城市水系統可持續性改造的系統性思考

導 讀

英國帝國理工學(xué)院Nikolaos Voulvoulis團隊在Critical Reviews in Environmental Science and Technology（CREST，《環(huán)境科技評論》）期刊發(fā)表題為“城市水系統可持續性改造的系統性思考（Systems thinking for the sustainability transformation of urban water systems; 2023, 53(11): 1127-1147）”的特邀綜述。

水是一種有限的、不可替代的資源，它塑造了人類(lèi)歷史。聯(lián)合國2030年可持續發(fā)展目標（SDGs）描述了一條全球發(fā)展的綜合軌跡，其中水可能是實(shí)現可持續發(fā)展目標的最重要因素。近年來(lái)，與水有關(guān)的挑戰一直在增加，預計缺乏安全飲用水和衛生設施的城市數量將激增。雖然人們普遍認為，這些挑戰需要以更系統、更綜合的方式來(lái)解決，但在當前的城市水相關(guān)文獻中，這一概念仍然含糊不清。本研究審查了傳統范式和當前管理實(shí)踐的缺點(diǎn)，運用系統思維理清造成城市水挑戰的相互關(guān)系網(wǎng)絡(luò )，并討論了系統思維在增強政策制定者、水資源管理者、城市規劃者、其他利益攸關(guān)方和公民能力方面的作用，以期通過(guò)這一思路在未來(lái)解決造成城市水資源挑戰的根本原因，塑造影響更廣泛的有利環(huán)境和條件，以便采用可持續做法，實(shí)現城市供水系統的可持續性轉型。

 

圖1 圖文摘要（Graphic Abstract）

主要內容

城市是復雜的適應系統，而作為城市系統的一部分，城市水系也具有高度復雜的特點(diǎn)，是基礎設施、技術(shù)、自然、人和建筑等相互關(guān)聯(lián)的因素相互作用的結果。城市供水系統在概念上被理解為由三個(gè)人造子系統組成：供水處理和分配系統；廢水返回環(huán)境前的收集和處理；以及防止洪水泛濫的雨水/雨水徑流排水系統（圖2）。隨著(zhù)人們對水與其他城市系統相互關(guān)系的認識日益增強，系統思維作為以更綜合的方式應對城市水挑戰的手段越來(lái)越受歡迎。系統思維也構成了更廣泛的管理框架的基礎，如綜合水資源管理、綜合城市水管理或可持續城市水管理，城市用水需求管理。從整個(gè)系統相互作用的角度研究和理解城市水系統，可以使科學(xué)家、水管理者、政策制定者和其他系統參與者、利益相關(guān)方更好地與根本問(wèn)題作斗爭。

 

圖2 典型的城市水流系統

將城市視為復雜的適應系統，能夠調整以創(chuàng )建新的網(wǎng)絡(luò )、結構和關(guān)系，可以支持發(fā)展通向更可持續未來(lái)的道路。這可以通過(guò)整合城市設計、戰略思維、經(jīng)濟分析和工程知識來(lái)實(shí)現，并為應對從氣候變化和快速城市化到洪水和雨水收集以及含水層補充等幾個(gè)城市挑戰提供重大機會(huì )。同時(shí)，擁抱城市水系統的復雜性，認識到水的挑戰是動(dòng)態(tài)的，能夠減少決策的意外后果。我們不應該試圖將水作為一種資源來(lái)管理，我們應該管理影響它的所有相互作用，改變個(gè)人和機構行為和態(tài)度背后的驅動(dòng)因素。我們應致力于發(fā)現導致當前系統不可持續的條件，理解哪里出了問(wèn)題，為什么出了問(wèn)題，以及從這次經(jīng)歷中可以學(xué)到什么，以便能夠進(jìn)行所需的改變。

城市面臨水挑戰的一個(gè)潛在根本原因似乎是我們對水的重視程度不夠，人們對自己的用水量、購買(mǎi)商品生產(chǎn)用水量和造成的水污染排放量沒(méi)有意識。另一個(gè)需要考慮的潛在根本原因是人與自然的分離，從系統的角度來(lái)看，了解人與自然脫節的根本原因與衡量保護自然所能帶來(lái)的好處同等重要?？沙掷m解決方案不僅必須針對個(gè)人或社會(huì )規模的變化、依賴(lài)技術(shù)，更重要的是，應基于對生態(tài)系統服務(wù)戰略的了解，將社會(huì )經(jīng)濟增長(cháng)與環(huán)境退化和資源枯竭脫鉤，進(jìn)行系統各部分共同利益的權衡，利用它們之間的協(xié)同效應。同樣重要的是，在城市的社會(huì )經(jīng)濟結構和發(fā)展的背景下，將水系統視為更廣泛的城市社會(huì )系統的一部分，認識到現有機構和權力中心在制定決策方面的影響，并擺脫傾向于維持現狀和保持現狀的部門(mén)解決方案，進(jìn)行廣泛的系統性改革，加速所需的可持續性轉型。

總結與展望

這是一篇將系統思考方法應用于城市水系統問(wèn)題，著(zhù)眼于其產(chǎn)生的根本原因、并嘗試提供解決方案的綜述。本研究認為，系統性解決方案有可能塑造和影響更廣泛的有利環(huán)境和條件，以便在水資源管理中采用可持續做法，并作為所需可持續性轉變的杠桿；并從城市給水系統與系統思維的必要性、迎接復雜的城市水資源挑戰和瞄準水資源挑戰的根本原因三方面對城市水系統問(wèn)題進(jìn)行了分析。預計到2030年，全球水資源供應將短缺40%，越來(lái)越多的城市面臨水資源枯竭的風(fēng)險，因此迫切需要采取行動(dòng)應對水資源挑戰。我們希望，這項工作將使人們認識到系統思維的潛力，并鼓勵制定框架，以促進(jìn)政策制定者、水資源管理者和其他利益攸關(guān)方更好地了解他們管理的系統，在未來(lái)向可持續發(fā)展方向轉變。

文章來(lái)源：環(huán)境科技評論CREST

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