Page 8 - 水利学报2021年第52卷第1期

循环过程、流域二元水循环及其伴生水生态和水环境过程、大尺度陆地水循环过程的变化规律及发
展趋势进行了探索 ［10-13］ 。这些研究解析了水循环变化过程及其关键影响因素，但未能综合分析影响因
素及整个城市水循环过程间复杂的相互作用及演化机理。目前为止，涵盖整个城市水循环系统演变
机理及过程的定量化综合集成模型仍然处于起步阶段 ［14］ 。
本文将在识别城市水循环的演变机理和驱动机制的基础上，系统剖析城市水问题的产生根源，
并对发展情势做出判断，进而阐述未来城市水循环构建的总体思路和关键策略，为科学推动未来城
市水循环的可持续发展提出切实可行的实现途径。

2 城市水循环的演变历程及机理

2.1 城市水循环演变历程 人类经济社会的发展过程也是人类对自然水循环逐渐介入的过程 ［15］ 。随
着城市的发展，城市水循环的演变过程大致可以分为三个阶段：工业化前阶段，工业化初期阶段和
大规模工业化、快速城市化阶段。
工业化前阶段：早期的城市出现在原始社会到奴隶社会的过渡时期。畜牧业、手工业和商业社
会分工出现后，人类开始聚居并形成了城市。以饮用水为主的城市供水系统逐渐建立，并开始修建
排水沟渠将雨污水引入附近的水体，形成了早期的合流制排水系统。这个阶段人类对自然水循环的
扰动微乎其微。
工业化初期阶段：第一次工业革命标志着人类跨进了以机器代替手工的工业时代。清末我国开
始了工业化的起步，一直到 1949 年。这一时期工业发展速度较为缓慢，城市的人口和经济得到一定
集聚，供水服务范围扩大，污水排放增加，水源开始受到污染。为应对水源污染问题，出现了城市
的净水和污水处理单元。这个阶段的水循环模式仍以自然水循环为主导。
大规模工业化、快速城市化阶段：改革开放政策带来了我国经济的腾飞。我国的工业化和城市
化进入飞速发展阶段。随着人类开发利用水资源强度的加大，自然水循环的转换路径、转换方式和
转换强度被改变，城市水循环已经从“自然”模式占主导逐渐转变为“自然-社会”二元模式 ［16］ 。人类活
动持续干扰下，自然水循环和社会水循环耦合过程演变失衡，并且呈现持续恶化趋势，引发了城市
水灾害、水资源、水生态、水环境等一系列水问题。
未来城市要走可持续发展之路。城市化发展的大背景下，“自然—社会”二元水循环基本模式不
会改变，未来城市水循环要通过对社会水循环过程各环节的调控，通过对自然水循环的保护和恢
复，使社会干扰不超过自然水循环的承载能力，以达到自然水循环与社会水循环耦合平衡的目的。
综上所述，总结城市水循环的演变历程及发展趋势如图 1 所示。采用 0 ~ 1 来表示城市化程度和
对自然水循环的扰动程度，0 表示无城市化以及对自然水循环无干扰，1 表示完全城市化或对自然水
循环的完全干扰。

图 1 城市水循环演变历程及发展趋势
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