城市水系统可持续性改造的系统性思考

导 读

英国帝国理工学院Nikolaos Voulvoulis团队在Critical Reviews in Environmental Science and Technology（CREST，《环境科技评论》）期刊发表题为“城市水系统可持续性改造的系统性思考（Systems thinking for the sustainability transformation of urban water systems; 2023, 53(11): 1127-1147）”的特邀综述。

水是一种有限的、不可替代的资源，它塑造了人类历史。联合国2030年可持续发展目标（SDGs）描述了一条全球发展的综合轨迹，其中水可能是实现可持续发展目标的最重要因素。近年来，与水有关的挑战一直在增加，预计缺乏安全饮用水和卫生设施的城市数量将激增。虽然人们普遍认为，这些挑战需要以更系统、更综合的方式来解决，但在当前的城市水相关文献中，这一概念仍然含糊不清。本研究审查了传统范式和当前管理实践的缺点，运用系统思维理清造成城市水挑战的相互关系网络，并讨论了系统思维在增强政策制定者、水资源管理者、城市规划者、其他利益攸关方和公民能力方面的作用，以期通过这一思路在未来解决造成城市水资源挑战的根本原因，塑造影响更广泛的有利环境和条件，以便采用可持续做法，实现城市供水系统的可持续性转型。

 

图1 图文摘要（Graphic Abstract）

主要内容

城市是复杂的适应系统，而作为城市系统的一部分，城市水系也具有高度复杂的特点，是基础设施、技术、自然、人和建筑等相互关联的因素相互作用的结果。城市供水系统在概念上被理解为由三个人造子系统组成：供水处理和分配系统；废水返回环境前的收集和处理；以及防止洪水泛滥的雨水/雨水径流排水系统（图2）。随着人们对水与其他城市系统相互关系的认识日益增强，系统思维作为以更综合的方式应对城市水挑战的手段越来越受欢迎。系统思维也构成了更广泛的管理框架的基础，如综合水资源管理、综合城市水管理或可持续城市水管理，城市用水需求管理。从整个系统相互作用的角度研究和理解城市水系统，可以使科学家、水管理者、政策制定者和其他系统参与者、利益相关方更好地与根本问题作斗争。

 

图2 典型的城市水流系统

将城市视为复杂的适应系统，能够调整以创建新的网络、结构和关系，可以支持发展通向更可持续未来的道路。这可以通过整合城市设计、战略思维、经济分析和工程知识来实现，并为应对从气候变化和快速城市化到洪水和雨水收集以及含水层补充等几个城市挑战提供重大机会。同时，拥抱城市水系统的复杂性，认识到水的挑战是动态的，能够减少决策的意外后果。我们不应该试图将水作为一种资源来管理，我们应该管理影响它的所有相互作用，改变个人和机构行为和态度背后的驱动因素。我们应致力于发现导致当前系统不可持续的条件，理解哪里出了问题，为什么出了问题，以及从这次经历中可以学到什么，以便能够进行所需的改变。

城市面临水挑战的一个潜在根本原因似乎是我们对水的重视程度不够，人们对自己的用水量、购买商品生产用水量和造成的水污染排放量没有意识。另一个需要考虑的潜在根本原因是人与自然的分离，从系统的角度来看，了解人与自然脱节的根本原因与衡量保护自然所能带来的好处同等重要。可持续解决方案不仅必须针对个人或社会规模的变化、依赖技术，更重要的是，应基于对生态系统服务战略的了解，将社会经济增长与环境退化和资源枯竭脱钩，进行系统各部分共同利益的权衡，利用它们之间的协同效应。同样重要的是，在城市的社会经济结构和发展的背景下，将水系统视为更广泛的城市社会系统的一部分，认识到现有机构和权力中心在制定决策方面的影响，并摆脱倾向于维持现状和保持现状的部门解决方案，进行广泛的系统性改革，加速所需的可持续性转型。

总结与展望

这是一篇将系统思考方法应用于城市水系统问题，着眼于其产生的根本原因、并尝试提供解决方案的综述。本研究认为，系统性解决方案有可能塑造和影响更广泛的有利环境和条件，以便在水资源管理中采用可持续做法，并作为所需可持续性转变的杠杆；并从城市给水系统与系统思维的必要性、迎接复杂的城市水资源挑战和瞄准水资源挑战的根本原因三方面对城市水系统问题进行了分析。预计到2030年，全球水资源供应将短缺40%，越来越多的城市面临水资源枯竭的风险，因此迫切需要采取行动应对水资源挑战。我们希望，这项工作将使人们认识到系统思维的潜力，并鼓励制定框架，以促进政策制定者、水资源管理者和其他利益攸关方更好地了解他们管理的系统，在未来向可持续发展方向转变。

文章来源：环境科技评论CREST

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