當前，城市化進程飛速推進，復雜的基礎設施不斷建立，人為氣候變化改變著降水類型，這一切均導致了洪澇災害的發(fā)生。同時，由于全球眾多地區(qū)降水量日益下降，嚴重影響了水庫蓄水量和管理方式，因此，也從另一方面造成了眾多城市對上述洪澇災害的承受力每況愈下。頻繁的高強度降雨經(jīng)常會在城市引發(fā)洪澇難題。為保證今后城市的宜居性，應結(jié)合其他目標，更加積極地開展研究并實施城市排水基礎設施的優(yōu)化工作。

城市洪澇風險不斷變化

過去150年間，排水系統(tǒng)已越來越成為城市不可或缺的組成部分。通過在飲用水與污水之間搭建健康屏障，人類健康保障獲得大幅提升。同時，為應對人口增長以及由此生成的社會經(jīng)濟狀況，城市土地使用狀況也發(fā)生著巨大變化。為了適應環(huán)境變化，已經(jīng)增強城市對水污染的控制，城市排水系統(tǒng)的設計者和管理人員應加強地表透水性，縮短城市集水區(qū)的響應時間，以有效解決暴雨流量和速率超過現(xiàn)有排水系統(tǒng)處理能力的狀況。使現(xiàn)在排水系統(tǒng)的處理能力適應暴雨積水排放流量。氣候變化會對降水與氣溫造成不確定性的影響。由世界氣象組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署共同成立的政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的第四份評估報告中稱，20世紀末全球極端暴雨頻發(fā)最有可能是由氣候變暖引起的。根據(jù)氣候物理學，一般來講隨著全球氣溫上升，大氣持水能力明顯加強，降雨強度短時變化也會因而會增多。

為了評估氣候變化對城市極端降雨、城市水文和城市水利的影響，國際水協(xié)會(IWA)國際城市降雨工作組(IGUR)聯(lián)手國際水利工程研究學會(IAHR)出版了一份對現(xiàn)有評估方法與結(jié)果的最新評論報告。新書同時關注這些現(xiàn)有方法的局限性和誤區(qū)，這對城市排水的研究者來講是非常重要的。此外，針對研究人員經(jīng)常會遇到的，關于如何評估和適應氣候變化對城市排水設施設計和管理的影響的相關問題，這本書也做了特別探討。

氣候變化的影響

很多城市的排水系統(tǒng)在氣候變化面前都非常脆弱。在全球很多地區(qū)，氣候趨勢造成這樣的狀況：高強度的極端降雨發(fā)生更為頻繁，但是季節(jié)性降雨總量成下降態(tài)勢。以夏季的中歐和南歐為例，雖然整個夏季的降雨天數(shù)明顯減少，但是從平均數(shù)據(jù)來看，每次降雨的強度都要更大。這樣的狀況使降雨排放量的變化性增大，并導致了洪水頻發(fā)和可用水資源的減少。

從往年歷史控制期(1961-1990年)至2100年間，城市水文刻度較小處的降雨強度在10%-60%間波動。由于洪水和溢流情況是因超出徑流或污水流量閥值而產(chǎn)生，并對高度非線性降雨量(變化)做出反應，因此，洪澇與河流污水溢流的相應頻次和溢流量會根據(jù)系統(tǒng)特性，在0-400%范圍內(nèi)變化。季節(jié)性降水量出現(xiàn)降低也會引發(fā)眾多難題，如干旱期沉降速度較快、初期沖刷間污染濃度上升、污水管腐蝕、水質(zhì)惡化、異味、污水處理廠的生物量控制，以及污水管內(nèi)硫化物生成量增加等等。

對氣候變化帶來影響的預測和評估

我們必須意識到由于氣候模型物理學以及今后溫室氣體排放均存在不確定因素，而氣候模型輸出與城市水系之間也存在比例差，未來氣候變化預測存在較強的不確定性。因此，在解釋氣候變化情形和建模結(jié)果影響情況時，應慎之又慎。如考慮多個氣候作用力情形、氣候模型、初始狀態(tài)、統(tǒng)計降尺度設定與技巧，沖擊模型時，采用整體法應允許每個待評方面的相關不確定性存在數(shù)量級。同時，還須認清的是，由于模型同流程理解程度，甚至是參數(shù)化方案及代碼保持一致，因此，氣候預測值的總體不確定度可能高于整體模型所呈現(xiàn)的數(shù)值。但無論采取何種方法，隨之而來的變化無法用確切數(shù)字呈現(xiàn)，只可表示今后變化的預測量級。盡管眾多研究創(chuàng)新成果如雨后春筍般涌現(xiàn)，但未來幾十年間，不確定性會依然存在。不過，高度的不確定性不能成為我們在城市水資源管理過程中，延遲履行氣候變化責任的理由。

尋找更為可持續(xù)的方法:氣候變化動力因素

很多發(fā)展地區(qū)已意識到城市設計規(guī)劃過程急需采用更為可持續(xù)的方法?，F(xiàn)在，世界很多城市的基礎設施更新率仍然較低。但是為了應對不斷老化的管道網(wǎng)絡，人口增長和氣候變化，這種狀況需要在未來得到改變。同時，我們需要考慮到管道末端處理解決方案可能對城市生態(tài)系統(tǒng)造成的環(huán)境壓力，我們需要改變現(xiàn)有的城市設計理念，找到更加自然的城市排水方法，并且建設“藍色-綠色”雨水處理設施。另外，將道路和公園納入城市排水系統(tǒng)的設計也越來又有必要。這種思路雖然在歐洲一些地區(qū)剛剛出現(xiàn)，但在熱帶地區(qū)已經(jīng)是十分常見的;而且在澳大利亞，雨水收集已經(jīng)快速變成當?shù)氐闹髁魈幚矸绞剑蔀榱藢ふ覄?chuàng)新性解決方案的動力。

傳統(tǒng)的城市設計方式往往是靜態(tài)的，經(jīng)常只是按照設計院提供的圖紙來操作，缺少公共討論，可行性分析和設計標準優(yōu)化等環(huán)節(jié)。面對氣候變化引發(fā)的不確定性，對城市水系統(tǒng)的設計需要變得更為靈活和多元，這和傳統(tǒng)的工程方法相比有很大的不同。在生態(tài)領域存在很多的不確定因素，但這些不確定性也會激發(fā)人們尋找新的解決方案。這個過程需要多個領域的合作和努力，以滿足各個利益相關方的不同需求，而研究人員、管理人員、工程師、產(chǎn)權人及使用方、承包商、城市及綠地規(guī)劃方、社會經(jīng)濟學家和政治家在這其中都扮演著重要角色。

氣候變化帶來的降水不確定性促使我們?nèi)ニ伎既绾蝺?yōu)化城市排水系統(tǒng)。傳統(tǒng)的靜態(tài)工程設計模式已經(jīng)無法適應現(xiàn)在的需求。我們需要的不僅僅是對過去150年間所采取的方案的技術升級，也應該包括對城市排水理念的重新評估。通過搭建和維護生態(tài)健康屏障，使城市能和水在更加良好，環(huán)保，和經(jīng)濟的模式下進行互動。而污水管道系統(tǒng)將作為包含收集，儲存，使用，循環(huán)，回用等不同方面的更為健全的城市水基礎設施的一部分，更好地服務于民。