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王浩院士:我國城市水問題治理現狀與展望

來源:北極星水處理網 時間:2021-08-04 瀏覽量:16

北極星水處理網訊:水資源的承載空間決定了經濟社會的發展空間,特別是城市的發展空間,受基本國情和水情影響,城市水問題已成為制約我國城市發展的重要因素。

我國城市水問題的發生和治理是隨著我國城鎮化進程而逐步演變的。從新中國成立初期到20世紀80年代,主要是“以需定供”的保障式供水管理,一大批骨干供水工程得以修建,同時城市給水排水網絡也逐漸健全;改革開放以后,城市化快速發展,城市用水日趨緊張,城市水資源管理逐漸轉變為面向高效利用的“需水管理”;隨著城市化的不斷發展,進入新時代,城市開始進行多維度的比較健全的綜合管理。面向城市水問題治理實踐的深入和高質量發展的需要,很多新的理念被提出,如海綿城市、韌性城市、生態城市等。

新理念、新方法和新技術的運用,促進了城市水問題的綜合治理,我國城市洪澇災害防治、城市水環境黑臭水體治理和城市節水等方面取得了長足進步。面向未來城市水問題治理和高質量發展,結合水利部“三對標、一規劃”專項行動提出的,全面提高水安全、水資源、水生態、水環境治理和管理能力,實現從“有沒有”到“好不好”的發展,更好支撐我國社會主義現代化建設,更好滿足人民日益增長的美好生活需要,對我國城市水問題治理的基本現狀、規劃原則和演化態勢進行簡要梳理和分析,以期對未來我國城市水問題治理提供一定參考。

一、我國城市水問題治理基本現狀

城市水問題的表現多種多樣,本文主要從洪澇災害防治、黑臭水體治理和城市缺水與節水三個最主要的方面,簡要梳理我國城市水問題治理的基本現狀。

①城市洪澇災害防治。過去幾十年的城市化進程中,城市內澇成為一種新的城市病,2006年以來,我國每年受淹城市均在100座以上,2008—2010年全國有62%的城市發生過內澇,內澇超過3次的有137座。在城市洪澇防治方面,我國已逐步構建起了以“預防為主、預報預警、應急調度、搶險救災”為主線的城市洪澇防治體系,特別是深圳、福州和東營等地,開展智慧洪澇管理等新技術的先行先試,取得了較好效果。

②城市水環境及黑臭水體治理。由于城市化、工業化和老舊城市排水體制不健全等一系列歷史遺留問題,導致許多城市不同程度存在黑臭水體。2015年國務院印發《水污染防治行動計劃》,向黑臭水體宣戰,經過近年的大力治理,我國地級以上城市建成區黑臭水體治理取得重大進展,基本構建了黑臭水體治理的體制機制、標準規范和運作模式等體系,為全面消除黑臭水體、構建優美的城市水環境打下了堅實基礎。

③城市缺水與節約用水。近年國家提出了“節水優先”,把節水擺在空前高的位置,為推進城市節水和水資源綜合管理提供了重要指引。2019年,國家發展改革委、水利部印發《國家節水行動方案》,規定到2022年和2035年,全國用水總量分別控制在6700億m3和7000億m3以內。近年水利部大力推動節水型社會建設,已有266個縣區建成節水型縣區。這些都說明我國城市節水和水資源綜合管理總體上處于快速發展階段,未來仍有較大上升空間。

二、城市水問題治理規劃原則要點

城市水問題的治理時空跨度廣、實施過程復雜、資金投入較大,通常需要進行整體規劃,而后分步、分批、分塊實施治理,規劃作為治理措施實施的重要依據,需要在結合問題的類型、復雜度,考慮城市的地域、特征等基礎上,進行通盤考慮,以確保規劃能夠引領治理、落地見效。結合城市水問題治理規劃的實踐經驗,提出我國城市水問題治理規劃的原則要點。

1.適度超前原則

適度超前就是要求規劃者要用發展的眼光看待城市水問題治理的相關規劃。世界城市化發展的規律表明,一個國家在城市化率為30%~70%之間是城市化發展最快的時期,當前,我國城市化率為60%左右,這表明我國城市化正處于一個快速發展的時期。隨著“十四五”規劃實施和國家向2035年遠景目標邁進,城鎮化和城市更新改造都將進入一個新的戰略機遇期,這要求當前城市水問題治理規劃要充分考慮城市發展的前瞻性,更多地以規劃引領城市發展,而不僅僅是滿足城市基本需求。

例如對于北京而言,一些研究認為可以不要南水北調,僅通過節水就能達到保障水安全的目標,但是實際上北京作為大國首都的戰略地位,其水資源安全保障不僅需要滿足基本需要,還必須要能夠有戰略迂回,有“壓箱底”的水資源戰略儲備,南水北調中線、東線通水以來的實踐也證明了上述考慮是正確且必要的。

另外,在規劃中不但要重視“硬措施”,還要重視“軟措施”,例如過去規劃建設的一些城市水利信息化管控系統,在當時是超前的,從長期來看,這種超前引領了城市發展,促進了水的精細化管理和高效利用,并且使相應城市在當前智慧水利建設中占領了先機。

適度超前,要辯證地把握“超前”與“適度”的關系,“適度”應該是在地域特征、技術適應性和適配發展規劃等方面較好地匹配,“超前”則應是在問題治理水平、發展水平和技術迭代等方面充分考慮現實的情況下有所“拔高”?偟膩碚f,適度超前的規劃原則,需要規劃者高超的專業水準與當地的實際情況相結合,并在實踐中加以檢驗,而非不顧現實情況的跨越階段的超前!斑m度超前”的規劃有時雖可能增加一定投入,但如果從全時段、長遠過程來看,因為占領先機和避免了重復低效投入,反而是更經濟的。

因此,在城市水問題治理規劃中,在保障水安全的前提下,要大膽地應用新理念、新方法和新技術,以創新引領實踐,實踐反過來又促進創新。

2.分類施策原則

我國有十大水資源一級區,在地理上有三大階梯,氣候上有五大分區,地級以上的城市有300多個。也就是說,我國的城市類型是多樣化的,從地域上分平原型、濱海型、濱江型、山地型和高原型等;從產業上有創新型、旅游型和資源型等;還有超大城市、省會城市、地級市和縣級城市等多種行政層級。多樣的地理氣候條件和城市類型,使得我國水問題的治理沒有一定之規,而是要在遵循科學規律和地域特征的基礎上分類施策。由于我國水問題相關的治理規劃總體上是以行政區劃作為治理單元的,在此著重從不同行政層級來談城市水問題治理的分類施策。

對于超大型城市,如北京、上海、廣州、深圳等,其特點是人口多、產業強、財政實力雄厚,因此在水資源規劃上,除了充分考慮水源的多樣性和備用水源的可靠性,把水安全保障放在第一位,還要把再生水回用、新型節水推廣放在重要位置,把消除黑臭水體、防治洪澇和保障供用水有機統一起來。

對于一般省會城市,特點是人口比較多、行政層級在區域內最高、資源吸納力強,對于這類城市,重點是處理好與周圍城市水資源供給的關系,不能竭澤而漁,要把城市放在省內城市經濟圈中去考慮,同時以更多新的理念、技術和方法創新帶動,促進周圍城市水資源保障,走協同發展、高質量發展之路。

對于多數地級市,最重要的是要把握本質特征,如水資源短缺是工程型、水質型還是資源型,深度節水的難點在哪兒,是否具備上馬大型工程的條件等,多措并舉,推動一部分區域先行先試智慧水利新技術、黑臭水體治理新方法等,以點帶面,多點發力。

對于縣域城市,更重要的是要優化縣域產業結構,著力點應放在提高各行業水資源保障水平,培育發展水經濟、壯大水產業、培養特色水文化上,以良好的水資源保障、更高的生態文明水平、獨具特色的水文化底蘊,促使經濟發展和水資源保障良性互饋,促進縣域經濟高質量發展。

3.系統謀劃原則

系統思維是城市水問題治理規劃中的一種重要思維方式,正是由于城市水問題自身的復雜性和解決城市水問題的迫切性,要求城市水問題治理規劃一定要秉承系統思維,進行系統謀劃。

要從解決問題的角度系統謀劃。城市水問題的本質是水循環失衡,城市水系統與經濟社會系統無法較好地匹配,表現為洪澇、黑臭水體、缺水等問題,因此要從統籌的角度,抓住問題產生的本質,從“水循環”和“社會側”兩端系統謀劃城市水問題的治理規劃。

要從水文循環的角度系統謀劃。從空間上看,城市是流域上的一個斑塊,城市水循環是流域水循環的一個區域性環節,因此,解決城市水問題,要放眼流域水循環全過程來診斷問題和解決問題,把山水林田湖草沙視為一個生命共同體,把城市作為流域生命共同體的一部分,以更系統的過程、更廣闊的視野來系統謀劃城市水問題治理。

要從歷史演替的角度系統謀劃。突出在時間尺度上的系統化,要跳出一時一域謀劃的固有思路,從更縱深的歷史尺度來看待城市水問題的產生與演化,把當前城市水問題的治理規劃置于城市全生命期中去衡量,特別是與當地的歷史文化傳統、地理氣候演變、經濟社會發展等歷史脈絡和前景緊密結合起來,找準當前城市水問題治理的歷史方位。

4.集中與分散相結合原則

城市水問題治理不僅需要經濟、文化和制度等方面非工程措施,而且需要大量的工程措施,如雨水排水系統、污水排水系統等,長期以來通常采用的是大集中、大系統模式,需要大量的基建投入。對于城市水問題治理而言,要在城市水問題系統診斷基礎上,建設集中與分散相結合的工程設施體系,以支撐系統的高效建設與運行,發揮系統的最大效能。

對于雨水系統,要通過各種尺度的設施體系協同配合,統籌考慮不同尺度設施的功能和效應,將集中排水設施和分散蓄滯設施相結合,包括源頭徑流減控微型綠色基礎設施、排水泵站管網等小型設施、河湖調蓄等中型設施和外洪控制堤防等大型設施等,形成分散式設施與集中式設施有機結合、“微—小—中—大”設施協同配合的雨水排水工程體系。

對于污水系統,要在現有的大收集、大處理系統基礎上,考慮分散式污水處理設施,加強污水處理體系建設,做到污水就地處理、再生水就地利用,降低污水收集與利用系統的規模,減少污水處理和回用過程中的碳排放,支撐碳中和/碳達峰目標實現。

三、對我國城市水問題演化的幾點認知

水是城市正常運轉的基礎性和戰略性資源。隨著我國經濟社會的發展,城市對水的要求將會越來越高,從更宏觀、更超前、更基礎的層面來看待城市水問題演化。

1.我國城市水資源短缺的局面短期內難以徹底扭轉

我國城市水資源短缺的局面短期內難以徹底扭轉,這是基于對我國自然地理特征和經濟社會發展規律認識得出的基本認知。從漫長的歷史演化過程來看,自然地理特征是相對穩定的,而經濟社會發展的基本格局難以短時間改變,這就使得我國水資源與生產力布局不匹配、局部缺水、結構性缺水的局面短期不會徹底扭轉,在這一點上做到“心中有數”,是我們將來一個時期開展城市水問題治理的基本立足點。

2.城市對水的質量追求將上升到生命與健康的高度

水是維系生命所必需的。對于水的質量,當前城市居民普遍比較重視,未來隨著城市的發展,民眾對生命和健康的認知水平提升后,對水的質量追求將會深入到更精細的水平,例如,是否可將人飲水之后的身體指標實時反饋引入到用戶對供水水質的評價中,是否可以實時發布水的簡明指標(類似PM2.5)以指引人們選擇使用不同的水,等等。

3.顛覆性技術將引發城市水問題治理的革命性變革

大數據、云計算、物聯網、5G和人工智能等一系列新技術顯著地改變了整個世界,也改變了千千萬萬城市居民的生產生活方式。在城市水問題治理領域,智慧水利技術的發展也十分迅速,如智能水表、智能井蓋等硬件設備,智慧調度、智慧預警預報、智慧管理服務平臺等關鍵技術已經在實踐中發揮了重要作用。未來隨著科學技術的快速發展,可能會出現一些顛覆性技術極大地促進城市水問題的治理效能提升,而且可能會引起城市水問題治理模式、方法和手段等的革命性變革,這種變革一旦實現,現有技術體系可能會失效,被另一種全新的模式替代,從而使人類用水管水的水平躍升一個層級。

4.應對不確定性是未來城市水問題治理的重要命題

當前全人類都進入了“后疫情時代”,疫情給全球格局帶來了極大的不確定性,“應對不確定性”也是疫情帶給我們的深刻認識。具體到城市水問題治理領域,要深刻地認識到,城市水資源的取用、生產、輸送、供給和使用是一個復雜的系統,復雜系統往往具有較強的不確定性。由于水循環的“自然-社會”二元屬性,未來城市在水方面面臨的不確定性來源不僅僅是氣候變化等自然方面的,更多是經濟社會發展方面的。應對城市水問題必須在不確定性上有所為,如發生了以水為媒介的疫情怎么辦?某種災難導致城市水源短期內全部枯竭或者功能失效怎么應對?這是水科學研究應該提前深刻思考、做好應對準備的。

5.水將在城市社會幸福感中扮演更加重要的角色

城市發展有一定的演進規律,幸福城市將是未來城市發展的重要追求,而水將在其中扮演更加重要、不可或缺的角色。在水的供給和使用方面,更高質量、更豐富的選擇和更高的保證率,將給人們以更好的使用體驗;而在水與城市生態環境營造方面,水的作用將更加突出。從中華歷史文化傳統和民族文化自信來看,“曲水流觴、靈動秀美”“看得見山,望得見水,記得住鄉愁”的畫面與憂思始終是人們對美好生活環境的不懈追求,如何更好地將水與文化結合起來為幸福城市建設提供依托將是重要課題。在未來城市中,以水為紐帶,構建“清新明亮、藍綠交織、水城共融”的水美城市,奉獻提供更多的水公共服務產品,將是提升城市幸福感、增強人民福祉的重要方面。