【对话给排水】城市给水与排水系统：历史、现状和未来

本文回顾了城市水系统及其管理思想的发展历史;分析了传统的集中式城市水系统的缺点和局限性：城市水环境和水文循环的破坏污水处理的困难、巨大的资金需求和建设周期的漫长;指出了现代和未来城市水系统管理所面临的挑战和发展机遇：干旱和洪涝灾害、城市化加剧、技术的进步和组织管理上的需求;阐述了未来城市水系统管理的思想，即必须用整体论的思想作指导，实行节约用水。实行全球性的资金、技术和经验的共享。这种思想给中国城市水系统的管理和改革以重要启迪。

1、概述

城市给水和污水的处理与管理是城市基础设施建设和管理的重要内容，它随着城市的兴起而出现，随着城市化的进程而发展。许许多多的历史证据都显示，在所有的文明中都有如何实现居民区供水，如何安全卫生地排除雨水、固体和液体废弃物的成功措施。但是，工业革命以来的社会巨变，使人类社会的城市化急剧加速，这就要求我们不能再用传统的措施来解决城市水管理的一系列问题。西方国家从第一波工业化浪潮以来，发展形成了相对成熟的城市水管理的思想和理念，尽管这些思想和理念曾经帮助城市水环境恢复到了尚可接受的程度，但是它们已经不足以应对今天城市化带来的问题，更不是解决未来问题的希望所在。

高度城市化所造成的问题在世界各地比比皆是，这些问题严重制约了人类健康、和谐社会的构建和发展，特别是在工业化和城市化速度超出了社会财政承受力和组织管理能力的地区更是如此。联合国机构的统计报告显示，世界上许多国家的大量人口缺乏安全卫生的水供应和卫生设备，这种缺少城市基础设施的状况导致了令人悲哀的后果，致使疾病、传染病传播和人口死亡率升高，特别是儿童死亡率升高。世界政治领袖们的千年宣言嗍，以及在约翰内斯堡峰会和京都会议上的部分论述，都对缺少基础设施等挑战性问题做出了回应，并且设定了未来的发展目标，以求发展新的思想，采取新的措施和行动。

中国自改革开放以来，经济社会高速发展，城市化速度加快，城市基础设施建设滞后所造成的水环境污染问题十分突出。中国是一个人均水资源缺乏的国家，水源性缺水问题很突出，而经济社会发展所带来的水质性缺水加剧了缺水局面。随着城市化的加快，作为城市最重要基础设施之一的给水、排水系统的建设和管理，将面临更大的压力，应对这种局面，必须有新的水管理策略。而回顾城市水管理的历史及其思想发展史，借鉴世界发达国家城市水管理的经验，探讨城市水管理的思想和理念，具有十分重要的现实意义。本文讨论城市水系统的管理问题，目的是对过去和现有思想和理念的局限性进行探索，进而研究基于新技术条件下解决“未来”，或“已经开始的未来”城市水管理问题的新思想。

2、应对“历史上的”挑战：早期的城市水管理模式和思想

19和20世纪，随着人1：3密度的增大，许多城市面临着几乎不可能完成的任务，那就是通过巨大并持续增长的集中式给水系统，持续不断地提供大量安全卫生的饮用水。这种给水任务包括实际上并不需要高质量水的用途，例如运输居室废物的用水。使用这种散漫的给水系统的后果，就是必须再收集所有用过的水。多数是和城市雨水一起收集，这导致了另一个巨大的城市基础设施系统，即污水排放系统的建立。迄今，这种非常集中的城市水管理思想已经有1oo多年的历史了，人们似乎可以宣称，这种直接集中供水，然后再加以收集的任务是能够完成、可以控制的。

但是，这种城市水管理的方式对城市及其更广泛地区水环境的影响是灾难性的。洁净源水的汲取和污水的再注入，导致了严重的水体污染，从而明显削弱了当地水的自然循环。因此，要实现集中式给水和污水收集，必须对源水进行强化处理以获得饮用水，而在污水排放到自然系统之前也必须进行处理。

给水输配和污水收集的资金投入是巨大的，给水净化和污水处理也需要巨大的资金支持。通过比较可以发现，仅仅给水输配和污水收集的消费就远远超过水质净化的费用如果用这种建设集中式基础设施的思想解决问题，首先面临的问题便是，设计和建设这种巨大网络系统需要很漫长的时间，这阻碍了给水和污水处理任务的迅速完成。

图1所描绘的是传统的重力流城市污水系统的历史发展。最原始的城市排水系统是自然敞开的沟渠，主要用于排除雨水;随着城市的发展，排水设施被改造成人工的管道，功能第一次扩展，也用来排除城市生活污水;排水设施功能第二次扩展，包括了工业废水的排放;这些混合污水最终在城市污水处理厂得到处理，然后排放到天然水体中去。在l9世纪后期直到20世纪，这些措施对减轻工业化和城市化带来的水污染问题发挥了重要作用。但是必须注意，采取这些措施的前提条件是，必须有足够的时间和足够的财政支持来建设这些基础设施系统。

这种思想带来的最明显的问题是，系统的功能被扩展或滥用，进行生活污水之外的其他物质的收集和排放;本来生活污水中含有的杂质多数是来自天然的可生物降解的，而其他通常有害的人造工业废弃物难以生物降解。这种系统的缺点和失败之处也在于此，源于城市雨水径流和生活污水的各种污水流在系统内混合，来自工业源的优先控制污染物也被包含在其中，这极大地增加了污水的处理难度。

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