中国与全球其他国家一样, 在高速城市化进程中, 城市内涝多发、水环境污染和雨水资源大量流失等已成为制约城市可持续发展的关键问题^[1]。中国提出的海绵城市建设, 与美国的低影响开发、澳洲的水敏感城市设计以及新加坡的ABC计划有类似的含义, 区别在于发达国家的水系统发展是循序渐进的, 而目前中国城市所面临的是叠加的水问题, 需要在发展中解决叠加的问题。我们可以通过对发达国家的发展路径和每一阶段的解决方法的解读, 从系统与综合的管理层面着手, 提出中国城市水问题的破解之道。

　　 水系统综合管理作为城市管理的重要一环, 是城市水务机构规划和管理城市水系统的一种方法, 旨在尽量减少对自然环境的影响, 最大限度地发挥城市水系统在社会和经济方面的作用, 并促进整体社区的改善。

　　 本文基于水敏感城市框架下城市水系统综合管理发展的研究, 从宏观角度入手, 建立综合城市水管理的战略框架, 解析城市水系统综合管理发展的阶段和评价指标, 为我国城市水系统综合管理的精细化发展提供技术支持。

　　 水敏感城市框架 (见表1) 包含了城市水系统发展的6个阶段:供水城市、污水管理城市、雨水管理城市、水系管理城市、水循环城市、水敏感城市。城市水系统各个阶段发展的动力就是公众对城市水系统功能日益增长的需求。“供水城市”的功能是满足公民用水需求, 为其提供充足的安全可靠的水。在城市提供供水服务的同时必然会产生大量的污水问题, 为保障公众的公共卫生安全, 城市修建了下水道, 形成了污水排放系统, 这些系统大多是合流制排放系统, 城市进入了“污水管理城市”阶段。随着城市的进一步发展和扩张, 地表硬化的面积逐渐增大, 下水道不足以排放雨水, 需要专门的雨水管网系统来处理额外的地表径流, 城市进入“雨水管理城市”阶段。

　　 前3个城市水系统发展阶段的大部分服务可以采取集中管理的方式实施, 当城市从“雨水管理城市”转型到“水系管理城市”时, 则需要一个更加综合的管理方法。需要更灵活、综合和分布式的基础设施和机构来确保分流制的污水不会进入水系, 以及控制土壤污染来减少地下水污染的可能性。

　　 随着分流制污水管网以及有效的排水防涝系统的建设, 人们对供水稳定性和极端气候事件应对能力的期望越来越高, 城市水系统的发展方向朝着水资源优化配置和智能化, 期望实现完善的更稳定的供水以及极端气候事件的应急。此时, 城市将进一步迈向“水循环城市”和“水敏感城市”。

　　 水敏感城市框架针对城市沿着从提供基本服务到越来越多增值服务的轨迹前进, 可以作为城市水系统管理政策和投资规划的大纲。虽然该框架是在澳大利亚开发的, 更侧重于澳大利亚西部的城市, 但它同样适用于中国城市水系统综合管理的发展。

　　 总而言之, 水作为一种重要的资源, 对所有城市的存在和发展至关重要。水管理与城市发展能力和人们的生活质量密切相关。许多城市的水管理目前面临着三大挑战, 如表2所示。

　　 根据水敏感城市框架的相关研究成果, 城市水管理的发展, 普遍需要经历6个完善转型阶段, 分别是供水城市、污水管理城市、雨水管理城市、水系管理城市、水循环城市和水敏感城市。

　　 供水城市的特征包括:安全、便宜和充足;集中供水;满足不断增长的城市人口需求;以水库为主要的水资源;完整的供水管道系统;输水成本低;低收入群体均可公平享用;通过水利部门等地方政府管理;供水基础设施由政府出资;水价采用统一标准比例或者特定的水费。

　　 污水管理城市的特征包括:污水处理规模基于供水水量;关注公众健康问题 (如霍乱和伤寒疫情等) ;避免病原体感染水源而导致的疾病传播;避免污水直排地表水造成水环境污染;建立新的调控机制, 即 “供水管理”演变为“供水与污水管理”;满足不断增长的健康需求。

　　 雨水管理城市的特征包括:经济有效的防洪排涝系统、高效的雨水排放系统;洪涝灾害制约城市的持续发展;雨水造成的内涝问题严重;通过对水系的疏通, 在泛洪区的城市获得更多发展机会;岸边存在垃圾随意堆放的问题。

　　 水系管理城市的特征包括:通过水系多功能的集成实现污染治理;社区需要更好的设施和可达的绿色开放空间;综合规划满足视觉及休闲娱乐的需求;减少排入水系的污染物;对污水处理厂和工业生产排放实施环境监管;利用新技术, 如湿地和生物过滤系统处理分散的雨水径流污染;支持工业发展和规模建设规划;污染无法通过集中的技术和政府的调控机制得到完全解决;与环保相关的传统价值观和新的实践之间存在矛盾;缺乏相关专项资金。

　　 水循环城市的特征包括:更可持续的系统, 分散的、适用的、多元化的供水;由于人口增长和城市发展, 常规水源存量不能满足未来发展需求;社会、经济和环境的可持续发展需求;强化节约用水;多水源分质供水;企业、社区和政府合作并共同承担风险;治理工程项目引入社会资本。

　　 水敏感城市的特征包括:城市设计强调水敏感的价值与行为, 比如更具有适应性和多功能的基础设施;整合环境修复和保护、公共安全、洪水控制、公共卫生、服务设施、宜居性和经济可持续等方面;更加成熟的可持续生活方式;丰富灵活的科技、基础设施和城市形态;与时俱进, 不断发展的灵活制度。

　　 城市管理的生态系统存在3个主要因子, 包括:自上而下的政府管理, 如法规政策等;城市涉水基础设施;以及自下而上的客户群体参与, 包括公众、社会非盈利机构等。水系统综合管理作为城市管理的一个子项, 也同样与上述3个因子息息相关。

　　 (1) 水系统综合管理涉及一系列复杂的制度构建 (如行政配置、立法和政策框架以及监管制度等) , 它们赋予水资源价值, 建立决策过程, 授权组织和机构在充分考虑社会的价值观和对水的使用愿望后, 提出水资源分配计划。

　　 (2) 基础设施包括城市供水设施、水坝、污水处理厂、管网、泵站、排水渠、运河、低影响开发 (LID) 等设施。同时, 还包括基础设施提供的服务, 以及设施是否满足相关的质量标准。

　　 (3) 客户群体是城市水服务的最终用户, 为了确保公共卫生安全, 建立客户群体相应的水服务至关重要。水服务与最终享受服务的客户群体是相互作用的, 例如供水系统的故障会影响居民的日常活动;公众教育是节水活动成功的必要条件。

　　 3个城市管理评价因子和6个水转型阶段组成城市水系统综合管理的评价体系。基于此, 本文建立了33个指标, 具体指标内容见表3。

　　 沣西新城的评价是根据现状情况和2030年规划条件, 分两个情景进行的。在2030年的新城规划设计中, 提出很多与水管理相关的要求和计划, 如广泛实施低影响开发和污水再生利用等, 为沣西新城的水管理提升起到重要作用。

　　 现有情况评价如表4～表6所示。

　　 按照2030年沣西新城相关涉水专项规划设计, 沣西新城采用的是100%覆盖的集中式供水系统;目前的水费是居民普遍可以负担的;没有制定管网泄漏检测相关规定。

　　 在污水管网系统方面, 沣西新城计划建立覆盖整个新城的雨污分流系统, 并新建多个污水处理厂, 以处理新城区产生的污水。由于采用分流制, 基本解决污水溢流现象。供水城市和污水管理城市阶段评价如表7所示。

　　 对于雨水管网系统或排水管理城市阶段的指标而言, 沣西新城将完善雨水管网系统。虽然目前新城仍时有内涝发生, 但这与城市开发建设的分期实施有关。一旦整个排水系统到位, 内涝的发生将显著减少。当前的排水管网设计标准是2年一遇, 超过此标准的降雨事件仍有可能导致内涝发生。

　　 对于水系管理城市阶段的评价指标, 由于上游还存在一些生活污水、工业废水偷排和农业面源污染问题, 目前进入新城的河流水质较差, 部分水体水质甚至为劣五类。沣西新城的管理部门很难管控这些非法排放行为。因此, 这些河流的水质评价标准主要考虑水质在通过新城区前后进行的变化, 这种变化应该是水质提升或至少保持不变。此过程中的边界条件是进入新城区的水体断面和离开该地区的水体断面。雨水管理城市和水系管理城市阶段评价如表8所示。

　　 水循环城市阶段的评估结果表明, 低影响开发将在整个新城区逐步实施, 但大规模实施的效果需要时间来评估。沣西新城的再生水专项规划已经完成, 但再生水的用途还不完善。景观灌溉、洗涤道路、工业用水可以作为再生水的用途之一, 在中国再生水入户有争议的情况下, 地下含水层的补给是其潜在用途, 可能性需要进一步调查论证。综合城市水管理体系尚不完整, 新城管理机构不能控制所有水源, 需要依靠其他区域将区外的水资源输送到沣西新城。目前, 沣西新城实际能够分配的水量和来源很难确定。沣西新城目前没有具体的节水计划, 需要从居民的态度和生活习惯改变, 这对于用水需求的控制至关重要。沣西新城应该开始使公众意识到节水的重要性, 以及如何减少用水。水循环城市和水敏感城市阶段评价如表9所示。

　　 综上所述, 沣西新城还没有完全整合的城市涉水相关管理系统, 政府组织的适应性和灵活性相对不足, 但正在不断的改进和发展。新城还未实现资源独立、与环境协调统一, 社区对可持续生活方式和水环境保护的意识还没有培养起来。水文化尚未渗透到整个社区, 新城缺少自己的水愿景。

　　 沣西新城的城市水系统综合管理不仅仅是政府和公共部门的实施计划, 更应该是企业、公众广泛参与的全民行动。这样不仅体现出城市发展与水环境的和谐统一, 也期许沣西新城的居民未来能够以珍惜、节约的友好态度对待水, 实现城、人、水三位一体的可持续发展。这与沣西新城海绵城市的建设紧紧相扣, 期望未来的沣西新城能够实现水生态保护、水环境修复、水安全保障、水资源优化配置和水文化传播的水友好愿景。

　　 从建立水管理的一体化综合部门的角度出发, 建议未来沣西新城的所有涉水设施应该集中在管委会的一个特定办公室管理之下, 负责基础设施的建设、运行和维护, 供水管理, 设施选材, 用水需求管理等。同时, 该办公室也将与其他上级和平行部门进行设施业务的对接, 保证整个管理体系的适应度和灵活度提升, 见图1。

　　 作为综合城市水系统管理战略框架的一部分, 基于沣西现状提出了4个综合管理目标:①城市供水系统综合节水;②提高本地雨水资源化利用率;③提高再生水利用率及水质标准;④提升地表水水质。

　　 鉴于沣西新城尚处于开发建设阶段, 建议对未建区域提出更高的指标要求, 可按照世界领先标准建设;而已建成区则根据实际条件逐步改善。

　　 城市供水系统的综合节水包括2个途径, 首先是尽可能的实现主动节水, 其次是尽可能的减少被动水损失。

　　 在考虑主动节水时, 主要考虑2个方面:首先是减少用水量, 也就是节约用水, 减少人均每日用水量;其次是使用非常规水源 (如雨水或再生水) 用于非饮用水用途。

　　 为保障节水效果, 本文依据沣西新城现状, 可以根据参与的主体进分为政府管理部门和社区。管理部门的用水, 如沣西新城管委会, 除了所有办公室用水, 如洗涤、马桶冲洗、冷却等, 还包括在其管辖范围内的城市用水, 包括景观灌溉、道路浇洒、车辆清洗等。即使这些项目是由开发商或企业承包的, 政府部门对于用水的分配仍具有主导权。第二类主体则是沣西新城的居民社区用水, 相对政府的节水指标, 居民社区的指标会宽裕一些。

　　 综合节水的另一个方面就是尽可能减少被动水损失。建议主要从管道渗漏的角度入手, 可以通过以下4个方面来实现:计量策略与压力管理;主动渗漏检测;使用优质管道材料;渗漏快速修复。

　　 2020年管道漏损率的目标设定为低于12%, 与规划中对新管网的要求 (15%) 相比低了3%, 2030目标设定为小于10%, 详见表10。

　　 本地雨水资源化利用率的提升策略符合沣西新城海绵城市导则, 其中还需要考虑2个方面:雨水利用的途径需结合用水的水质要求;雨水利用量需结合沣西新城降雨量的频率分布。具体目标见表11。

　　 对于再生水提出的要求是提高再生水利用率及水质标准, 为沣西新城设定的目标是2020满足用水需求不低于20%, 2030满足用水需求不低于30%, 这一目标同时适用于沣西新城管理部门和居民社区, 见表12。为保证再生水的使用安全, 污水处理厂需要增加额外处理工艺, 确保再生水回用不会影响公共卫生。同时还需要新建再生水管网, 确保新城内的主要工业用户和公园等有再生水可接入。另外, 为保障地下水资源的可持续开发, 还可以考虑地下水的回补。

　　 良好的地表水水质是宜居城市的重要条件。流入沣西新城区域的河流大多已被污染, 部分水体的水质甚至为劣Ⅴ类。导致污染的原因是流域性水污染问题难以解决, 而沣西新城管委会对行政区域外上游的污染控制较弱。因此, 在水质管理方面, 短期目标是消除黑臭水体, 见表13。为达成这一目标, 沣西新城管委会需要和流域管理部门沟通配合, 目标是争取渭河、新河与沣河达主要水质指标到Ⅳ类水水质。