城市水系统安全评价与生态修复

本书立足水系统的复杂性，基于多角度、多尺度、多源数据构建了城市水安全评价的综合模型，作为精准识别城市水问题及关键区域、主要影响因素的依据，对于水生态修复策略的提出具有重要的理论依据和实践价值，对于指导当前国土空间规划编制和生态修复等实践具有理论前沿性、实践指导意义和方法创新性。

随着社会经济的快速发展和人口的剧增，水安全问题逐步成为我国各大城市面临的严峻挑战。为有效地解决水问题、实现水安全，各城市正如火如荼的开展着城市水系统生态修复实践。当前城市水系统生态修复存在理论研究匮乏、重项目轻系统统筹的问题。本书遵循“研究源起——理论研究——模型构建——实证分析——策略提出”的逻辑思路，以湖北省襄阳市为例，探讨城市水系统安全评价模型理论构建、水安全问题识别分析、水安全问题导向的城市水系统生态修复策略等问题。理论构建部分，基于对水系统构成要素及其相互关系的解析，应用“压力-状态-响应”模型，从水资源、水环境、水灾害、水生态四个方面构建城市水安全评价综合模型，并明确了各系统评价的范围、指标、方法。根据评价结果，可以对城市水安全状况进行分区、分级、分类问题识别，划分安全风险等级，识别出城市“水量-水质-水患-水活力”的关键影响因素。水安全问题识别实证分析部分，基于水安全评价模型，采用襄阳市近几年的水文数据、地理统计数据、经济社会数据、网络监测数据，分别从市域、中心城区、次流域等空间单元对襄阳城市水资源、水环境、水灾害、水生态安全进行综合评价和关键问题识别。水安全问题导向的水系统生态修复策略部分，基于对不同区域、不同流域的水安全主要问题识别，确定了襄阳城市水系统生态修复的目标和主要空间布局，分别提出建设城市绿色基础设施、水资源高效利用机制、水资源保护意识提升的资源保障对策，源头控制、中间环节管控、末端治理等环境改善对策，防洪涝绿色基础设施、洪涝工程设施、水灾害安全相关设施建设等水灾害防治对策，河道综合服务效能提升、水生态保护意识提升两项生态恢复对策。

王宝强，陕西宝鸡人，同济大学、佛罗里达大学联合培养城乡规划学博士。华中科技大学建筑与城市规划学院讲师、硕士生导师。主要研究方向为气候变化与韧性城市、城乡生态环境规划、城市与区域发展。近年来主持和参与国家自然科学基金3项，省部级基金2项，发表中英文学术论文30余篇，参编著作与教材4本。

第1章城市水系统的构成与特征(1)

1.1城市水资源及其特征(1)

1.2城市水循环(4)

1.3城市水文(6)

1.4城市水系统的构成与特征(7)

1.5本书研究内容概述(14)

第2章城市化过程中的城市水系统问题(17)

2.1城市水资源匮乏问题(17)

2.2城市水环境污染问题(20)

2.3城市水灾害频发问题(23)

2.4城市水生态破坏问题(26)

2.5城市地下水危机问题(28)

2.6本章小结(30)

第3章城市水系统安全评价模型构建(31)

3.1城市水系统安全概念(31)

3.2城市水系统安全评价综合模型构建思路(33)

3.3城市水系统安全评价范围确定(34)

3.4城市水系统安全评价指标选取(34)

3.5城市水系统安全评价方法(47)

3.6城市水系统安全评价结果分析方法(60)

3.7本章小结(62)

第4章城市水系统安全评价实证分析(64)

4.1襄阳城市发展概况(64)

4.2襄阳城市水安全评价范围及分析单元确定(89)

4.3襄阳城市水资源安全评价及问题识别(95)

4.4襄阳城市水环境安全评价及问题识别(110)

4.5襄阳城市水灾害安全评价及问题识别(123)

4.6襄阳城市水生态安全评价及问题识别(137)

4.7本章小结(153)

第5章城市水系统生态修复规划(155)

5.1城市水系统生态修复的政策背景(155)

5.2水系统生态修复的研究与实践(159)

5.3城市水系统生态修复规划的内容(161)

5.4城市水系统生态修复技术(163)

5.5襄阳城市山水格局保护(171)

5.6襄阳城市水系统生态修复目标及空间布局(176)

5.7襄阳城市水系统资源保障规划(181)

5.8襄阳城市水系统环境改善规划(185)

5.9襄阳城市水系统灾害防治规划(194)

5.10襄阳城市水系统生态恢复规划(200)

5.11以绿地系统修复为核心的水源涵养规划(206)

5.12本章小结(212)

第6章城市水系统综合防治展望(214)

6.1研究结论与局限(214)

6.2城市水系统综合防治展望(216)

附录(220)

参考文献(234)

城市作为人类的主要聚集地，是整个区域环境的重要组成部分，也是各种生产和生活活动频繁的地域。城市化进程的加快，导致大量人口与经济社会活动聚集在范围相对狭小的城市区域内，对大气圈、岩石圈、水圈和生物圈整体的生态系统产生了重大的影响，环境问题随之产生，其中为显著的就是城市水系统问题。我国城市化水平稳步提高，2019年城镇化率已突破60%。近40年城镇化快速推进的过程中，出现了许多水系统问题，集中体现在水资源过度开发，资源性缺水和水质性缺水严重；各类污染物大量入河，导致城市河流水体严重污染；城市洪涝灾害频发，使人们的生活、健康受到严重的威胁；水土流失、河岸植被破坏导致城市河流生态系统功能受损、服务功能退化等。

近年来我国各部委在积极推动水系统的综合整治和保护工作。2013年起水利部大力推动水生态文明建设；2015年由财政部、住房和城乡建设部、水利部启动海绵城市试点；2015年财政部和住房和城乡建设部开展地下综合管廊试点等。在2015年的中央城市工作会议上，习近平总书记指出“要大力开展生态修复，让城市再现绿水青山”。其中城市水系统生态修复是城市生态修复的重要组成部分之一，成为我国各个城市解决水问题的重要手段和方法。为了推动“美丽中国”建设，《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》提出，要制定并实施生态修复工作方案，有计划、有步骤地修复被破坏的山体、河流、湿地、植被。住房和城乡建设部将“城市双修”作为治理城市病、转变城市发展方式的重要抓手，推动供给侧结构性改革的重要任务，要求尊重自然生态环境规律，落实海绵城市建设理念，采取多种方式、适宜的技术，系统地修复山体、水体和废弃地，构建完整连贯的城乡绿地系统。

然而在当前城市生态修复推进的过程中，缺乏对城市水系统的全面认知和系统分析，重实践而轻理论，基础理论研究相对较为薄弱；实践过程中受限于部门事权，导致项目布局往往侧重于城市水系统的局部要素或者局部区域，城市水系统生态修复收效甚微。准确把握城市水系统的构成及要素之间的相互关系，从城市水资源、城市水环境、城市水灾害和城市水生态四个方面探索城市水系统的构成与特征、问题与成因、安全评价与生态修复具有重要意义。基于此，本书从跨学科视角，遵循“基础解析问题分析模型构建实证研究策略提出总结展望”的基本逻辑，采用定性与定量相结合的方法，以湖北省襄阳市为例，探讨了城市水安全评价模型理论构建、水安全问题识别实证分析、城市水系统生态修复策略等内容，旨在对我国城市水系统的安全评价模型提供创新思维，对我国城市水系统生态修复提供理论依据。

全书的主要内容包括如下。

①解析城市水系统的构成与特征。对城市水资源的概念及其特征进行解析，分析城市水循环与城市水文的特点，进而解析城市水系统的概念、构成、特征、要素及其关系。

②分析城市化过程中城市水系统问题。梳理我国城市化过程中出现的典型水问题，包括城市水资源匮乏、水环境污染、水灾害频发、水生态破坏、地下水危机等特征、成因及其影响。

③构建城市水安全评价模型并进行实证分析。基于“压力状态响应”模型构建系统的、多目标的城市水安全评价综合模型，以此确定城市内各小流域单元的安全风险等级及关键区域，识别出影响城市“水量、水质、水患、水活力”的关键因素。以湖北省襄阳市为例，分别从区域、流域、城市中心区等空间尺度，探讨其城市水资源安全、水环境安全、水灾害安全和水生态安全问题。

④提出城市水安全导向的水系统生态修复规划策略。对城市水系统生态修复的政策背景、研究与实践、规划内容、修复技术方法进行解析，进而以襄阳市为例提出其城市水系统生态修复规划的主要对策，包括水资源保障、水环境改善、水灾害防治、水生态恢复规划等内容。

目前，我国正处于城市化和工业化的迅速发展阶段。社会经济发展对于水生态环境的影响将持续下去，水系统的安全也将面临着各种挑战。水系统问题逐渐从区域性和局部性向整体性和国家性变化，社会经济对水系统压力负荷的空间发生转移，以至于水生态条件较好的区域出现严重恶化的危险。城市水系统的生态修复是一项长期而艰巨的任务，会成为相当长一段时间内我国生态环境治理的重点领域。可以展望，未来城市水系统也将由局部生态修复走向水系统的全面综合治理，其中构建区域性的水生态文明体系、综合应用水系统修复的工程与非工程措施、开展跨学科的城市水系统安全保障研究将是新的发展领域。

本书的写作基于团队在“襄阳市城市双修总体规划”项目的部分研究成果，得到了华中科技大学刘法堂老师及襄阳市城市规划设计研究院涛总规划师的指导，也得到了硕士生陈娴、林彤、周昊阳、陈姿璇、李春晖、高俊阳、尹智文、刘思为、赵佩青、陈丹等同学的图表绘制帮助，在此一并表示感谢。由于笔者水平有限，加之时间限制，本书难免有诸多不妥之处，也必然存在许多可以改进的方面，敬请读者批评指正。同时，书中可能出现的学术错误，也应归于笔者本人。

王宝强2021年5月于华中科技大学