導讀

城市水系統是水的自然循環和社會循環在城市空間的耦合，具有系統性、復雜性和動態性等特征。梳理城市水系統概念內涵和國內外統籌治水工作進展，凝練新時期城市水系統治理理念。以系統方法解析城市水系統功能結構和內外部關系，從環境、系統、單元、要素和工作舉措等多個層面入手，識別城市水系統內外部關聯互動關鍵節點，構建包含系統內外統籌，系統內部統籌、功能單元內外統籌等在內的統籌治水理論方法。結合我國城鎮水務重點領域工作，對統籌推進城市水系統治理提出工作建議。

引用本文：龔道孝，郝天，莫罹，等. 統籌推進城市水系統治理方法研究［J］. 給水排水，2022，48（11）：1-8.

通信作者

龔道孝

教授級高級規劃師，現任中國城市規劃設計研究院城鎮水務與工程研究分院院長。主要研究方向為城市水系統、城市基礎設施領域的研究、咨詢和規劃。

01 城市水系統概念

1.1 國內外研究和實踐進展

隨著城市與水互相關系的加深，“城市水系統”或“城市水循環”等以全系統、全要素視角看待城市水問題的概念先后出現。不同于傳統的供排水、水環境和水資源的概念范疇，新的概念涵蓋了城市與水互動關系的所有要素。國際上在20世紀90年代，就出現了“綜合城市水管理”（Integrated Urban Water Management,IUWM）的概念,其中“綜合”體現了系統思維，在單一水管理策略難以解決全局性水問題的情況下，提出了全新的城市治水視角?！熬C合城市水管理”需統籌城市供水、排水、地下水、廢水和雨水等多種涉水要素，以及參與城市水循環的各類基礎設施和管理機制。在“綜合城市水管理”的概念范疇下，各國先后提出了多個系統性解決城市水問題的概念框架，圍繞這些概念開展了大量的學術研究和一系列具有成效的實踐。美國的最 佳管理實踐（BMPs）和低影響開發戰略（LID），英國的可持續排水系統（SUDS），澳大利亞的水敏感城市（WSUD），新加坡的ABC水計劃（ABC）等舉措和戰略均體現了城市水系統的理念內涵。

我國有關城市水系統的研究和實踐可以追溯到更早時期，古代天人合一的“營城理水”思路就蘊含了系統治水的理念內涵，是世界范圍內構建城市水系統的早期探索。近年來，國內學者在城市水系統的概念內涵、建設方法等方面開展了大量探索。陳吉寧認為“城市水系統”是城市中與水相關的各個組成部分所構成的水物質流、水設施和水活動，按規劃、設計和管理的基礎設施分類,城市水系統包括水源系統、給水系統、用水系統、排水系統、回用系統、雨水系統和城市水體。邵益生指出，城市水系統是在一定地域空間內，以城市水資源為主體，以水資源的開發利用和保護為過程，并與自然和社會環境密切相關且隨時空變化的動態系統，城市水系統是以水循環為基礎、水通量為介質、水設施為載體、水安全為目標、水管理為手段的綜合系統。王浩提出了“自然-人工”二元水循環理論，系統建立了水循環及伴生水生態、水化學和水沙過程綜合模擬與多維調控技術體系。任南琪基于海綿城市理念提出了可持續生態凈化系統的城市水循環4.0理論。張杰提出城市水系統健康循環的內涵是在水的社會循環中遵循水文規律，節制社會循環流量，控制源頭污染，水的社會循環不損害水自然循環的規律，實現水資源的可持續利用。

1.2 城市水系統特征和概念

綜合國內外城市水系統理論研究和工作實踐，城市水系統具有以下核心特征：

①重視協調社會水循環和自然水循環，強化“社會-自然”的二元屬性；

②強調資源供給、環境治理、安全保障、生態修復等復合功能價值最 大化，而非滿足單一功能要求；

③組成范疇涵蓋設施、空間等實體要素，以及規劃、建設、運維、退出等全生命周期要素，不局限于單項工作或對象，具有綜合性、復雜性和動態性特征。

在解析城市水系統核心特征的基礎上，結合我國現階段城市水資源短缺、水環境污染、水安全威脅和水生態退化的現實矛盾，對城市水系統作出如下定義：城市水系統是指水以及為滿足城市水資源供給、水環境治理、水生態修復、水安全保障等功能需求的工程性設施以及生態空間，是水的自然循環和社會循環在城市空間的耦合系統。

02 新時期城市水系統治理理念

基于我國城市水系統內外部發展形勢和特征問題，凝練新時期城市水系統治理理念。

2.1 系統治水

我國涉水基礎設施逐步升級，行業服務水平明顯提升，但城市水系統還存在質量不高，體系性不強等問題。一是設施和能力建設仍然存在短板。供排水管網建設滯后、老化破損，導致供水管網漏損率偏高和污水資源化程度較低等問題；廠-網-河-湖一體化運維、智慧監管和協調機制等能力建設滯后。二是整體性、系統性不足。城市水系統與山水林田湖生命共同體和城市有機生命體被人為割裂，導致城內城外不協調、灰色綠色基礎設施缺少銜接、水系統功能合力未發揮等問題。亟待通過系統治水理念來統籌補短板和體系化工作，解決當前城市水系統問題。

將系統思維應用于城市治水領域，統籌整體推進與重點突破。在整體推進方面，強化系統整體性和關聯性，推進城市治水體系化建設，推動基礎設施質量提升、效能提檔。在重點突破方面，聚焦關鍵領域、薄弱環節，精 準補齊地下管線、污水資源化設施、生態基礎設施等方面的設施短板，以及智慧監管、一體化運營、法規制度等方面的能力短板。

1.2 生態治水

城市建設擴張導致城市生態空間被侵占，河道、綠地等具有蓄滯雨洪、氣候調節功能生態空間的破壞阻斷了水的自然循環，降低了城市韌性，導致城市水資源短缺、內澇頻發等問題。生態治水理念的核心是促進社會水循環與自然水循環良性耦合。通過灰綠色結合的生態治水理念，強調尊重、順應和保護自然，堅持人與自然和諧共生，著眼于源頭控制，著眼于分散化、循環化、小型化、本地化的建設方式。

貫徹生態治水理念，應強化城市生態基礎設施建設。在資源供給方面，保護和修復城市上游水源涵養空間、建設城市污水資源化、雨水收集利用設施、推進節水型城市建設；在安全保障方面，統籌流域防洪和城市排水防澇、拓展雨洪消納蓄滯空間、提高城市透水地面面積比例；在環境提升方面，堅持“水岸同治，廠網一體”，保持城市湖河水系連通和流動性，加強水生態修復和濱水空間建設。

2.3 全域治水

城市水系統的空間要素和設施要素，在不同尺度有不同的構成（見表1）：

（1）在流域和區域尺度上，水系統包括江河湖泊、森林草原等水源涵養空間以及大型水利工程設施。

（2）在城市尺度上，城市水系統包括過境河流、城市內河、濱水廊道、調蓄綠地等空間以及防洪堤壩、廠（自來水廠、污水處理廠、再生水廠）、網（供水管網、污水管網、雨水管網、再生水管網）、泵（供水泵站、污水泵站、雨水泵站、排澇泵站）等設施。

（3）在治水片區尺度上，城市水系統包括水塘、濕地、景觀水體等空間以及市政供排水管網、小區海綿設施等。

（4）在小區尺度上，城市水系統包括二次供水設施、供排水用戶終端、節水器具、小區中水回用設施等。

表1 城市水系統的設施、空間在不同尺度上的構成

城市水系統各尺度空間和設施之間相互關聯、緊密互動，才能協同發揮系統功能。不同尺度之間的統籌銜接尤為重要，全域治水思路是解決當前城市涉水問題，統籌各尺度設施和空間，構建健康城市水循環的必然路徑。

落實全域治水理念，應加強各尺度協同連接。在區域流域尺度上，促進城市有機生命體與自然和諧共生，強化互聯互通，推進規劃協同、設施共建、服務共享、政策聯動。在城市尺度加強城市內部水系、供排水系統和城市外圍河湖、濕地有機連接，推動城市水系統建設方式和運營模式轉型。治水片區是系統治水的基本單位，在治水片區尺度協同推進城市更新行動等各項城市建設工作，以“四水共治”為主要目標，增強城市韌性。在小區尺度加強源頭管控，完善社區配套設施，打通城市建設管理“最 后一公里”。

2.4 智慧治水

新時期，大數據、物聯網、信息技術、人工智能、新材料、新能源和節能環保等新技術和新方向為城市水系統工作提供了未來的科技發展動力、路徑和機遇。將新技術與城市涉水工作相結合，可實現城市水系統信息匯集存儲、共享分發、預測預警和決策支持。城市涉水工作精 細化監管需求和科學技術進步驅使智慧化成為傳統涉水工作轉型的必然趨勢。

落實智慧治水理念，應推動城市水系統智慧化監管和一體化運營。運用先進的傳感測控、通信網絡、數據管理、信息處理等技術，完善城市水系統智能互聯與在線監測網絡，開發城市水循環全過程智能化安全監管技術，開發水質快速監測響應的水系統應急救援技術，結合城市CIM構建城市水系統規劃建設管理平臺。將智慧治水理念通過新技術新方法融入到城市治水的方方面面。

03 城市水系統結構和內外部關系

城市水系統是社會水循環和自然水循環在城市空間耦合形成的復雜系統，具有整體性、動態性、開放性、層次性、復雜性、關聯性、等級結構性等特征。城市水系統的結構以及內外部互動關系決定了其功能發揮，因此對城市水系統內外部關系進行解析是統籌治水的前提。

系統觀念強調整體與局部、局部與局部、整體與外部環境之間的有機聯系, 要注重水系統的整體性和功能要素的協同性，注重水系統的開放性與環境的協調性，處理好城市水系統與外部環境以及內部功能要素的關系是統籌治水的關鍵。運用系統觀念的基本思想方法，把城市水系統作為對象，將系統內外部關系從宏觀到微觀劃分為環境、系統、單元和要素4個層面，研究環境、系統、單元和要素之間的互動關系和變化規律（見圖1）。

圖1 城市水系統內外部結構示意

①環境指城市水系統的外部環境。城市水系統是自然水循環和社會水循環在城市空間的耦合，因此外部“環境”指，在自然循環所依托的山水林田湖草沙等自然生態環境，以及在社會水循環所服務的包括綠地系統、交通系統、環衛系統、能源系統等在內的城市人居環境。

②系統是指城市水系統。

③單元指城市水系統的功能單元。從功能來看，針對我國現階段城市水系統的主要矛盾和核心需求，城市水系統主要具備水資源供給、水安全保障、水環境治理和水生態修復四大主體功能，如果把實現每個功能所必須的設施、空間等要素作為一個功能單元來看待，那么城市水系統可以劃分為水資源供給功能單元、水環境治理功能單元、水生態修復功能單元和水安全保障功能單元。一級功能單元還可以根據工作類型劃分為水源子單元、供水子單元、防洪子單元、排澇子單元、污水子單元和環境子單元等二級子單元。

④要素指維持社會水循環和自然水循環良性耦合、支持水系統主體功能的基礎設施和空間?？臻g和設施要素在不同尺度有不同的構成和表現形式（見表1）。水量和水質通過城市水系統的設施和空間進行傳遞互動，從而發揮水系統功能。

04 基于城市水系統結構的統籌治水方法

基于城市水系統概念內涵、系統內外部關系和治水理念，系統治水理論方法應從系統內外統籌、系統內部統籌和功能單元內外統籌等三個方面開展研究。

4.1 系統內外統籌

城市水系統具有空間功能開放性和環境協調性的特征，人、水、城之間存在復雜交織的互動關系，在宏觀層面處理好城市水系統和外部環境的關系，是系統治水的重要環節?；诔鞘兴到y的自然社會耦合特征，城市水系統的外部環境可分為自然生態環境和城市人居環境兩個大類（其中，城市人居環境從空間布局上位于自然生態環境內部，從功能上密切依托自然生態環境，因此城市人居環境廣義上屬于自然生態環境的一部分）。城市水系統與外部環境有著密切的關系，包括水量、水質及能量的交換傳遞，產生這種關系的設施、空間及活動可以稱之為“界面”。處理好城市水系統與城市發展和流域生態環境的關系，要綜合考慮水與自然、水與城市、水與人之間關系,發揮和優化界面功能是做好城市水系統外部統籌的核心工作(見圖2)。

圖2 城市水系統組成示意

4.1.1 統籌城市水系統建設和山水林田湖草生命共同體

在與自然生態環境統籌方面，城市水系統與自然生態環境的接觸界面包括水與城市周邊的山地、森林、農田、河流湖泊等互動關系。統籌城市水系統建設和山水林田湖草生命共同體，應加強城市生態基礎設施體系建設，充分發揮山林的水源涵養功能、河流的水資源輸送功能、湖泊的調蓄凈化功能以及農田的蓄滯洪功能等界面功能，實現藍綠空間統籌。

4.1.2 統籌城市水系統建設和城市有機生命體

在與城市人居環境統籌方面，城市水系統與城市人居環境的接觸界面包括水與城市內部的綠地、交通、環衛、能源、產業等系統之間的互動關系。統籌城市水系統建設和城市有機生命體，應統籌水系統、園林系統、交通系統、環衛系統、能源系統和產業系統建設，充分發揮綠地系統對初期雨水徑流污染削減、雨水徑流控制，交通系統中路面豎向設計對雨水排放的影響以及地下空間與市政管廊的協同，能源系統對城市水系統的動力支撐等界面功能（見圖3）。

圖3 城市水系統外部關系示意

4.2 系統內部統籌

在中觀層面做好城市水系統內各功能單元統籌，可有效發揮單元、要素的協同聯動作用，最 大化城市水系統功能價值?；诔鞘兴到y概念內涵，城市水系統可分為水資源供給、水環境治理、水生態修復和水安全保障四個功能單元，各功能單元交叉互動密切，對各功能單元之間的協同聯動關系、運作機制進行解析，確定城市水系統內部統籌路徑。

4.2.1 統籌水資源供給和水安全保障單元，全域系統化推進海綿城市建設

在我國城市可利用水資源量較低的大前提下，降雨量時空分布不均和氣候變化帶來的極端天氣影響導致我國城市在水安全保障和水資源供給方面“水多”“水少”問題十 分突出。統籌水資源供給和水安全保障應聚焦水量通過各類設施的調配利用，尤其應聚焦雨水的問題，以緩解城市內澇為重點，推動源頭減排和回用設施建設，統籌資源利用和防災減災工作，以全域治水、系統治水和生態治水理念為導向，建設“自然積存、自然滲透、自然凈化”的海綿城市（見圖4）。

圖4 城市水系統功能單元與要素間關系示意

4.2.2 統籌水環境治理和水資源供給單元，強化城市節水和污水資源化工作

水環境治理和水資源供給單元之間在水量和水質交換傳遞上有顯著的協同效應。在水量方面，源頭水資源節約設施和管理手段可有效減少污廢水的產生和處理量，水環境治理中污水資源化設施和管理手段可有效提高城市可利用水資源量，從“節流”和“開源”兩個方面構建水的良性循環。在水質方面，城市節水可有效減少污染物排放、提高污水處理廠進水濃度，提高水環境治理效能。統籌水資源供給和水環境治理應聚焦資源循環利用，以節水治污協同為工作重點，推進城市節水和污水資源化工作。

4.2.3 統籌水安全保障和水環境治理單元，推進污水提質增效工作

水環境治理和水安全保障單元在設施和空間兩個方面均有密切的互動關系。在設施方面，水環境治理所依托的污水處理設施與水安全保障所依托的防洪排澇設施在排水管網方面存在交集。污水管網和處理設施構成的污水處理系統可保障污水有效收集并處理，降低城市水環境污染負荷，提高水環境質量；雨水管網、源頭減排設施和排澇渠道構成的排澇系統可保障雨水順利排泄，降低初期徑流污染，保障城市水安全。在空間方面，城市河道既是水環境的空間載體，又是水安全保障中洪澇調蓄和徑流排泄的主要通道。統籌水環境治理和水安全保障應聚焦排水管網建設和河道空間保護拓展，推動污水提質增效工作，實現“源、廠、網、河、湖”一體化運行管理，推進污水提質增效工作。

4.2.4 統籌水生態修復和其他功能單元，構建連續完整的生態基礎設施

水生態修復和其他功能單元的互動關系主要體現在水質、水量的空間傳遞。城市內河湖等水體是水系統的核心承載空間，四個核心功能單元均依托空間為活動、治理和效果呈現載體，具有很強的空間協同耦合的關系。在水質方面，水環境治理帶來的水質提升是改善提升水生態狀況的前提條件，水生態修復帶來的水體自凈能力提升和雨洪調蓄空間拓展，是水環境改善、水資源供給能力、提高應對極端降雨和干旱氣候的水量調節能力的有效手段。

統籌水生態修復和水系統其他功能單元，應聚焦具有生態功能的設施和空間，保護和修復城市水系廊道、河湖濕地，拓展和保護城市藍綠空間，發揮河湖的自然生態功能，完善城市結構性綠地布局，保護城市生物多樣性，構建連續完整的生態基礎設施系統，見圖5。

圖5 城市水系統功能單元統籌關系示意

4.3 功能單元內外統籌

在微觀層面，各功能單元通過設施和空間要素實現水量、水質的內外部傳輸連通。強化各功能單元內外的統籌、銜接，是高效推動各項城市治水工作的重點。

4.3.1 水資源供給單元——統籌水源涵養和供水用水

在水資源供給功能單元，水通過設施實現從城外到城內、從水源到用戶的空間傳輸，并在供水用水過程中發生水量配置和水質變化。實現水資源供給功能，要強化單元內外部的銜接，從促進城市水資源可持續利用的戰略高度出發，統籌區域流域水源保護和城市供水用水。在水源方面，應統籌城市周邊林地、濕地等水源涵養空間的保護和修復，提高城市水資源涵養蓄積能力，推動城市飲用水水源地保護和應急備用水源建設，保障城市供水水量充沛和水質安全。在城市供水用水方面，應構建安全可靠的城市多水源配置格局，將再生水、雨水、淡化海水等非常規水源納入城市水資源統一配置，推進城市節水，提高城市用水效率。

4.3.2 水環境治理單元——統籌水環境提升和污水收集處理

在水環境治理功能單元，污水處理設施和水體互為“源”和“匯”，水通過設施凈化后從社會水循環返回自然水循環。實現水環境治理功能，要強化空間和設施的銜接，統籌環境提升和污水處理，暢通水循環凈化環節。在空間方面，恢復和保持城市及周邊河湖水系的自然連通和流動性，增強水體的自凈能力，推動再生水回補河道。在設施方面，統籌污水收集、處理、再生回用設施建設，推行“廠網一體，水岸同治”的水環境治理模式，提高城市生活污水收集處理系統效能和污水資源化水平。

4.3.3 水安全保障單元——統籌城市防洪和內澇治理

在水安全保障功能單元，自然水循環中的降雨徑流，通過設施和空間被重塑、轉化，實現有組織的蓄滯、凈化和排放。實現水安全保障功能，在空間和水量上應側重“城內和城外”、 “大水和小水”的銜接，堅持防御外洪與治理內澇并重、生態措施與工程措施并舉。在空間和布局方面，擴展城市及周邊河湖水系、濕地、綠地等雨洪消納蓄滯空間，提高城市透水鋪裝比例，增強城市調蓄、吸納雨水的能力；優化城市豎向設計，做好自然地形地貌和建筑、道路、綠地、景觀水體的標高銜接，為雨水有組織排放創造條件。在設施方面，統籌排水管網、雨水泵站、排澇通道和雨水源頭減排工程建設。

4.3.4 水生態修復單元——統籌生態修復和人居環境

在水生態修復功能單元，水通過工程和管理舉措，恢復或趨近于自然狀態，實現自然和社會水循環良性耦合，降低人類活動對水生態影響。實現水生態修復功能，要圍繞人與自然和諧共生目標，統籌生態修復和人居環境構建。將城市水生態作為山水林田湖草沙生命共同體的重要組成部分，串聯整合河湖水系、坑塘濕地、園林綠地、濱水區域等城市藍綠空間，使城市內部的水生態空間與城市外圍的山水林田湖草有機連接，維護生態過程。改造渠化河道，恢復自然岸線、灘涂和濱水植被群落，采取生物措施與工程措施相結合，建設濱水空間，開展生境營建，形成水清岸綠、魚翔淺底的高 品 質城市濱水空間。

05 工作建議

城市水系統是城市重要組成部分,堅持統籌推進城市科學治水，就是要遵循水的自然和社會循環規律，滿足城市水資源供給、水安全保障、水環境治理、水生態修復等功能需求，統籌處理環境、系統、功能單元和要素的關系。在工作層面，將城市水系統內外部統籌理論付諸實踐，需要摒棄“條塊分割”“碎片化”管理方式，落實系統思想和“全周期管理”理念，統籌城市水系統各項工作舉措。從對象、時間和主體三個維度強化工作舉措統籌。

5.1 設施和空間統籌——“源、廠、網、泵、河湖”一體化運營

水量、水質通過設施和空間進行遷移、傳送、交換，實現水系統功能。因此設施和空間是城市水系統治理的主要工作對象，對設施和空間的建設、更新和完善是決定城市水系統功能能否有效發揮的關鍵。統籌設施和空間要素，需進一步強化“源、廠、網、泵、河湖”一體化運營，將城市涉水的設施和空間進行統一布局、統一建設、統一管理，以系統性和整體性思維構建城市水系統，提升基礎設施和生態空間的在水資源、水環境、水安全和水生態領域綜合效能。

5.2 全生命周期統籌——“規、建、管”一體化推進

城市水系統是開放發展、動態成長的有機生命體，在城市水系統治理中引入時間維度和全生命周期理念，將其作為城市水系統管理的方向指引，遵循內在規律，把握整體性和周期性。要統籌城市水系統前期監測預警、中期處置應對到后期復盤反饋，摒棄 “重建輕管”，統籌城市水系統規劃設計、建設施工、運營維護、更新改造和退出等工作環節。構建城市水系統全周期閉環管理政策體系，做好城市水系統頂層設計，在融合多源涉水信息基礎上，建立完善工作機制,保障各環節運轉順暢，深度協同，實現城市水系統全生命周期管理。

5.3 管理制度協同——“人、財、制度、方法”一體化保障

管理職能條塊分割、制度協調不足、精 細化程度不夠等問題一直是困擾城市水系統建設的重要難題。需要在法律法規層面，強化涉水法律體系的建立完善，為城市水系統工作提供法律依據。在管理制度層面，強化各項工作協同。在管理機構方面，摒棄“碎片化”管理方式，運用發展、全面、系統的思維推動部門協同。完善標準規范體系和價格財稅體制，為城市水系統建設提供技術支撐和資金保障，見圖6。

圖6 統籌城市治水工作舉措關系示意