从“三水共治”到“五水共治”，试论城市水环境概念的广义化

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本文通过概念的梳理和澄清，重新定义了城市水环境，将城市河流、湖泊、供排水、污水处理、雨洪管理等以往分布于市政、城建、水利、环保、农业、园林景观等多个管理框架的水事业统一到一个广义化的“城市水环境”之下，可以替代传统上含糊不清的“水系”、“水务”等概念，有利于通过整体、统筹的方法进行城市水系统的研究、规划和管理。

来源：生态修复网   作者：乔宏

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作者按语：水问题历来就存在。从以水为安的城市选址规划到水污染治理、供排水短板补齐，再到城市洪涝问题的应对，伴随着城市化进程，在全球范围内，城市面临着日益复杂的水问题。在这个人类主导不断加强的人类世，水不再只是城市的养育者，更体现出塑造城市的功能，成为城市规划与发展的“主导变量”。如今，也随着城市治理水平的不断提高，对标上述水问题，产生了分别体现为水资源、水安全、水环境、水生态、水文化等方面的水管理目标。城市水问题及目标的综合性，需要一个统一的概念框架，而目前各种城市水系统管理和治理的倡议中，从“三水共治”到“五水共治”的各种提法，都包括了以水污染及治理、水质及其改善提升为主要内容的“水环境”，而在城市层面上，对综合性的城市水问题的研究者、实践者来说，总觉得缺乏一个适当的“名称”加以概括，于是就有了“水务”、水系统”、“水系”这样含糊而又似乎无所不包的个性化称谓。城市水问题及目标的本质，是作为社会-生态系统的城市系统中“城市”和“环境“两个维度水问题的不同方面。所以，这些不同方面，可以，也应该用一个统一的概念加以综合，以便在一个统一的框架内，为供排水、雨洪管理、污水处理、城市河流修复等分散于多个行政机构的城市水问题的综合解决提供顶层设计支持。目前对“水环境”局限于水污染、水质问题的理解，也给了我们这样一个机会：用广义的“环境”概念重新定义城市地区水与社会、经济和传统意义上的“生态”、“环境”之间密切关联和交互作用-一个兼具偏正、并列性质的词组“城市水环境”，作为对城市水问题的概念化表达。例如，海绵城市建设，可以被理解为是在不断恶化的城市水环境背景下产生的有望解决城市水环境中城市、环境两个维度、五个方面问题的综合性方法。承蒙不弃，该文在生态修复网登载，现再次承蒙E20水网固废网转载，不胜惶恐，此按。

引言

城市化是人类文明的象征，也是社会发展的必然结果。人类选择依水而居，城市因水而兴。作为人口、经济、社会活动和物质财产高度集中的城市地区，通过供排水、降雨、径流过程形成了复杂而相互交织的自然-社会/工程二元循环系统，呈现出城市特有的“城市水循环（UWC）。城市化与气候变化以一种难以置信的方式，改变了自然水循环，引发了以内涝、水资源短缺、污染为主的一系列城市水问题，也改变了城市与自然的关系。

近日看到一篇发表在2018年中国工程院院刊《Engineering》题为《A Scheme for a Sustainable Urban Water Environmental System During the Urbanization Process in China》的观点述评文章，本文作者通过对城市水安全、水资源、水生态、水景观、水文化、水经济等 “城市水环境” 功能的分析、鉴别和解释，提出建设由自然水环境、社会水环境和经济水环境构成的城市水环境整体概念。对比我国水生态文明建设 “水安全、水资源、水环境、水生态、水景观、水文化” 的核心内涵[1]和 “五水共治” 倡议中 “治污水、防洪水、排涝水、保供水、抓节水” 的治水目标，考虑到经常遇到的以水污染治理为内涵的 “水环境” 概念及其引起的误解与混乱，笔者以为有必要通过将文中所述城市水环境功能与城市水生态系统服务（ES）、人类福祉需求、社会、经济发展需要对接，将它们纳入一个广义的 “城市水环境” 概念框架之下，使其能得以在一个兼容性的框架平台上接受来自不同专业领域的讨论，也更容易形成就城市水问题的多专业、跨专业研究努力。

难以界定的城市水问题

城市化过程中分久必合的水务管理

在我国，城市涉水事业，分为供水、排水、净水、治水等多个领域，近年来又增加了中水回用、海绵城市建设、黑臭水体治理等新的内容。这些领域，向来被分散到城市规划、水利、市政、园林、国土、环保等多个行政部门分头管理。水利部门关注水资源短缺，城市建设部门更注重市政给排水管网的建、管、运，国土资源部门侧重地下水管理，环保部门关注的，则更多地是环境影响评价和控制达标排放;城市污水处理厂和污水管网建设分属不同部门，而污水处理厂和污水管网管理维护也由不同主体承担，海绵城市建设、黑臭水体治理等新兴涉水事业，则涉及自然资源、城市规划、住建、水务、环保等多个部门。各部门管理权、责、利基于行政范围的划分，一直存在监管者权责重叠、划分不清、责任缺失、协同性差、运行效率低下等问题。这些问题部分源于无法在一个足以支持统筹的顶层设计的概念框架下进行城市涉水事业的规划。然而就整个城市作为人类社会的一个代表性单元面临的水问题和需求而言，城市水问题又被分门别类，形成了包括”水安全“、“水资源”、“水环境“、”水生态“、”水文化“、“水景观”、“水经济”等代表人-水关系的不同方面的越来越长的概念清单；同时，在描述城市涉水事业、水问题时，往往又感觉缺乏精准而全面的概念术语，用”城市水系“、”城市水务“这样综合而笼统的提法简而言之，总觉得难入其里、难尽其意。尽管理论上的定义远非如此，但即使是在代表行业理论的各类纲领、指南、标准、规范中，”水环境“一词历来只是被狭义化为以污染、水质的评价和改善为核心的工作对象。

城市水环境的物理内涵-流域地理

由地形、地理、地质特征决定的包括地表过程、土壤过程、地下过程和“降水-坡面-河道-地下”四个路径构成的以流域为单位的陆地自然水循环，和满足人类生活、生产需要的取水、用水、排水、污水收集与处理、再生利用等复杂路径构成的自然循环之外、交织于自然循环的社会/工程水循环系统，使原有的流域水循环系统由单一的受自然主导的循环过程转变为受自然和社会共同支配、共同作用的新的水循环系统，这种被称为“天然-人工”或“自然-社会”二元水循环系统，是城市水循环（UWC）的主要特征[2]。流域概念建立和引入，是人类对水问题的产生和影响的认识，逐步从孤立的个因识别到各因素相互作用的系统思维的结果。河湖管理、水生态环境治理中流域管理理念要求兼顾各利益相关方多元化的权力利益诉求，实现流域公共资源的公平共享和流域共同目标的实现。例如，成都市通过构建治水管水体制机制，促进供水、排水、净水、治水从源头到终端的全过程深度融合，实现“供排净治”管理一体化[3]。无论是流域管理理念还是城市二元水循环系统，客观上都需要一个能反映涉水问题各个方面的统筹概念。

Fig. 1. The pressure of urbanization on the urban water environment.

图1指出了导致城市水问题的主要原因，是城市化过程中人口、工业化和城市建设分别导致的过度利用、污染和地表硬化/封闭，而直观表现为地下水位下降、水污染和破坏性雨洪径流的涉水问题中，传统上只有水污染及其治理被作为城市水环境的全部内涵。这是对城市水环境的狭义理解。所以如果反过来看的话，图1很好地表达了一个广义化的“城市水环境”对城市涉水问题所有方面的全面概括总结。所以，涉及城市化过程三大主因（人口、工业化和城市建设）的水资源、水安全、水环境、水生态、水文化等，可以也应该顺理成章地纳入一个广义化的城市水环境概念框架之下，因为所有这些方面中的每一个，都关系到图1所述的人口、工业化、城市建设等引发城市水问题的三大主因。

Fig. 2. Functions of the urban water environment and their relationships. Black is associated with a strong influence, whereas gray represents a weaker influence.

城市水环境的定义更新及理论基石

从图2可以进一步看到，”水安全“、“水资源”、“水环境“、”水生态“、”水文化“、“水景观”、“水经济”等城市水环境概念体系的基石和羽翼，实际上体现了城市不同方面存在的人-水关系或人-自关系。一切水的问题，都可以归结为水的量、质和时机问题，而围绕城市环境中三个问题解决的一切自然空间和过程、人工设施与活动，都是城市水环境研究的对象。因此，城市水环境或许应被定义为“保障城市社会、经济发展所需的水资源供应、水质标准、水旱灾害防控、满足城市居民文化需求（休憩、社交、美学、艺术）的自然空间与过程、人工/工程设施与活动，以及在此基础之上建立的人与水、城市与自然关系的总和。”在这一定义中，表现为自然水循环的城市水生态，既是城市水环境的内涵，更是城市水环境的基础。传统意义上代表水质、水污染及其治理的水环境，与水安全、水资源、水景观、水文化则是城市生态系统服务的输出，也是作为城市生态系统要素的人类获得的福祉的实现途径。

城市水环境的基础理论-城市生态学

城市生态学通过量化生态系统过程及生态系统服务，研究时空格局、环境影响与城市化的可持续性的关系[4]。城市已经从依水而建、因水而兴的人类居所选择演变为一个复杂的、组成高度多样化和空间异质性的社会-生态-技术系统，拥有以多尺度相互作用及响应变化和非线性反馈为特征的自适应性和自我调整能力，而这一切特征和能力都建立在足够的生物多样性及自然的生态过程的基础之上。

城市水环境与城市空间-城市景观生态学

同时，城市景观生态学认为，城市系统是一个具有空间异质性的景观，是一种由斑块－廊道－基质构成的生态网络[5]。在城市景观中，斑块内部的均质性、板块与与周围环境之间的异质性、廊道的连通性与景观基质的连续性，保证了稳定的生态系统结构稳定性、生态功能的协调性和稳定的区域生态安全格局。景观生态学通过认识、保护和改善城市城市水景观格局、空间异质性与生态过程关系来改善城市的经济、社会和生态福利，实现城市可持续性。理解和改善城市景观格局与生态过程，不仅要考虑城市化对这些关键组成部分的影响，更要考虑这些要素之间关系在时空尺度的动态变化。城市化改变了景观要素的组成和空间格局(地形、地貌、开放的自然空间和建城空间及其利用) 。这种改变，影响了生物多样性、生态系统功能和环境质量，也改变了人类行为、社区结构和社会的组织管理。城市景观生态学也将城市视为复合的人与环境系统或社会生态系统，城市文明和人类福祉是社会经济过程驱动的城市化和自然景观格局及其相互作用的结果。因此，源自于城市化的城市景观格局的变化，也最终影响了城市地区人类福祉必不可少的各种生态系统服务的存量和流量。 城市化引起的景观格局改变，最为明显的标志就是人口密度、产业集中度的急剧提高和不透水面积的增加。随着城市面积不断扩大，大量土地成为建成空间（Built Space/ Built Environment），而开放空间（Open Space），尤其是绿色空间日益缩小。高度集中的工业生产、物流等商业化的人类活动场所，强化了城市与自然环境之间的相互影响，形成城市特有的“城市水循环（UWC）”。城市化导致的植被受破坏、土地利用状况改变，土壤表面良好的透水性遭到破坏、不透水下垫面大量增加， 使得城市地区的水文过程发生巨烈变化，导致降雨强度不均、内涝及面源污染严重、河道负荷增大、岸带空间受到挤压，水体被隔绝孤立现象，产生“城市水综合症”。因此，保护和恢复（修复）城市水生态系统，是城市可持续发展的前提。建立和认识一个涵盖城市生态系统服务与人类福祉的各方面城市水环境概念，有助于建设和维护良好城市水环境，理清和协调城市地区生态、生产、生活之间的关系，为促进城市的建设、规划、管理和可持续发展提供整体性指导。

鼓励低能耗、低污染和高产出、更重要的是促进生产与消费相匹配、协调区域发展政策与地区资源量之间的关系的低碳经济，为可持续城市化过程中良好水环境的建设开辟了新的途径。

构建城市水环境系统

如图3所示，城市水环境涵盖了城市生态、生活和生产的各个方面，是自然、社会和经济水环境三者相互融合、共生的的有机整体。

Fig. 3. The composition and structure of the urban water environment.

城市是一个生态系统，更是一个生态-社会-技术融合的复杂系统。近年来我国提出的城市双修的行为框架、海绵城市建设、山水林田湖草沙一体化保护与修复、国土空间生态修复及规划，及至目前开展的城市更新，其核心目标都是优化城市生态景观格局、恢复城市生态系统的过程、结构和功能[6]。良好城市水环境的构建必须在城市的自然水环境、社会水环境和经济水环境三个有机组成部分协调开展，通过城市景观空间管理，尤其是通过蓝绿空间的优化配置，恢复水的循环动力学、恢复自然循环、降低径流产流、治理面源污染、提高水资源利用率、推动节水型经济、循环经济、推进污水资源化利用、在空间有限的城市地区恢复漫滩、岸带缓冲区域、恢复连通性，还水以自由的空间（ Space of Water and for Water ）、提高滨水空间景观价值、增进地域文化传承，综合软、硬工程，融合蓝、绿、灰色设施，构建生态结构完整、过程稳定、功能协调的生态网络和稳定的区域生态安全格局，满足不断提高的社会发展、经济增长和文明进步的要求。

结语

本文通过概念的梳理和澄清，重新定义了城市水环境，将城市河流、湖泊、供排水、污水处理、雨洪管理等以往分布于市政、城建、水利、环保、农业、园林景观等多个管理框架的水事业统一到一个广义化的“城市水环境”之下，可以替代传统上含糊不清的“水系”、“水务”等概念，有利于通过整体、统筹的方法进行城市水系统的研究、规划和管理。

水是定义人与自然系统交互作用的性质和功能的决定性参数，人类文明和水系统作为一个耦合的社会-生态系统共同演进。水的时、空分布格局将在此定义人类与自然系统相互作用的途径和边界，以及它们的可持续性。城市水文（循环）系统，历经人类活动和气候变化的改变，早已不复从前。对于一个已经（被）改变了的（淡）水系统的管理，或称之为“人类-水文系统（Human-Hydrology System, HHS）”，必须将城市自然要素和社会、经济要素及他们之间的相互作用关系综合起来加以考虑，通过设计、构建、布局和运行人类-水文系统，产生下游社区所需要的服务[7]。城市水环境，是人与自然交互关系最为集中的体现。在广义化的城市水环境概念中，“环境“一词的内涵，也已经不再只是“相对并相关某项中心事物的周围事物” [8]，而应该包括“影响某个核心事物并受该核心事物影响的所有物理空间、行为活动和相互关系”。由于人类因素的影响不断强化，城市水环境理应纳入城市社会、经济因素，体现日益重要的人与水、城市与自然关系。文章作者指出建立高效低碳的城市经济水环境的5R原则（反思、减量、再利用、循环和修复），突出了广义城市水环境概念中对社会因素、对和谐的人自关系的重视。这些关系的形成与调整，通过景观、文化的形式体现。城市景观结构、功能和动态过程均取决于人与环境的关系和相互作用，也就是城市景观生态学关注的城市化格局与生态过程之间的关系。只有在广义城市水环境概念框架之下，才能理解这样一个论断：“环境问题，归根到底是人类行为模式、社会管理、组织形式问题，因而也就是人与水、城市与自然的关系问题” [9]。对仍然处于探索阶段的我国新型城镇化过程而言，城市水环境的构建、修复与改善，需要在这一广义概念框架下实现统筹全局的合理规划布局。技术非常关键，但人类行为模式、社会管理、组织形式的问题，单纯凭借基于还原主义思维的技术方法难以解决，需要以整体主义思维，充分考虑问题的多个层面、要素及其相互关系统筹处理。城市水环境的建立、改善和修复，表面上是着眼于短期、中期目标，运用还原主义思维寻求方法，以解决细分专业领域技术障碍、治理症状为形式的科学活动，而其终极目标的实现过程，则是一种基于整体主义思维，以调整人自关系、统筹各方诉求、为目标的艺术活动。也许，广义城市水环境概念的理解和落实运用，能够从倡导和谐、平衡和 “对不可避免的变化轮回的接受“为核心宗旨的东方古老哲学智慧中获得启发和灵感。

参考文献：

 [1] 王浩：城市水环境治理的中国智慧. 城市化杂志, 2019(1-2).

 [2] 张建云, 宋晓猛, 王国庆, 贺瑞敏, 王小军. 变化环境下城市水文学的发展与挑战——I. 城市水文效应. 水科学进展, 2014; 25(4):594-605.

 [3] 2021年11月16日08:13 人民网：成都：实施供排净治一体化改革 促进水与 “人、城、产”融合发展.

作者简介：

乔宏

乔宏，1967年出生，于2011年获澳大利亚新南威尔士大学博士学位，专业分析化学，现任职于澳大利亚ALS公司从事环境分析工作。曾主持完成国内某重点土壤修复项目。热爱环保事业，兴趣广泛，愿结交有识之士为祖国环境事业奉献绵力。

注：本文原标题为《【专家观点】文献分享 中国城市化进程中的可持续城市水环境系统计划___试论城市水环境概念的广义化》

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编辑 | 刘彤、刘蓁

统筹 | 李晓佳