外文翻譯(中文）--氣候變化和城市化對瑞典赫爾辛堡的合流制排水系統(tǒng)的影響

1、<p>　　畢業(yè)設計（論文）外文翻譯</p><p>　　外文題目The impacts of climate change and urbanisation on</p><p>　　drainage in Helsingborg, Sweden: Combined sewer system </p><p>　　譯文題目 氣候變化和城市化對瑞典赫爾辛

2、堡的合流制排水系</p><p><b>　　統(tǒng)的響影</b></p><p>　　外文出處 JOURNAL OF HYDROLOGY </p><p>　　氣候變化和城市化對瑞典赫爾辛堡的合流制排水系統(tǒng)的影響</p><p>　　關鍵詞：雨水，廢水，合流制排水的溢出（C

3、SO），氣候變化，城市可持續(xù)發(fā)展，可持續(xù)城市排水系統(tǒng)，最佳管理措施</p><p>　　摘要：在過去的幾十年里評估氣候變化對水系統(tǒng)的潛在影響是水文研究的重要組成部分。但是，最近的觀點表示評估還應包括技術、人口和土地的利用。在這項研究中，氣候變化和城市可持續(xù)化在廢水和雨水流入瑞典南部赫爾辛堡城市的中央合流制下水道的潛在影響的評估中，運用了一系列的DHI MOUSE模型模擬運行2種氣候的變化場景和3項城市化發(fā)展前景。

4、目前，對于海濱的接受水體來說，未經(jīng)處理的污水伴隨著降雨溢出是一種主要的污染來源，人們擔心日益增多的降雨可能會加劇污染問題。從不同的城市化進程對下水道影響，模擬了目前（1994-2003）、未來氣候（名義上2081-2090） 兩個十年時期。總之，12種模擬是成功的。通過改變來自氣候變化區(qū)域的高分辨率降雨記錄的氣候模式對氣候變化進行了模擬；通過已經(jīng)修改的模型參數(shù)模擬了城市化發(fā)展來反映現(xiàn)在的人口統(tǒng)計與水處理趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，城市的發(fā)展和預計的

5、增長，單獨或一起，將使當前排水問題惡化。</p><p><b>　　背景：</b></p><p>　　在瑞典南部海岸的赫爾辛堡（人口，123000），是一個經(jīng)歷了改變和未來幾十年里預計增長的城市。這導致一個問題，因為在中心城市，市政給水和合流制下水道系統(tǒng)已經(jīng)容易出現(xiàn)問題，如合流制下水道溢出（CSO））和伴隨著強降雨未經(jīng)處理的污水從泵站溢出到當?shù)氐慕邮账w。城市可持

6、續(xù)化對系統(tǒng)產(chǎn)生更大的壓力導致未來的失敗。例如，發(fā)展計劃的一部份，是在未來幾十年中將靠近市中心的土地細分，即以農(nóng)村工業(yè)和住房為主的Lusseba cken排水。當資源控制和一個單獨的管網(wǎng)供雨水是最可能發(fā)展Lusseba¨cken的系統(tǒng)。在管道和廢水處理裝置中增加液壓和營養(yǎng)，衛(wèi)生下水道可能會加入對目前的中心合流制下水道。在同一時間框架內(nèi)城市的發(fā)展，氣候變化也將對赫爾辛堡的城市排水系統(tǒng)有負面影響。最感興趣前景的是在本世紀末更頻繁且強

7、烈的暴雨，在未來的系統(tǒng)維護修復更換時必須考慮的兩種雙重氣候變化和城市化的影響，因此本文摘要主要目的是評估兩者在一起和單獨對赫爾辛堡中心合流制下水道網(wǎng)絡的流量在廠設計處理，溢出的頻率和數(shù)量及營養(yǎng)運輸?shù)南鄬τ绊憽?lt;/p><p>　　赫爾辛堡的政府氣候變遷研究小組（IPCC，2001）主要研究現(xiàn)實世界對水系統(tǒng)、水資源的影響。帕里（2001）聲明敏感性的定量評價和人性的弱點對氣候變化的影響是一個優(yōu)先研究領域。然而，有一

8、個在水文學上缺乏對氣候變化影響工具和指南的評價，氣候變化對水文循環(huán)的影響有可能不僅影響自然環(huán)境還影響人類的建造環(huán)境。到目前為止，大多數(shù)研究集中在以前沒有考慮到人類行為包括對氣候變化適應與減緩，沒有考慮到譬如創(chuàng)新的系統(tǒng)操作或復原等非氣候變化導致的弊端，因為這些活動在擔當水文物理和人民及他們周圍的環(huán)境的緩沖器，此外，這意味著社會是不能或者不愿意對全球無論是環(huán)境、政治、經(jīng)濟、技術變化負責。</p><p>　　城鎮(zhèn)最引

9、人注目的環(huán)境變化是例如植被被不能滲透的土壤覆蓋和地表溪流被管道取代，城鎮(zhèn)的特色是激流的反應和高峰降雨。此外，城市水循環(huán)是受人類活動的影響包括運輸（例如，水的質量）和家庭的結構、商用水用途（例如供水來自外部集水邊界的排水、廢水生產(chǎn)、在公園和花園的灌溉）。提供和維持一個宜人居住的空間環(huán)境，法律要求從洪水中保護市民（歐洲標準752，Didon， ，1995年）和其他與水相關的麻煩，有關部門在面臨城市氣候改變時如何在一個不確定和不斷變化的世界以

10、可持續(xù)發(fā)展的方式管理城市排水?在最壞的情況下，未能利用最近技術和氣候變化的設計及改造，這可能引發(fā)健康危害和大面積的損害公共和私人財產(chǎn)。在最好的情況下，明智的和靈活的設計和施工不僅可緩解城市化的和氣候變化的影響，還可以以流動形式為城市提供景觀和控制措施如一部分城市藍綠色空間創(chuàng)造的雨水資源開放的水系統(tǒng)。</p><p>　　在城市地區(qū)，迄今為止，氣候變化影響評價集中在河流系統(tǒng)的洪水災害風險（例如：Schreider，

11、2000）和水源（例如， Boland，1997；Liverman和Merideth，2002），而不是風暴和污水排放。Semadeni-Davies（2003、2004）論證在瑞典北部使用響應曲面，觀察可能的氣候和非氣候變化在下水道中滲透、和將水傳送至污水處理廠的影響。雖然大量文獻發(fā)表，但沒能找到其他影響評估城市排水功能的例子。工作的主要結論是氣候對污水處理廠的設計流入流量和季節(jié)性變化流量；革新融雪循環(huán)系統(tǒng)和下水道滲透的潛在流量的改變

12、產(chǎn)生影響。</p><p>　　為了評價赫爾辛堡的氣候變化影響和城市用水管理，本研究是建立氣候和城市化的情況下。必須記住，無論如何，未來學是個危險的游戲因為一個方案是未來可能發(fā)生的，而不是預測。IPCC（2000）的這個社會場景的想法在社會的各個方面的情節(jié)——例如氣體的排放、政治、發(fā)展和環(huán)境意識-方面是相輔相成的。問題就在于此，決策和方法的使用（例如，design-storm概念），需要確定狀況，但是情節(jié)固有的不

13、確定性和需要某種程度的預測關注。因為這個原因，未來的排水系統(tǒng)與兩個氣候情景和三個城市化情景進行了仿真。盡管敏感的指出在赫爾辛堡城市排水的變化，廣泛的結果創(chuàng)造出的有關價值規(guī)劃和政治目的的學說（見瓊斯，2000年）。盡管如此，它可以指出可能影響的大小和方向。</p><p><b>　　建模方法</b></p><p>　　用丹麥水文研究所（DHI）模型（城市污水渠模型）

14、模型模擬了合流制下水道系統(tǒng)兩個十年時期目前（1994-2003）和未來情況（名義上2081-2090）的情況。像城市污水渠已經(jīng)習慣了對一系列全球氣候條件和排水系統(tǒng)不堪重負，它可以被認為是強大的氣候變化影響的評估。圖1給出原理的概況造型策略。氣候變化是仿真現(xiàn)在和未來條件下高分辨率降雨級數(shù)所采集到的氣候變化異?，F(xiàn)象所確定的區(qū)域氣候模式，用改變了參數(shù)連接和排水面積率與不滲透表面模型模擬水管理和城市化的變化。</p><p&

15、gt;　　赫爾辛堡的城市污水渠模型于1994年建立作為研究雨水和下水道的影響和滲透的流入量，污水處理廠設計處理常規(guī)使用的應用，包括計劃實施控制的一部分。Hernebring et al.（2002）充分的設計了用于本文的模型。合流制下水道和獨立的衛(wèi)生下水道系統(tǒng)用了城市污水渠HD/AD進行了充分的模擬和該模型進行的污水處理廠部分操作模擬。輸入的是高分辨率的降雨和每月的蒸發(fā)量，如雪只是每年水循環(huán)的一小部分，溫度不是一個輸入。風暴快速流進入管

16、道與防滲表面的面積有關。滲透表面有助于散浸或慢速流入下水道。下水道和泵站發(fā)生溢滿是系統(tǒng)在存儲滿時，與一個線性儲層模型相似。地表徑流和管道流動為市中心使用模擬水動力模塊（簡稱HD）和下水道滲透利用表面水文模型的城市污水渠RDII（雨量流入和滲透）。營養(yǎng)負荷（在這里用銨作為示蹤劑），流經(jīng)衛(wèi)生下水道是使用水平對流擴散模塊（AD）模擬，損壞的下水道不包括在內(nèi)。</p><p><b>　　赫爾辛堡</b&

17、gt;</p><p><b>　　位置和氣候</b></p><p>　　赫爾辛堡位于瑞典的松德海峽的南部，在哥本哈根東南方，距離馬爾默上下班時間的距離。這個城市面臨著赫爾辛格丹麥語城市，最廣為人知的是關于莎士比亞的《哈姆雷特》。那位置意味著赫爾辛堡是有一個有堡壘（現(xiàn)在是一公園）的重要歷史區(qū)域、鐵路樞紐、渡輪碼頭及港口。造船廠，在火車站/渡船碼頭終端中央商務區(qū)。向北

18、步行是一個長期受游泳者歡迎的沙灘，這就造成了（CSO）一個潛在的健康危害。</p><p>　　該地是氣溫溫和的暖冬。瑞典南部最密集的降雨是夏天的暴雨和相對主要”長時間”降雨的秋季降水，（例如，Linderson，2002年）。雪是一個較小的部分水平衡，通常局限于十二月到二月。根據(jù)每月的瑞典水文氣象研究所（SMHI，1961-1990、氣象站，6203）氣候法線最大的是夏季緊隨其后的是秋天。在1991年市民政局安

19、裝8個新的雨測量儀（0.2 mm小費桶）。市民政局準備一份報告中經(jīng)過了DHI討論了地點描述和數(shù)據(jù)處理方法（2003）。那些計量器，兩個位于市中心（可以被認為是代表在下水道的降雨量流域），并有連續(xù)操作發(fā)現(xiàn)沒有維護的問題。這兩種雨量資料已經(jīng)進行到1雨塊，從而提供高分辨率降水資料，應用于該研究中。在計量儀表的大約1.5公里處，位于市政的技術部門約1公里的污水處理廠東部和Bendzgatan。</p><p><b

20、>　　合流制系統(tǒng)</b></p><p>　　像大多數(shù)瑞典的城市，赫爾辛堡的中央，最古老的部分城市，有一個合流制排水系統(tǒng)（圖2）。污水處理廠設計處理的是位于一個船廠工業(yè)區(qū)，只是為了城南中心。連接到污水處理廠的集水面積約50平方公里。主要在城市中部地區(qū)的污水系統(tǒng)結合170公頃防滲區(qū)域連接到下水道。有15個溢出地點（即：13堰堰排放，這些都是所謂的公民社會組織，又有兩個輪班的管道，每個從主要的管道泵

21、站延伸）。從（CSO）堰溢出和離岸管道溢出有著本質的區(qū)別，后者引導，進入松德海峽，而不是進入了港口。因為這個原因，通過離岸管道的抽溢是可取的第一選擇和堰排放只發(fā)生在如果有太多的水泵站來處理。鉆井管位于北港和污水處理廠和每個泵站，有一個主要的和三個備用泵。泵的流通能力不盡相同0.12 ~ 0.2立方米/秒。該機泵是打開先后為需要，因此只會在最惡劣的暴風雨所有的八個水泵才開動。除了堤岸滋長和離岸管道，該系統(tǒng)具有兩個內(nèi)部CSO系統(tǒng)，這是一個連

22、接在兩個平行區(qū)域的污水管道系統(tǒng)，抽回額外暴雨水到系統(tǒng)的直到下水道水位消退。這幅插圖，如圖2所示的是污水處理廠系統(tǒng)，CSO系統(tǒng)內(nèi)部的一部分，有環(huán)儲存槽，抽水站、清晰可見。</p><p>　　在夏末和秋季發(fā)生，溢流平均每年三或四次與嚴重的對流降雨事件聯(lián)系在一起。盡管溢出體積相對污水處理總流量很低（約0.4%）、廢水的營養(yǎng)主要威脅港灣的水質，赫爾辛堡以游泳安全而聞名于世，溢流對人類健康有危害。事實上，在赫爾辛堡與南馬

23、爾摩地區(qū)之間的沿海岸也曾發(fā)生有毒海藻，，盡管這在很大程度上是由于肥料在農(nóng)業(yè)流失造成的。</p><p>　　MOUSE模型參數(shù)列出合流制下水道當前水和養(yǎng)分流量。</p><p>　　滲透表面區(qū)域導致下水道滲透（ha），2914。</p><p>　　堅固表面—地區(qū)流動導致直接通過消耗（ha），164個</p><p>　　具體的水分利用（L/

24、人/日），250。</p><p>　　具體污染—氨NH4（g /人/日）9.85。</p><p>　　服務人群，122895。</p><p><b>　　變化現(xiàn)象</b></p><p><b>　　氣候變化</b></p><p>　　人們普遍認為在這個世紀全球氣候變

25、暖（IPCC，1996，2001）。然而，這種改變的大小是不確定的。氣候變化預測是由一般循環(huán)模型（GCMs）使用方程描述能量流動與動量和質量守恒和水蒸氣過程。早期的模擬常?；谖磥淼亩趸剂渴菑那肮I(yè)化水平基礎上的成倍增長，但當前的標準是政府間氣候變化專門委員會的SRES的氣體排放方案（IPCC，2000年）。在所有的有一些40系列情景劃分為4個家族：B1（低），B2（中低），A1（中高）、A2（高）。這些根據(jù)不同未來世界的看法是允許

26、不同的。瓦斯泄漏情況可以被看作是一個起點，為構建社會變化之間的聯(lián)系社會和天氣影響評估的情節(jié)（例如，UKCIP，2001）。</p><p>　　雖然所有GCMs模型描述的物理過程基本相同、通過GCMs模型對氣候變化進行了模擬發(fā)現(xiàn)了矛盾和沒有容易的方法來決定最可靠的模擬。更大范圍內(nèi)的可能的氣候變化用歐洲的包括瑞典的模擬方法GCM和ACACIA模擬方法相互比較預測（Hulme and Carte，2000年）。每個G

27、CM模擬每走一步將通常稱為一連串或爆炸的不確定性錯誤的地方錯誤合成（Jones，2000年）。回顧先進的建模方法，可以發(fā)現(xiàn)，在Giorgi（2005）進行了深入討論初始化的充要條件的影響，在氣體排放情況下，非線性（例如，反饋、門檻行為和環(huán)流）隨機（例如，累積）對流過程模擬了氣候模型。他進一步表明隨機組成部分，自然與人為的氣候作用缺乏氣候系統(tǒng)，非線性和隨機元素的初始狀態(tài)知識進行了對21世紀的一個虛擬的不可能性進行了短期氣候預測行為。在分配

28、理想情況下，用氣候模型模擬了各種潛在的假象概率，并且這似乎是一種新的氣候變化研究（Giorgi，2005）。在這段期間，被接受的觀點是為一系列氣候情景影響進行評估（例如，Pittock，1993）。</p><p>　　另一個挑戰(zhàn)是建筑氣候現(xiàn)象影響評價水系統(tǒng)之間不和諧的尺度水文、氣候模型。如果地面和大氣過程是滿足模型這前提必須用參數(shù)表示向上而后者必須用參數(shù)表示往下。在十多年前Hostetler（1994）評論這個

29、問題，以及隨后對用統(tǒng)計來模擬現(xiàn)實降水有關水文學的尺度非常感興趣。</p><p>　　該地區(qū)的氣候模型某種程度在GCMs模型上上縮減規(guī)模和分解氣候資料。然而，這些模型在區(qū)域規(guī)模添加了一層越來越明顯的氣候變化的不確定性。在城市地區(qū)，有容易出現(xiàn)局部洪水和水質差的現(xiàn)象，特別是在排水過程操作以米和分鐘為單位的空間和時間尺度上有問題（Schilling，1991年），需要更大的縮小規(guī)模。因此在這個項目上，氣候構造方案將當?shù)?/p>

30、的降雨模式適用于城市應用氣候是極為重要的。一般來說，對流暴風雨比小雨時間短和頻率較低，后者決定降雨（例如，前者）方面的背景等參數(shù)的土壤水分，而前者負責洪峰流動（和CSO）。</p><p>　　RCAO -區(qū)域氣候模式</p><p>　　氣候方案的基礎RCAO模型是由瑞典水文氣象研究所（SMHI）Rossby Centre（Ra ¨isa ¨nen et al.， 2

31、004）發(fā)展的。RCAO是大氣和海洋是區(qū)域氣候模式，在一個大型氣候預測GCM網(wǎng)格使用區(qū)域尺度嵌套動力法（49公里）。在2071-2100期間該模型提供持續(xù)的數(shù)據(jù)，當計算與36分鐘時間步驟，總結輸節(jié)省出圓盤空間。因此，降雨目前是每小時6街區(qū)。我們意識到廣泛的預測瓦斯泄漏和GCM選擇有關，RCAO被迫使用Hadley Centre HadAM3H （RH） 和Max Planck Institute ECHAM4/OPYC3 （RE），GC

32、M模擬運行采用A2以及B2 IPCC SRES氣體排放方案（IPCC，2000年）。也有一種RCAO控制每個GCM來模擬運行現(xiàn)狀（1961 -1990）。Achbergeret al. （2003）發(fā)現(xiàn)RCA1模型，一種RCAO前身，在瑞典南部通過觀察35公里的規(guī)模發(fā)現(xiàn)他無法捕捉的空間變異性降水。RCAO模型有不同的大氣和地面交互作用，但在空間規(guī)模上仍有根本的區(qū)別，這無法克服。在這個項目，網(wǎng)格單元中接近赫爾辛堡被選作開發(fā)對象</p

33、><p>　　丟棄這些情況，當你控制模擬不能捕捉體積或觀察每年季節(jié)性雨量分配。RH模型的季節(jié)變化能夠捕獲赫爾辛堡的的總數(shù)月降水量，（圖3）但不能捕獲雨天數(shù)量的分布（估計過高），也不是6-hourly降雨強度。注意SMHI法線之間的差別（1961-1991） 和來源于高分辨率數(shù)據(jù)每月的價值（1994-2003），與RH模型相同的順序（之間的區(qū)別是最有可能因地點的確定）。盡管模擬的能力相當良好，月降水強度高估，暴雨強度低

34、估了， RH模擬觀察到的暴雨持續(xù)約三分之一。例如，在RH模型T = 12年左右的暴雨6-h，觀察了12年20毫米和64毫米最大降水的比較，這樣觀測可以使用。</p><p>　　圖4a-d總結出RH模擬的降水。雖然在夏天降雨量有下降，A2以及B2圖都建議增加年降水量。下雨天總數(shù)（24小時）顯示出雨水時期相當于在冬季增加和在夏末減少的類似模式。然而，在暴雨和風暴的數(shù)量事件有一個顯著的變化（定義為降雨超過10毫米/

35、6小時，見Semadeni-Davies（2005）。在今年夏天早些時候，風暴度增加，但在7月和8月的秋天下降，目前的幾個月里，有最多的暴雨。目前伴隨對流發(fā)生強烈的雨量導致海洋變暖而提出了在季節(jié)性可能是由于轉向人工機制的降雨轉變。暴雨的模式和數(shù)量的增加和風暴活動同時發(fā)生，增加了每月暴雨容量（圖4c的）的原因可能是因為更頻繁的暴雨（圖4d）而不是降雨強度高。</p><p><b>　　河流的改變<

36、/b></p><p>　　在文獻中已經(jīng)報道的幾個分布式方法，各種復雜情況和基本假設。在Hingray和BenHaha（2005）可以發(fā)現(xiàn)最近的城市應用比較，這些數(shù)據(jù)表明結構在確定的和簡單的隨機方法時表現(xiàn)不佳而具有規(guī)模的方法（分形）只是稍微更好。用隨機天氣發(fā)生器，Cowpertwait et al（2004）有更多的成功延長歷史降雨記錄的例子。然而，這兩項研究開始觀察降雨記錄每小時而不是每6小時，也不打算使

37、用來分解未來降雨量影響評估</p><p>　　這個項目市場上可買到的隨機天氣發(fā)電機，是用分解每6小時的氣候資料到每5分鐘來牽引的。然而，結果是不可靠的，因為它們的RH的強度捕捉具體的暴雨天氣發(fā)生機在英國，英國的條件不能輕易地適用瑞典南部。考慮到不確定因素，在沒有其他可行的方法，我們就決定使用比較簡單的改變?nèi)侵薜姆椒ā?lt;/p><p>　　改變?nèi)侵奘峭ǔＳ糜趥鬏斝盘柕臍夂蚰Ｐ?，利用水?/p>

38、模型觀察輸入數(shù)據(jù)（例如， Andre ´asson《2004年》）。該方法比較現(xiàn)有和未來氣候，用模擬氣候模型來確定，然后改變每月用于觀測數(shù)據(jù)異常的目前的或歷史記錄。因此降水異常現(xiàn)象，在平均每月或每季降水和觀察上下情況，增減三角洲改變數(shù)的百分比。有兩個主要的假定：a.先進的GCM模擬氣候變化趨勢是相對的，而不是絕對的；b.這沒有改變降水事件的數(shù)量（例如，雨天）。在瑞典包括赫爾辛堡記錄了第二個假設RH模型清楚地說明了增加風暴頻率的

39、部分。</p><p>　　圖4用RH進行了降雨變化模擬，并通過降水模式，</p><p>　　（a）月平均降水；（b）雨天；（c）月暴雨降水；（d）暴風雨天。</p><p>　　深灰色=控制（1961-1990），</p><p>　　中灰= A2高氣體排放的情景（2071-2100），</p><p>　　淺灰=

40、 B2中瓦斯噴出的情景（2071-2100）。</p><p>　　改變?nèi)侵拮畲蟮暮锰幨呛唵危簿褪钦f，沒有操縱氣候模型的輸出數(shù)據(jù)是必要的。作為一個在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)集基礎上形成的變革，氣候變化的影響對個別暴風雨和水文系統(tǒng)的響應對暴雨是可比的。以嚴格的意義上，應該只適用于類似觀察到的時空決議方法，在氣候模型中以避免超過一般伊辛模型的趨勢。然而，事實上，改變?nèi)侵抟驯挥糜谡{節(jié)高分辨率氣候變化的觀察，以實施水文影響評估。

41、最具備證明文件的例子是Hay et al. （2000）的使用改變?nèi)侵薹ê徒y(tǒng)計縮小規(guī)模的模型來打造區(qū)域氣候情景，每月按GCM數(shù)據(jù)都有每天時間步驟三個高山集水區(qū)。事實上，這個方法是美國的全球變化研究計劃推薦的未來主要的典型場景生成技術（國家評估氣氣候變異和變化的潛在后果，http：//www.usgcrp.gov/usgcrp/nacc/default.htm）。</p><p>　　赫爾辛堡的情況下，無論是A2

42、以及B2的RH情況預測夏季降水減少尤其是低強度的事件。然而，似乎增加了夏季前期和秋季的風暴度。因此，每月兩套改變?nèi)侵蕻惓，F(xiàn)象被創(chuàng)造的稱為風暴和細雨（表2）. Semadeni-Davies et al.（2005）看著觀察到的降雨分布和發(fā)現(xiàn)10毫米/ 6小時似乎是一種暴雨固有的門檻。事實上，觀察曲線（1994-2003）和RH模擬（1961-1990）降雨強度在重現(xiàn)期匯聚到這一點。在目前條件下這一事件重現(xiàn)期強度大約四個月，在排水系統(tǒng)，

43、可能會導致下水道溢水。</p><p>　　適用于的三角洲改變異?，F(xiàn)象，高分辨率數(shù)據(jù)首次聚集到每6小時的時間步驟鑒定出暴雨或細雨使用相同的臨界值。翻斗標記這些資料，然每6小時的降雨最大值的時間亦具有大致相同的高分辨率降雨的山峰，這是一個捕獲所有高強度的暴風雨事件合理的方法。后相應調整。而三角洲改變的方法不理想，特別是在風暴頻率穩(wěn)定這樣的假定下，就是否提供一個可行的解決時間規(guī)模不一致的問題。幾個月必須注意，像11月

44、，目前有的一些暴雨，可能會在未來增加暴風雨，認為下雨天的數(shù)量不會改變，意味著該方法可以過高估計風暴強度。同樣的，三角洲改變值少于一，能表明更少的風暴，而不是減少暴雨強度。改變?nèi)侵拮儞Q也適用于每月的潛在騰發(fā)量。</p><p><b>　　城市化</b></p><p>　　城市地區(qū)可以說是最改良影響和城市化人類環(huán)境中水文循環(huán)的所有部分，通常損害當?shù)氐乃Y源。增加紙杯

45、覆蓋度、去除不滲透地區(qū)（例如，屋頂、道路、行人等）、短流程路徑以及排水暢通及地下埋管，意味著城市的水文曲線是高流量和快速反應的特色，即使是很小的降水事件。城鎮(zhèn)也傾向于已經(jīng)減少了蒸發(fā)量和地下水補給可能導致其他的問題，像沉降。這個問題在這個項目中所引起的作用是城市水政策、管理實踐和排水結構，在城市排水改變條件下將會對未來氣候起作用。很明顯，這些行為是與價值、經(jīng)濟與社會的技術連接成一個整體。</p><p>　　其中最

46、全面的檢查是確定社會經(jīng)濟情節(jié)對氣候變化影響評價的英國氣候影響計劃的一部分，（英國氣候影響計劃，2001； Berkhoutet al，2002；Shackley Deanwood，2002）， 在工業(yè)和非政府組織的研究人員和政策的制定者等各種各樣的利益相關者，協(xié)商制成對世界問題的看法的基礎上四種不同的故事情節(jié)。每個故事情節(jié)有在其中，例如溫室氣體的排放，教育，貿(mào)易、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、水和物種的多樣性相通的影響， 這故事情節(jié)是國家企業(yè)、國際市場，

47、全球可持續(xù)發(fā)展和地方工作和特別是大致相當于政府間氣候變化專門委員會的SRES A1、A2、B1及B2氣體排放的情景。他在選擇為創(chuàng)造發(fā)展對赫爾辛堡的重要作用要素時使用UKCIP的經(jīng)歷。</p><p><b>　　城市化的發(fā)展趨勢</b></p><p>　　這一段世界正在經(jīng)歷的時間快速的城市化進程很大程度上是由于人口增長和農(nóng)村到城市的移民。然而，在多數(shù)歐洲國家人口增長

48、正在放緩及人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)指出的社會的老齡化發(fā)展；因此很大程度上是小家庭驅使城市化的趨勢。這可以從瑞典的人們單身更長看出。在瑞典，因為政府在1960年到1975年的措施如百萬家庭計劃（Miljonprogrammet），所以有一個城市發(fā)展趨勢。現(xiàn)在，新的住宅小區(qū)的建立，連接農(nóng)村和城鎮(zhèn)地區(qū)往往優(yōu)先使用來擴張。在過去的十年里也有城市中產(chǎn)的入侵（Engstro ¨m和Legeby，2001）。有些城鎮(zhèn)城市化發(fā)展，特別是在瑞典南部，可以部

49、分的歸因于大量的移民。</p><p>　　重疊的城市化進程是當前城市可持續(xù)發(fā)展的趨勢。在國際水平，確?？沙掷m(xù)發(fā)展的環(huán)境是以7個聯(lián)合國多年前的項目（例如，聯(lián)合國，2005）為導向的。瑞典已接受了這一理想，位于斯德哥爾摩的Hammarby Sjo¨stad和馬爾默的Augustenborg是好例子。在1995年前者是建立在一個港口/工業(yè)區(qū)域上的。20000居民的新公寓住宅區(qū)已建或計劃在不久的將來建的，這些

50、建筑物被綠色空間和有綜合的能源、廢紙和水問題所分干凈的雨水是直接應用于綠色空間，當水流向大海開放的水資源或用于灌溉的水之前要被處理。相反，存在于20世紀50年代的Augustenborg內(nèi)城郊區(qū)，在馬爾默公共設施和城市住宅當局的主持下，已被改造成Ecostaden（生態(tài)城市）的一部分。該項目是致力于減少廢物、重復使用及循環(huán)再造和能源效率和當?shù)赜晁幚淼?。下文討論了新Augustenborg的雨水系統(tǒng)的模型的赫爾辛堡的城市排水情節(jié)。<

51、;/p><p>　　城市水管理的趨勢：合流制下水道的采光</p><p>　　在20世紀進程中，排水系統(tǒng)維護，重置和重建是可以期待的，但是在未來創(chuàng)新還在繼續(xù)，策略還有待采用。目前所采用城市排水系統(tǒng)的策略以可持續(xù)（SUDS；也被稱為最好的管理實踐， BMPS）往往是在同一個方向的適應氣候變化。雖然SUDS模擬以別的原因而不是氣候變化，這樣的新的排水系統(tǒng)很可能會成為減少任何降水量影響的當務之急，特

52、別是對洪水泛濫。管理措施要求改變城市排水防洪風險，包括當?shù)氐木用?、服務提供者，開發(fā)商和保險公司。這樣的群體可以對城市水管理發(fā)揮相當大的壓力，因為法律的條件下制定洪水應急計劃來彌補傷害，如果計劃是不充分的（Dido ´n，1995）。然而，城市的氣候變化是不清楚的。</p><p>　　在瑞典，歷史上已遺留下來的建于19世紀和20世紀中期的合流制下水道體系是為工業(yè)革命后的快速城市化發(fā)展形成的廢水和雨水而建

53、的。在那個時候，在街道上處理廢水，沒有區(qū)別廢水和雨水。這些被污染的水既不是收集和也不處理。合流制下水道被設計來處理水量太少，固體廢物沒有運輸或太多造成阻塞的和系統(tǒng)過載的水量。合流制下水道溢出量和解除下水道多余的水分的是合流制下水道系統(tǒng)不可分割的組成部分。這些結構都是形成主要”干燥的天氣”的出口和一個溢流堰形成的次要”潮濕的天氣”的出口。在暴雨襲擊時，并不是所有的水都是能通過主要出口流出和在堰背后的水位上漲。暴風雨期間有相似的溢流泵站的在

54、被啟用。目前，出于成本水平和重建建筑物的保障，大規(guī)模的替換合流制下水道是不可能的。最好，可以希望在不久的將來像Augustenborg改建、雨水”脫節(jié)”（見下文）。然而，隨著合流制系統(tǒng)時間的增長，更換的一些部分可能是必要的，尤其是在下水道過多的滲透（這相當于地下水，在長期內(nèi)可以極大地增加基本徑流到污水處理廠的液壓負載）。</p><p>　　從20世紀50年代，獨立的管道網(wǎng)絡和雨水浪費，已成為標準。在過去的10年

55、里，廣泛的水系統(tǒng)中有一種對城市水恢復和重復利用的價值觀的轉換，首要目的限制了城市化進程的影響。在全世界包括瑞典SUDS 為暴雨控制和新住房發(fā)展處理變得普通的（美國國家環(huán)保局（EPA）世界各地，1991年成立；Urbonas和Stahre，1993）。在新的分支機構有越來越多的共同點、SUDS也被安裝在市中心。一個瑞典的主要例子是在馬爾摩中部的Augustenborg市區(qū)重建計劃，已經(jīng)在上面討論。赫爾辛堡南部的50公里的地區(qū)，是本文研究的

56、排水模型。在2001年雨水不能被連接的，支持一個新開放水系統(tǒng)由各種各樣的SUDS對來源的控制，包括洼地，雨水花園、多孔路面停車場，新露頂版，開放的水通道和池塘。采光之前，在合流制下水道系統(tǒng)中有麻煩的事情是表面流和地下室經(jīng)常被廢水淹沒。這些事件已經(jīng)停止，CSO減少了大約75%（Villarreal et al，2004）。</p><p>　　在衛(wèi)生工程設備和低水量電器中也有感興趣的進展?，F(xiàn)在雙沖水馬桶是瑞典標準配

57、備，這些減少了1/3沖水，是普通的6L或者9L的水。其他的進展包括發(fā)展使用電器（例如，洗衣機使用40L而不是通常的60L）。比利亞雷亞爾和迪克森（2005）看著水分利用在在瑞典的Norrko ¨ping的公寓里，但他們估計平均來說190L/天/人，40L代表廁所和30L代表洗衣機和節(jié)水馬桶，每個人可能減少水約150 l /天。安裝的尿分離廁所的現(xiàn)場或下水道也會減少到廢水處理廠大的養(yǎng)分和水負荷。然而，由于安裝成本、缺乏存儲廢水的

58、空間，市政服務（例如廢棄物運輸和加工）和社會的認同，他們的實施是有限的。</p><p>　　赫爾辛堡的發(fā)展焦點：中央合流制下水道系統(tǒng)</p><p>　　排水系統(tǒng)的焦點是不改變新的技術和不改變?nèi)祟惞?jié)約用水和改善水質行為的理想。這情節(jié)是沒有嚴格按照IPCC SRES或UKCIP的情節(jié)，如上所述，相反 ，這些是基于局部計劃和趨勢。</p><p><b>　

59、　那些焦點是：</b></p><p>　　情節(jié)1-現(xiàn)狀。這焦點是一切照常控制來模擬，除了氣候改變沒有其他什么改變。焦點不能代表一個不能應對環(huán)境、政治、科技、經(jīng)濟、社會的發(fā)展的變化社會。</p><p>　　情節(jié)2-突出人數(shù)增加的現(xiàn)狀。這情節(jié)假設城市規(guī)模的增加。但從現(xiàn)狀來說并沒有改變城市排水系統(tǒng)設置類型。規(guī)劃中的部分廢水可能會直接加入的合流制系統(tǒng)。因此，合流制管道系統(tǒng)的服務人群

60、增加50%但供水計量會稍稍降低人均水資源。瑞典的郊區(qū)目前大約有運用于細分區(qū)域30%防滲表面。從Lusseba¨can的一部分有一個單獨的系統(tǒng)，雨水不滲透下水道的技術被添加到該合流制系統(tǒng)。</p><p>　　情節(jié)3-在城市中心雨水分離。這情節(jié)是建立在人口增長和城市化的基礎上，安裝焦點2.（CSO）限制系統(tǒng)，75%的防滲表面是從合流制下水道系統(tǒng)完全分離的。這個焦點在馬爾摩中部的先例引入Augustenbo

61、rg的資源控制。在合流制和獨立污水系統(tǒng)的廢水、下水道滲透物，將減少25%修復或管道更換。</p><p>　　情節(jié)焦點4-減少水的需求量。這情節(jié)是一種理想狀態(tài)。20%的家庭新尿液分離的廁所（例如，Lusseba¨cken部分）將會減少下水道系統(tǒng)的液壓和養(yǎng)分負荷。據(jù)估計，新屋分離尿的具體負荷可以減少25%氮氣，使用低水量的電器的減少廁所水約180L/每天每人</p><p>　　盡

62、管Lusseba人口增長證明，幾何形狀的合流制下水道系統(tǒng)并沒有改變。表3給出了最終的MOUSE參數(shù)，分離的雨水系統(tǒng)的效應是減少防滲表面。減少下水道滲透物是減少滲透表面的典型，這個概念性的降低模擬的地下水補給和地下水水位。</p><p><b>　　結果與討論</b></p><p>　　在認識到CSO和泵站溢流都急性和慢性影響的接收水體，整個10年期和獨立的事件給出

63、了這個結果?，F(xiàn)在的情況，污水處理廠平均接受19.33億立方米，每年流入11.24億元（58%）是黑色和灰色相間的廢水。剩下的流松德海峽。量是雨水河段（0.98萬立方米）和下水道滲入地下水（7.12萬立方米）。通常在夏天的幾個月里和約0.38總流動中高強度的暴風雨導致發(fā)生溢流。這個十年模擬期間，估計有2610公斤的氨（NH4）進入港口和松德海峽。</p><p><b>　　到污水處理廠的流量</b

64、></p><p>　　圖5比較了雨水滲透至下水道和流入污水處理廠。如果不考慮氣候的變化，在將近十年的時間里，對于固定不變的管道系統(tǒng)，下水道滲透的水是雨水的7倍（焦點1和2）在污水處理廠上后者對溢流和不穩(wěn)定水的流動有著至關重要的作用。下水道滲透最主要的影響是稀釋浪費水，由于從管道系統(tǒng)斷開了雨水，在情節(jié)3和4中，地表水的兩個來源的比例增加了20%多。</p><p>　　圖6呈現(xiàn)了流入

65、的變化。氣候的改變會很大程度上增加流入量，大部分是因為下水道的滲透。例如，沒有體系的改變（情節(jié)1），在A2氣候場景下，總流入wwtp的水量將會增加10%。就排水情節(jié)而言，有兩個清晰的派系分別于管道修理和雨水斷開相關聯(lián)。故事情節(jié)1和2（市生長）顯示由于氣候變化，總流量增加。而故事情節(jié)3（來源控制，降低了下水道滲透）和情節(jié)4（理想狀態(tài)）表明，氣候變化和城市化的相對的影響不僅僅可以通過在城市水資源管理方面貫徹水流趨勢。對于情節(jié)2，氣候變化和城

66、市化可以使總流量在現(xiàn)流量的基礎上增加33%。沒有氣候的變化，情節(jié)3相對于情節(jié)1會導致總流量增加10%，但是如果不考慮增加的人口數(shù)，低水使用技術的轉變會導致同等數(shù)量的降低。</p><p>　　圖片7呈現(xiàn)了這十年污水在總水量所占的比例。隨著氣候的改變，有略微的降低（在A2場景下5%）大部分是由于下水道的滲透。所有的社會經(jīng)濟變化的情節(jié)表面了由于人口的增長，污水比例在不斷的增長。很顯然，稀釋和高液壓負載是最偉大的證明離

67、散降水事件（未顯示）。盡管在晚冬和春天有一些周期內(nèi)有持續(xù)高流，但目前大部分的高峰水流量在夏天。焦點1流量的一項比較，由于氣候變化導致了增加了風暴度和在初夏和秋天稍在增加高流量的數(shù)量——只是峰值基本持平。然而，在雨季的秋季和冬季增加了水流的發(fā)生率連續(xù)式高流動。相比之下，在焦點3號和4高流量數(shù)量大大減少，因為在所有的氣候模擬的基礎上，有污水稀釋，使流動平穩(wěn)下來了</p><p><b>　　溢流體積<

68、/b></p><p>　　事實是未經(jīng)處理的污水溢出是一個非線性過程，可以在先進的情節(jié)中看到關于下水道的滲透和溢流總量相對減少。這反映了由于在大雨過后入流入防滲表面流量的減少導致的雨水減少。泵站的離岸管道溢出是溢出第一個選擇，出現(xiàn)頻率遠高于（CSO）堰。泵站十年期間總溢出流量的是堰的2倍（488177 m3 對比 247，737 m3）。每年北部港口的泵站出現(xiàn)的溢出約是15次和污水處理廠1 - 2次，CSO

69、堰每年3 - 5次發(fā)生溢出，這取決于堰的位置。大多數(shù)溢出發(fā)生在夏季和秋季，但他們可以發(fā)生在雨季的冬季和春季。</p><p>　　目前合流制下水道系統(tǒng)，因為風高度的提高，CSO堰和泵站10年總溢出流量是B2氣候模式的2倍和A2場景的3倍。圖9給出了2001 - 2002年在目前和A2氣候下對照情節(jié)1（CSO）堰排放的活動一項比較。在這項研究中，這一時期涵蓋每年平均和多雨下的情況。泵站的溢流（沒有圖示）有與更頻繁的

70、溢出和更大的體積一樣的模式，也就是說，二次泵使用更多。</p><p>　　情節(jié)2顯示在所有模擬中增加了的溢出事件。因為更多的使用水（和下水道的污水），在沒有氣候變化、人口增長下將導致溢流體積的增加18%（包括堰溢出和泵站的溢出）。在氣候變化情況下溢流發(fā)生率變的更大；A2模擬結果相比今天總溢出體積增加318%。然而，改善體系，落實資源控制措施（情節(jié)3和4）均可消除這些溢流。氣候變化導致溢出會有小幅度的增長，但總容

71、積小于今天。</p><p>　　可以（在CSO）堰排放紀錄看出氣候變化下的溢流增加。在情節(jié)1，大部分堰地點不僅有更大流量，那里還有更多的事件導致溢流。事實上，現(xiàn)今一些地方排放很少，可能每年有幾次溢流。通過實施新技術，正如在故事情節(jié)從4，CSO堰溢流可以完全停止。</p><p><b>　　氨運輸和損失</b></p><p>　　從環(huán)境影響

72、，溢流的濃度和大規(guī)模污染物解除，比溢流體積本身更為重要。接受水體中的污染物質的釋放，導致在短期內(nèi)溢流的震蕩和長期內(nèi)污染物累積的衰退。在這個項目中，營養(yǎng)主要來源于尿液的NH4，作為污水污染物的示蹤劑。污染物的負荷溢流體集體和濃度，而一般增加負荷的趨勢是增加溢流體積，如果廢水混入足夠的雨水，溢流并不總是導致NH4高損失。從邏輯上講，不考慮氣候變化，在下水道運輸污水時人口的增長會導致更多營養(yǎng)。表4顯示了在不同的污水情節(jié)下干燥的天氣濃度和10年

73、是氨氮（NH4-N）總負荷。相比于現(xiàn)在的情況，人口的增長（情節(jié)2）比氣候變化在養(yǎng)分的釋放上具有更大的</p><p>　　潛在影響（圖10）。</p><p><b>　　總結和結論</b></p><p>　　這項研究是在瑞典南部的赫爾辛堡，對氣候變化和污水的流量體系的變遷的相對影響的評估。目標是根據(jù)IPCC要求，氣候變化對真實世界水系統(tǒng)影響

74、評估。用MOUSE城市排水模型模擬幾個氣候變化下的水和污染流入城市中央合流制下水道的情況。軟件應用于世界各地，并可以被認為是強大的氣候變化影響評估。通過改變降雨資料的分辨率和改變城市化模型參數(shù)對氣候變化進行了模擬。從城市的發(fā)展到城區(qū)改造以及現(xiàn)有的三個情節(jié)條件下（非改變）識別城市排水。在瑞典的城市化條件下，這情節(jié)是基于當前的趨勢。這情節(jié)與UKCIP決定（2001）大致相同，依次與政府間氣候變化專門委員會的SRES氣體排放方案（2000）相

75、關。</p><p>　　起點的兩個改變氣候情景是 Rossby Centre forced和 Hadley Centre HadAM3H GCM發(fā)展的RCAO區(qū)域氣候模式。RCAO模擬控制的（1961-1990）以及兩個未來（2071-2100）控制是基于政府間氣候變化專門委員會的SRES B2、A2氣體排放的情景。作為RCAO輸出是有時間分辨率（6小時），都是適宜城市中的應用，三角洲改造法改造現(xiàn)有高分辨率降雨

76、系列（0.2 mm小桶），從氣候變化異常之間的RCAO控制確定未來流量。因此，必須謹慎對待排水模擬的結果，在這個假設中，降水變化認為是由于暴雨強度變化而不是頻率。這意味著，例如，可能高估了溢出的上升，因為增加的一部分降水至少在暴風雨中很有可能來自增加頻率的地方而不是強烈風暴度的地方（見圖的4c和d）。因此，極端的量級稍有增加，同時更多的降水事件達到閾值10毫米/ 6小時。當使用三角洲方法還不盡如人意，在缺乏任何可行的選擇下它常常被用于有

77、影響和評估這個項目。</p><p><b>　　特殊的發(fā)現(xiàn)是：</b></p><p>　　-沒有更多的城市發(fā)展，因為沉淀的增加和地表徑流降水赫爾辛堡的氣候變化可能會加劇當前排水問題（例如，合流制下水道的溢出）。</p><p>　　-不考慮氣候變化，在合流制下水道，城市的發(fā)展（情節(jié)2）可能會導致養(yǎng)分和溢流體積的顯著增長。</p>

78、<p>　　-氣候變化可能會增加下水道的滲透和減少污水到總污水廠的比率。然而，人口的增長（情節(jié)2）可能會導致降低廢水流量。在稀釋上氣候變化帶來的影響可以進一步減輕雨水截留和安裝家庭中水節(jié)約器（情節(jié)4）。這有更多的好處，減少和降低到污水廠的流量和不確定的流量。</p><p>　　-總之，，城市的發(fā)展（情節(jié)2）和A2氣候情景有潛在引起最嚴重的排水問題。氣候變化可能會導致雨水流量的增加和下水道滲透，如此

79、減少了系統(tǒng)的能力。</p><p>　　-在城市南部，伴隨著城市化合流制下水道溢出體積翻倍。伴隨著城市化和氣候變化，體積可能增加450%。對于環(huán)境的影響，增加10倍的銨的釋放，可以使得這一地區(qū)變成最重要溢流位置。這樣的增幅可能意味著一個新的溢出系統(tǒng)能夠成為必要。</p><p>　　-如果不可以忽略現(xiàn)在和未來的氣候水平，使用SUDS和合流制下水道的雨水截留系統(tǒng)相結合（情節(jié)3和4）可以減少溢

80、出的數(shù)量。</p><p>　　-同樣，在松德海峽和港口情節(jié)3和4導致非常低的溢流量和養(yǎng)分的釋放量。</p><p>　　最后，雖然很多研究者已經(jīng)意識到了需要一系列的氣候變化情況為消除GCMs模型的不確定性和區(qū)域氣候模型。一個失敗的解釋是這樣的變化意味著社會沒有對全球變化無論是環(huán)境、政治或經(jīng)濟和缺乏技術創(chuàng)新做出反應。例如世界范圍內(nèi)SUDS趨勢不僅提高了城市環(huán)境藍綠色的空間創(chuàng)造，它也提供了一