基本信息
编辑推荐
主要面向环境能源学科方向的高年级本科生和研究生，也可为从事城市水资源、水环境、能效、城市规划研究和管理的人员提供参考。
内容简介
水行业是能源密集型行业。在全球化石能源日趋枯竭和气候变化的双重压力下，节能与二氧化碳减排，将与供水保障、洪涝灾害防治和水环境保护一起，成为未来城市水系统设计和运行的目标。城市水系统的碳排放与城市水量、水质、水压、水温需求密切相关。它取决于系统建设、运行和维护过程中能源和物质的消耗，还取决于水处理过程中生化反应产生的温室气体。《新能源学科前沿丛书之三：城市水系统与碳排放》以评估和管理城市水系统的碳排放为目的，阐述城市水系统与碳排放的基本原理，探讨供水系统、污水处理系统、建筑水系统和雨洪系统碳排放的规律和评估方法，并介绍城市水系统碳减排的途径。
《新能源学科前沿丛书之三：城市水系统与碳排放》主要面向环境与能源学科方向的高年级本科生和研究生，也可为从事城市水资源、水环境和能效管理的人员提供参考。
《新能源学科前沿丛书之三：城市水系统与碳排放》主要面向环境与能源学科方向的高年级本科生和研究生，也可为从事城市水资源、水环境和能效管理的人员提供参考。
作译者
秦华鹏，北京大学环境与能源学院教授。清华大学水利水电工程系字士（1991～1996）、北京大学城市与环境学系博士（1996～2001）。2002年起在北京大学深圳研究生院从城市水环境的教学与科研工作。2008~2010在英国UniversityofExeter任“玛丽·居里”学者。主要围绕城市暴雨管理和流域水环境修复开展应用基础研究。在国内外重要期刊上发表论文46篇。主持／承担了国家“973”项目、国家自然科学基金青年／面上／重点项目、国家水体污染控制与治理科技重大专项、欧盟第七科研框架计划项目、广东省水利科技创新项目等。
袁辉洲，深圳职业技术学院建筑与环境工程学院副教授。1999年毕业于湖南大学土木工程学院市政工程专业，2002年为英国WolverhamptonUniversity访问学者。主要从事城市给水处理工艺技术、城市污水深度处理技术、水处理温室气体排放、小型一体化污水处理装置等研究。重点研究给水处理的运行和管理、污水中氮磷处理技术、微生物絮凝剂研制等，已发表相关学术论文10多篇，出版教材2部。
袁辉洲，深圳职业技术学院建筑与环境工程学院副教授。1999年毕业于湖南大学土木工程学院市政工程专业，2002年为英国WolverhamptonUniversity访问学者。主要从事城市给水处理工艺技术、城市污水深度处理技术、水处理温室气体排放、小型一体化污水处理装置等研究。重点研究给水处理的运行和管理、污水中氮磷处理技术、微生物絮凝剂研制等，已发表相关学术论文10多篇，出版教材2部。
目录
第一篇 基本原理
第1章 概述
1.1 城市水系统的结构与功能
1.1.1 城市水系统的结构
1.1.2 城市水系统的功能
1.1.3 城市水系统的演变
1.2 城市水系统的规划
1.2.1 城市水系统规划的目标
1.2.2 城市水系统规划的原则
1.2.3 城市水系统规划的内容
1.3 城市水系统碳减排压力
1.3.1 城市水系统能耗与碳排放水平
1.3.2 碳减排的相关条约、政策和目标
1.4 城市水系统的发展方向
参考文献
第2章 城市水文与水环境原理
2.1 水獅
2.1.1 自然水循环
2.1.2 城市水循环
2.2 明渠和管道流动
第1章 概述
1.1 城市水系统的结构与功能
1.1.1 城市水系统的结构
1.1.2 城市水系统的功能
1.1.3 城市水系统的演变
1.2 城市水系统的规划
1.2.1 城市水系统规划的目标
1.2.2 城市水系统规划的原则
1.2.3 城市水系统规划的内容
1.3 城市水系统碳减排压力
1.3.1 城市水系统能耗与碳排放水平
1.3.2 碳减排的相关条约、政策和目标
1.4 城市水系统的发展方向
参考文献
第2章 城市水文与水环境原理
2.1 水獅
2.1.1 自然水循环
2.1.2 城市水循环
2.2 明渠和管道流动
书摘
《新能源学科前沿丛书之三：城市水系统与碳排放》：
如果未来城市继续扩张、人口和经济继续增长、气候继续变化，城市水系统将面临更严峻的挑战。
在人口和经济快速增长的驱动下，城市利用水资源的速度远远超过了水资源自然恢复的速度；气候变化影响下，未来极端干旱的天气将日趋频繁，进一步加剧水资源短缺。在这种情形下，地下水位下降，需要钻更深的井才能获取地下水资源；城市近远郊的水资源已经不能满足城市扩张的需求，百公里甚至上千公里的引水调水工程成为城市发展必需的保障工程；沿海城市大规模兴建海水淡化工程，以缓解水资源的不足；污水回用工程开始启用，并开始成为城市供水的重要组成部分。
城市化造成不透水地面增加，地表径流系数加大，汇流时间缩短，径流洪峰提前，径流峰值提高，增大了城市低洼和下游地区发生内涝的风险；气候变化影响下，未来极端暴雨的天气也将日趋频繁，进一步加剧城市洪涝灾害。为抵御城市内涝，需要不断扩大排水管网，修建大型调蓄池和排涝泵站。
随着人口和经济的增长，生活污水和工业废水的排放增加；同时，城市用地面积的增加，造成城市面源污染问题也日趋严重。城市饮用水源和其他环境水体受污染威胁的程度加大、种类增多。此外，随着生活水平、健康和环保意识的提高，人们对饮用水和环境水体水质提出了更高要求。因此，修建大型污水处理设施，达到更高的污水处理水平，将成为未来的趋势。
无论抽取深层地下水、远距离引调水、海水淡化、污水回用、扩大排水管网，还是提高污水处理水平，都意味着未来城市水系统的运行需要耗费更多的能源、产生更多的碳排放。显然，如果在应对城市水资源短缺、城市内涝和水污染等问题时不注意降低能耗和减少碳排放，那么碳排放的持续增加将有可能进一步加快全球气候变化，并使城市水问题陷入恶性循环。
为了应对城市化和气候变化压力下所面临的城市水资源短缺、城市内涝、水污染和碳排放等问题，未来城市水系统应朝着以下几个方向发展。
（1）以水量水质保障、灾害防治和碳减排为城市水系统设计目标
现有城市水系统的设计以供水保障、洪涝灾害防治和水环境保护为目标。在已有设计目标的基础上，未来的城市水系统设计还应增加能耗节约和碳减排的目标，以应对全球和区域碳减排的压力。
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如果未来城市继续扩张、人口和经济继续增长、气候继续变化，城市水系统将面临更严峻的挑战。
在人口和经济快速增长的驱动下，城市利用水资源的速度远远超过了水资源自然恢复的速度；气候变化影响下，未来极端干旱的天气将日趋频繁，进一步加剧水资源短缺。在这种情形下，地下水位下降，需要钻更深的井才能获取地下水资源；城市近远郊的水资源已经不能满足城市扩张的需求，百公里甚至上千公里的引水调水工程成为城市发展必需的保障工程；沿海城市大规模兴建海水淡化工程，以缓解水资源的不足；污水回用工程开始启用，并开始成为城市供水的重要组成部分。
城市化造成不透水地面增加，地表径流系数加大，汇流时间缩短，径流洪峰提前，径流峰值提高，增大了城市低洼和下游地区发生内涝的风险；气候变化影响下，未来极端暴雨的天气也将日趋频繁，进一步加剧城市洪涝灾害。为抵御城市内涝，需要不断扩大排水管网，修建大型调蓄池和排涝泵站。
随着人口和经济的增长，生活污水和工业废水的排放增加；同时，城市用地面积的增加，造成城市面源污染问题也日趋严重。城市饮用水源和其他环境水体受污染威胁的程度加大、种类增多。此外，随着生活水平、健康和环保意识的提高，人们对饮用水和环境水体水质提出了更高要求。因此，修建大型污水处理设施，达到更高的污水处理水平，将成为未来的趋势。
无论抽取深层地下水、远距离引调水、海水淡化、污水回用、扩大排水管网，还是提高污水处理水平，都意味着未来城市水系统的运行需要耗费更多的能源、产生更多的碳排放。显然，如果在应对城市水资源短缺、城市内涝和水污染等问题时不注意降低能耗和减少碳排放，那么碳排放的持续增加将有可能进一步加快全球气候变化，并使城市水问题陷入恶性循环。
为了应对城市化和气候变化压力下所面临的城市水资源短缺、城市内涝、水污染和碳排放等问题，未来城市水系统应朝着以下几个方向发展。
（1）以水量水质保障、灾害防治和碳减排为城市水系统设计目标
现有城市水系统的设计以供水保障、洪涝灾害防治和水环境保护为目标。在已有设计目标的基础上，未来的城市水系统设计还应增加能耗节约和碳减排的目标，以应对全球和区域碳减排的压力。
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