张杰：城市水系统健康循环理论与方略的研究

时间：2009-12-08 来源：水世界 作者：张杰

各位同仁：下午好！

我的PPT显示不出来，版本不一样，我给大家简单介绍一下，我向大家报告的题目是“城市水系统健康循环理论与方略的研究”。我们人类生活在地球之上，是自然界生态系统的一环，但是近百年来人类由于自己是征服自然的主人，为了经济利益最大可能的开发资源，至使地球的资源与环境遭到严重的破坏，人类社会也就陷入了资源与环境的危机之中。面对水污染、水短缺的严重危机形势，寻求水危机的根源，探求水环境恢复与水资源可持续利用的道路正是我们迫切的任务。我向大家报告的主要内容：一、水与实务资源的健康循环。二、城市水系统健康循环理论框架。三、城市水系统循环实施方略。四、应用事例。五、简单的结论。

一、水与实务资源的循环规律

首先水循环，在太阳能驱动下，水在海洋、太空和大陆进行着循环的运动，其循环总量就是地球降水量或者蒸发水量，总量是57.7万立方公里/年，由于大陆与海洋这种降水与蒸发量上的差异，就形成了由大陆向海洋的大陆径流，造就了川流不息的江河湖泊地下径流，滋润着地球万物的生长，这就是人类社会不可替代的自然水资源。大陆径流量水量4.7万立方公里/年，人类社会在自然径流中缺水取水从事生产和生活活动，用过的水又排回自然水体，就建立了社会的用水循环，它和自然水循环一起组成了地球符合的水循环系统。社会用水循环是自然水循环的一个分支，依附着自然水循环系统，在人类几百万年的历史过程中，人类的社会水循环基本与自然水循环是协调的。

什么叫实务资源的循环呢？表现在植物营养素氮、磷、钾等元素的循环，地球上已知生物物种大概150万种，其中20%是水生生物，每种生物都不是独立存在的，它们都是在生产者、消费者、分解者的营养素循环中与其他物种相依存的，在太阳能量的补给下，绿色植物吸收土壤中的氮、磷、钾等成份，为草食动物生产食料，组成了草食动物的食物链。这就是太阳光作用下植物营养素在绿色植物、动物、微生物再到绿色植物的反复不断的循环。这就是我们人类食物物质的循环。

在人类几百万年间，人类是食物链的最终端，但是古代人类基本没有破坏植物营养素的自然循环，只是在18世纪人类社会生产力发达以来、尤其是19世纪水从厕所普及之后，人类社会的和谐尝试另外开辟了植物营养素的开路循环，铸成了植物营养素的流失和水环境的污染，营养成份的缺乏，不得不大量使用无机肥料，化肥污染环境，农田径流入水系的水量占使水总量的70%，是水体富营养化的原凶。依靠化肥的农业是不可持续的。

人类社会水危机的根源，二元论世界观是水危机的社会思想根源，将人与自然割裂，人口过渡增长是水危机的必要条件，人类诞生以来人口相对稀少，直到1850年世界人口是10亿人，这个过程经历了数百万年，相当于人类历史的99%，然而第二个10亿仅仅用了80年，那就是1936年世界人口达20亿，又过80年左右，到1999年世界人口达到60亿，现在正以每年7700万的速度增长，人口问题虽然不是环境问题的唯一原因和必然原因，但人口过渡增长却是人类生存发展的灾难性危机和世界性水危机的必要条件。控制人口增长，就是控制人口总量不超出社会经济科技发展和地球生态系统的承载力，这必然是解决环境问题的重要举措。

高开采、高消耗、高排放、高污染的粗放性的生产生活方式是水危机的直接原因，在二元论世界观的指导下，一个世纪以来人类社会采取的是无度消费、大量废弃的生产生活方式、最大限度开发自然资源、最大限度的创造社会财富、最大限度追求利润，环境压力更加突出，人类社会用水的循环对水文循环的干扰越来越大。1964年竣工的大坝，一共成为埃及的骄傲，生产了廉价的电力，灌溉了农业，然而进年来人民破坏了尼罗河生态流域平衡，引发了一系列灾难。另外咸海是世界上最大的内陆河，和阿姆河和西洱河的归宿，上世纪50年代因为在两河上游修建了水库、开挖了运河，生态环境遭到了严重的破坏。在我们中国，社会水循环对资源水系、水质破坏的事例比比皆是，生态环境遭到了破坏，威胁到人们的健康和生计。人类社会的水循环给自然水循环的强烈冲击正是造成当前水危机的直接原因。

二、城市水系统健康循环理论框架

传统城市水系统的缺欠，城市水系统已经有一百多年的历史，应该说给我们的生活、给人类做出了重要贡献，但是城市水资源流和物质流是密不可分的，排泄物和剩余大多通过排水系统进入污水处理厂，现代排水系统的弊端正是水短缺、水污染和植物营养素循环紊乱的原因。传统排水系统缺欠是什么呢？第一，它是单向流开放式的城市水系统，采取大量取水、粗放利用、大量排放的方式，为了满足城市用水的无度需求，不惜千里、百里到上游或者外流域调水，然后污染本市的下游水体。第二，将生活、生产废水都开成污浊之水，经过污水厂末端处理消除一定危害之后就排放到市区之外，进入下游水体，就算完成了水污染防治的任务，然而水污染并没有得到遏制，反而越来越强烈。第三，传统排水系统只注重单个城市的用水之需，没有把城市和城市群放到流域中群研究。因此城市居民在享受舒适、便捷的现代卫生设施的同时却污染了下游水体。

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