城市水系统具有整体性、耦合性、开放性、动态性、复杂性和综合性等基本性质。

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整体性

城市水系统的整体性，城市水系统是由水源、供水、用水、排水、水处理与回用、水环境（江河湖海）等各单元组成，是一个有机整体。

整体性要求各个单元之间协调运行，确保水资源的供需平衡和水环境的保护。

水源是城市供水系统的基础，包括地表水、地下水和引水工程等，通过采集和处理水源，为城市提供稳定的供水。

供水单元负责将采集到的水源经过处理后输送到城市各个用水点，包括水处理厂、水管网、水井和水泵站等设施。

用水单元是城市中各个居民、工业和商业部门使用水资源的地方。它涉及到人口的用水需求、工业生产的用水需求以及农业灌溉等方面。

排水单元负责将城市中产生的废水和雨水进行收集、传输和处理。包括雨水排水系统和污水处理系统，通过排水单元的运行，可以有效防止城市内涝和水质污染，并保护城市的水环境。

水处理与回用单元负责对废水进行处理，以减少对环境的影响，并实现水资源的回用。这包括废水处理厂和水资源回用系统等设施。

水环境单元关注城市周围的江河湖海等水域的保护和管理，确保水质的良好状态，维护生态平衡。

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耦合性

城市水系统是自然水循环与社会水循环相互耦合形成的，各环节在运行过程中应符合其耦合性特征。

自然水循环是指地球上水从海洋、湖泊、河流等水体蒸发升华形成水蒸气，经过大气层的运动和凝结后形成降水，再通过河流、湖泊、地下水等返回到水体，形成一个不断循环的过程。

社会水循环是指人类对水资源的利用和管理，包括采集、处理、供水、用水、排水和水环境保护等过程。

在城市水系统的运行过程中，各个环节应符合其耦合性特征，即相互关联和相互影响。例如：

供水和用水环节的耦合性：供水环节需要根据城市的用水需求来调整供水量和水质，并确保水源的稳定供应。用水环节需要根据供水的情况来合理利用水资源，避免浪费和滥用。

排水和水环境保护环节的耦合性：排水环节需要将产生的废水和雨水进行有效处理，以保护水环境免受污染。水环境保护环节需要对水体的质量进行监测和管理，以确保排放的水质符合环境标准。

自然水循环和社会水循环的耦合性：城市水系统的运行依赖于自然水循环中的降水和地下水补给。同时，社会水循环的活动也会对自然水循环产生影响，例如水资源的开采和排放的废水会影响地下水和水体的水质。

03

开放性

城市内的用水户、排水户、降雨及区域内水与营养物质的自然循环等均是其环境要素。

用户通过取水、用水与系统发生关联，排水户通过排水系统进行物质输入，输入的物质在系统内进行转化和迁移，再进行排放，进入城市水体。

基于这些物质交换，城市水系统与外界环境要素之间存在着相应的信息交换。

04

动态性

城市水系统的开放性决定了城市水系统不是一个稳定的系统，而是一个与环境要素时空变化密切的动态系统。

城市水系统在供水、用水和排水环节与外部环境有着密切的联系和交互作用。例如，降雨量的变化会影响城市的供水和排水需求，气温的变化会影响水体的水质和水生态系统的运行。

同时，城市水系统也与周边的自然水体（如江河湖海）、地下水和水循环相互作用。城市的取水和排水活动会对周边水体的水量和水质产生影响，而周边水体的变化也会反过来影响城市的供水和排水情况。

05

复杂性

复杂性主要是指城市水系统组成结构与空间规模的复杂性。

首先，城市水系统涉及到多个组成单元，包括水源、供水、用水、排水、水处理与回用、水环境等各个环节。这些环节之间存在着复杂的相互联系和相互作用。

例如，供水环节需要从水源采集水资源并进行处理，然后输送到各个用水点，而排水环节则负责收集和处理城市中产生的废水和雨水。这些环节相互依赖，相互影响，构成了一个复杂的系统。

其次，城市水系统的空间规模也很大，涵盖了整个城市范围。城市内存在着复杂的水管网、污水管网、排水渠道等基础设施，这些设施需要覆盖城市各个区域，保证供水和排水的全面覆盖。

同时，城市水系统还需要考虑城市的用水需求分布、水源的分布和保护、水环境的保护等方面，涉及到城市广阔的空间范围。

城市水系统的复杂性在于其组成结构的多样性和相互联系的复杂性，以及涵盖的空间规模的广泛性，需要综合考虑各种因素并进行有效管理。

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综合性

城市水系统的综合性体现在它是一个多功能目标的系统。包括保障城市的用水安全和健康安全，尽可能的减少污染，尽快净化等。

首先，一个主要目标是保障城市的用水安全和健康安全。城市水系统需要确保水源的质量和供应的可靠性，通过水处理和供水设施的运行，提供符合卫生标准的水源。

其次，城市水系统也致力于尽可能减少污染和保护水环境。包括对废水和雨水进行有效的收集和处理，以防止水体污染和水环境破坏。

另外，城市水系统还具有尽快净化水体的目标。特别是对于受到污染的水体，城市水系统需要采取相应的措施来净化水体，恢复水体的水质和生态功能。