摘要：气候变化是人类发展面临的威胁之一，面对极端降雨显著增加和城市的不断扩张，传统城镇排水系统的脆弱性日益凸显，“碳中和、碳达峰”战略背景下如何系统构建面向未来的可持续排水系统（SUDS），提升面对复杂外部扰动因素下排水系统的可靠性与韧性，是未来相当长时期排水系统规划设计、建造与运行环节都要思考和面对的科学问题。针对传统排水系统的系统性缺欠，就排水系统规划设计建造过程中关键要素“水-能”关系、韧性设计、生态水文及生物多样性等方面提出了建议，同时就目前实施高排放标准、极限脱氮及污水氯消毒给环境带来的影响进行了分析，在此基础上构建了包括六个维度、47项指标的可持续排水系统评估评价指标体系。
刘智晓（1972-），男，山东莒县人，工学博士，教授级高工，北京首创生态环保集团技术总工，研究方向为可持续排水系统构建及“网-厂”协同控制技术与策略、极端天气胁迫下韧性污水系统适应性设计及运行控制策略、高效低耗污水处理工艺技术开发与工程化应用。发表论文40余篇，授权专利15项，主持参与完成了超过300座水厂、污水厂的技术方案、技术审核与方案优化，项目建设及运营调试。在我国最早开展侧流活性污泥工艺技术研究和工程化应用，实现10余座侧流发酵S2EBPR低碳污水厂工程应用。
人类社会进入19世纪后，随着人口膨胀和社会活动及工业的快速发展，对资源无节制攫取和加速消耗进一步加剧了对环境的破坏，尤其是温室气体的排放。根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）2013年的报告，1986年—2005年全球地表平均气温已经较前工业时代升高了0.61℃，《巴黎协定》旨在将全球地表平均气温升高幅度相对于工业化前水平限制在2℃以内。进一步削减温室气体排放（GHG），并尽快实现“碳达峰、碳中和”，成为人类社会未来实现可持续发展的必然选择。据IPCC和美国环保署（USEPA）进一步的数据，污水处理过程直接贡献了全球GHG排放总量的1.57%、非CO2型（N2O、CH4）GHG排放总量的4.6%～5.2%；与此同时，相伴而生的极端天气尤其是暴雨频发，加之近些年来我国城市化进程的加速，城市水面率的缩减伴随不透水面积快速扩张，多因素胁迫下城镇内涝和洪水引发的灾害事件频发，对社会和经济造成了巨大损失。因此，无论是从温室气体排放控制层面，还是应对极端降雨等方面都需要在排水系统规划设计、建设与运维等各个环节主动采用气候适应性策略，重新评估城镇排水系统全流程各个链条及节点，系统构建面向未来具有可靠性、韧性与可持续为基本特征的城市韧性排水系统，已成为我国城镇排水系统当务之急和未来健康发展的必然选择.
图1 集中式与相对分散式污水系统的布局及对再生水回用影响比较
②从水质安全性、可靠性角度考虑，集中式污水系统一旦出现系统性故障(突发性断电、洪水淹没、水质不达标等)，短时内难于恢复，将导致大量污染物的短时集中式排放，对水环境造成严重的甚至短期内难于恢复的污染。
“水-能”关系的重构
2.1城市尺度上的“水-能”关系构建
2.2 污水能量回收潜力
我国很多城市河道水系不同程度地存在较大幅度的缩减和功能退化。据研究，太湖平原地区自1960年—2010年以来，该地区线状与面状水系均不断减少，减幅分别达35.74%、27.60%；1980年以来，随着城市规模的不断扩张，河流衰减速度明显加快，水系结构趋于主干化和简单化。太湖流域自1990年以来洪涝灾害趋势日趋严重，同时，河网水系的快速衰减，也从整体上降低了流域的调蓄能力，加剧了流域的洪涝风险，为此，水面率、河网密度等指标作为与市政“大排水”相衔接的防洪系统重要的评估指标，应纳入未来城镇排水系统规划中，作为排水系统内涝防治体系中衡量韧性的基本指标之一。
