国际城市水资源保障策略概览（下）_韩闪闪.pdf

国际观察图鉴【开栏语】北京市城市规划设计研究院国际规划研究专班（BICPIntelligenceUnit，简称BIU）是北京市城市规划设计研究院智库建设的重要组成部分，负责国际动态搜集、国际对标研究和国际交流，于2019年5月成立。为积极服务社会各界对国际规划研究前沿咨询的需求，本专栏精选国际规划研究专班的最新研究成果，以精美的视觉设计和简洁的文字予以呈现。国际城市水资源保障策略概览（下）韩闪闪 费明龙 王君引言水是城市的命脉，水是城市兴衰发展的重要决定因素。坚持以人民为中心的发展思想，全面、系统加强城市水资源保障工作，推动城市供水高质量发展，持续增强供水安全保障能力，是近年来城市水资源保障工作的热点话题。本期聚焦东京都、巴黎、洛杉矶3个城市，梳理分析各地在水源保障方面的自然本底、面临挑战、水资源保障策略等，汲取成功经验，总结凝练对北京市水资源保障工作的启示。东京都 概况东京都位于日本关东平原的南端，是日本规模最大、人口最多的城市。东京都由东京23区、多摩地区和岛屿部三部分组成，总面积约2194平方公里（图1）。东京都属于亚热带季风气候，年内气温在2至31之间变化，年平均降雨量约1550毫米。东京都河流众多，总河道数量107条（段），总长度约858公里，分属五大水系，分别为多摩川水系、鹤见川水系、荒川水系、利根川水系和直接入海的其他二级水系（图2）。图1 东京都地理位置及组成（图片来源：http:/ 东京都河湖水系分布（图片来源：https:/www.kensetsu.metro.tokyo.lg.jp）150 北京规划建设视觉 VISION 面临挑战目前，东京都供水水源主要来自利根川-荒川水系、多摩川水系和相摸川水系，地表水资源量占比99.8%，剩余约0.2%取自本地地下水。受气候干旱化趋势、水质污染、人口密度大、地质灾害频发等多种因素的影响，东京都在供水水量和水质保障方面面临较大挑战（图3）。图3 东京都供水水源及水系分布（图片来源：https:/www.waterworks.metro.tokyo.lg.jp/suidojigyo/）全过程水质管理为应对地表水资源遭受污染的问题，东京都实行了“水源-净水厂-水龙头”的全过程水质管理。水源方面，每月1次按时对河川170个取样点实施水质调查，建立信息联络网及时处理水质污染事故，收集水源地区工厂、车间的排水信息，杜绝城市点源和径流污染。净水厂方面，通过制定“TOKYO高级品质计划（东京都版水安全计划）”，细化每日、每周、每月的水质监测项目，保证供水水质的安全。水龙头方面，在配水管网系统的131个地方设置自动水质监测仪，每日1次测定颜色、浊度及余氯，每年1到12次的频度监测水质等，保证居民用水安全。积极采取漏水防止对策按照“早发现、早修理”的原则，计划性更换隐患水管、提高管材质量，并采取新工艺、新技术实现供水管网的漏水防止。目前，东京都的供水管网漏损率仅为3.7%，是世界上漏水率防止水平最高的国家。节约用水并加强非常规水资源利用东京都非常重视节水器具的开发和节水宣传教育工作。通过持续开发节水器具，使其更加节水。设立全国节水日和节水周，对市民展开广泛的宣传教育。将节水列入小学课程，从小培养孩子们节约用水的习惯。建立“水道纪念馆”，让人们了解水资源的利用情况等。水源保护策略水源林保护从明治34年（公元1901年）起，东京都就开始保护多摩川上游的水源林，1990年将水源林作为水源设施进行管理，2002年成立了多摩川水源森林队，专门负责水源林的保护工作。目前，东京都水源林东西长约31公里、南北宽约20公里，总面积约2.46万公顷，横跨多摩川上游区域都城和山梨县海拔500-2100米之间的山岳地带（图4）。图4 东京都水源林分布图（图片来源：https:/www.waterworks.metro.tokyo.lg.jp/suidojigyo/）北京规划建设 151VISION 视觉 通过加强再生水循环利用和雨洪利用，优化供水结构，保证供水安全。目前，东京都规模以上的再生水循环利用设施总数843处，总循环利用水量为14.2万立方米/日。同时，东京都的许多建筑带有雨水收集和利用设施。比较常见的有“天水尊”和“路地尊”（图5）。前者主要承接屋顶雨水，收集后用于浇灌花草、洗车冲厕等。后者主要承接小区雨水并作为水循环的一部分储备水源。图7 巴黎供水系统示意图（图片来源：https:/www.eaudeparis.fr/dou-vient-leau-de-paris）图6 巴黎市多年平均年内降水、气温分布（图片来源：https:/weather-and- 东京都的雨洪利用设施“天水尊”和“路地尊”（图片来源：https:/ 概况 面临挑战巴黎位于法国中北部巴黎盆地的中央，横跨塞纳河两岸。巴黎属于典型的西欧海洋性气候，受北大西洋洋流的影响明显。巴黎全年的整体气候温和，适度湿润，年平均降水量约为619毫米，全年降雨均匀分布，夏秋季稍多（图6）。巴黎市区的主要河道有塞纳河和马恩河。巴黎是法国首都和人口最多的城市，截至2018年，全市统计人口约217.5万人，巴黎市所在的巴黎大区人口约1217.5万人。巴黎人均耗水量约150升/日，水源中本地水和外调水各占50%。本地水均为地表水，由巴黎周边地表水厂从河中抽取处理。外调水均为地下水，经采集后，通过人工输水渡槽运往巴黎。巴黎供水一半来自地下水，而水源地位于巴黎以外150公里范围内的广泛农业区（图7），水源地面源污染问题突出。另一方面，在全球气候变化的背景下，如何提升城市供水系统韧性，保障供水系统安全，也是巴黎供水系统面临的挑战。152 北京规划建设视觉 VISION 区域概况 水源保障措施与水源地农户合作，推动生态农业发展为控制巴黎供水水源地面源污染，巴黎水务公司加强了与水源地农民的合作，通过经济协助的方式鼓励农户限制化肥和杀虫剂的使用，推动有机农业的发展，积极植树造林，增加草原、湿地等天然过滤器和生物多样性避难所的面积。巴黎水务也积极推行农业用地征用，并在所征用的土地上优先推广其所倡导的生态农业发展模式，对周边农户形成积极的示范带动作用（图8）。结合水源地构建生态保护区，加强自然遗产保护为了支持因人类活动而削弱的栖息地，巴黎水务公司实施了保护和恢复生物多样性的行动。充分利用1300公顷的水源地及供水设施构建生物乐园，恢复已开发水道中物种和沉积物的自由流动，安装有利于野生生物的设施（树篱、筑巢箱、住宿等），强化了城市中自然的存在（图9）。采用综合手段，积极适用气候变化巴黎水务积极利用自身资产开展可再生能源开发利用，包括开发水电站、在供水设施上加装太阳能电池等。探索用非饮用水管网承接城市建设中产生的矿井水，积极拓展非饮用水使用场景，替代饮用水执行城市绿化灌溉、道路清扫等工作，提升城市供水保障水平。积极推动水资源科普工作，倡导低碳节水的生活方式。图8 巴黎水务支持水源区农民参与生态种植活动（图片来源：https:/www.eaudeparis.fr/actualit%C3%A9s/des-actions-concretes-pour-la-protection-de-la-ressource-en-eau）图9 通往水源井的道路（图片来源：https:/www.eaudeparis.fr/proteger-la-ressource-en-eau）洛杉矶（本文均指洛杉矶市）位于美国加利福尼亚州西南部，三面环山、一面临海，市域面积约1225平方公里，大部分地区地势平坦（图10）。洛杉矶属半干旱地区，气候类型为温带地中海气候，终年干燥少雨，仅冬季降雨稍多，多年平均降水量仅378毫米。因加利福尼亚州北部与南部在地理条件、气候、文化等方面均有较大差异，习惯上将内华达山脉和蒂哈查皮山以南的地区称为南加州，其西南沿海地带形成了以洛杉矶为首、由8个城镇组成的城市群，为美国第二大人口稠密地区。图10 洛杉矶区位图（左图来源：https:/ 153VISION 视觉 面临挑战 水源保障措施洛杉矶地域狭小，本地水资源十分有限，社会经济用水主要依赖外部地区供给。19世纪末石油业兴起，洛杉矶率先崛起，成为美国西部最大的城市，城市用水也迅速增加。然而，南加州多年平均降水量不足300毫米，境内水系不发达。应对水资源短缺与产业急速发展和人口迅速增长之间的矛盾，是洛杉矶发展过程中持续面临的挑战。在城市发展的不同阶段，针对具体问题，结合技术、经济等条件，采取了不同的水资源保障策略。在20世纪城市迅速扩张时期，重点通过大规模调水、开发本地水源增加可供水量。随着水资源过度开发利用导致的环境问题逐渐凸显，加之长期干旱和水权纷争的影响，逐渐转变为开源和节流并重。目前，洛杉矶形成了以“多元化供水结构、多年调蓄能力、全面节水”为目标的综合水资源管理策略。南加州调水工程20世纪期间，先后修建了洛杉矶引水工程、加州北水南调工程和科罗拉多河调水工程，将不同地区的水源输送至以洛杉矶为核心的南加州城市群。上述三大调水工程有效支撑了南加州地区的经济发展，缓解了水资源供需矛盾（图11）。然而，由于工程前期对长期大规模调水的环境影响考虑不足，工程运行一段时间后引发了一系列严重的环境问题。到20世纪80年代晚期，加州长时间的极端干旱使可调水量显著减少。在多种因素的共同影响下，三大调水工程的调水量被迫逐渐减少。生态修复与水源涵养洛杉矶投入大量资金用于调水水源地的生态修复，包括投资16.5亿美元用于欧文斯湖风沙治理，结合公共空间建设投资2.6亿美元改善生态环境，持续30余年推进莫诺盆地溪流生态修复等。经过百余年的开发利用，洛杉矶地下水位持续下降，同时由于发展初期环境意识不足，工业废水排放导致地下水被大范围严重污染。为保护和修复地下水源，洛杉矶探索利用再生水回补地下水，并开展地下水污染治理。图11 南加州三大调水工程（图片来源：https:/angeles.sierraclub.org/los_angeles_depends_on_imported_water）再生水利用洛杉矶于1979年开始推广利用再生水，初期主要用于公园和绿化灌溉，目前已推广至农业灌溉、环境用水和工业用水等多种非饮用用途，并采用分质供水的策略。景观草坪耗水减量南加州地区十分重视室外景观用水，通过开展“铲除草坪”计划（turfremoval），引导并鼓励居民、机构和企业在营造室外景观时将现有的高耗水草坪改为以本地植物为主的低耗水景观。2008年至2018年，洛杉矶共替换了455万平方米草坪，每年可节省742万立方米水。对北京市的启示开源节流，多元利用。开源方面，加强非常规水资源利用，工业、商业区着重加强再生水循环利用，居住区着重加强雨水收集与利用，公园绿地等生态空间应兼顾雨水利用和再生水回用。节流方面，落实最严格的用水管理，压缩高耗水产业，推广使用节水器具，减少不必要的景观用水。转变护水思路，水量-水质联合保障。加强饮用水源地的保护，科学设置护水、净水生态基础设施，杜绝污水和初期雨水污染。加强水源地、输水渠道、水厂、输配水管道等全流程水量-水质监测，保障供水安全。及时监测并更换漏水管道，减小供水管网渗漏损失。技术创新引领供水保障。应对全球气候变化挑战，通过信息化调度、全流程实时监测等新技术手段的使用，提升复杂变化环境下的城市供水可靠性。加强提升供水服务中清洁能源利用和可再生能源生产，实现供水-减碳耦合发展。作者单位：北京市城市规划设计研究院责任编辑：刘晓玲154 北京规划建设视觉 VISION