郝晓地（北京建筑工程学院教授；国际水协（IWA）《水研究》（Water Research）主编）
国际水协（IWA）“未来的城市（Cities of the Future）”计划着眼于发展可替代的、较可持续的方法，以满足新城与旧城水的基础设施建设与改造的需要。郝晓地教授总结了“未来的城市”在中国的实际应用。
18至19世纪工业革命的主要特征之一就是它加速了城市化发展，这往往被认为是对人类社会进步积极的一面；但是，工业革命在所涌现出的新城市中确实也引起了卫生与水污染问题。为了应对这些出现的问题，水冲厕所、下水道、甚至污水处理厂陆续发明，广泛被应用于城市区域。这些由收集、输送与处理构成的集中式系统曾一直被当作是现代文明不可缺少的一个组成部分。
然而，从可持续角度看，这些集中式系统并不合理，因为它们难以就近回用/回收污水中水资源、营养元素以及能量。正因如此，由现代文明所创造的上述科技进步在许多地区业已遭到全球专家的严厉批评。所以，一种新的水管理模式目前正在全世界范围内涌现，以应对全球普遍面临的水资源/营养元素/能源短缺、水体污染、气候变化以及生物多样性丧失等资源/环境问题。
城市或城镇不仅质疑目前大管径供水、雨/污排水系统在生态以及经济上的持续性，而且也正在寻求“低消耗/排放（Lighter footprint）”之有效途径。为了这样的目的，一种可持续的或分散式概念正在被探寻，这种概念可就近实现水、营养元素、能量回收/回用。近年来，一些可持续系统，例如，雨水收集、源分离/生态卫生（Ecosan）、营养元素/能量回收、绿色建筑/基础设施等已经被广泛用于城市与乡镇；一些就近使用、处理、贮存、再利用水、营养元素、能量的示范工程正在建设，旨在在可恢复的各种水文循环之中构建分散式设计理念。
中国在绿色发展方面的潜力
作为世界上最大的发展中国家，中国在经历了30余年的发展之后正面临着广泛的城市化现象。城市变得越来越大；农村正向城镇化发展，传统农耕习惯正逐渐消失。然而，农耕文化中的传统耕作习俗事实上教会了我们什么是生态的可持续性。食物来之于土地与废物（粪尿与污水），然后再必不可少地返回土地，这是一种质朴的生态循环模式。这样的传统模式不正是我们目前苦苦寻求的可持续方式吗？！已经倡导至今的水冲厕所以及下水道的确卫生而方便，但却有着使营养元素远离其源头的负面效应。正因如此，一种保留传统农耕习俗的新的水管理模式对飞速城市化发展的中国便显得十分重要。摧毁木已成舟的城市集中式给水排水系统似乎是一种不可取的方式，也不应该提倡。相反，保留农民传统耕作习惯，发展可持续的分散式系统却极为现实、可能。换句话说，中国在绿色城镇基础设施建设方面极具潜力，因为中国约60%的人口（2009年底总人口为13.4亿）为农业人口。中国目前也正在积极与一些国家合作来发展生态城市/镇，这将使中国在合作中从国际思考型社会中的理念、技术、甚至政策上大为受益。
生态城市概念的实施
原则上，生态城市概念由三个消耗/排放量（Footprint）构成：水消耗量、碳排放量、生态占有量（Novotny, 2010）。目前，“未来的城市”关注实现循环代谢以及减少生态占有量。这一被强调的模式与如上所述的中国人原生态习惯几近相似。以现代科学释义，这就需要集成/分散式处理技术。在众多可选择的技术中，Ecosan实际上是一种较为理想的系统。实际上，北京奥运森林公园在其所有服务区域中均采用了Ecosan系统。
根据绿色奥运口号，奥运公园新陈代谢主要关注的是要形成一个健康、可持续的环境。大量的植物、闭合循环的Ecosan系统以及来自附近污水处理厂补水的湖面均需要给游客传递一种绿色气息。对公园来说，利用粪尿中营养元素与灰水就近为植物施肥与浇灌是他们所既定的目标。在整个公园中，共安装了27座Ecosan公厕。所有公厕均配备有源分离粪尿收集系统。吸粪车将所收集的粪、尿转运至一座集中处理站，贮存尿液、堆肥处理粪便，同时处理站设有一套MBR污水处理装置。
小汤山生态城市/镇示范工程
根据规划简介，上述合作项目均意识到从工业化国家直接引进卫生设施与规划、实施集中式“千篇一律”的解决方案在很多情况下既不恰当，也不具有可持续性。因此，规划方法须适合于设计与实施综合解决方案。应强调在生态可持续性各种元素之间的综合，排泄物、生活污水、工业废水、固体废物、乃至雨水必须综合管理，这是因为对关联过程的最佳利用能够产生更加可持续与经济有效的解决方案。虽然在实施这些项目中存在着一些不同的方案，但这些项目均存在这样的共识，就近实现水、营养元素与能量三个闭合循环。很显然，可持续生态卫生（Ecosan）系统在达到这一目标方面具有得天独厚的优势。例如，中—瑞曹妃甸生态国际城项目已经宣布将采用Ecosan的源分离理念。然而，这些项目的建设周期将会很长，需要20~40年的时间才能完成。所以，这些生态城市项目的实际效果难以预测。为此，一个与生态城市/镇建设相关的小规模示范项目已经在北京以北35 km 郊外的小汤山附近完成，水、营养元素与能量三个闭合循环在一块2公顷的土地上得以实现。
小汤山示范工程位于一块废弃的荒滩地。在这一有限的土地上，绿色建筑、尿液分离、沼气生产、雨水收集、生态湖塘、太阳能/风能利用均被涉及。在这个示范项目中，中国农民传统耕作习俗与生态城市/镇理念通过技术措施有机融合为一体。虽然示范项目面积很小，但其中确实留有一些可耕作的农田；原则上，住户（通常少于10人）食物（粮食与肉食）可在有限土地上实现自给自足，人与饲养动物排泄物中营养元素可原地循环，再返回农田。传统耕作习俗通过Ecosan系统而有效升级，来自于示范地块内外的雨水被收集利用，用于补充生态湖，甚至经过适当处理后用作饮用水。湖塘共有2个，分为生态塘和净化塘，塘水在两塘之间循环，并通过之间设置的人工湿地（2个，分别净化湖水与灰水）加以净化。绿色屋顶（设置节能保温层/墙）上面安装有太阳能板和小型风机，以提供夜间照明和冬季取暖。产生于人、动物粪便、庄稼秸秆的沼气用于做饭。在这样一个被隔离的地块中，污染物零排放模式充分而成功地得到演示。
以小汤山示范项目以及其他几个生态项目为技术交流平台，一个名为“城镇/乡村未来可持续水基础设施（SWIF2009）”的国际会议于2009年11月6日至9日在北京举办，旨在建立了一个吸引国际顶尖研究与科学论文的学术平台，使之有助于推动水科学朝着可持续方向发展。在本次会议筹备和召开期间恰遇全球金融危机爆发，但是，世界上许多顶级专家、学者（国际学者30人、国内学者150人，其中包括现任国际水协主席Glen Daigger博士与前任国际水协主席David Garman博士）积极参会，并展示了他们的观点、研究以及示范项目，显示出他们对这一领域的积极热情和鼓舞人心的行动。在近90位会议发言者中，会议组委会筛选出一半论文由国际水协出版社（IWA Publishing）于2010年8月冠以书名——《可持续社会水的基础设施：中国与世界》出版。记录有国内外有关生态城市原理和实践的这本会议论文集期望能够说服并鼓励立法者、政府官员、科学界、甚至农民和拥有别墅的市民（尽管中国比其他国家还较为少见）重新审视他们在选择基础设施时的考虑，尽可能在未来的城市/镇规划中采用综合处理系统，诸如，生态卫生系统与分散式处理系统。
参考文献
Novotny V. (2010). Global focus: Footprint tools for cities of the future. Water 21. August: 14-16.
Gtz (2008). Efficient nutrient?management - a key component of ecological sanitation for the green Olympics and long term sustainable maintenance of the Olympic forest park. Report on the: technical assistance for the development of an ecological sanitation nutrient cycling concept for the Beijing Olympic forest park (Part I). March 18, 2008.
