張杰：城市水系統健康循環理論與方略的研究

時間：2009-12-08 來源：水世界 作者：張杰

各位同仁：下午好！

我的PPT顯示不出來，版本不一樣，我給大家簡單介紹一下，我向大家報告的題目是“城市水系統健康循環理論與方略的研究”。我們人類生活在地球之上，是自然界生態系統的一環，但是近百年來人類由于自己是征服自然的主人，為了經濟利益最大可能的開發資源，至使地球的資源與環境遭到嚴重的破壞，人類社會也就陷入了資源與環境的危機之中。面對水污染、水短缺的嚴重危機形勢，尋求水危機的根源，探求水環境恢復與水資源可持續利用的道路正是我們迫切的任務。我向大家報告的主要內容：一、水與實務資源的健康循環。二、城市水系統健康循環理論框架。三、城市水系統循環實施方略。四、應用事例。五、簡單的結論。

一、水與實務資源的循環規律

首先水循環，在太陽能驅動下，水在海洋、太空和大陸進行著循環的運動，其循環總量就是地球降水量或者蒸發水量，總量是57.7萬立方公里/年，由于大陸與海洋這種降水與蒸發量上的差異，就形成了由大陸向海洋的大陸徑流，造就了川流不息的江河湖泊地下徑流，滋潤著地球萬物的生長，這就是人類社會不可替代的自然水資源。大陸徑流量水量4.7萬立方公里/年，人類社會在自然徑流中缺水取水從事生產和生活活動，用過的水又排回自然水體，就建立了社會的用水循環，它和自然水循環一起組成了地球符合的水循環系統。社會用水循環是自然水循環的一個分支，依附著自然水循環系統，在人類幾百萬年的歷史過程中，人類的社會水循環基本與自然水循環是協調的。

什么叫實務資源的循環呢？表現在植物營養素氮、磷、鉀等元素的循環，地球上已知生物物種大概150萬種，其中20%是水生生物，每種生物都不是獨立存在的，它們都是在生產者、消費者、分解者的營養素循環中與其他物種相依存的，在太陽能量的補給下，綠色植物吸收土壤中的氮、磷、鉀等成份，為草食動物生產食料，組成了草食動物的食物鏈。這就是太陽光作用下植物營養素在綠色植物、動物、微生物再到綠色植物的反復不斷的循環。這就是我們人類食物物質的循環。

在人類幾百萬年間，人類是食物鏈的最終端，但是古代人類基本沒有破壞植物營養素的自然循環，只是在18世紀人類社會生產力發達以來、尤其是19世紀水從廁所普及之后，人類社會的和諧嘗試另外開辟了植物營養素的開路循環，鑄成了植物營養素的流失和水環境的污染，營養成份的缺乏，不得不大量使用無機肥料，化肥污染環境，農田徑流入水系的水量占使水總量的70%，是水體富營養化的原兇。依靠化肥的農業是不可持續的。

人類社會水危機的根源，二元論世界觀是水危機的社會思想根源，將人與自然割裂，人口過渡增長是水危機的必要條件，人類誕生以來人口相對稀少，直到1850年世界人口是10億人，這個過程經歷了數百萬年，相當于人類歷史的99%，然而第二個10億僅僅用了80年，那就是1936年世界人口達20億，又過80年左右，到1999年世界人口達到60億，現在正以每年7700萬的速度增長，人口問題雖然不是環境問題的唯一原因和必然原因，但人口過渡增長卻是人類生存發展的災難性危機和世界性水危機的必要條件。控制人口增長，就是控制人口總量不超出社會經濟科技發展和地球生態系統的承載力，這必然是解決環境問題的重要舉措。

高開采、高消耗、高排放、高污染的粗放性的生產生活方式是水危機的直接原因，在二元論世界觀的指導下，一個世紀以來人類社會采取的是無度消費、大量廢棄的生產生活方式、最大限度開發自然資源、最大限度的創造社會財富、最大限度追求利潤，環境壓力更加突出，人類社會用水的循環對水文循環的干擾越來越大。1964年竣工的大壩，一共成為埃及的驕傲，生產了廉價的電力，灌溉了農業，然而進年來人民破壞了尼羅河生態流域平衡，引發了一系列災難。另外咸海是世界上最大的內陸河，和阿姆河和西洱河的歸宿，上世紀50年代因為在兩河上游修建了水庫、開挖了運河，生態環境遭到了嚴重的破壞。在我們中國，社會水循環對資源水系、水質破壞的事例比比皆是，生態環境遭到了破壞，威脅到人們的健康和生計。人類社會的水循環給自然水循環的強烈沖擊正是造成當前水危機的直接原因。

二、城市水系統健康循環理論框架

傳統城市水系統的缺欠，城市水系統已經有一百多年的歷史，應該說給我們的生活、給人類做出了重要貢獻，但是城市水資源流和物質流是密不可分的，排泄物和剩余大多通過排水系統進入污水處理廠，現代排水系統的弊端正是水短缺、水污染和植物營養素循環紊亂的原因。傳統排水系統缺欠是什么呢？第一，它是單向流開放式的城市水系統，采取大量取水、粗放利用、大量排放的方式，為了滿足城市用水的無度需求，不惜千里、百里到上游或者外流域調水，然后污染本市的下游水體。第二，將生活、生產廢水都開成污濁之水，經過污水廠末端處理消除一定危害之后就排放到市區之外，進入下游水體，就算完成了水污染防治的任務，然而水污染并沒有得到遏制，反而越來越強烈。第三，傳統排水系統只注重單個城市的用水之需，沒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適、便捷的現代衛生設施的同時卻污染了下游水體。

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