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我们每个人从小就在接受这样的教育：水是生命之源，我们要节约用水。但是，水资源到底有多紧缺？除了节水，我们还能如何保护水资源？在这篇文章中，我们将从头讲述“水”的故事，并引入更深层次的思考：水资源面临的更大威胁是什么。01你真的了解“水”吗？什么是水？地球上的水包括存在于各种矿物中的化合水、结合水以及岩石圈深部封存的水分，以及海洋、河流、湖泊、地下水、大气水分和冰雪。它们以气态、液态和固态的形式存在于空中、地表和地下。地球上水资源总储量约为1.36x10m，但其中最与我们相关的淡水资源仅占3%不到，如果再从中找到可以供人们饮用的水资源，则更加稀少，仅占其中的0.3%。占据全球表面积72%的海洋拥有全球97%以上的水量，而剩下的3%的淡水又主要以冰川和深层地下水的形式存在，最终河流和湖泊等可供人饮用的淡水仅占淡水资源总量的0.3%。这样算来，全球人均可享有的可饮用水资源只有15,m，按照人均寿命72岁计算，我们每个人每天所分配到的饮用水资源仅0.6m不到，再考虑到全球水资源处在“患寡，更患不均”的状态，在缺水区域的人们，缺水压力带来的影响更大。全球10个人之中，就有1个人无法就近享用安全、健康的水源。图源：美国疾病控制和预防中心尽管水资源如此稀缺，人类对水的需求却与日俱增。根据联合国最新发布的《世界水发展报告》，在过去年中，全球用水量增长了近6倍，且由于人口的增长、城镇化进程的加速以及人类生产和消费方式的改变，全球用水量仍以每年约1%的速度逐渐增长，水不仅是地球上生命赖以生存的源泉，也是社会经济发展不可缺少、不可替代的重要自然资源和环境要素。图源：联合国年世界水发展报告年度基线用水压力注：基线用水压力衡量的是总取水量与可用的可再生水供应量的比率。取水量包括生活、工业，灌溉和牲畜的消耗型与非消耗型用水。可用的可再生水供应包括地表水和地下水供应，并考虑了上游的水资源消耗和大型水坝对下游水供应的影响。较高的值表示该地区的用水压力较高。伴随着需求的增加，“水危机”也愈发严重。人类对水资源不合理的开发与利用、对水质的污染，使得水资源的短缺、水环境的恶化问题愈发严重，威胁着我们的健康与福祉。为了唤起公民的节水意识，自年以来，每年的3月22日被确定为世界水日（WorldWaterDay），通过加强对水资源的保护，建立一种更全面的水资源可持续利用与管理的机制，解决日益严峻的水资源安全挑战。值得注意的是，年世界水日的主题聚焦“水与气候变化”，再一次将水和气候变化这两大影响人类的全球性问题联系起来。水圈是全球气候系统的重要组成部分，然而全球气候变暖，在不同空间与时间尺度上对水圈带来一系列影响，包括：极地和山区的冰川和积雪减少、冻土融化，导致海平面不断上升；降水时间与强度的改变，加剧水资源时空分布的不均匀性，造成强降水与极端干旱气候的强度和频率增加；全球水文系统的变化，进一步影响水资源总量、可用量和水质，从而威胁数十亿人享有安全饮用水和卫生设施的基本权利。气候变化对世界水文的主要影响图源:UNEP由此带来的影响继续延伸，对水资源高度依赖的粮食安全、人类健康、城乡居住、能源生产、工业发展、经济增长和生态系统等方面，因气候变化对水的影响也随之受到冲击。比如：图源：联合国年水发展报告水资源短缺为不同地区带来了差异化的挑战。例如，在非洲、部分南美和南亚地区出现的经济性缺水(economicwaterscarcity)主要是由于供水基础设施建设的不足，无法为所有人提供清洁的供水保障。而在非洲的北部、中东、亚洲中部以及中国华北等地区，则是由于对水资源过度的汲取和城市人口的超载，或是自然干旱导致的物理性缺水(physicalwaterscarcity)。水生态系统的恶化与生物多样性的下降。水作为生命之源，滋养着陆生生态系统（如森林和草地）与淡水生态系统（如河流、湖泊、湿地），使得它们能发挥重要的生态系统服务功能，包括：为生物提供水源、自然净化功能、食物生产以及文化裨益等。如今不仅气候变化给水资源带来影响，人类工业、采矿和农业活动排放的污水、未处理的城乡生活污水，垃圾填埋泄露到地下的有害物质，也进一步加剧了水生态系统的恶化与生物多样性的下降。根据联合国年发布的自然评估报告，全球大约有万种动植物面临物种灭绝的灾难，其中淡水生物遭遇了最大的威胁，较年，淡水物种种类已下降了84%。这些后果还进一步削减了生态系统的韧性，加深了恶性循环。淡水生物物种灭绝，加剧生态系统恶化水资源影响“能源”与“粮食”安全。“能源”与“粮食”与水资源有着千丝万缕的联系，人类约70%的水资源用于粮食生产，包括灌溉作物、喂养牲畜等。气候变化造成的全球水文系统的变化，加剧了许多地区供水的季节性变化，尤其是缩短了生态脆弱地区的作物种植期，对雨养类作物影响最大，而灌溉类作物则意味着面临更大的水资源利用压力。同时，城市的能源与水也存在复杂、相辅相成的关联：一方面，能源开采、电力生产过程离不开水；另一方面，水的生产、输配，以及污水处理和再生水的利用都需要消耗大量的能源，尤其一些城市由于本地水资源短缺，不得不在其水源结构中加入海水淡化、外调水等非传统水源，这类水源生产所需能耗是常规地表水源开采的5-10倍甚至更多。随着城市对非传统水源的开发和利用，以及对水质要求的提升，城市水系统能耗需求在增加，相应的温室气体排放量也在增长。因此，全球气候变化带来的水资源安全问题，不仅会影响到粮食的生产和供应，还会对城市的能源需求及温室气体排放产生重要影响。全球越来越多的国家开始将“水-能源-粮食（Water-Energy-Food）”纽带关系纳入到国家或区域的发展战略规划层面，逐渐认识到合理有效利用水资源、能源、粮食对可持续发展的重要性。图源：世界资源研究所时不我待，我们对水资源的管理利用将帮助我们减少洪水、干旱、资源短缺和污染，并帮助应对气候变化本身，也将成为实现人类社会的可持续发展目标的关键。02USGBC：应对气候变化的节水行动我们应该怎么做？从系统化的角度制定更综合、更全面的解决方案必不可少。这包括从水资源利用与管理的机制、体制的优化，到建成区环境绿色基础设施的构建，再到建筑楼宇的节水技术与具体措施的实施应用，通过各种有效的手段打造更具有水资源韧性的城市，从而实现人类居住环境的可持续发展。USGBC/GBCI致力于通过其编制的绿色标准体系为提升人类居住环境的韧性与可持续发展提供可实施的技术方法、工程措施与政策引导。并且在其不同认证体系、不同体系分支中，都有着重加强水资源应用和管理的条款。在城市与街道的层面，LEEDforCitiesandCommunities(城市与社区标准)体系在水资源板块，强调从顶层设计上对水资源的综合利用与管理，并保障水资源的供应与质量，下面举例展示了一些具体的条款要求：提供居民%清洁供水与污水收集与处理设施；确保供水、排放的污水与雨水达到标准中提出的水质要求；编制水平衡表，评估与衡量城区各用水部门（如：住宅、商业、工业、景观灌溉与农业）的需水量与潜在供水来源（如淡水、淡化海水、中水、回收的雨水等）之间的平衡关系；鼓励节水与高效用水的政策与措施，提升水资源的利用率；通过雨水管理措施对雨水进行收集、降低雨水径流，并回补地下水，同时防治水土流失与洪涝灾害；鼓励循环用水，提高非传统水源如再生水、收集雨水的利用比例，降低城市对淡水资源的依赖；鼓励采用智慧化的水资源管理系统，如安装智能水表对水资源的使用情况进行监测与数据收集，并设计供水系统，使其具备监测水管漏损、盗窃、浪费等信息的功能。在建筑层面，无论是针对新建建筑还是既有建筑，LEED都强调通过各项节水措施减少建筑室内和室外的用水量，并要求建筑安装仪表进行整体与分项用水计量，持续监测建筑用水性能，从而优化节水策略。此外，建立在LEED框架体系的基础上，USGBC在年底正式推出LEEDZero净零认证，用于检验项目是否实现了真正的“净零目标”。LEEDZero净零认证适用于所有已经获得BD+C,ID+C和O+M认证的项目，或是已经注册申报O+M认证的项目。项目可以通过满足ZeroEnergy零能耗、ZeroCarbon零碳排、ZeroWater零水耗或ZeroWaste零废弃物其中任一项获得LEEDZero净零认证。其中对零水耗的实践要求是，申报的项目需要收集12个月用水数据，证明其饮用水用水量(PotableWaterConsumed)与非传统水源与回用水供水量(AlternativeWaterSourcesandWaterReturned)实现相互抵消与平衡。其中非传统水源供水包含：场地外非传统水源（off-sitealternativewatersources）：市政管道供应的再生水；场地内非传统水源（on-sitealternativewatersources）：屋顶收集的雨水、场地收集的雨水径流或溢流、地下渗滤水、空调冷凝水、蒸汽回收、中水回用等；回流水(waterreturned)：项目通过绿色基础设施或场地上污水处理再生并回到原水源的回流水。另外，我们还可以在SITES（可持续场址）标准体系中，找到关于水资源可持续应用的实践路径。SITES提出通过场址亲自然的设计方法(naturalbasedsolutions)，管理场址内的降水、降低景观灌溉和室外用水量，并恢复水生生态系统。标准中列举了一系列行之有效的技术手段与工程措施，具体示例如下：在设计时最大限度减少非渗透表面；在硬质地面上使用特定的可渗透材料，如可渗透的混凝土、沥青和铺装材料；使用植物和健康土壤打造可进行雨水过滤的景观（例如生态草沟、雨水花园、水质池、人口湿地或植物缓冲带），用于过滤、渗透、蒸散和保留降水、回补地下水，以及减少污染物量、径流量和径流率；利用土壤和植物特性设计居住景观、例如种植屋面、墙体或立面、雨水花园等；根据项目所处的地理环境、土壤特性，选择适宜的植被，减少培植后的景观灌溉需求；最大限度将收集的雨水用于景观元素；使用高效的节水灌溉系统（例如滴灌装置）和基于气候情况的调控器；利用中水、收集的雨水、HVAC排放水或冷凝水进行景观灌溉，从而降低项目的室外用水量；采用注重场址设计与规划的低影响开发策略和亲自然设计方式，以模拟基于自然渗透、以地下水带动的水文景观；评估水生生态系统退化情况，制定恢复计划和场址维护计划。恢复的生态系统应最大程度由本地物种组成，具有足够的韧性和自我维持能力来承受环境中周期性的压力，从而可持续地延续下去。水资源的管理在城市气候适应、提高气候韧性中发挥着核心作用，全球各地的城市也都在寻找创新型解决方案以应对未来水资源的挑战。03全球案例：他们都是如何做的？美国凤凰城应对水资源短缺的挑战凤凰城是美国的西南部亚利桑那州的州府，建立于年，常驻人口超过万人，是全美人口第五大的城市。凤凰城位于沙漠地区，常年气候干燥，是一个水资源相对匮乏的城市。科罗拉多河是凤凰城水资源的主要来源，然而该河流经常处于干旱状态。为了更好地应对全球气候变化带来的挑战以及地理因素带来的常年干燥缺水的困境，实现为市民提供终年不间断、清洁与安全的供水的目标。凤凰城制定了长期的水资源发展计划。包括：制定一系列法案、计划。凤凰城在年制定了《水资源管理计划》。通过分析城市未来几十年可能面临的风险和潜在挑战，展开了一系列针对水资源紧缺的行动措施，例如：投资数百万美元，用于扩充城市周边科罗拉多流域的盐河与佛得河(SaltandVerdeRivers)上水库的储水量，这使得凤凰城拥有收集和回用大量雨水的能力。凤凰城从年就制定了全美领先的《地下水管理法案》，凤凰城对地下水的净贡献为正值，仅使用了科罗拉多河分配水量的2/3，将其他1/3用于地下水的补给。并且，全市98%的市政供水仅使用可再生的地表水，89%的污水通过处理实现循环利用，用于农田灌溉、发电、湿地修复和地下水回补。凤凰城还拥有全美最高效的供水管网泄露修复工程，为全市平方英里的供水范围，7,英里以上的输水管道提供监测与维护。打造城市湿地。凤凰城通过打造占地英亩的人造湿地TresRios，将污水处理厂的二级污水排放到人造湿地中，湿地自然净化为凤凰城节约了3亿美元额外的污水处理设备费用，这项举措不仅带来了经济效益，还为城市创造了良好的生态环境和生物栖息地。同时，凤凰城还将污水厂处理过程中产生的沼气用于发电。进行公众教育。凤凰城水务部门在年发起了面向居民和企业的公众节水教育项目，目的是让人民更好了解城市严峻的水资源匮乏的问题，并普及节水知识与方法。这个项目每年为居民提供免费的景观灌溉与种植的讨论会，为学校、机构和企业提供免费的节水教育课程等，积极地鼓励居民将节水行为作为一种生活方式和城市文化，去拥抱这种沙漠中的生存方式“desertlifestyle”。建立韧性基金。凤凰城建立了每年万美元的科罗拉多河韧性基金，该基金使该市可以与当地自来水公司合作共享水井，并将该市未使用的科罗拉多河水存储在地下补给设施中。并且，凤凰城还与与临市图森市合作建立了创新性的“凤凰城-图森市水资源共享计划”：凤凰城可以将部分其未使用的科罗拉多水储蓄在图森市，在未来科罗拉多河干旱期，凤凰城可将储存的水供给图森市。反之，图森市可储蓄等量的水在凤凰城，在缺水时作为交换供给凤凰城市民。这个项目旨在提升两座城市对于抵御水资源短缺的能力。正是通过这一系列的措施，在过去的20年间，凤凰城在节水与水资源的循环利用取得了显著的成绩，在全市总人口增加了36万的基础上，全市人均水资源消耗相比于年的高峰下降了34%。亚利桑那州凤凰城作为首批参与LEED城市认证的城市，于年获得了铂金级认证。中国上海世博城市最佳实践区年，我国首次提出“海绵城市”的概念，并将建设“海绵城市”作为城市发展的重要目标之一，先后在全国范围内推行了2批共计30个试点城市。“海绵城市”是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好“韧性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。“海绵城市”与“低影响开发雨水系统构建”的理念是不谋而合的，都是旨在解决城镇化与资源环境的协同发展问题，在保护原有水生态系统的基础上，改变传统城市粗放式、破坏式的建设方式，减少降雨的地表径流和洪峰量，从而更有效地管理城市雨洪资源，抵御洪涝风险。图源：NLUrbanSolutions“海绵城市”的推进刻不容缓。根据中国水利部年发布的《中国水资源公报》，年全国水资源总量为27,.5亿m，其中地表水资源量为26,.2亿m，地下水资源量8,.5亿m。然而，较之14亿人口，中国人均可用水资源量不到全球平均水平的三分之一。此外，中国水资源在时间与空间分布也存在很大差异，81%的水资源分布在长江以南地区，仅19%分布在北方地区，尽管北方有中国重要的粮食产区，年人均水资源量仅m，远低于世界公认的1,m缺水警戒线水平。在全国降雨时间分布上，60%-80%集中于5-8月份的雨季，且强降雨事件增多，洪水、台风等自然灾害频发，这都为城市的水资源集约利用与雨洪管理提出了更高的要求。年全国年降水量分布上海世博城市最佳实践区园区海绵化改造是上海市海绵城市建设的重要探索，实践区位于黄浦江西岸，规划占地面积15.08公顷，是年世博会后最集中保留的上海世博会原貌区域，传承了世博会“城市，让生活更美好”的理念，实践区致力于打造国际一流水平的绿色低碳园区。其本身在街区规划、工业建筑改造和环境设计等方面都充分融入了可持续的设计元素，也是城市街区改造的最佳实践案例。该项目于年成为亚洲首个获得LEEDND：规划第二阶段铂金级认证的项目。实践区内按照海绵城市建设要求，以雨洪控制、生态环境改善、雨水资源利用、世博会遗留设施再利用等目标，形成了“渗、滞、蓄、净、用、排”的综合生态排水技术，包括在实践区北区6.28公顷范围内改建的高渗透性绿地系统和屋顶花园、垂直绿化系统、雨水收集截留井，利用并部分改造世博活水供应和雨水管网，修缮活水公园调节池、厌氧沉淀池、兼氧池、鱼鳞池（人工湿地），新建荷花池雨水下渗系统等。通过一系列改造项目，实现了强降雨不积水、特大暴雨不内涝的目标，并对整个区域进行雨水收集，一方面净化处理后回用作浇灌绿化、冲洗道路、冲厕等，减少自来水使用量，达到节水的目的；另一方面通过自然渗透，将雨水回灌地下，从而达到涵养地下水、改善区域水质，并减轻市政管网压力的作用，每月节约自来水费接近3万元。由于因地制宜、充分利用老设施和材料，项目投资仅多万元。上海世博城市最佳实践区的水环境实践区的绿化多选用本地植物，使用了微滴灌系统，降低室外用水量。还利用雨水感应模块、翻斗式雨量计、计数器、电动阀门等装置实现智能化的系统监控管理，自动感知降雨，并从传统15分钟初雨弃流转变为初期降雨3mm精确抛弃，最大程度收集雨水资源。同时，在雨水调节池设置分级补水水位，精确控制旱季自来水补水，为雨水存蓄留足空间；设置调节池高水位报警，将信号与雨水输水泵控制关联，实现远程自动停泵，节约系统能耗。此外，实践区还通过物联网、云计算、大数据等信息技术将项目内集中或分布式的能源、绿色基础设施和海绵建设设施协同起来，实现了海绵城市信息管理的高效化和决策的智能化。实践区内的各建筑多选用节水器具，包括水龙头、座便器等，从而降低建筑用水量。同时还大量使用太阳能光伏发电，提升了可再生能源的利用率，减少电能消耗。巴西库里提巴Eurobusiness大厦全球首个LEED零水耗认证项目年8月14日，位于巴西库里提巴的Eurobusiness大厦成为了全球首个获得LEED零水耗认证的建筑。该项目也是巴西库里提巴地区首个获得LEED铂金级认证的大楼。Eurobusiness大厦这座14层高的建筑采用了多项策略来实现净零水耗。首先，大厦通过屋顶上人造湿地的自然净化功能对建筑排放的废水进行%现场处理（包括中水与污水），处理后的废水被重新用于冲厕或就地渗入，整个过程没有使用任何化学试剂。同时，还在人工湿地上方设置了悬空的地面，并铺设细砂砾、种植大型植物与亲水植物。在传统设计中，这些系统通常被安置在地下，不仅成本高还占用地下的停车空间。而Eurobusiness大厦创新性的做法不仅节约了项目初始成本，还利用增加的停车位为大厦创造额外收入。由于屋顶人工湿地处理废水容量有限，大厦通过高效的节水装置减少饮用水的消耗，从而减少废水的排放量，降低处理废水的压力。此外，要实现净零水耗的目标，使用非传统水源也是必不可少的措施。大厦通过场地内非传统水源，如收集的雨水、空调冷凝水、污水和中水的回收利用，降低了82%饮用水的消耗量。根据大厦监测的过于12个月的用水数据表明，大厦65%的用水都进行了循环利用。Eurobusiness大厦获得LEED零水耗认证，不仅对项目业主是极大的鼓励，同时也为当地的绿色建筑树立了标杆。联合国在今年世界水日“水与气候变化”这一主题中，也向我们传递了一个关键信息：水资源可为应对气候变化提供帮助，可持续、负担得起和可扩展的水和卫生解决方案是存在的。USGBC的可持续城市、建筑认证体系，通过系统化的规划、设计与管理，帮助我们更充分的认识复杂城市系统之间的关系，制定合理的发展目标和规划方案。在上述案例中，我们可以看到城市、街道与建筑如何选择合适的方法与工具，更有效地制定行动方案与具体措施，打造更具有韧性、宜居的人类居住环境。更重要的是，我们每个人也都可以发挥重要作用。日常生活中，选用节水水龙头、节水花洒和节水冲水马桶作为家用水器具，不仅可以节约水资源，更能减少我们的生活开支。通过我们的消费决策，让更多可持续的建筑产品进入家庭，在应对气候危机的过程中，从使用者的角度贡献点滴力量。你准备好了吗？

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