生态城市下水资源的可持续利用

生态城市下水资源的可持续利用

黄冰钰

广州市城建规划设计院有限公司市政三分院  510990  广东省广州市

摘要：生态城市，已是广被接受的城市模式，然而新建城区的开发建设可能会导致环境容量消耗及降低可利用水资源量,甚至于使水环境质量下降等不利影响。因此，需对绿色生态城区进行科学、合理、可行的水资源综合利用规划。本文在生态城市概念上，对生态城市下水资源可持续利用的原则和评价方法进行了简要的介绍。

关键词：生态城市，水资源，可持续，评价方法

1.生态城市

1.1 生态城市的定义

社会的进步、人的增长和城市化进程的加快，推动了城市经济发展，但同时也给城市带来了不可避免的负面影响，突出表现在城市的人膨胀、交通拥挤、环境污染等，它阻碍了城市原有的社会、经济和环境功能的正常发挥，因此，人们逐渐开始追求社会、经济、自然协调发展的新型社会关系，建立高效、和谐、健康、可持续发展的人居环境，生态城市的概念由此应运而生。

“生态城市”的理念最初出现于上个世纪70年代联合国科教组织的“人与生物圈(MAB)”计划研究过程中，一经提出，立刻就得到了全球的广泛关注，但是至今没有一个确切的定义[1]。它代表的是一种趋向尽可能降低能源、水或食物等必需品的需求量，同时也尽可能降低废弃物、CO2、废水等的排放的绿色节能城市。

从生态学的观点来看，人应当是城市的主体，而城市是由社会、经济和自然三个子系统构成的一个复合生态系统。一个符合生态规律的生态城市应该具有结构合理、功能高效、关系协调的城市生态系统。生态城市可以从根本上改变传统工业城市的掠夺性的开发方式，在生态系统的可承载范围内，运用生态经济学理论和系统控制论对城市进行宏观调控，建立以可持续发展为导向的新型的生态城市，实现社会、经济和自然的和谐统一[2]。

1.2 我国的生态城市发展

我国正处于一个快速发展的全新历史时期，人口的增长、资源的匮乏、环境的污染使得我国的发展阻碍重重。为探索可持续发展的新型城镇化道路，在党中央和国务院的指导下，在当地政府的支持和鼓励下，我国先后在苏州、青岛、深圳等地开展了生态城区的规划实践建设工作，与此同时，也在全国各地积极倡导和鼓励绿色建筑示范工程的推广示范建设。绿色建筑的推广示范以及绿色生态城区的建设发展，不仅促使我国建筑业发展方式发生转变，推动现阶段城乡建设模式进行重大改革，更是保障人民自身利益和国家长远利益的重要措施。

根据住房和城乡建设部统计资料，全国有两批共17个城区获批“国家绿色生态示范城区”，其中多数分布在沿海地区与经济发达省份，其中河北有5个，深圳、安徽、上海分别有2个，天津、江苏、重庆、湖南、贵州、云南各有1个，详细情况见表1[3]。

表1国家绿色生态示范城区

Table.1 National green ecological demonstration city

1.3 生态城市的水资源要求

如前所述，生态环境是绿色生态城区的八类评价指标之一，而水资源是生态环境的控制性因素之一，也是社会经济系统存在和发展的重要因素。水资源的承载能力状况对其所在地区的自然和社会发展起着重要作用。水环境承载力的定义严格上分为广义和狭义两种[3]，广义水环境承载力是指在特定时期，区域水环境对区域内人类进行生产生活的承载能力：狭义水环境承载力则等同于水环境容量，指的是目标水体在满足其规定水质指标的要求下所能容纳污染物的最大量。

城市化和工业化的推进，使得城市水资源的基础性自然资源和战略性经济资源的地位进一步充分展现，社会经济发展与水资源供需矛盾、水环境承载力不足矛盾将更加突出。长久以来，水资源一直被广泛认作免费的公共资源来使用，然而，随着社会经济的发展，有限的可利用水资源量越来越无法满足社会日益增长的需水量。

2.水资源可持续利用

既能满足当代经济社会发展需求，又能保证子孙后代发展经济社会需求的水资源利用。水资源虽是可再生资源，但时空分布不均匀，变化具有不确定性，又容易受到污染。利用水资源必须遵循科学的可持续原则，否则既不利于当代，也会危及子孙后代。

2.1 水资源可持续利用的定义

水资源可持续利用为保证人类社会、经济和生存环境可持续发展对水资源实行永续利用的原则。可持续发展的观点是20世纪80年代在寻求解决环境与发展矛盾的出路中提出的，并在可再生的自然资源领域相应提出可持续利用问题[4, 5]。其基本思路是在自然资源的开发中，注意因开发所致的不利于环境的副作用和预期取得的社会效益相平衡。在水资源的开发与利用中，为保持这种平衡就应遵守供饮用的水源和土地生产力得到保护的原则，保护生物多样性不受干扰或生态系统平衡发展的原则，对可更新的淡水资源不可过量开发使用和污染的原则。因此，在水资源的开发利用活动中，绝对不能损害地球上的生命支持系统和生态系统，必须保证为社会和经济可持续发展合理供应所需的水资源，满足各行各业用水要求并持续供水。此外，水在自然界循环过程中会受到干扰，应注意研究对策，使这种干扰不致影响水资源可持续利用。

2.2水资源可持续利用的机理

实现水资源可持续利用的机理包括水的循环规律和水量守恒原理[6]。

水的循环规律是水资源得以循环利用的保证。水资源优越于大多数其他自然资源在于其可通过太阳能的作用使陆地上的水源不断得到更新和补充，从而使维持一切生命活动的水源不断更新。但是随着人类社会的不断前进和人口的增长，人类对水资源开发利用和治理的广度和深度越来越大，对水的需要不断增加，而自然界所能提供的可以得到更新和补充的新鲜水量却有一定限度，因而在一些地区出现了水资源的供需失衡；有些地区因过度开发和污染破坏了当地的水源，直接威胁人类生存的环境、，因而人们要求保持水资源的持续利用并改善人类的生存环境，从而引出水资源承载能力的概念，相应而言，各个地区均需拥有水资源承载能力所能维持的承载水量，该水量必须能在水循环的条件下得以持续维持。

水量守恒原理是水资源得以持续利用的客观现实。水量守恒原理，就是指一定量的水在其循环运动过程中，可以变换形态和存在空间，但其数量不变。具体来说，在循环中，能够在一年或多年之间可以得到恢复的水量，该部分水量可以由人类控制、调节并能按照需要供应，并以它作为分析水供需关系的依据。

作为该部分水量应具有以下特征：能按照社会的需要提供或可能提供的水量；该水量拥有可靠的来源，且该来源通过水循环不断能得到更新和补充；该水量可由人工加以控制；该水量和水质能够适应用水要求；该水量主要功能系供水，兼具生态功能。

2.3水资源优化配置的内容和目标

水资源可持续利用有其共同影响因素，即环境与资源关系、生活质量与生态环境关系、公众参与。生态持续是基础，经济持续是条件，社会持续是目的。生态学观念认为，可持续是保持一个健康生态系统的稳定，限制对生态系统的开发。可持续发展实际是可持续社会、可持续经济、可持续生态3个方面的结合体[7]。可持续发展以保证自然为基础，与资源和环境承载能力相协调，鼓励经济增长，最终目的是改善、提高生活质量，并与社会进步相适应。水资源是国民经济社会发展的重要物质基础。水资源可持续利用是区别于传统资源利用的一种新模式。在水资源可持续利用过程中需认真规划研究把握几个方面内容：一是在人口、资源、环境与经济的协调发展下，需采取综合开发利用、保护管理和节约水资源的新途径和新方法；二是在确保水资源消耗不增长的前提下，提高水资源使用效益，满足社会经济与生态环境协调发展的需要；三是依靠科技进步和发挥市场配置资源的基础功能，以生态环境保护为前提，合理配置水资源，充分提高水资源利用效率；四是研究提出适应水资源可持续利用的管理体制机制；五是从保护含水层出发，保护水资源，维持与湿地、泉水、河流以及地下水等息息相关的生态系统完整性；六是在水资源承载能力范围内对水资源进行开发利用，不影响和损坏其固有价值；七是在维持水资源和生态系统整体性条件下，高效利用、优化配置

水资源，满足社会与经济发展的需求。

水资源可持续利用是建立在承载能力分析和水资源优化配置的基础上，以经济增长为中心的社会全面发展。水资源优化配置的目标是基于有限的水资源产生最大效益，或取得预期效益尽可能减少水资源的用量。因此，这个效益是经济、社会和生态的综合效益，是水资源优化配置追求的目的。水资源分配的价值取向按照综合效益原则实行，以达到水资源的优化配置。在优化配置和承载能力研究之后制定水资源开发利用策略。

3.生态城市的水资源可持续性评价方法

3.1 原则

在遵守基本的原则之下建立生态城市水资源可持续利用的相关评价指标体系，例如在建立时，应该考察区域的水资源的特点，除此之外，不同的区域，会因为区域的人文环境，传统习俗等各种区域的社会因素，造成区域的工业水平不平衡，经济的发展速度也能做到持平[2]。我国对于水资源可持续利用指标体系的建立，应该严格遵守相应的基本原则，如在建立评价指标体系的过程中，应有科学严谨的工作态度，并使用科学有效的确立方法，以及遵照我国政府出台的相关政策等。城市生态系统的需水根据需水的不同用途，分为社会需水、生态需水、经济需水三部分，过去我们往往是只关注到社会需水和经济需水，而忽略了生态需水，因此在在生态城市指导的评价中，应该更加系统全面的进行评估。

3.2 评价方法

目前水资源可持续性评价方法主要是以下几种[8]：

3.2.1 综合分析法

在使用综合分析法时，顾名思义，其基本的方法主要是通过对多个指标体系，将其聚合到一起进行分析，通过综合的分析，最后给出一定的评价。当使用综合分析法时，其最大的优势是分析的过程简单直观，而且不用涉及到过多的数据运算。

3.2.2 模糊综合评价法

在使用模糊综合评价法时，其是使用了模糊数学中相关知识，例如模糊变换原理，使用该评价方法，可以对所研究的问题得到最好的解决方案，也可以根据所评的结论可以对于所研究问题方案的优劣来进行一定的排序。例如在对于某区域水资源可持续利用的评价中，通过使用模糊综合评价法，对于多种评价可以很好的寻找出最好的解决方案。使用该评价方法，其最大的优势是其可以将指标进行一定的数量化，使其不再定性或者定于某量。但是在实际运用的过程中，有时模糊综合评价法，因其也会运用到模糊数学中的最大隶属原则，因此，有时也会受到指标的量化的相应限制。

3.2.3 综合指数法

使用综合指数法时，该方法对于数学函数的运用较多，在其使用前，需要先创建评价的相关函数曲线，之后根据区域水资源的相关数据来将曲线具体描述，将评价通过数学曲线的形式来呈现出来。该方法的特点就是以曲线的方式进行相关呈现，简单且直观。

3.2.4 多目标层次分析法

使用多目标层次分析法，是一种较好的对于区域水资源可持续利用的方法，其巧妙的利用了多个目标层次进行分析，可以很好的将复杂的水资源系统进行有效的分析，并且计算方法十分简单，通过计算与综合评分来为区域水资源可持续利用的评价给予相应的分数。但是凡事具有双面性，多目标层次分析法虽然有很大的优势，但是其在实际操作中，极其容易受到主观因素的影响，可能会出现人为对其分数控制的现象。

3.2.5 灰色关联法

灰色关联法是一个不被广泛认可的使用方式，但是其有效运用了各个事物之间的不确定性，并将它们进行关联。但是当需要分析的指标变多的时候，灰色关联法便会显得十分乏力。但有时使用灰色关联法时，可以高效便捷的得到分析结果。

3.2.6 专家系统评价法

专家系统评价法，其含义就是相关方面的专家对于区域水资源可持续利用来进行评价，可以适用于单独的地区，也可以适合地区的单独时段，使用的可操作空间也很大，但是，因为是单一的通过专家进行评价，可能会出现专家的意见截然不同，或者受各种因素影响造成评价不准确，使用专家系统评价法，不确定的因素太多，而且受主观的影响也会很大。

4总结

生态城市要求的水资源不仅只有社会生活生产用水，要需要保证生态用水以保证生态和水资源本身的可持续利用。生态城市下的水资源可持续利用与区域的很多因素都有联系，例如其与区域的经济，文化，生态环境等方面都息息相关，因此是一个很重要的问题，所以依据水的循环规律和水量守恒原理来建立相关的水资源可持续利用的评价体系以及选择较好的对于水资源可持续利用评价方法，可以很好的提高区域对于水资源利用的高效性，对于水资源可持续利用的研究具有重大意义。

参考文献

[1] 蒋艳灵，刘春腊，周长青，等. 中国生态城市理论研究现状与实践问题思考[J]. 地理研究. 2015(12): 2222-2237.

[2] 李靖. 生态城市给水、排水系统综合规划体系研究[D]. 同济大学;同济大学环境科学与工程学院, 2006.

[3] 施溯帆. 基于水环境容量控制绿色生态城区水资源利用规划研究[D]. 南京工业大学, 2015.

[4] 杨静. 水资源可持续利用及优化配置[J]. 现代农业科技. 2018(12): 167-169.

[5] 曹建廷. 对可持续水资源规划的理解[J]. 中国水能及电气化. 2010(05): 19-23.

[6] Hermonvandermost，杜伊力. 水资源开发的规划与分析[J]. 水利科技. 1994(02): 46-50.

[7] 马朝. 水资源可持续利用研究及对策[J]. 内蒙古水利. 2018(09): 25-26.

[8] 王慧杰. 干旱区水资源开发利用对生态用水影响的综合评价[D]. 清华大学, 2011.

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