中與氯作用，不僅增加氯耗，而且生成多種對人體有害的氯化消毒副產(chǎn)物，其中大部分對人體健康構(gòu)成潛在危脅。水源不足和水源污染迫使一些城市實施遠距離調(diào)水或改造凈水工藝，增加了供水成本。
　　在水資源短缺和水環(huán)境污染的情況下，城市供水水源結(jié)構(gòu)性矛盾仍很突出，污水排放仍在持續(xù)增加，城市發(fā)展仍在一定程度上帶有盲目性，主要表現(xiàn)在：
　　①一些城市供水水源結(jié)構(gòu)單一，應(yīng)急供水調(diào)度能力低。過分倚重地表水，水量變化較大，水源調(diào)蓄能力差，遇有特殊干旱年份就被迫縮減用水，甚至居民生活飲用水也要實行定量供應(yīng)，影響城市居民的正常生活。過分倚重地下水的風(fēng)險也是較大的，地下水環(huán)境脆弱，一旦遭受污染就很難恢復(fù)，從而對水源安全構(gòu)成潛在威脅。
　?、陔S著城市快速發(fā)展，用水量隨之迅速增長，但污水處理設(shè)施建設(shè)相對滯后，污水直排量逐漸增加，加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的面源污染，導(dǎo)致區(qū)域性水環(huán)境功能退化，城市供水水源受到不同程度污染，部分水源水質(zhì)甚至降為劣Ⅴ類，喪失供水水源功能，被迫退出供水領(lǐng)域。水質(zhì)型缺水加劇了缺水的嚴重程度。
　　③一些城市對水資源制約條件重視不夠，城市規(guī)劃過程中對水源支撐條件和水環(huán)境影響因素缺乏細致分析和科學(xué)論證，忽視了城市供水水源保證率要求較高的特點，可用水資源估算過高，導(dǎo)致城市規(guī)模偏大，產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向不合理。有些城市的高耗水、高污染工業(yè)比重過大，工業(yè)企業(yè)用水量占城市總用水量的70%~80%。缺水地區(qū)盲目發(fā)展高耗水、高污染工業(yè)項目，一方面是對水資源的掠奪性開采，另一方面污染當(dāng)?shù)爻鞘泄┧矗觿×巳彼堋?br>2.3.2設(shè)施建設(shè)不平衡不協(xié)調(diào)，供水管理落后
　　近十幾年來城市基礎(chǔ)設(shè)施投資大幅度增長，城市供水設(shè)施能力大幅度提高，但地區(qū)間不平衡問題十分突出，不同規(guī)模城市間也有明顯差異。2002年東部城市用水普及率平均達到了86.23%，而中部地區(qū)只有75.84%，西部地區(qū)僅為60.59%；超大城市、特大城市、大城市用水普及率分別達到了86.70%、90.35%和75.79%，而中小城市只有69.20%和72.16%。
　　城市供水管網(wǎng)建設(shè)不配套，同時自備井供水造成了對公共供水的沖擊，使得公共供水設(shè)施利用普遍不足，全國設(shè)市城市的公共供水設(shè)施能力閑置達20%以上，部分城市超過50%，有的甚至達到80%。公共供水設(shè)施利用普遍不足，不僅造成供水企業(yè)無效固定成本的增加，而且相當(dāng)一部分城市居民依靠自備水供水，供水水質(zhì)安全無法得到保證。
　　自備井供水管理弱化，一方面造成地下水嚴重超采，另一方面造成大量公共供水設(shè)施閑置。自備井供水大多存在設(shè)施落后、人員素質(zhì)低的問題，有的甚至缺乏必要的消毒措施，有的運行管理人員缺乏基本的專業(yè)知識，水質(zhì)管理嚴重失控，超過半數(shù)的自備井供水水質(zhì)不合格。二次供水管理權(quán)限不清、責(zé)任不明，大部份供水設(shè)施嚴重落后和老化，并且長期疏于管理，供水污染普遍存在，有的水質(zhì)合格率還不到10%，有的常年藏污納垢，有的已經(jīng)直接導(dǎo)致嚴重的疾病。
　　水質(zhì)監(jiān)管體系不健全，水質(zhì)安全缺乏基礎(chǔ)保障。在經(jīng)營管理權(quán)下放企業(yè)以后，政府對供水水質(zhì)的管理還沒有理順。目前除國家網(wǎng)中心站和個別監(jiān)測站外，其他絕大多數(shù)監(jiān)測站都設(shè)在供水企業(yè)內(nèi)部。企業(yè)自檢能力得到了加強，但水質(zhì)管理上的以企代政問題十分突出，企業(yè)自檢、行業(yè)監(jiān)測和行政監(jiān)督相結(jié)合的水質(zhì)管理制度并沒有真正實行，“兩級網(wǎng)三級站”的職能不能充分發(fā)揮作用，行業(yè)監(jiān)測和行政監(jiān)督作用嚴重弱化，供水水質(zhì)安全缺乏機制保證。
2.3.3管網(wǎng)老化，凈水工藝落后
　　許多城市的管網(wǎng)存在嚴重老化的問題，相當(dāng)數(shù)量的管網(wǎng)使用年限已經(jīng)超過50年，多數(shù)采用灰口鑄鐵管，而且有相當(dāng)一部分管道未做內(nèi)防腐。這些管道多數(shù)銹蝕嚴重。供水管網(wǎng)老化造成供水漏損嚴重，并且漏損率總體呈上升趨勢，從1992年至2003年，城市供水管網(wǎng)平均漏損率從7.89%增加到16.71%。管網(wǎng)老化嚴重影響管網(wǎng)水質(zhì)。管道腐蝕結(jié)垢，使水中鐵、錳、色度、濁度、細菌等指標升高，造成管網(wǎng)的二次污染，水質(zhì)惡化。管網(wǎng)老化還影響管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物(如THMs等)。有關(guān)調(diào)查顯示，城市供水流經(jīng)管網(wǎng)到水龍頭時水質(zhì)合格率下降了約10個百分點。管網(wǎng)老化導(dǎo)致爆管事故頻繁發(fā)生，影響城市生活用水和生產(chǎn)用水，有的還造成了人員傷亡。供水管道爆管已經(jīng)成為我國城市供水系統(tǒng)安全運行的主要問題之一。
　　技術(shù)水平總體上較低，難以適應(yīng)保證水質(zhì)和進一步降低成本的要求。近50%的城市供水設(shè)施建設(shè)于80年代中期以前，其中絕大多數(shù)都以常規(guī)處理工藝為主，對某些特殊有機污染物，特別是對高穩(wěn)定性的溶解性有機污染物，如鹵代有機物、硝基化合物、多環(huán)芳烴等的去除效果有限，難以適應(yīng)原水水質(zhì)的不斷變化。傳統(tǒng)的預(yù)氯化工藝，使得高濃度的氯與微污染原水中的有機污染物直接作用，生成氯化消毒副產(chǎn)物，威脅水質(zhì)安全。隨著水源污染形勢加劇，許多城市的凈水工藝已經(jīng)不能完全適應(yīng)供水水質(zhì)安全的需要。
2.4供水安全的基本對策
2.4.1城市水資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略，加強城市水系統(tǒng)的規(guī)劃管理
　　以城市水資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略為指導(dǎo)，實施“節(jié)水優(yōu)先，治污為本，多渠道開源”以城市水系統(tǒng)的良性循環(huán)保障城市的可持續(xù)發(fā)展。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、加強用水管理、積極發(fā)展應(yīng)用節(jié)水技術(shù)、繼續(xù)推進節(jié)水型城市創(chuàng)建工作，進一步加強城市節(jié)約用水。加大投入、加強管理、統(tǒng)籌供水水源建設(shè)和水環(huán)境保護、統(tǒng)籌供水發(fā)展和污水處理、協(xié)調(diào)污水處理廠建設(shè)和排水管網(wǎng)建設(shè)、協(xié)調(diào)污水處理和再生水利用，充分發(fā)揮城市污水設(shè)施的綜合效用。發(fā)展海水淡化與利用、污水深度處理與再生利用、特殊水處理等技術(shù)，多渠道開辟供水水源。
　　為此要改革傳統(tǒng)的城市給水排水專業(yè)規(guī)劃管理體制，將城市水系統(tǒng)規(guī)劃納入城市總體規(guī)劃的管理范疇，加強城市水系統(tǒng)規(guī)劃的地位。以城市社會經(jīng)濟與資環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展為目標，依據(jù)水循環(huán)的原理統(tǒng)籌規(guī)劃城市供水節(jié)水與水污染防治，增強城市水系統(tǒng)的整體性、適配性、擴展性和應(yīng)急能力，全面提高城市供水的系統(tǒng)安全性能。
2.4.2城市水資源節(jié)約保障體系，創(chuàng)新供水安全管理機制
　　把資源節(jié)約放在突出位置，建立供水行業(yè)資源節(jié)約保障體系。一是提高城市供水行業(yè)的科學(xué)管理水平，把資源節(jié)約貫穿于城市供水設(shè)施規(guī)劃、建設(shè)和管理的全過程。二是切實改變粗放的生產(chǎn)管理方式，提高供水設(shè)施利用率和原水利用效率。三是切實加強供水管網(wǎng)改造，降低供水管網(wǎng)漏失率，減少不必要的水資源浪費。四是進一步發(fā)展和應(yīng)用先進的科學(xué)技術(shù)，推廣應(yīng)用先進高效的節(jié)能、節(jié)水設(shè)備，運用高新技術(shù)和先進適用技術(shù)改造技術(shù)落后的供水工藝設(shè)備，提高資源節(jié)約的整體技術(shù)水平。
　　城市供水安全方面還存在不少薄弱環(huán)節(jié)，城市安全供水保障體系的建設(shè)工作亟待加強。一是要完善城市供水水質(zhì)監(jiān)管法律法規(guī)和標準，加快城市供水水質(zhì)督察制度建設(shè)，強化城市供水水質(zhì)的行業(yè)監(jiān)測和行政監(jiān)督，建立城市供水水質(zhì)情況的通報制度。二是要提高行業(yè)信息化管理水平，充分發(fā)揮“中國城市供水水質(zhì)督察網(wǎng)”的作用，及時掌握城市供水水質(zhì)動態(tài)，提高科學(xué)決策能力和應(yīng)急能力。三是積極發(fā)展城市公共供水，加強對二次供水和自備井供水的管理。四是加強城市供水水源管理，實行城市用水備用水源預(yù)案制度。
2.4.3供水管網(wǎng)改造，加快供水行業(yè)技術(shù)進步
　　加強城市供水管網(wǎng)改造，完善城市配水系統(tǒng)，減少供水漏損和管網(wǎng)二次污染，提高管網(wǎng)的配水能力和水質(zhì)穩(wěn)定性。大力發(fā)展城市公共供水，逐步替代生活用水領(lǐng)域的自備井供水。理順二次供水管理體制，加快二次供水設(shè)施的建設(shè)與改造。通過發(fā)展公共供水整體提高城市供水的安全保障程度。
　　加快先進技術(shù)的引進與吸收，以技術(shù)進步帶動傳統(tǒng)工藝技術(shù)的升級改造。逐步提高新工藝新技術(shù)的綜合開發(fā)和工程化經(jīng)驗及能力，提高集成化水平，努力發(fā)展我國城市供水技術(shù)裝備領(lǐng)域的自主知識產(chǎn)權(quán)，促進先進技術(shù)的應(yīng)用。促進自動化信息化技術(shù)的發(fā)展，加強生產(chǎn)的自動化管理，擴大信息化應(yīng)用領(lǐng)域，提高信息化技術(shù)水平，加快開發(fā)行業(yè)信息管理系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)。堅持依靠技術(shù)進步為城市供水安全提供持久的根本保障。

3城市水系統(tǒng)規(guī)劃

3.1城市水系統(tǒng)基本概念
　　城市水系統(tǒng)是指在一定地域內(nèi)以城市水源為主體，以水資源的開發(fā)利用和保護為過程，并與自然環(huán)境和社會經(jīng)濟環(huán)境密切相關(guān)且隨時空而變化的動態(tài)過程。這個定義揭示了城市水系統(tǒng)的如下4個基本特征：
　?。?）城市水系統(tǒng)是一定城市空間內(nèi)水循環(huán)各組成部分和各循環(huán)階段的有機統(tǒng)一整體；
　?。?）城市水系統(tǒng)具有二重性，是水的自然循環(huán)系統(tǒng)和社會循環(huán)系統(tǒng)的耦合；
　　（3）對城市水系統(tǒng)的認識，必須在自然資源、基礎(chǔ)設(shè)施和社會管理這三個層面上完整地把握；
　?。?）城市水系統(tǒng)的組成，包括水源、供水、用水、排水等四個子系統(tǒng)。
　　從城市水系統(tǒng)的特征上看，城市水系統(tǒng)的內(nèi)涵已經(jīng)遠遠超出了通常所說的“水資源系統(tǒng)”或“水源系統(tǒng)”的范疇，這個系統(tǒng)不僅包涵了相關(guān)的自然因素，還融入了社會、經(jīng)濟、甚至是政治等許多社會因素。
　　城市水系統(tǒng)的水源、供水、用水和排水等四大構(gòu)成要素（或稱子系統(tǒng)）的相互聯(lián)合構(gòu)成了城市水資源開發(fā)利用和保護的一個循環(huán)系統(tǒng)，每個要素都對這個循環(huán)系統(tǒng)起著一定的促進或制約作用。水源系統(tǒng)是城市水系統(tǒng)的基礎(chǔ)要素，供水系統(tǒng)是城市水系統(tǒng)的開發(fā)或生產(chǎn)要素，用水系統(tǒng)是城市水系統(tǒng)的需求或消費要素，排水系統(tǒng)是城市水系統(tǒng)中最敏感的要素，具有兩面性，良性的排水（經(jīng)凈化處理后排放）可增加水源的補給量，不良的排水（未經(jīng)凈化處理直接排放）則污染水源水質(zhì)，進而減少水源的可用水量。
　　城市水系統(tǒng)具有明顯的分層結(jié)構(gòu)特征（圖1），同一層內(nèi)的各子系統(tǒng)或要素之間、不同層次的子系統(tǒng)之間既相互聯(lián)系又相互制約，因而需要在上一層次系統(tǒng)中加以綜合與協(xié)調(diào)，以保持系統(tǒng)的整體性和穩(wěn)定性。城市水系統(tǒng)的的總體功能是滿足城市社會經(jīng)濟和自然環(huán)境的用水需求，即在一定的約束條件下，保障城市供水安全，最大限度地滿足城市社會經(jīng)濟的合理用水需求。這里所指的約束條件有三層含義：一是不能破壞水資源量的補排平衡；二是不能破壞水資源的質(zhì)量狀態(tài)；三是不能破壞水資源的賦存環(huán)境。系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，必須以各層次子系統(tǒng)功能的實現(xiàn)為前提。

　　天然狀態(tài)下的水循環(huán)系統(tǒng)在一定時期和一定區(qū)域內(nèi)是動態(tài)平衡的，當(dāng)天然水體被城市開發(fā)利用進入社會循環(huán)時，原來的自然平衡機制被打破，形成了一個“從水源取清水”到“向水源排污水”的城市水循環(huán)運動（圖2）。水系統(tǒng)每循環(huán)一次，水量便可能消耗20%-30%，水質(zhì)也會隨之惡化，若將污水排入環(huán)境，又會進一步污染水源，從而陷入水量越用越少、水質(zhì)越用越差的惡性循環(huán)之中。這種循環(huán)模式無論是從理論上分析，還是從實踐中觀察，都是處于失控狀態(tài)的，必須加以改變。而改變循環(huán)模式、實現(xiàn)供水安全的關(guān)鍵措施便是加強對城市水系統(tǒng)的控制管理、協(xié)調(diào)管理和引導(dǎo)管理。

3.2城市水系統(tǒng)規(guī)劃與科學(xué)發(fā)展觀
　　城市水系統(tǒng)建設(shè)貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，要堅持以人為本，以全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展戰(zhàn)略統(tǒng)籌區(qū)域發(fā)展、統(tǒng)籌經(jīng)濟社會發(fā)展、統(tǒng)籌人與自然和諧發(fā)展。做好城市水資源保護、水的綜合管理、水環(huán)境整治和水資源的可持續(xù)利用工作，加強城市水系統(tǒng)的統(tǒng)一規(guī)劃管理和城市供水安全保障系統(tǒng)建設(shè)，保證城市供水安全，確保經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定。
　　水資源不僅分布不均，而且總體短缺的局面開始顯現(xiàn)，近兩年來南方一些城市已經(jīng)出現(xiàn)了程度不同的缺水；水環(huán)境雖然部分地區(qū)有所改善，但是總體上污染加劇的趨勢仍然沒有改變，有的水源檢出了多種具有雄性生殖毒性、內(nèi)分泌干擾活性和致癌性的有機污染物。這些情況集中表明，我國城市供水安全面臨的外部形勢是嚴峻的，水資源短缺和水環(huán)境污染將長期存在。
　　然而，城市水系統(tǒng)內(nèi)部存在諸多問題，突出表現(xiàn)在：①城鎮(zhèn)區(qū)域發(fā)展與水資源的協(xié)調(diào)失衡，地區(qū)間爭水嚴重；②城市規(guī)模和城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展與水資源條件不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致區(qū)域性的缺水和水環(huán)境污染；③城市水系統(tǒng)脆弱，安全保障能力低；④市政公用行業(yè)市場化產(chǎn)生的利益分化，將使這些問題更加復(fù)雜。針對這些問題，有關(guān)的規(guī)劃管理已經(jīng)不能適應(yīng)城市供水安全的需要，現(xiàn)行的單一專項規(guī)劃的管理模式只能進一步加重城市水系統(tǒng)之間的不協(xié)調(diào)狀態(tài)，并有進一步淡薄公共利益的傾向。
　　為了控制水系統(tǒng)的總體布局、協(xié)調(diào)水系統(tǒng)的整體功能、引導(dǎo)水系統(tǒng)的健康發(fā)展，必須把城市水系統(tǒng)規(guī)劃納入城市規(guī)劃。必須從我國水資源環(huán)境的實際情況出發(fā)，加強和改進管理，尋求一條在城市內(nèi)部加強系統(tǒng)控制和綜合協(xié)調(diào)的技術(shù)路線，以保障城市供水安全。
3.3水系統(tǒng)規(guī)劃原理
　　城市水系統(tǒng)的控制目標是調(diào)整水系統(tǒng)的循環(huán)模式、保障城市供水安全，盡可能減少循環(huán)過程中的水量消耗和水質(zhì)退化，誘導(dǎo)水系統(tǒng)逐步進入良性循環(huán)狀態(tài)（圖3）。

　　圍繞“節(jié)流優(yōu)先， 治污為本，多渠道開源”城市水資源可持續(xù)利用戰(zhàn)略的基本要求，加強節(jié)水、治污和再生水回用力度，建立城市水系統(tǒng)良性循環(huán)機制，改良城市水系統(tǒng)的循環(huán)模式。城市水系統(tǒng)控制途徑是在城市水系統(tǒng)中增加子系統(tǒng)：①增加“節(jié)水”子系統(tǒng)（圖4a），不僅可減少取水量和污水排放量，還能減少供水、排水和污水處理設(shè)施的投資；②增加“治污”子系統(tǒng)（圖4b），削減污染物，遏制水環(huán)境污染，保護水源水質(zhì)；③增加再生水“回用”子系統(tǒng)（圖4c），實現(xiàn)多渠道開源，減少取水量。

　　上述控制途徑的技術(shù)管理手段，是按照系統(tǒng)管理的原則，通過水系統(tǒng)規(guī)劃，對城市水系統(tǒng)進行整體優(yōu)化，內(nèi)容包括需求控制、污染控制、滲漏控制、節(jié)制控制和補給控制。
3.4水系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容
　　 城市水系統(tǒng)規(guī)劃的目的是為了協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)的關(guān)系，優(yōu)化水資源的配置，促進水系統(tǒng)的良性循環(huán)和保障城市供水安全。其目標是通過控制、協(xié)調(diào)、引導(dǎo)，對內(nèi)保障城市供水安全，對外維持水環(huán)境安全和協(xié)調(diào)區(qū)域水資源，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。
　　 城市水系統(tǒng)規(guī)劃的原則，就是正向保證和反向約束的對立統(tǒng)一。城市水系統(tǒng)規(guī)劃要與城市規(guī)劃和區(qū)域水資源條件相適應(yīng)，既要滿足城市發(fā)展中的合理需要，又要對城市的發(fā)展提出調(diào)整和制約的要求。
　　 城市水系統(tǒng)規(guī)劃的內(nèi)容，總的說來是“對一定時期內(nèi)城市的水源、供水、用水、排水等子系統(tǒng)及其各項要素的統(tǒng)籌安排和綜合管理”。對應(yīng)于城市規(guī)劃的不同階段，城市水系統(tǒng)規(guī)劃的任務(wù)是：在城鎮(zhèn)體系規(guī)劃階段，做好區(qū)域水資源的供需平衡分析，合理選擇水源，劃定水源保護區(qū)；在城市總體規(guī)劃階段，劃定藍線控制范圍，研究城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)的各類用水需求，確定水系統(tǒng)的發(fā)展目標和總體布局；在城市詳細規(guī)劃階段，確定規(guī)劃期內(nèi)水系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)模、詳細布局和運行管理方案。
3.5水系統(tǒng)規(guī)劃的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
　　 目前，城市水系統(tǒng)規(guī)劃工作還沒有深入開展，基本上還處在有關(guān)專項規(guī)劃的階段，與此相關(guān)的規(guī)劃管理方式普遍存在以下問題：①多部門管理，專項規(guī)劃交叉重疊，對一個問題各自表述，內(nèi)容相互沖突，實施困難；②重心下移，偏重工程技術(shù)，對發(fā)展目標、功能協(xié)調(diào)、整體布局重視不夠，導(dǎo)致規(guī)劃頻繁修編或違反規(guī)劃搞建設(shè)；③市政公用行業(yè)市場化，使得有關(guān)專項規(guī)劃由主管部門編制演變?yōu)閷嶋H上由業(yè)主主導(dǎo)編制，市場機制作用于專項規(guī)劃編制工作，利益分化導(dǎo)致淡薄公共利益、長遠利益和環(huán)境利益，系統(tǒng)之間更加不協(xié)調(diào)。
　　 針對上述情況，為了貫徹行政許可法，《建設(shè)部城市建設(shè)司2004年工作要點》已經(jīng)明確提出了要制定《城市藍線管理辦法》，并把城市水系統(tǒng)規(guī)劃作為實行城市藍線管理的一項具體技術(shù)措施。城市水系統(tǒng)規(guī)劃將納入城市規(guī)劃，與城市交通系統(tǒng)、綠地系統(tǒng)、防災(zāi)系統(tǒng)等的系統(tǒng)規(guī)劃并列。中國城市規(guī)劃研究設(shè)計院目前已著手開展城市水系統(tǒng)規(guī)劃工作，并在建設(shè)部和科技部的支持下由城市水系統(tǒng)規(guī)劃研究設(shè)計所具體承擔(dān)了《城市水系統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)標準》的研究。
　　 該研究將根據(jù)科學(xué)發(fā)展觀的要求，結(jié)合城市功能的提升和供水行業(yè)市場化發(fā)展趨勢，立足于城市供水安全，研判和揭示城市水系統(tǒng)的國家利益和公眾長遠利益與供水經(jīng)營者利益之間、水系統(tǒng)設(shè)施各組成部分的功能之間的矛盾運動，提出城市水系統(tǒng)規(guī)劃管理的技術(shù)措施，根據(jù)公眾利益和供水安全的需要，控制、協(xié)調(diào)和引導(dǎo)城市水系統(tǒng)的發(fā)展，建立城市水系統(tǒng)的安全控制體系和協(xié)調(diào)發(fā)展體系。
　　 城市水系統(tǒng)規(guī)劃的主要重點是：
　　 （1）分析城市區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略和區(qū)域水資源環(huán)境支撐條件，從區(qū)域發(fā)展和人與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的角度研究城市水源安全，按照城市水源安全的要求評價城市發(fā)展的適宜規(guī)模和城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的合力方向，為城市規(guī)劃中合理確定城市發(fā)展目標提供依據(jù)。
　　 （2）從水系空間、水體功能、水系統(tǒng)工程設(shè)施等多角度分析城市水系統(tǒng)的構(gòu)成、功能特點和協(xié)調(diào)穩(wěn)定性，以城市安全為目標研究城市水系統(tǒng)安全，通過多方案比選提出城市水系統(tǒng)的安全控制目標、協(xié)調(diào)發(fā)展機制和發(fā)展引導(dǎo)目標。其中，安全控制目標包括水系統(tǒng)藍線控制目標、水環(huán)境安全控制目標和水設(shè)施建設(shè)控制目標，協(xié)調(diào)發(fā)展機制包括專項目標協(xié)調(diào)機制、設(shè)施功能協(xié)調(diào)機制和空間布局協(xié)調(diào)機制。

4結(jié)語

　　水危機已成為全球關(guān)注的焦點和熱點問題之一，應(yīng)對水危機需要適宜的理論指導(dǎo)。本文以當(dāng)前中國城市中業(yè)已出現(xiàn)并有可能繼續(xù)加劇的城市水危機為背景，試圖從自然科學(xué)與社會科學(xué)的結(jié)合上，構(gòu)建城市水系統(tǒng)及其控制與規(guī)劃的理論框架，并期望對中國城市水資源的開發(fā)利用和保護工作有所促進。這也是筆者近年來認真思考并一直在努力探索的問題之一。但由于問題本身的復(fù)雜性和自己知識的局限性，研究工作仍處于起步階段，文中對城市水系統(tǒng)的分析還不夠深入，對城市水系統(tǒng)的控制還缺乏定量的描述，對城市水系統(tǒng)的規(guī)劃僅提出粗淺的建議，需要進一步探討和研究的問題還很多，謬誤處敬請指正。

參考文獻

[1]汪光燾，《領(lǐng)導(dǎo)干部城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)知識讀本》，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003
[2]邵益生，錢易主編，人與自然百科(人與水),遼寧:遼寧出版社,2000
[3]劉昌明，錢易，邵益生主編，中國城市水資源可持續(xù)開發(fā)利用(中國工程院重大咨詢項目:中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究報告集第5卷),北京：中國水利水電出版社，2002
[4]周干峙，邵益生主編，西北地區(qū)城鎮(zhèn)發(fā)展及水務(wù)對策研究(中國工程重大咨詢項目：西北地區(qū)水資源配置生態(tài)環(huán)境建議和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究——城鎮(zhèn)卷)，北京：科學(xué)出版社，2004
[5]邵益生，中國城市水資源管理理論體系的框架研究，城市發(fā)展研究，1996(2)
[6]高云福，城市化發(fā)展與水系統(tǒng)的演變，城市勘測，1998(3)
[7]邵益生，中國城市水可持續(xù)管理的戰(zhàn)略對策，中國水工業(yè)科技與產(chǎn)業(yè)，北京：中國建筑工業(yè)出版社
[8]邵益生，城市水問題與城市水戰(zhàn)略，中國建設(shè)報，2002(8)
[9]邵益生，城市水系統(tǒng)與城市大網(wǎng)絡(luò)，中國建設(shè)報，2002(12)
[10]Shao Yisheng. Review and Prospects for Urban Strategies of China, Preoceedings of International Conference on Enginecring and Technological Science 2000 ChineseAcademy of Engineering. Science Press2000.