生态人居环境中的水系统

薛孔宽 / 北京新型材料建筑设计研究院

摘要：综观人类社会发展的历史，水资源条件的优劣对一个国家、一个区域、一个城市、一个村镇、一个家庭乃至一个人的生存与发展都起着决定性的作用。随着人类社会的进步和对自然界水资源的了解，合理开发构造生态人居环境中的水系统，已成为21世纪生态文明社会可持续发展的必然趋势，为此，本文将以建设生态人居为目标，并通过对几个具体实例的水系统建设特征介绍，阐述如何认识水资源、挖掘水资源、利用水资源、开发水资源。
关键词：生态 人居 水系统

前言 

水是人居之本，生命之源。人们在选择定居地的时候，水资源作为不可或缺的必要条件，从来都倍受关注。无论是城市、社区、还是乡镇、农舍，良好的水资源环境是城乡人居建设与发展的基本需求。随着社会的进步和人们生活水平的不断提高，居住区的水环境和水资源已逐渐成为人们选择居所的优选条件，今天的城乡建设和房地产开发都已开始重视水资源的开发和利用。我国是一个缺水，而且水资源分布不均的国家，人口密度高，水资源利用率低，水资源的短缺和自然水源体的破坏已严重的制约着我国许多城市和地区的发展与人们的正常生活。面对严峻的困惑，我们应该重新审视一个多世纪来工业文明曾给我们带来的现代化科技进步与经济快速发展的动力。但与此同时，曾经主张人定胜天，片面强调以人为本，过度开发地球资源，无限依赖人工环境等。一系列浩劫资源、替代自然、崇洋迷外的理念误区，也使得我们的社会正在逐步丧失可持续发展的能力，我们已经欠下了不可弥补的人类发展巨债。近十几年来，无论是发达国家还是发展中国家都已察觉和认识到这一包袱的沉重感和恐惧性，可持续发展已成为全人类的口号和目标。我们也开始清醒的认识到这一点，我们不应该再走发达国家已经走过的发展之路，我国目前水资源所面临的危机仅仅是工业化社会高速发展过程中的冰山一角，科学的理性需要我们回顾过去的发展与建设。如何建设与发展我们未来的城市和村镇？如何营造和改善我们未来的居住环境？面对21世纪国际发展趋势，我们应该快速发展中国的生态化城市和生态化人居，并把水资源的合理利用列入生态化建设的重要位置。

一、城市人居建设的水资源利用

1、利用自然水资源（多体现在城市和乡村的原始创建中）：

自古以来，人们在确定居住地的时候，自然水资源环境的优劣是选择居住地的必要因素和重要条件。从古老的城镇和村寨到近代的都市和民宅，利用自然水资源已成为无可非议的公理和城乡人居发展的必然。几千年延续至今的历史名城和村寨，无一不依存于一个自然水资源体系的保障，才得以可持续发展。我国的许多滨水城市和水乡人居都是可借鉴的范例。回顾人类在无意识的利用自然水资源时的传统原则与方法，可由“借、靠、引”三个字概括一般：

1）　借：在人居耗废远小于当地自然生态系统承载力的条件下，人类生产和生活所需的水质、水量在使用和排放过程中就地达到自然生态系统净化的水系统平衡。这种生存模式在一些人口密度较低、自然环境资源较好的区域仍存在。

2）　靠：一些传统城镇的建设和居民的定居紧靠着自然水资源，并依靠自然水资源生产和生活。由于当地人口密度的不断增大和自然条件的破坏，将超过当地自然生态系统承载力的水污染，依靠周边其他自然生态系统净化后达到相对水系统平衡。

3）　引：由于局部人居的发展需要，在本区域内自然水资源不足的条件下，凭借人们的技术和能力，以及当地、当时的条件，合理引用临近的自然水资源，改善人居的生产与生活环境。再利用自身和周边的自然生态系统净化后达到相对水系统平衡。

2、开发人工化水资源（现代工业文明时期和目前许多居住区建设中均采用）：

随着工业化革命的进程和人类生活水平不断提高，人们居住地所拥有的自然水资源已不能满足需求，许多区域已大大超出当地自然生态系统的承载力，为了局部和一时的经济利益与短期发展，人们在不断的利用现代技术手段，调整和改善水资源的供给，并尽可能的对已污染的水体进行工业化处理，我国许多现代化的都市和近年来不断完善的规模化居住社区充分体现了这一特征，同样用三个字“集、占、取”予以归纳：

1）　集：由于城市建设的快速发展和高密度居住社区的规模化建造，为了保证人居环境中水资源的供给，根据该区域对水资源的需求，相应建设了不同形式和规模的水库、水厂、污水处理站等集水工程，以拦截、收集本区域内可利用的自然水资源。并对可收集到的污水进行必要的工业化处理与有限的回用。

2）　占：处于局部经济发展需要，有些区域水资源严重不足，为了保证必要的人居环境与条件，利用现代化的供、排水手段与设施，占用该区域不应利用（如地下水的严重超采等）的自然水资源，或挤占临近区域自然平衡体系中的水资源，而对外排的污水尚达不到全部有效的处理与合理的回用。

3）　取：由于局部区域的严重缺水，在目前经济和技术条件允许的情况下，利用人工技术和规模化水利工程手段，远距离取用异地富有的水资源，以寻求该区域人居环境中新的供水系统的平衡，鉴于目前水资源利用政策和人们对水资源利用的观念，对外排的污水也达不到全部有效的处理与合理的回用。

二、生态人居建设的水系统特征

近年来，我国生态化居住社区的建设，正处在技术探索与局部示范的前期发展阶段。生态人居的建设对水环境系统合理性的要求更为突出，为了实现生态人居中水环境的建设标准，在全面分析生态人居水资源的基础上，力求生态人居的水环境系统具备可持续发展的能力。

1、生态人居建设的水资源分类

1）　上水（净水）：来自城市自来水管网的生活、消防、景观用水；

2）　下水：生活污水、废水；

3）　中水：废水、污水经净化处理后并达到一定标准的回用水；

4）　雨水：可供区内地表渗漏和收集利用的自然降水；

5）　景观水：城市自来水、雨水、中水、地表水、地下水；

6）　直饮水：管道水、灌装水、户式终端净化水；

7）　废水：生活洗涤水；

8）　污水：冲洗粪便、垃圾的水；

9）　地下水：可提供居住区使用和调节居住区气候的地下水资源（其主要技术参数有水位、水质、水量等）；

10）　地表水：可提供居住区使用和调节居住区气候的地表水资源（主要有河流、湖、塘、渠、湿地等）。

2、生态人居建设的给、排水系统建设原则

根据生态人居建设的水资源分析，其给、排水的基本原则首先必须要求在不占有其他环境生态资产的情况下，使区域内的水系统具备可持续发展能力。因此，给水体系应包括上水（人工自来水）、雨水、地表水、地下水和达标的中水等。排水主要考虑多余的污水、废水和水安全系统的排水等。给水的来源与排水的去向基本上应实现有效循环利用，合理回归自然。这应是给、排水专业工程的责任和义务。

生态人居水系统建设必须从结构、功能及过程等层面对生活供水、污水与废水、雨水、景观水及其它自然水资源的循环、再生、美化进行生态系统合理性分析，并尽可能的利用生态工程技术，创造和恢复居住区的水生态活力，实现生态人居环境中水资源的合理、有效利用与保护，重点强化以下几方面的技术措施：

1）　给水：生态人居倡导分质供水，合理利用可供生态居住区使用的水资源，包括人工水资源和自然水资源；

2）　污水、废水：在生态居住区内尽可能实施污水、废水的生物净化和相关的生态化处理方法，经净化处理后的中水尽可能回用于灌溉、杂用和景观水的补给；

3）　雨水：尽量将雨水合理的留在区内，以补充地下水和景观水；除洪水季节水安全处理外，生态居住区的日常雨水原则上不外排，并予以利用。

4）　景观水：要因地制宜，动静结合，完善景观水系统的自然和人工净化体系与产业和环境服务功能。

5）　自然水资源：合理利用和保护地表水与地下水资源，包括自然降雨补给和就地有效利用。

3、生态人居建设的水系统要求

1）　满足人居基本生存与生活条件下的可变性

2）　达到居住者生理和心理基本需求的经济性

3）　保证生态居住区水资源利用的健康性

4）　力求生态居住区水资源利用的科学性

5）　实现生态居住区水资源利用的可持续性

6）　注重生态居住区各类水环境建设项目的必要性

4、协调水资源与人居功能需求关系

1）　生态人居建设必须进行水资源承载能力的分析，使供、排两个方面均不对系统生态环境增加负担和产生破坏；

2）　对特定的生态居住区给、排水指标体系必须进行适应性定位，并预留可变空间；

3）　生态人居的水资源与人居需求必须达到区域内水系统的平衡，这是生态居住区保持可持续能力的根本。

5、生态人居建设的水环境要因地制宜

1）　独有的地理区位是生态居住区的最大特点；挖掘利用好与其相关的水生态资产，是发挥和展示生态居住区的优势和与众不同的特色的关键；

2）　水资源的保护和利用是生态居住区生存发展的命脉，水环境极易展示居住区特色，也最易使居住区生态系统失衡；

3）　生态人居的水环境建设取决于区域内自然水资源和人工水资源的贫富与价值。

6、生态人居建设的水系统生态指标弹性控制标准（参考）

1） 活水覆盖率： %（按区域确定）

2） 人均蓝色（水）空间 ：m²（按区域确定）

3） 可渗透土地比率 ：一般应 >45%

4） 雨水资源收集利用率：%（按区域确定）

5） 生活污、废水处理达标率：100%

6） 分质供水的比率：100%

7） 中水回用率：%（按区域确定）

8） 综合降低城市化供水消耗：一般≥30%

9） 区内地表水体的水质标准：达到GB所规定的3级标准

三、生态人居环境的水系统建设特征范例

1、广州汇景新城（占地1500亩，2000年规划建设）

广州汇景新城是我国第一个进行全面系统的生态建设规划并逐步实施生态系统建设的生态化居住社区。其水环境的建设注重了该区域的重要基础条件和关键环节。

1）　尊重自然本底条件，恢复生态系统功能。在汇景新城规划建设前期，对该地块的地形、地貌、地质地理特征进行了仔细的分析，为了保持原区域内自然水系统的合理性，确定了区内三个原自然蓄水体的位置和规模基本不变，并在该区域人居环境及系统水资源发生变化的情况下，恢复原自然系统蓄水功能，并附加其他的生态系统功能，如：恢复后的水体保洁自净化功能、生物配置与人工景观的生态化功能、自然水体对社区体系的服务功能等。

2）　利用区内系统环境，逐步降低污、废水总量。随着该社区的快速建设，建成区的地面面积也在不断扩大，区内的给排水总量开始增加，后续建设将充分利用地面一米多深的浮土层进行二、三级污、废水的渗滤，将区内的污、废水通过多级处理的方式，降低污、废水的外排总量，提高外排污、废水的水质，并将部分处理后的污、废水用于绿地浇灌、道路喷洒、景观水补给和其他杂用。

2、珠海华发新城（占地800亩，2001年规划建设）

　　珠海华发新城的建设，依据该开发区域暂时尚无市政排水配套系统的实际，结合区内地表水系统景观有待从新营造的基本要求，该区域实施了居住区内生活污、废水零排放原则的生态规划建设方案，并利用濒临前山河的自然水环境条件，将区内的水系统资源环境得以有效合理的应用。除按生态居住区的基本要求实现水资源合理利用与保护外，污、废水的多级生态化处理系统也将在该居住区逐步实施，目前一期工程近二十万建筑面积的开发均采用了沼气净化池进行污、废水的初级处理，在后续的地面景观体系建设中，还将进一步实施多级生态化水质净化处理与中水回用措施。

3、扬州海德公园（占地350亩，2002年规划建设）

　　扬州海德公园建设强化了自然生态系统和人工生态系统的有机整合，在注重区内水环境的营造和污、废水处理的同时，对其建设区东部边缘南北长数百米的水资源环境进行生态功能系统恢复，原本污染十分严重的防洪排水渠，目前已有了明显的改观，这不仅改善了居住区周边的环境，而且为区内将来为景观水体提供水源和实现生态自净化循环系统创造了先期的条件。

4、上海安亭新镇（占地4000亩，2002年规划建设）

上海安亭新镇的生态建设，则以实现中西方现代文明的交融为主目标，将能展示中西方文化的水景观生态系统进行了生态功能性规划，并对具有江南水乡自然生态特点的28万平方米面积的水体保洁进行了生态净化系统规划与设计，该居住区水环境建设的主要特点体现在两个方面，其一，利用了水安全体系要求的30余万立方米的水体，并将防洪涝灾害的水渠断面进行了软护坡的设计，充分利用原自然水面与规划水面的重合，在保证安全蓄水条件的同时，实现水体的自然净化保洁。其二、社区的植物浇灌和杂用水一般均取自于30万立方米的景观水体，补水的来源主要靠北部的吴淞江，目前吴淞江的水质较差，为4-5级水标准，生态规划设计的区内水景观体系有能力接受吴淞江目前较差水质的补水量。另外，居住区内的景观水系将在保证生态系统功能的条件下，无论从水体的周边形态，还是景观生物体系的配置都将尽量接近德国特定区域的景观特色，以展示安亭新镇与异国相似的独特文化和景观风貌。

四、生态人居的水系统建设与发展

1、水资源的利用与保护应注重以下几点

1）　重视自然水资源的利用与保护（雨水、地表水、地下水）；

2）　协调人工水资源的利用与保护（城市自来水、中水、直饮水、污水、废水）；

3）　提高水资源的有效利用率，避免和减少居住区外排未达标的污、废水；

4）　强化超负荷水资源的生态净化与平衡。

2、维护水资源的经济性和可持续性

1）　要进行自然水资源与人工水资源的经济对比与分析；

2）　调整好水资源的供给与生态居住区居民生活需求量的平衡关系；

3）　对高容积率、高密度人群、高水资源消费的超水环境承载力的居住区，要进行水资源的生态平衡分析；

4）　分析自然水资源的循环补给和人工水资源的来源的可持续能力与条件。

3、强化生态人居环境中的水系统建设

1）　生态人居必须合理使用水资源，避免对生态资产的不必要的占用和耗费；

2）　自然环境和地理区位的不同，生态人居的水系统构成和指标也应不同；

3）　生态人居的水系统建设不仅需要具有经济的合理性，而且需要具有水资源的可持续性。

五、结束语

生态人居建设已逐步成为21世纪人类可持续发展战略的重要态势，中国人口众多，经济正处在高速发展期，人居环境的改善和提高为中国的城市和乡镇建设带来了前所未有的发展机遇，了解全球相关的发展进程，将有助于我国的城市、乡镇建设，人居环境建设，产业发展趋向和有关企事业的战略定位。

目前，我国人口总量居高不下，而且城乡人口的发展趋势是城市人口的比例在快速增大。城乡发展失衡的危机，水资源的短缺与枯竭，使的城市人居承载力持续减弱，城市的人居水环境也在不断恶化，在特定的条件下，只有维持一定的水资产存量，才能实现生态城市和生态人居发展的可持续性,正视现实，生态城市、生态人居的建设已刻不容缓。合理利用和保护水资源也成为实施生态城市和生态人居建设的重要保障。

为了人类的生存与发展，全社会在倡导生态人居、建设生态人居、享受生态人居的同时，也应该像关注自己的生命一样的关注生态人居中的水系统建设。水是人居之本，水是生命之源。