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从水工程专业共同体到全球水系统治理——IWA知识体系演进、实践网络及对中国水资源治理现代化启示

已有 726 次阅读 2026-9-30 18:04 |系统分类:论文交流

摘要:全球水问题已经由单一工程问题演变为自然‑生态‑社会‑工程‑资源‑信息‑治理多要素耦合的复杂系统挑战。国际水协会(IWA)作为全球水务领域极具影响力的专业共同体与知识网络,自20世纪末合并之后,其知识边界由传统供水‑污水工程不断向外拓展,形成覆盖城市水循环、资源循环利用、气候韧性、数字水务、水治理的完整知识体系,构建起“知识生产‑知识传播‑技术创新‑工程示范‑专业评价‑实践反馈”闭环运行的全球水知识‑技术‑实践‑治理生态系统。本文梳理IWA组织演化历程、知识范式迭代规律,解析多循环耦合水系统理论内涵,结合IWA《2025‑2030战略规划》研判其未来五年战略方向,结合我国水治理现实条件提出启示,我国水资源治理现代化应当突破学科、部门边界,推动水工程、水科学、水务运营、数字技术与治理制度深度融合;培育本土跨学科水专业共同体,推进污水处理设施向水资源再生设施转型;强化水务企业创新主体地位,完善数字水系统决策闭环;构建水‑能源‑碳协同评价机制,打通城市‑流域系统联系;建设中国水系统创新案例知识库,实现由引进借鉴国际经验向主动参与全球水知识生产跃迁,为中国式现代化水治理提供理论与实践支撑。

关键词:国际水协会(IWA);IWA 2025‑2030战略规划;水专业共同体;多循环耦合;水系统科学;水资源治理现代化;全球水治理

 

0 引言

传统水工程以取水、供水、排水、水处理、防洪调度为核心,依靠水工构筑物、水厂管网实现水量保障与水质达标,以工程建设解决明确、局部的水问题。进入21世纪,气候变化扰动降水‑蒸散发‑洪涝‑干旱全过程,快速城市化加剧水‑能源‑土地‑生态之间矛盾,地下水超采、河湖生态退化、水污染、极端水事件呈现跨区域、跨部门特征;再生水、污水资源化、数字孪生水务等新技术重构传统水系统运行模式,水问题已经难以依靠单一工程或者单一部门独立解决。水科学研究范式,正在由传统“水量‑水质‑工程”框架,转向自然、生态、社会、工程、资源、能源、碳、信息、治理多循环耦合的复杂系统研究框架。

在此时代背景下,国际水协会(International Water Association,IWA)作为连接科研人员、工程师、水务企业、监管机构、技术企业与青年从业者的全球专业网络,覆盖全球140余个国家,51个以上专业研究组构成知识生产的基本单元。剖析IWA如何从传统供水污水工程协会演化为全球水系统治理网络,同时解读其最新《2025‑2030战略规划》的战略转向,能够回答现代水专业共同体如何实现科学知识、工程实践、公共治理相互贯通,对推进我国水资源治理现代化具有直接借鉴价值。

1 IWA历史演化

IWA的历史源头为1947年成立的国际供水协会(IWSA),聚焦城市与工业供水设施建设运行,核心任务是开展供水工程领域跨国技术经验交流,带有鲜明专业自治特征。该阶段知识体系以“水源-取水-净水-输配水-用户”链条为主,重点解决水量不足、水质污染、供水设施建设、管网运维、城市公共卫生、工程技术标准等现实问题,属于典型供水工程知识范式。

工业化快速推进带来水环境恶化,20世纪60年代国际水污染研究协会IAWPR逐步形成,关注点拓展至水污染过程、污水处理技术、水质微生物过程、环境工程与污染控制。IWSA主攻“供水端”,IAWPR主攻“排污处理端”,两条专业传统相互独立,分别形成供水工程与污染控制两套知识体系。二者合并之后,水问题的认知边界被打开:不再局限于“如何供水”,开始完整审视水从来源、使用、处理再返回自然‑社会系统全链条,孕育现代社会水循环思想。

2000年前后两大组织融合,现代IWA正式形成。IWA的诞生不是简单机构合并,而是供水科学、污水科学、水环境科学纳入统一知识框架的范式升级。知识逻辑沿着“供水→污水→水质→水环境→城市水系统→循环水→气候韧性→数字水务→水治理”持续扩张,实现从单项工程技术交流,走向全维度水系统议题。

2 IWA组织架构:构建“全球水知识‑技术‑实践‑治理生态系统”

IWA并非行政管理型机构,而是多层次网络化的专业共同体,组织链条为会员-专业研究组Specialist Groups-跨专业集群Clusters-专题任务组Task Groups-战略项目Programmes-会议Events-出版Publications-能力培训Learning-示范项目-行业Awards。

1)    专业研究组Specialist Groups:知识神经元。是IWA知识生产基础单元,按照细分领域组建,覆盖饮用水、污水再生、数字水务、水气候、水务管理等方向,纵向深耕细分科学技术问题。

2)    跨专业集群Clusters:实现知识横向耦合。针对资源回收、污水流行病学、气候韧性自然解决方案这类跨领域命题,打通不同专业研究组壁垒。例如污水资源回收,不再局限污水处理工艺,统筹水、有机质、氮磷、能源、碳、经济价值多要素,推动污水处理厂向资源生产系统转型。

3)    专题任务组Task Groups:全球水问题“问题解决实验室”。针对阶段性重大水问题组建限时工作组,产出最佳实践手册、技术报告、立场文件,打通科研理论和工程实践鸿沟。

4)    战略项目Programmes:知识转化为行动载体。代表性项目包含数字水务计划(Digital Water)、气候智慧型水务企业(Climate Smart Utilities)、未来城市(Cities of the Future)、AquaRating水务绩效评估等,将理论框架转化为企业、城市可落地行动方案。

5)    会议、出版、培训、奖项闭环链条。世界水大会(WWCE)实现全球知识交换;IWA‑Publishing固化期刊、专著、技术手册成果;Learning培训体系完成知识向一线从业者能力转化;创新项目奖(Project Innovation Awards)筛选全球工程案例,建立案例库,以工程实践反馈提出新科学问题,完成完整闭环。

3 IWA知识体系范式演进:从单项水工程走向多循环耦合水系统

IWA70余年的发展,本质是知识范式持续迭代升级,共经历七代范式跃迁:

1)    水工程科学。核心目标为建设、运行供水排水设施;关注流量、水压、水质、处理效率、投资与运行成本。

2)    水环境科学。将视野延伸到工程排放对河湖、地下水、生态系统影响,实现从工程设施向水环境、水生态拓展。

3)    城市水系统科学。把水视作城市基础设施子系统,关注水‑土地‑能源‑建筑‑人口‑经济耦合,代表项目为Cities of the Future,倡导Water‑Wise Cities水智慧城市理念。

4)    循环水系统范式。污水不再作为废弃物,而是水、有机物、氮磷、热能、碳的资源载体;理念上推动污水处理厂向水资源再生设施转变,我国宜兴概念水资源再生设施获得2024年度IWA项目创新全球大奖,正是该范式典型工程实践。

5)    气候韧性水系统范式。关注干旱、暴雨等极端气候冲击下水系统适应性,建立水‑能源‑碳‑气候反馈链条,水务企业由设施运营商转变为水‑能‑碳耦合系统管理者。

6)    数字水范式。构建“水系统-感知数据-模型‑AI‑决策‑调度‑水系统”信息反馈回路,数字孪生、物联网融入水循环全过程,福州供水管网数字孪生平台获得IWA创新奖项,代表中国数字水务实践进入全球视野。

7)    全球水系统治理范式。整合自然、生态、社会、工程、资源、信息、治理,从工程效率评价拓展到公共服务可负担性、财务可持续、监管绩效、多元主体协同治理。

基于IWA范式演进,可以拓展传统三元水循环理论,构建七元耦合水系统模型。

  • 自然水循环:降水‑地表径流‑河湖‑入渗‑地下水‑蒸散发,核心是水文水量过程;

  • 生态水循环:水‑土壤‑植被‑生物地球化学循环,聚焦生态需水、湿地保护、氮磷碳生物循环;

  • 社会水循环:取水‑供水‑用水‑排水‑处理‑再生回用,覆盖城市工业农业用水以及政府、企业、公众各类社会主体;

  • 工程水循环:水厂、管网、调蓄水库、再生水设施、海水淡化等人工基础设施;

  • 资源‑能源‑碳循环:水‑能‑碳‑氮‑磷‑有机质物质能量回收耦合;

  • 信息循环:感知、大数据、模型、AI、数字孪生构成反馈链路;

  • 治理循环:规划、政策、投资、价格机制、监管、绩效评价、公众参与等制度要素。

IWA自身并不属于自然水循环实体节点,而是连接七类循环的知识‑工程‑组织‑治理中介节点。

4 IWA《2025‑2030战略规划》

IWA于2025年发布新版五年战略规划《Strategic Plan 2025‑2030》,该规划承接2019‑2024版战略成果,立足联合国2030可持续发展目标(SDG)收官窗口期,同时面向后2030全球水治理议程,明确愿景、使命、五大核心目标与落地路径,反映IWA未来五年的工作重心与全球水治理的新趋势。

4.1 时代背景与顶层定位

当前全球面临水资源紧缺、供水卫生服务缺口、水质退化、新型污染物(PFAS、抗菌素抗性)、治理资金约束、气候变化引发旱涝频发多重挑战,同时新技术、管理框架、政策规制带来大量解决方案机遇。IWA定位为会员驱动的开放全球平台,汇聚140多个国家科学家、水务运营机构、技术企业、监管决策者,核心逻辑是:水问题高度关联,单一技术、单一主体无法独立解决,依靠系统思维搭建连接网络,把各地成熟实践转化为可复制推广的知识工具,兼顾不同气候、社会文化、经济水平地域的差异化需求。

4.2 五大战略总目标

规划确立五大方向性总目标,构成IWA未来五年行动纲领:

1)    凝聚多元声音,推动水可持续变革。建设充满活力、多元包容的全球会员社群,强化网络连接,保障不同地域、性别、年龄群体参与,实现专业人员共同成长。重点扩大中低收入国家会员规模,巩固IWA作为全球水务运营机构的核心平台地位;大力发展青年水专业人员(YWP)地方分会,提升青年话语权;推进多元、公平与包容(DEI)建设,改善领导层地域与性别代表性。依托数字工具、翻译技术、开放获取出版物降低参与门槛。

2)    引领全球水可持续思想与知识权威。巩固IWA在水领域可信知识枢纽地位。聚焦两大时代主线:一是气候变化适应与减缓,重点面向水务企业、城市管理者输出水系统韧性、水安全相关知识;二是供水与卫生全链条治理,涵盖制度改革、监管、分散式服务模式、水务运营绩效提升;同时深耕循环水务(水回用、能源与物质回收、水‑粮食‑生物多样性关联)以及水务数字化转型,输出权威研判与实践工具。扩大开放获取出版,搭建全球水知识知识库。

3)    面向全球水务行业输出定制化专业方案。依托专业研究组(Specialist Groups)作为内容生产主力,结合数字化手段提升欠发达地区参与度;产出适配地方现实条件的知识产品,尤其面向中低收入国家、偏远贫困地区,提供多地域协同开发的创新解决方案;吸纳涉水跨行业主体参与,拓展IWA知识网络边界。

4)    促进水创新与领导力建设的全球协作。推动水务行业内外多方协作,联合NGO、区域协会、政府机构,重点关注源自发展中国家的创新实践;搭建技术实践交流平台,加速服务领域创新落地;发挥青年群体在创新变革中的作用;吸引水关联行业广泛参与协作网络。

5)    全球水议题的倡导者与合作推动者。借助世界水大会等大型平台促进伙伴关系建立;聚焦SDG6(饮水与卫生)落地,推进流域协同、水公平议题;将水行动深度嵌入全球气候议程;立足中低收入国家诉求,主动参与塑造后2030全球水发展议程。

4.3 重点优先议题

战略规划突出三大时代优先方向,是IWA未来资源投入重点:

1)    气候变化与城市水韧性。城市是气候行动的前沿阵地,推动水务机构向适应型、韧性型组织转型,探索水务净能源正向、雨水集蓄、基于自然解决方案、海绵城市等多元路径,输出适配不同国家的实践方案。

2)    可持续供水卫生的长效普惠。正视人口增长带来的供水卫生缺口,强调不只是一次性通水,更要保障持续稳定供水与卫生服务运行,应对间歇性供水等现实难题;预判SDG6目标2030年难以完全达成,主动发声参与构建后2030水发展议程。

3)    水务数字化革命。数字化渗透从流域尺度、卫星遥感监测、工艺优化到基础设施运维全部环节。一方面输出全球数字水务知识网络与本地化解决方案;另一方面协会自身全面数字化转型,提供个性化会员服务、线上交流、虚拟会议,借助翻译工具破除语言壁垒,提升组织敏捷响应能力。

4.4 实施保障机制

战略规划为顶层导向文件,后续将配套可落地的运营实施计划,明确活动清单、各方主体分工、资源配置、时间节点与监测评估框架。充分调动理事会员、专业研究组、青年水专业人员网络共同执行;推动收入来源多元化保障组织可持续运转;以会员数据统计分析为抓手实现会员服务个性化,持续强化IWA全球水专业共同体的平台价值。

5 IWA实践经验对我国水资源治理现代化的启示

我国已经建成规模庞大的水利、供排水基础设施体系,治水主要矛盾已经从工程建设不足转向系统协同不足,IWA的知识生产、共同体建设、多循环系统思维,以及《2025‑2030战略规划》体现的全球水治理新趋势提供重要参考,同时必须充分考虑我国政府主导、水务兼具公益属性的基本国情,不能直接照搬西方市场化水务的制度模式,重点吸收系统方法论与工具范式。

5.1 从单一水利工程体系迈向七元耦合的现代水系统科学体系

我国治水长期存在部门分割现象,供水、排水、水利调度、生态修复分属不同主管部门,工程建设与运维管理脱节。借鉴IWA系统思维,要打破学科、行政边界,统筹自然‑生态‑社会‑工程‑资源‑信息‑治理耦合关系,在规划阶段同步权衡水量、水质、能耗、碳排放、生态效益,而不是把各项目标分开立项、分开实施,推动工程建设与系统治理并重。同时关注全球水治理新动向,把气候韧性、长效普惠供水卫生、数字化转型纳入我国水系统顶层设计。

5.2 培育本土跨学科水专业共同体,完善“标准+最佳实践”双轨技术体系

IWA的专业研究组机制以及战略规划中强化多元包容、发展区域理事会员的思路值得借鉴。我国可以围绕管网漏损管控、农村小型供水风险、污水资源化、水务碳减排、城市水系统韧性等现实痛点,组建长期稳定跨学科专题工作组,汇聚科研院所、设计院、水务运营企业、监管部门一线人员,持续沉淀本土案例、风险工具包、实操指南,弥补现有强制性工程标准重条文、轻落地运维指引的短板,构建国家标准与行业最佳实践工具互补的技术体系;重视青年水科技人才的平台建设,扩大中西部、基层水务从业者参与度。

5.3 强化水务企业创新主体地位,推进污水处理设施向水资源再生设施转型

转变传统污水处理以污染物去除为唯一目标的思路,同步实现水回收、能源回收、氮磷营养盐回收、碳减排,大力推进污水资源化落地。改变水务企业仅仅作为设施运维单位的定位,把水务集团打造成为技术验证、数据生产、工程创新重要主体,完善高校‑科研院所‑设备企业‑水务运营‑政府监管协同创新链条,呼应IWA战略中循环水务、水务企业作为变革主体的导向。

5.4 数字水务由平台建设转向完整决策闭环,破解“重硬件、轻应用”

国内多地智慧水务、数字孪生建设存在平台多、数据量大,但预测、调度、决策闭环不足的问题。借鉴IWA《2025‑2030战略规划》对数字化的双重定位,不仅把数字技术作为水务行业的变革工具,同时也是行业协会知识传播、降低地域语言壁垒的手段。一方面着力打通“感知‑数据‑模型‑AI预测‑决策‑调度‑反馈”业务闭环,避免单纯信息化展示,真正把数字技术用于管网风险预警、漏损管控、极端水事件应对;另一方面国内水行业学会协会也应当拓展数字化知识服务,面向基层提供轻量化线上培训与案例共享。

5.5 建立水‑能源‑碳协同评价,打通城市水系统与流域之间联系

水务行业是能耗与碳排放重要来源,应建立水量‑水质‑能耗‑碳排放‑成本‑生态效益综合评估指标。不能孤立看待城市水务,必须把城市系统和上游流域、河湖湿地、地下水、农业用水、再生水回用进行统筹,实现从孤立“城市水务管理”升级为“城市‑流域一体化水系统治理”,响应IWA战略规划强调的流域尺度协同治理、气候适应与减缓并重。

5.6 构建中国水系统创新案例知识库,深度参与SDG落实与后2030全球水治理议程

IWA《2025‑2030战略规划》明确提出主动塑造后2030全球水发展议程。我国黑臭水体治理、城乡供水一体化、海绵城市、南水北调、地下水超采综合治理、河湖生态复苏积累大量独特实践,应当建立本土水系统创新案例库,从水资源配置、水生态保护、城市水系统、数字水、水‑能‑碳耦合、制度创新等维度,按照技术‑经济‑生态‑资源‑社会‑治理多维度开展项目评价。

我国水科技国际合作过去较多是引进国外技术经验,新阶段要实现“中国实践→中国经验→中国理论→全球知识输出”,依托IWA等国际平台,讲好中国式治水实践;立足发展中大国身份,深度参与SDG6落实以及后2030全球水治理议题的讨论,主动参与全球水知识生产,提升我国在全球水治理领域话语权。

6 结论与展望

IWA的发展历程代表全球水科学由水工程走向复杂水系统治理的历史趋势,从最初聚焦供水、污水处理技术,逐步扩展到自然‑生态‑社会‑工程‑资源‑信息‑治理多循环耦合的系统科学;依靠多层次网络化专业共同体,实现“知识生产‑传播‑创新‑示范‑评价‑反馈”完整闭环。其《2025‑2030战略规划》面向SDG收官与后2030时代,将气候韧性、普惠持久供水卫生、数字化转型、多元包容的会员网络作为核心抓手,进一步强化IWA作为全球水知识中介平台的定位。

对中国水资源治理现代化而言,借鉴IWA的价值不在于照搬协会组织模式或者西方水务市场化制度,而在于吸收其系统思维范式,跟踪把握全球水治理新动向。未来我国水治理应当进一步打破学科、部门壁垒,构建多循环耦合的水系统认知框架;培育本土跨领域专业共同体;推动污水处理向水资源再生转型;激活水务企业创新主体;补齐数字水务决策闭环;打通城市‑流域协同治理;建设中国水系统案例知识库,完成从国际经验引进者,向全球水知识生产者、治理实践贡献者转变,支撑中国式现代化下水安全保障与水生态文明建设。

 

参考文献

(略)



https://blog.sciencenet.cn/blog-523107-1554749.html

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