中国工程院 王浩院士：我国城市水问题治理现状与展望 颠覆性技术将引发城市水问题治理的革命性变革

水资源的承载空间决定了经济社会的发展空间，特别是城市的发展空间，受基本国情和水情影响，城市水问题已成为制约我国城市发展的重要因素。

我国城市水问题的发生和治理是随着我国城镇化进程而逐步演变的。从新中国成立初期到20世纪80年代，主要是“以需定供”的保障式供水管理，一大批骨干供水工程得以修建，同时城市给水排水网络也逐渐健全；改革开放以后，城市化快速发展，城市用水日趋紧张，城市水资源管理逐渐转变为面向高效利用的“需水管理”；随着城市化的不断发展，进入新时代，城市开始进行多维度的比较健全的综合管理。面向城市水问题治理实践的深入和高质量发展的需要，很多新的理念被提出，如海绵城市、韧性城市、生态城市等。

新理念、新方法和新技术的运用，促进了城市水问题的综合治理，我国城市洪涝灾害防治、城市水环境及黑臭水体治理和城市节水等方面取得了长足进步。面向未来城市水问题治理和高质量发展，结合水利部“三对标、一规划”专项行动提出的，全面提高水安全、水资源、水生态、水环境治理和管理能力，实现从“有没有”到“好不好”的发展，更好支撑我国社会主义现代化建设，更好满足人民日益增长的美好生活需要，对我国城市水问题治理的基本现状、规划原则和演化态势进行简要梳理和分析，以期对未来我国城市水问题治理提供一定参考。

一、我国城市水问题治理基本现状

城市水问题的表现多种多样，本文主要从洪涝灾害防治、黑臭水体治理和城市缺水与节水三个最主要的方面，简要梳理我国城市水问题治理的基本现状。

①城市洪涝灾害防治。过去几十年的城市化进程中，城市内涝成为一种新的城市病，2006年以来，我国每年受淹城市均在100座以上，2008—2010年全国有62%的城市发生过内涝，内涝超过3次的有137座。在城市洪涝防治方面，我国已逐步构建起了以“预防为主、预报预警、应急调度、抢险救灾”为主线的城市洪涝防治体系，特别是深圳、福州和东营等地，开展智慧洪涝管理等新技术的先行先试，取得了较好效果。

②城市水环境及黑臭水体治理。由于城市化、工业化和老旧城市排水体制不健全等一系列历史遗留问题，导致许多城市不同程度存在黑臭水体。2015年国务院印发《水污染防治行动计划》，向黑臭水体宣战，经过近年的大力治理，我国地级以上城市建成区黑臭水体治理取得重大进展，基本构建了黑臭水体治理的体制机制、标准规范和运作模式等体系，为全面消除黑臭水体、构建优美的城市水环境打下了坚实基础。

③城市缺水与节约用水。近年国家提出了“节水优先”，把节水摆在空前高的位置，为推进城市节水和水资源综合管理提供了重要指引。2019年，国家发展改革委、水利部印发《国家节水行动方案》，规定到2022年和2035年，全国用水总量分别控制在6700亿m³和7000亿m³以内。近年水利部大力推动节水型社会建设，已有266个县区建成节水型县区。这些都说明我国城市节水和水资源综合管理总体上处于快速发展阶段，未来仍有较大上升空间。

二、城市水问题治理规划原则要点

城市水问题的治理时空跨度广、实施过程复杂、资金投入较大，通常需要进行整体规划，而后分步、分批、分块实施治理，规划作为治理措施实施的重要依据，需要在结合问题的类型、复杂度，考虑城市的地域、特征等基础上，进行通盘考虑，以确保规划能够引领治理、落地见效。结合城市水问题治理规划的实践经验，提出我国城市水问题治理规划的原则要点。

1.适度超前原则

适度超前就是要求规划者要用发展的眼光看待城市水问题治理的相关规划。世界城市化发展的规律表明，一个国家在城市化率为30%~70%之间是城市化发展最快的时期，当前，我国城市化率为60%左右，这表明我国城市化正处于一个快速发展的时期。随着“十四五”规划实施和国家向2035年远景目标迈进，城镇化和城市更新改造都将进入一个新的战略机遇期，这要求当前城市水问题治理规划要充分考虑城市发展的前瞻性，更多地以规划引领城市发展，而不仅仅是满足城市基本需求。

例如对于北京而言，一些研究认为可以不要南水北调，仅通过节水就能达到保障水安全的目标，但是实际上北京作为大国首都的战略地位，其水资源安全保障不仅需要满足基本需要，还必须要能够有战略迂回，有“压箱底”的水资源战略储备，南水北调中线、东线通水以来的实践也证明了上述考虑是正确且必要的。

另外，在规划中不但要重视“硬措施”，还要重视“软措施”，例如过去规划建设的一些城市水利信息化管控系统，在当时是超前的，从长期来看，这种超前引领了城市发展，促进了水的精细化管理和高效利用，并且使相应城市在当前智慧水利建设中占领了先机。

适度超前，要辩证地把握“超前”与“适度”的关系，“适度”应该是在地域特征、技术适应性和适配发展规划等方面较好地匹配，“超前”则应是在问题治理水平、发展水平和技术迭代等方面充分考虑现实的情况下有所“拔高”。总的来说，适度超前的规划原则，需要规划者高超的专业水准与当地的实际情况相结合，并在实践中加以检验，而非不顾现实情况的跨越阶段的超前。“适度超前”的规划有时虽可能增加一定投入，但如果从全时段、长远过程来看，因为占领先机和避免了重复低效投入，反而是更经济的。

因此，在城市水问题治理规划中，在保障水安全的前提下，要大胆地应用新理念、新方法和新技术，以创新引领实践，实践反过来又促进创新。

2.分类施策原则

我国有十大水资源一级区，在地理上有三大阶梯，气候上有五大分区，地级以上的城市有300多个。也就是说，我国的城市类型是多样化的，从地域上分平原型、滨海型、滨江型、山地型和高原型等；从产业上有创新型、旅游型和资源型等；还有超大城市、省会城市、地级市和县级城市等多种行政层级。多样的地理气候条件和城市类型，使得我国水问题的治理没有一定之规，而是要在遵循科学规律和地域特征的基础上分类施策。由于我国水问题相关的治理规划总体上是以行政区划作为治理单元的，在此着重从不同行政层级来谈城市水问题治理的分类施策。

对于超大型城市，如北京、上海、广州、深圳等，其特点是人口多、产业强、财政实力雄厚，因此在水资源规划上，除了充分考虑水源的多样性和备用水源的可靠性，把水安全保障放在第一位，还要把再生水回用、新型节水推广放在重要位置，把消除黑臭水体、防治洪涝和保障供用水有机统一起来。

对于一般省会城市，特点是人口比较多、行政层级在区域内最高、资源吸纳力强，对于这类城市，重点是处理好与周围城市水资源供给的关系，不能竭泽而渔，要把城市放在省内城市经济圈中去考虑，同时以更多新的理念、技术和方法创新带动，促进周围城市水资源保障，走协同发展、高质量发展之路。

对于多数地级市，最重要的是要把握本质特征，如水资源短缺是工程型、水质型还是资源型，深度节水的难点在哪儿，是否具备上马大型工程的条件等，多措并举，推动一部分区域先行先试智慧水利新技术、黑臭水体治理新方法等，以点带面，多点发力。

对于县域城市，更重要的是要优化县域产业结构，着力点应放在提高各行业水资源保障水平，培育发展水经济、壮大水产业、培养特色水文化上，以良好的水资源保障、更高的生态文明水平、独具特色的水文化底蕴，促使经济发展和水资源保障良性互馈，促进县域经济高质量发展。

3.系统谋划原则

系统思维是城市水问题治理规划中的一种重要思维方式，正是由于城市水问题自身的复杂性和解决城市水问题的迫切性，要求城市水问题治理规划一定要秉承系统思维，进行系统谋划。

要从解决问题的角度系统谋划。城市水问题的本质是水循环失衡，城市水系统与经济社会系统无法较好地匹配，表现为洪涝、黑臭水体、缺水等问题，因此要从统筹的角度，抓住问题产生的本质，从“水循环”和“社会侧”两端系统谋划城市水问题的治理规划。

要从水文循环的角度系统谋划。从空间上看，城市是流域上的一个斑块，城市水循环是流域水循环的一个区域性环节，因此，解决城市水问题，要放眼流域水循环全过程来诊断问题和解决问题，把山水林田湖草沙视为一个生命共同体，把城市作为流域生命共同体的一部分，以更系统的过程、更广阔的视野来系统谋划城市水问题治理。

要从历史演替的角度系统谋划。突出在时间尺度上的系统化，要跳出一时一域谋划的固有思路，从更纵深的历史尺度来看待城市水问题的产生与演化，把当前城市水问题的治理规划置于城市全生命期中去衡量，特别是与当地的历史文化传统、地理气候演变、经济社会发展等历史脉络和前景紧密结合起来，找准当前城市水问题治理的历史方位。

4.集中与分散相结合原则

城市水问题治理不仅需要经济、文化和制度等方面非工程措施，而且需要大量的工程措施，如雨水排水系统、污水排水系统等，长期以来通常采用的是大集中、大系统模式，需要大量的基建投入。对于城市水问题治理而言，要在城市水问题系统诊断基础上，建设集中与分散相结合的工程设施体系，以支撑系统的高效建设与运行，发挥系统的最大效能。

对于雨水系统，要通过各种尺度的设施体系协同配合，统筹考虑不同尺度设施的功能和效应，将集中排水设施和分散蓄滞设施相结合，包括源头径流减控微型绿色基础设施、排水泵站管网等小型设施、河湖调蓄等中型设施和外洪控制堤防等大型设施等，形成分散式设施与集中式设施有机结合、“微—小—中—大”设施协同配合的雨水排水工程体系。

对于污水系统，要在现有的大收集、大处理系统基础上，考虑分散式污水处理设施，加强污水处理体系建设，做到污水就地处理、再生水就地利用，降低污水收集与利用系统的规模，减少污水处理和回用过程中的碳排放，支撑碳中和/碳达峰目标实现。

三、对我国城市水问题演化的几点认知

水是城市正常运转的基础性和战略性资源。随着我国经济社会的发展，城市对水的要求将会越来越高，从更宏观、更超前、更基础的层面来看待城市水问题演化。

1.我国城市水资源短缺的局面短期内难以彻底扭转

我国城市水资源短缺的局面短期内难以彻底扭转，这是基于对我国自然地理特征和经济社会发展规律认识得出的基本认知。从漫长的历史演化过程来看，自然地理特征是相对稳定的，而经济社会发展的基本格局难以短时间改变，这就使得我国水资源与生产力布局不匹配、局部缺水、结构性缺水的局面短期不会彻底扭转，在这一点上做到“心中有数”，是我们将来一个时期开展城市水问题治理的基本立足点。

2.城市对水的质量追求将上升到生命与健康的高度

水是维系生命所必需的。对于水的质量，当前城市居民普遍比较重视，未来随着城市的发展，民众对生命和健康的认知水平提升后，对水的质量追求将会深入到更精细的水平，例如，是否可将人饮水之后的身体指标实时反馈引入到用户对供水水质的评价中，是否可以实时发布水的简明指标（类似PM2.5）以指引人们选择使用不同的水，等等。

3.颠覆性技术将引发城市水问题治理的革命性变革

大数据、云计算、物联网、5G和人工智能等一系列新技术显著地改变了整个世界，也改变了千千万万城市居民的生产生活方式。在城市水问题治理领域，智慧水利技术的发展也十分迅速，如智能水表、智能井盖等硬件设备，智慧调度、智慧预警预报、智慧管理服务平台等关键技术已经在实践中发挥了重要作用。未来随着科学技术的快速发展，可能会出现一些颠覆性技术极大地促进城市水问题的治理效能提升，而且可能会引起城市水问题治理模式、方法和手段等的革命性变革，这种变革一旦实现，现有技术体系可能会失效，被另一种全新的模式替代，从而使人类用水管水的水平跃升一个层级。

4.应对不确定性是未来城市水问题治理的重要命题

当前全人类都进入了“后疫情时代”，疫情给全球格局带来了极大的不确定性，“应对不确定性”也是疫情带给我们的深刻认识。具体到城市水问题治理领域，要深刻地认识到，城市水资源的取用、生产、输送、供给和使用是一个复杂的系统，复杂系统往往具有较强的不确定性。由于水循环的“自然-社会”二元属性，未来城市在水方面面临的不确定性来源不仅仅是气候变化等自然方面的，更多是经济社会发展方面的。应对城市水问题必须在不确定性上有所为，如发生了以水为媒介的疫情怎么办？某种灾难导致城市水源短期内全部枯竭或者功能失效怎么应对?这是水科学研究应该提前深刻思考、做好应对准备的。

5.水将在城市社会幸福感中扮演更加重要的角色

城市发展有一定的演进规律，幸福城市将是未来城市发展的重要追求，而水将在其中扮演更加重要、不可或缺的角色。在水的供给和使用方面，更高质量、更丰富的选择和更高的保证率，将给人们以更好的使用体验；而在水与城市生态环境营造方面，水的作用将更加突出。从中华历史文化传统和民族文化自信来看，“曲水流觞、灵动秀美”“看得见山，望得见水，记得住乡愁”的画面与忧思始终是人们对美好生活环境的不懈追求，如何更好地将水与文化结合起来为幸福城市建设提供依托将是重要课题。在未来城市中，以水为纽带，构建“清新明亮、蓝绿交织、水城共融”的水美城市，奉献提供更多的水公共服务产品，将是提升城市幸福感、增强人民福祉的重要方面。

刊于《中国水利》2021年第14期，略有删节

作者/王浩（中国工程院 院士），梅超，刘家宏，王佳