第一篇基本原理

第1章概述3

1.1城市水系统的结构与功能3

1.1.1城市水系统的结构3

1.1.2城市水系统的功能4

1.1.3城市水系统的演变5

1.2城市水系统的规划6

1.2.1城市水系统规划的目标6

1.2.2城市水系统规划的原则7

1.2.3城市水系统规划的内容8

1.3城市水系统碳减排压力10

1.3.1城市水系统能耗与碳排放水平10

1.3.2碳减排的相关条约、政策和目标12

1.4城市水系统的发展方向15

参考文献10

第2章城市水文与水环境原理17

2.1水狮17

2.1.1自然水循环17

2.1.2城市水循环18

2.2明渠和管道流动20

2.2.1基本概念20

2.2.2伯努利方程21

2.2.3明渠均匀流基本方程23

2.2.4明渠非恒定流基本方程24

2.3地表径流过程25

2.3.1雨量分析252.3.2产流分析27

2.3.3地表漫流分析29

2.4水污染物的迁移转化30

2.4.1城市水体中的主要污染物30

2.4.2对流与扩散32

2.4.3吸附与解吸附33

2.4.4降解与转化34

2.4.5水质模型35

2.5地表污染物的累积与冲刷36

2.5.1城市面源污染30

2.5.2地面污染累积37

2.5.3污染物冲刷38

参考文献38

第3章城市给水系统39

3.1给水系统组成与结构39

3.1.1城市给水系统组成与布置39

3.1.2水源及取水系统40

3.1.3给水管道系统41

3.1.4城市自来水厂水处理系统43

3.2给水系统的流量关系4卩

3.2.1设计流量40

3.2.2配水管网水力计算40

3.3给水系统的水压关系49

3.3.1浑水输水管渠的压力关系49

3.3.2清水管渠及配水管网的压力关系49

3.3.3水头损失的计算50

3.4给水系统的运行分析51

3.4.1混凝剂用量分析51

3.4.2过滤材料用量分析52

3.4.3消毒剂用量分析52

3.4.4能耗分析53

参考文献55

第4章城市排水系统5S

4.1城市排水体制5S

4.2城市排水系统组成58

2.1城市污水排水系统58

4.2.2工业废水排水系统59

4.2.3雨水排水系统59

4.2.4城市排水管道的附属构筑物60

4.3污水管道系统设计60

4.3.1城市污水管网系统布置原则60

4.3.2污水量计算61

4.3.3污水管网水力计算63

4.4雨水管渠系统设计66

4.4.1雨水管渠系统的布置原则66

4.4.2雨水管渠设计流量的计算67

4.4.3雨水管渠的水力计算68

4.5合流制管渠系统设计69

4.5.1截流式合流制排水管渠系统的布置原则69

4.5.2截流式合流制排水管渠设计流量69

参考文献70

第5章城市污水处理系统71

5.1城市污水处理原理71

5.1.1概述71

5.1.2预处理73

5.1.3生物处理73

5.1.4消毒78

5.1.5污泥处理79

5.2城市污水处理厂的主要工艺80

5.2.1SBR 工艺80

5.2.2A2/0 工艺80

5.2.3氧化沟工艺81

5.2.4生物滤池工艺82

5.2.5生物接触氧化工艺83

5.3城市污水处理厂运行分析84

5.3.1能耗分析与影响因素84

5.3.2物耗分析与影响因素86

5.3.3案例分析87

参考文献90

第6章水系统碳排放基本原理91

6.1 水系统碳排放的类型91

6.1.1按排放方式分类91

6.1.2按水资源开发利用过程划分93

6.1.3基于水系统活动划分9%

6.2水系统温室气体释放原理95

6.3水系统能耗原理98

6.3.1水菜98

6.3.2鼓风机 98

6.3.3搅拌机 99

6.3.4污泥消化池能耗99

6.3.5建筑集中热水供应系统耗热量100

参考文献100

第二篇碳排放评估方法

第7章碳排放评估方法103

7.1碳排放评估的研究层面103

7.1.1国家或地区层面 103

7.1.2企业或组织层面 104

7.1.3产品或服务层面105

7.1.4个体层面105

7.1.5水系统碳排放评估的层次107

7.2碳排放评估方法107

7.2.1排放因子评估法107

7.2.2生命周期评估法 109

7.2.3投人产出法113

7.3碳排放评估的相关标准119

参考文献120

第8章城市供水与碳排放122

8.1供水系统碳排放的类型122

8.1.1排放方式122

8.1.2活动类型122

8.1.3供水过程123

8.1.4生命周期各阶段124

8.2供水系统碳排放评估方法126

8.2.1碳排放计算方法126

8.2.2基于WEST的供水系统碳排放评估方法127

8.3供水方案的碳排放比较129

参考文献133

第9章污水处理系统与碳排放134

9.1污水处理系统碳排放的类型134

9.1.1排放方式134

9.1.2污水处理阶段135

9.1.3污泥处理处置阶段136

9.2污水处理系统碳排放评估141

9.2.1基于《IPCC国家温室气体清单指南》的碳排放评估141

9.2.2基于WWEST的污水处理碳排放评估方法144

9.3污水处理系统管理方式的碳排放比较146

9.4污水回用与碳排放147

9.4.1再生水用户及水质要求147

9.4.2再生水处理系统 151

9.4.3再生水回用的碳排放分析151

参考文献153

第10章建筑水系统与碳排放154

10.1终端用水与碳排154

10.1.1用水单元的用水量154

10.1.2用水单元能耗155

10.1.3能耗与碳排放估算156

10.2建筑中水回用与碳排放158

10.2.1中水的用途与水质要求 158

10.2.2建筑中水处理与回用系统158

10.2.3建筑中水回用的碳排放分析161

10.3建面水利用与碳排放162

10.3.1建筑雨水的水量分析 162

10.3.2建筑雨水的水质分析 165

10.3.3建筑雨水系统167

10.3.4建筑雨水利用的碳排放分析169

参考文献171

第11章雨洪系统与碳排放173

11.1与碳排放相关的排水活动与阶段173

11.2城市暴雨径流模拟174

11.2.1地表径流过程模拟174

11.2.2污染物积累冲刷过程模拟176

11.2.3传输过程模拟176

11.2.4模型构建过程177

11.3城市暴雨管理的碳排放评估方法178

11.4案例分析179

参考文献181

第三篇水系统碳减排途径

第12章节水与碳排放185

12.1节水措施185

12.1.1生活节水185

12.1.2工业节水186

12.1.3市政节水187

12.1.4激励机制189

12.2节水措施的碳排放评估191

12.2.1评估方法191

12.2.2案例分析192

参考文献194

第13章低影响开发与碳排放195

13.1低影响开发模式195

13.1.1 LID及相关概念195

13.1.2 LID的基本原理196

13.1.3典型LID单元197

13.1.4 LID 的效益198

13.2低影响开发模式的碳排放198

13.3案例分析199

13.3.1研究区的LID设计200

13.3.2径流计算201

13.3.3碳排放计算202

参考文献203

第14章城市污水处理系统碳减排205

14.1设备优选205

14.1.1提升菜205

14.1.2曝气系统206

14.1.3其余设备208

14.2过程优化208

14.3工艺优选与改进210

14.3.1一级处理工艺210

14.3.2二级处理工艺优选211

14.4能源回收与新能源利用214

14.4.1有机能源回收214

14.4.2污水中物理热能的利用 216

14.4.3新能源的利用217

参考文献2172100433B

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University of Exeter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。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Wolverhampton University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。

《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。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。《城市水系统与碳排》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。

城市水系统是水的自然循环和水的社会循环的耦合。城市水系统的良性循环是实现水资源可持续利用和城市可持续发展的重要保障。本书即从运营与管理的角度分析城市水系统良性循环的技术保障和科学管理方法。全书分四篇共14章,第一篇(第1章和第2章)概述城市水系统的构成、功能及其产业特征,分析城市水资源与城市建设的关系,探讨城市水资源保护与管理对策、介绍了城市取水构筑物运行与维护的措施;第二篇(第3章至第7章)介绍并讨论城市自来水水厂和污水处理厂的处理工艺系统、机电设施与控制系统的运行、维护、控制与管理措施,特别强调了微污染源水深度处理的饮用水安全措施和污水再生利用的节水减污措施;第三篇(第8章至第10章)讨论提高城市给水排水管道系统及水泵站运行可靠性与管理水平的手段,并结合实例介绍了GIS在城市水系统及管网系统管理中的开发与应用;第四篇(第11章至第14章)全面探讨企业运营管理与给水排水项目投融资运作,包括城市水业企业的内部管理、给水排水系统调度、给水排水对外服务与收费管理、给水排水项目投融资运作等,重点分析了适用市场经济新情况的城市水业特征及其运营与管理机制、城市水系统建设项目投融资方式、市场化运作

在2009年9月22日于美国纽约召开的联合国气候变化峰会上，中国国家主席胡锦涛宣布，中国将在2020年前大幅度降低碳排放强度。“十二五”规划提出，五年期间全国碳排放强度要下降17%。2100433B