水韧性城市建设的“蓝-绿-灰”策略

工程（英文） ›› 2024, Vol. 36 ›› Issue (5) : 1 -2. DOI: 10.1016/j.eng.2024.04.008

主编寄语

水韧性城市建设的“蓝-绿-灰”策略

任南琪 ^a^,^b ,
Glen Daigger ^c

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Envisioning Water-Resilient Cities Through the Lens of Blue-Green-Grey Solutions

Glen Daigger ^a^,^b ,

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城市，是一个动态系统。不断演变的城市水系统为人类和生态环境提供水服务，改善城市环境。因此，我们需要拥抱创新和技术进步，同时思考如何才能更好地服务于人类、当地地区以及更广阔的自然环境。当下，低碳技术和智能技术蓬勃兴起，社会经济迅猛发展，解决城市水安全和环境保护问题愈发显得刻不容缓。面对日益严峻的资源和环境压力以及城市水动态的复杂挑战，我们需要采取“蓝-绿-灰”策略以实现对城市水资源的可持续管理。

为此，我们策划了一期“面向可持续性城市水系统的蓝-绿-灰策略”专题。本期专题汇集众多前沿研究成果，深入探讨了如何应对城市水管理的挑战，展望了未来的水韧性城市图景。这一系列文章试图重构城市水系统的本质，强调自然要素与工程方案的协同作用，共同推动构建更具韧性和可持续性的未来。这6篇文章视角多元、见解深刻，指明了实现可持续城市水系统的方向：技术创新、生态敏感和智慧管控。

本期专题包含多篇城市污水处理方向的文章，重点探讨城市污水处理领域的前沿技术与方法。王爱杰等人综述了数字孪生技术在污水治理领域的现状和未来潜力，着重强调了数字孪生技术在革新污水处理设施以及排水管网的设计、运行和管理方面的巨大潜力，展示了数字水管理领域的重要进展。李少林等人展望了纳米零价铁在重金属污染废水修复中的应用价值，强调该方法的多功能性和操作优势，将该方法视为应对全球紧迫环境问题的环境友好型解决方案。

本期专题有3篇研究论文展现了污水处理工程的创新高度。马佳莹等人研究了焦化废水处理系统中微生物群落的动态演化过程，重点关注高效氮去除的遗传机制。杨珊珊等人提出了一种表达污水处理过程“能（量）-水”关系的全新分析方法，强调了进水特性和能耗之间复杂的相互作用。王鸿程等人介绍了一种先进的多模态机器学习方法，用于优化污水处理厂的曝气过程，这一技术标志着我们在实现低碳城市水系统的道路上迈出了重要一步。

给水方面，肖融等人全面总结了饮用水源中的消毒副产品及其前体，探讨了它们的来源、影响因素和环境影响，为饮用水水质管理和公共健康提供了独特见解。

近年来，全球气候变化和极端暴雨带来了日益严峻的挑战，城市洪涝灾害的威胁也愈发紧迫。城市洪涝主要由区域洪水引发。由于区域内洪水持续时间长、强度大，城市水位上升，破坏排水系统，引发大面积积水。此外，城市化进程加快，不透水地面越铺越多，雨水径流的速度变快，自然水体的吸收和储存能力被削弱，对排水基础设施造成了极大的压力。为应对这些问题，中国创造性地提出了“海绵城市”的理念。海绵城市通过整合自然要素（“绿”和“蓝”）和工程举措（“灰”），实现城市环境体系的雨水自然吸收、自然过滤和自然净化，通过调节城市径流的流量、洪峰流量和污染物水平，增强城市抵御自然灾害的韧性。城市洪涝灾害的问题亟待解决，此议题值得更多关注。

本期专题所发表论文的角度多元且相互关联，读者可这样畅想未来的城市水系统：“蓝-绿-灰”策略不仅能解决当下的城市水问题，还能为子孙后代缔造一个更具韧性的、可持续的、繁荣的城市水系统。本期专题荟萃前沿研究成果，提出综合全面、具有前瞻性的城市水系统图景。工程措施与自然要素并举，开启水智慧城市新篇章。