針對新區(qū)面臨的多重水約束，結合新區(qū)未來發(fā)展的定位目標，在充分認識系統(tǒng)性及維持自然水循環(huán)重要意義的基礎上，提出了“節(jié)水優(yōu)先、灰綠結合”雙循環(huán)結構的新型城市水系統(tǒng)模式，其次，建立了資源-環(huán)境-安全-經濟-社會/管理-技術六維度的綜合評估指標體系，通過模型對子系統(tǒng)模式及過程進行模擬和綜合評估，提出了空間布局模式的優(yōu)化方案。

基于新型城市水系統(tǒng)的雙循環(huán)模式，從維持健康自然水循環(huán)、發(fā)揮城市水系統(tǒng)各項社會功能兩個層面，水資源、水環(huán)境、水生態(tài)和水安全4個維度，研究提出了“四水統(tǒng)籌、人水和諧”的新型城市水系統(tǒng)建設標準（控制指標），包括城市水系統(tǒng)構建標準、城市水設施建設標準和韌性城市水系統(tǒng)構建標準3項；以落實新發(fā)展理念引領雄安新區(qū)城市水系統(tǒng)高標準的規(guī)劃建設。

基于認識的深入和理念的變革，不同的城市水系統(tǒng)構建模式被提出，也將帶來解決問題的整體思路、總體目標以及規(guī)劃建設方案策略的變革。建設標準（控制目標指標體系）是城市建設理念與發(fā)展戰(zhàn)略的具體體現(xiàn)，發(fā)展目標的量化也是引導規(guī)劃設計建設運行的重要抓手。圍繞著如何落實新時代高質量發(fā)展的要求，落實“世界眼光、國際標準、中國特色、高點定位”的新區(qū)建設理念，破解新區(qū)面臨的多重水約束、構建安全韌性的水系統(tǒng)，研究提出了新區(qū)城市水系統(tǒng)建設的模式和標準，以期引導新區(qū)城市水系統(tǒng)實現(xiàn)健康良性循環(huán)。

01 新型城市水系統(tǒng)構建模式的提出

雄安新區(qū)城市水系統(tǒng)的建設面臨著多重水約束：水資源短缺、城市供水主要依賴外調水；地勢低洼、洪澇風險突出；入淀河流水質長期處于劣Ⅴ類，下游白洋淀生態(tài)系統(tǒng)退化嚴重；同時隨著人類活動對自然影響日益深刻，新區(qū)未來發(fā)展還面臨著氣候變化、急性沖擊等諸多不確定影響因素，這些都對城市水系統(tǒng)的構建提出了更高的要求和新的挑戰(zhàn)。

基于城市水系統(tǒng)最新理念和國內外案例借鑒，在充分認識城市供排水系統(tǒng)性及維持自然水循環(huán)重要意義的基礎上，課題打破了傳統(tǒng)供水與排水專業(yè)分割、工程主導的模式（見圖1），深化和拓展了自然循環(huán)與社會循環(huán)耦合形成城市水系統(tǒng)的理念雛形（見圖2和圖3），構建了雙循環(huán)結構的新型城市水系統(tǒng)模式，即城市水系統(tǒng)是自然水循環(huán)和社會水循環(huán)耦合的復雜系統(tǒng)（見圖4和圖5），前者以“降水-入滲-產匯流（徑流）-蒸發(fā)（運移）”為基本過程，后者以“取水-供水-用水-排水”為主要過程；城市水系統(tǒng)是由多要素組成的、有序排列的有機整體。

對比不同城市水系統(tǒng)的模式圖，雄安新區(qū)新型城市水系統(tǒng)模式具有以下特點：

（1）系統(tǒng)具有自然水循環(huán)和社會水循雙循環(huán)結構。

（2）自然水循環(huán)過程涉及流域范圍，社會水循環(huán)涉及城市范圍，兩個水循環(huán)過程在不同空間尺度上通過各種要素各種過程相互聯(lián)系和銜接，既體現(xiàn)在流域、城市層面，也包括片區(qū)和地塊層面；

（3）組成要素既包括灰色設施，也包括綠色設施，并由兩層級結構（見圖3）拓展到三個層級（見圖5）；

（4）除水資源、水環(huán)境兩個維度外，還增加了水安全和水生態(tài)維度的考量。

02 城市水系統(tǒng)的總體目標及優(yōu)化調控路徑

結合雄安新區(qū)城市發(fā)展的定位和總體目標，從城市水系統(tǒng)雙循環(huán)模式的視角梳理新區(qū)城市水系統(tǒng)的總體目標：其總體目標是實現(xiàn)高品質飲用水供應、高質量水環(huán)境維系、高標準水設施建設、高韌性彈性的水系統(tǒng)構建。

基于系統(tǒng)新模式，通過對系統(tǒng)全要素、全過程的調控來實現(xiàn)城市水系統(tǒng)的總體目標，調控對象為灰綠相結合的基礎設施體系，既包括傳統(tǒng)的工程設施，也包括具有一定復合功能的藍綠空間。優(yōu)化調控的思路與途徑主要包括（見圖4）：

（1）落實節(jié)水優(yōu)先的理念，降低社會水循環(huán)的通量；

（2）通過強化污水再生利用和雨水資源化利用等子過程，優(yōu)化系統(tǒng)的循環(huán)模式，促進資源的多級利用；

（3）對各要素各過程的控制，從而提高系統(tǒng)的整體運行效率，降低資源能源消耗。

03 城市水系統(tǒng)的空間布局模式

基于水資源、水環(huán)境、水安全、水生態(tài)多維度目標，同時兼顧到規(guī)模效應對技術經濟性、運行管理及可操作性等的影響，結合起步區(qū)地勢平坦、組團式的城市空間布局，對起步區(qū)采用分散或分布式的、多層次循環(huán)的、功能復合的空間布局模式進行了深入的探討。

3.1 模式評估的技術流程及方法

課題建立了模式評估的技術流程及綜合評估方法以實現(xiàn)對不同模式方案的優(yōu)選。

首先，基于國內外城市水系統(tǒng)的實踐探索，結合起步區(qū)的現(xiàn)有條件和布局特點，針對性提出了系統(tǒng)及子系統(tǒng)推薦的多種布局模式（情景）方案（見圖6）；其次，城市水系統(tǒng)的不同模式將帶來水和其他特征物質的不同分布特征及循環(huán)狀態(tài)，劃分子系統(tǒng)邊界，并應用各專業(yè)模型對供水、雨水、污水、水系濕地子系統(tǒng)分別建模并相互關聯(lián)，對各過程進行水量水質等特征參數(shù)的模擬；第三，為滿足城市水系統(tǒng)自身復雜性及可持續(xù)性的要求，亟需在傳統(tǒng)技術經濟性評估的基礎上，建立包括資源-環(huán)境-安全-社會/管理-經濟-技術等六維度定量與定性相結合的評估指標體系（見表1），通過綜合評估選出最優(yōu)方案。系統(tǒng)模式優(yōu)化是下一步確定目標、耦合過程、系統(tǒng)優(yōu)化形成雄安方案的基礎。

3.2 子系統(tǒng)布局模式

3.2.1 供水子系統(tǒng)

起步區(qū)供水子系統(tǒng)采用區(qū)塊化的環(huán)網布局模式（見圖7），將整個區(qū)域逐級分區(qū)，各區(qū)相對獨立供水；將主干管或干管與支管的功能分離，主干管連接水源水廠和各區(qū)，保持各區(qū)之間的聯(lián)絡；支管承擔配水功能。

3.2.2 污水處理及再生回用子系統(tǒng)

起步區(qū)污水及再生回用子系統(tǒng)的目標是實現(xiàn)城市污水的全收集全處理全回用，并采用完全的雨污分流制?？紤]到污水及再生水廠的合理分區(qū)和分散布局，有利于再生水的回用，提高系統(tǒng)整體的靈活性和彈性，更好地適應新區(qū)的人口增長，推薦采用分區(qū)循環(huán)式的空間布局模式。

3.2.3 雨水子系統(tǒng)

雨水子系統(tǒng)綜合管理的目標是，在基本維持開發(fā)前后水文條件不變的基礎上，同步實現(xiàn)雨水集蓄利用、徑流污染控制與峰值削減等目標。

子系統(tǒng)實現(xiàn)對不同重現(xiàn)期降雨有組織地控制和安全排除；建設雨洪應急管理平臺，實現(xiàn)雨情預警、在線監(jiān)控及應急調度等功能（見圖8）。

3.2.3.1 源頭LID設施的布局模式

依據片區(qū)/地塊和道路的雨水收集處理、利用方式的不同，選擇：模式①地塊與道路均分散收集處理后就地利用、模式②地塊分散收集處理后就地利用，道路分散收集、集中處理后利用；這兩種均為分散控制的類型。不同建設區(qū)域在選取雨水LID設施時，應因地制宜，根據地塊和道路的現(xiàn)實條件進行選取，并靈活應用滲透和集蓄措施，宜滲則滲，宜用則用。

3.2.3.2 雨水管渠及水系排澇空間的布局模式

起步區(qū)地勢北高南低、地形平坦，南北向坡度略大于東西向。河道水系以北南向水系為主、東西向水系為輔。豎向設計對于平原地區(qū)的城市排水至關重要。結合組團式用地布局設置劃分排水分區(qū)，采用“中間高、兩邊低”的龜背式豎向設計；雨水主干管沿東西方向布局，就近排入北南方向河道水系，形成“魚骨式”布局。設置一定的調蓄空間及南部藍綠空間（利用原有的大溵古淀）有效降低城市整體洪澇風險，并調蓄利用雨水資源。

起步區(qū)防澇設計校核標準為100年一遇，排澇空間的計算需統(tǒng)籌考慮本地澇水和上游匯流范圍排澇的需要，以及大清河北支、南支洪水的威脅。通過內澇模擬分析，構建起步區(qū)縱橫交織、主次分級的水系通道實現(xiàn)雨水調蓄、景觀補水及安全排放等功能，并按其功能定位分為流域排澇通道、城市排澇通道、景觀配水通道三大類，東西向水系，以連接南北向水系、配水功能為主，兼顧景觀功能。

統(tǒng)籌水系與用地豎向、排水管網、調蓄空間等共同構建灰綠結合的起步區(qū)排水防澇體系；在線實時監(jiān)測白洋淀水位，適時抽排城市內部澇水，最終形成“北截、中疏、南蓄、適排”的排水防澇格局。

3.2.4 水系濕地生態(tài)空間

在水生態(tài)安全評價和水生態(tài)敏感區(qū)識別的基礎上，構建“一屏、一淀、三區(qū)、多廊、多點”的流域水生態(tài)安全格局，并提出空間管控措施及水生態(tài)修復策略。構建集調蓄、凈化、回用、景觀功能為一體、分級智能調控水質-水位-水量的城市循環(huán)水系。

04 城市水系統(tǒng)構建標準

基于維持良性自然水循環(huán)的目標，提出了水資源、水環(huán)境、水生態(tài)和水安全4個維度的城市水系統(tǒng)構建的總體目標：

①以水資源承載能力為剛性約束，促進流域水資源的可持續(xù)利用；

②以水環(huán)境承受能力為剛性約束，推動流域水環(huán)境質量的持續(xù)改善；

③以排水安全為前提，踐行海綿城市理念，盡量降低城市開發(fā)對流域自然水文循環(huán)的影響；

④以水生態(tài)健康為底線，維護流域水生態(tài)安全格局結構與功能的完整性，促進流域生態(tài)系統(tǒng)的修復（見表2）。

單一維度目標的優(yōu)化不能滿足系統(tǒng)的整體優(yōu)化，后者應建立在四維度目標化的基礎之上。

在實現(xiàn)健康自然水循環(huán)的基礎上，城市水系統(tǒng)具有社會屬性，從社會水循環(huán)發(fā)揮功能的角度出發(fā)，對高品質飲用水、高質量水環(huán)境、高標準水設施、高韌性彈性的課題目標進行分解，提出新區(qū)城市水設施建設標準（見表3）和韌性城市水系統(tǒng)構建標準（見表4）兩項標準，前者從城市水資源供給、水環(huán)境治理、有效應對洪澇及水生態(tài)產品供給4個維度的服務范圍、服務水平及效率、資源環(huán)境效益、安全性及技術經濟性等方面確定總體目標,以充分體現(xiàn)公共服務全覆蓋、綠色低碳、資源節(jié)約、環(huán)境友好等發(fā)展理念；后者旨在從新區(qū)更長遠的可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，針對長期氣候變化和急性沖擊影響，提出高韌性高彈性城市水系統(tǒng)構建的總體目標，有別于傳統(tǒng)意義的安全內涵。

表2 雄安新區(qū)城市水系統(tǒng)構建指標標準

表4 雄安新區(qū)韌性城市水系統(tǒng)構建標準

城市水系統(tǒng)韌性評價一般有定性評價、定量評價和兩者相結合的方法。定性評估基于利益相關者對城市水系統(tǒng)的觀察和實踐經驗的總結，描述指標可能達到的等級狀態(tài)，這一方法有利于快速評估某一地區(qū)城市水系統(tǒng)安全保障能力，具有較強的實用性；為確保指標具有整體性和廣泛性，設定指標具有相同的權重。

結合新區(qū)城市水系統(tǒng)規(guī)劃及建設現(xiàn)狀，基于文獻調研、專家評分、與利益相關者討論等方式，利用上述指標體系，對新區(qū)城市水系統(tǒng)進行安全韌性評估，每個指標按“高、較高、中等、較低、低”的5個評價等級評分，生成雷達圖（見圖9）。

05 結論

在新時代高質量發(fā)展戰(zhàn)略和治水思路的指導下，結合雄安新區(qū)多重水約束條件和發(fā)展目標定位，課題沿著理念-模式-目標-技術方案-機制政策的邏輯路徑，借鑒國內外研究和實踐，首先探索提出了“節(jié)水優(yōu)先、灰綠結合”的雙循環(huán)新型城市水系統(tǒng)模式以及系統(tǒng)優(yōu)化調控的路徑，基于新區(qū)城市水系統(tǒng)的雙循環(huán)結構模式、發(fā)展定位及總體目標，從水資源、水環(huán)境、水安全和水生態(tài)四維度構建了新區(qū)城市水系統(tǒng)構建標準和城市水設施的建設標準，為應對長期氣候變化和急性沖擊風險提出了韌性城市水系統(tǒng)的構建標準。

其次，提出了子系統(tǒng)或過程模式優(yōu)化的技術流程，構建了資源-環(huán)境-安全-經濟-社會管理-技術六維度的綜合評估指標體系；進而結合起步區(qū)空間布局和用地豎向，對供水、污水及再生回用、雨水綜合管理、水系濕地等子系統(tǒng)的空間布局模式進行了模型模擬和綜合評估，提出了分區(qū)分散/分布式的空間布局模式優(yōu)化方案。

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