城市水系統(tǒng)減碳途徑

城市水系統(tǒng)減碳途徑在城市的發(fā)展過程中，需統(tǒng)籌考慮生態(tài)和經濟協(xié)調發(fā)展，使其更具可持續(xù)性。氣候資源是全球公共資源，應對氣候變化需要全人類的集體行動。為踐行全球氣候治理的大國責任，我國由此提出碳達峰和\o"碳中和新聞專題"碳中和目標。低碳時代，傳統(tǒng)的規(guī)劃理念將面臨一定程度的挑戰(zhàn)，特別是在市政基礎設施規(guī)劃方面，需要從單一的消納處理方式轉變?yōu)榧Y源利用和環(huán)境保護為一體的綜合開發(fā)模式。\o"城市水系統(tǒng)新聞專題"城市水系統(tǒng)規(guī)劃作為城市基礎市政設施規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，合理制定其綠色、低碳開發(fā)模式是有效減少環(huán)境影響的重要舉措之一。本文以碳中和理念為基礎，基于城市規(guī)劃層面的城市水系統(tǒng)減碳路徑的思考，提出了多種可行性較強的節(jié)能實施路徑，為優(yōu)化城市水系統(tǒng)規(guī)劃、提高水系統(tǒng)運營的生態(tài)效益以及有效推進\o"低碳城市新聞專題"低碳城市的建設與實現碳中和目標提供參考。一、研究背景1概念及意義2015年11月，超150個國家領導人于法國巴黎參加了第二十一屆聯(lián)合國氣候變化大會，會上就如何應對全球氣候變化作出討論，最終各締約方達成一致并簽署了《巴黎協(xié)定》，該協(xié)定設定了盡早實現碳達峰并于本世紀后半葉實現凈零排放的目標。2020年9月，在第75屆聯(lián)合國大會一般性辯論上，中國向全世界宣布將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，爭于2030年前達到峰值，努力于2060年前實現碳中和。中國積極踐行《巴黎協(xié)定》承諾的行動體現了大國的擔當，也為中國下一階段的能源轉型和綠色發(fā)展指明了方向。目標提出后，引起全球研究者和政策制定者對碳中和目標范圍及內涵的廣泛討論和關注。所謂碳中和是指企業(yè)、團體或個人在一定時間內直接或間接產生的二氧化碳排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式全部抵消產生量，實現二氧化碳的“零排放”。目前各國的長期目標中提出了碳中和及氣候中和等多個相關概念，其目標日期匯總如下：2城市水系統(tǒng)的碳排放在氣候變化和迅速城鎮(zhèn)化的過程中，水系統(tǒng)的重要性被日益彰顯，從不可或缺的基礎性資源到至關重要的環(huán)境載體，人類對水資源的需求上升的同時，水環(huán)境也受到了不同程度的影響，進而導致能源的進一步消耗。在對城市水系統(tǒng)的管理中，若依舊將供需水矛盾、雨洪管理、水環(huán)境治理作為唯一側重點，而不去關注城市水系統(tǒng)在運維過程中產生的碳排，會讓社會發(fā)展進入不可持續(xù)的不利境地。城市不僅要發(fā)展，更應注重綠色發(fā)展，在城市水系統(tǒng)的規(guī)劃與管理過程中，應在已有的設計基礎上以綠色低碳發(fā)展為方向，增加能源節(jié)約和碳減排目標，以更好地應對碳減排壓力，為城市綠色發(fā)展提供源源不斷的動力。下圖為水系統(tǒng)循環(huán)過程中的碳排放路徑。二、水系統(tǒng)的碳中和1給水系統(tǒng)現有的城市給水系統(tǒng)設計主要是以保障城市用水為目標。隨著城鎮(zhèn)化步伐的不斷加快，城市給水系統(tǒng)運行將會面臨更嚴峻的挑戰(zhàn)，不僅需要消耗更多的水資源，還會造成碳排放的持續(xù)增加。城市給水系統(tǒng)如下圖所示，根據給水系統(tǒng)從制水到用水的全過程碳排放路徑來作出相應的減碳措施。下圖為給水系統(tǒng)的減碳途徑建議。2污水系統(tǒng)聯(lián)合國數據顯示，全球污水處理碳排放量大約占全球碳排放量2%左右。污水處理過程中碳排放主要來源于處理過程中因投放藥劑和氧化過程中產生的二氧化碳與水泵耗能。因此，為了減少碳排放，降低污水處理能耗和物耗是行業(yè)升級的必然目標。城市污水系統(tǒng)循環(huán)過程主要分為污水收集系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)以及再生水及資源回收利用系統(tǒng)，根據各系統(tǒng)不同階段可提出相應減碳舉措。下圖為污水系統(tǒng)的減碳途徑建議。3雨水系統(tǒng)城市雨水系統(tǒng)主要包括雨水管網系統(tǒng)和低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)兩部分。傳統(tǒng)的雨水管網收集排放系統(tǒng)對城市有加速雨水徑流、凈化雨水等功能。低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)是一種強調通過源頭分散的小型控制設施，維持和保護場地自然水文功能、有效緩解不透水面積增加造成的洪峰流量增加、徑流系數增大、面源污染負荷加重的城市雨水管理理念，主要通過生物滯留設施、屋頂綠化、植被淺溝、雨水利用等措施來維持開發(fā)前原有水文條件，控制徑流污染，減少污染排放，實現開發(fā)區(qū)域可持續(xù)水循環(huán)。低影響開發(fā)末端調蓄系統(tǒng)合理利用景觀空間和采取相應措施對暴雨徑流進行控制，減少城鎮(zhèn)面源污染同時實現了雨水資源回用。下圖為雨水系統(tǒng)的減碳途徑建議。三、系統(tǒng)建議四、展望城市水系統(tǒng)碳排放是城市碳排放的重要組成部分，開展城市水系統(tǒng)碳排放研究有助了解城市水系統(tǒng)碳排放的機理，這對于城市水系統(tǒng)實現減碳目標方案的制定具有重要的意義。為