除了炎热的夏季和融化的冰川，气候变化正在改变降雨的方式、时间和地点。这对世界上大部分的下水道系统构成了挑战，尤其是在人口增长和城市化进程加剧的压力下。
维多利亚时代的污水处理系统根本不是为我们正在走向的气候而设计的。这对公共卫生、水质和城市生活都有重大影响。
不断增长的人口意味着下水道有时在没有任何降雨的情况下被淹没。然后，再加上气候变化。暴雨变得越来越普遍，这给下水道系统带来了麻烦，因为它们根本无法应对不断增加的水量。一种被称为联合下水道系统的系统——在英国和欧洲占主导地位——尤其脆弱。
这些系统通过同样的管道输送家庭废水和街道雨水。当下大雨时，管道可能会不堪重负，导致未经处理的废水从联合下水道溢出（cso）排放。这种未经处理的溢流排入海洋、河流和溪流，污染环境，威胁野生动物并危害公众健康。
预计这个问题只会变得更糟。我的博士研究结果表明，到2099年，气候变化可能会使流入水道的污水溢出量增加两倍。
但是有一线希望：“绿色基础设施”，通过保留或减缓流入环境的雨水，使其蒸发或被吸收，从而模仿自然。例如，绿色屋顶、透水路面和雨水花园已经存在于许多英国城镇，包括伦敦和谢菲尔德。
绿色基础设施解决方案不是仅仅依靠传统的管道和水箱来清除雨水，而是在雨水落下的地方进行管理。绿色屋顶保留雨水，有助于增加蒸发。透水路面让水渗入地下，而不是流入下水道。
生物保留细胞或“渗水”是像雨水花园一样的景观区域，在将雨水缓慢释放到地面或排水系统之前收集和过滤雨水。湿地和雨水收集池也可以减少进入下水道的总水量或延迟水进入下水道。
我的团队的研究探索了这些解决方案的有效性，并强调了如何最好地规划绿色基础设施改进和应对不断增加的降雨量。
我们的研究使用气候模型，模拟了在未来降雨模式下，下水道系统在有绿色基础设施和没有绿色基础设施的情况下的表现。我们发现，绿色基础设施提高了对气候变化的适应能力，但也有局限性：虽然降低了联合下水道溢流的严重程度，但即使最大限度地部署，它也不能完全抵消气候变化的影响。然而，绿色基础设施的不同组合显示出了希望。
我们的研究强调，这些解决方案需要精心设计，以适应环境和背景。如果位置不正确，它们可以增加暴雨后的雨水排放时间，因为它们在下水道仍然不堪重负的情况下将保留的水释放到系统中，从而可以延长下水道排放的时间。
绿色基础设施的有效性因下水道系统的不同部分而异。解决方案需要根据具体的地点和条件量身定制。
度量也很重要，因为被度量的东西才会被管理。问题的严重程度只能通过测量下水道溢流排放和我们的下水道系统的情况来准确理解。否则，我们是在试图解决一个我们没有参数的问题。
好的计算机模型在帮助研究人员和城市规划者理解我们的系统如何工作方面发挥着至关重要的作用。模型提供了一种具有成本效益的方法来测试不同的干预措施，但它们需要代表现实。一个不准确的模型可能会导致这些解决方案在效果上的巨大差异，从而影响如何管理雨水的决策。
未来的降雨模式也至关重要。下水道的性能在很大程度上取决于受气候变化影响的降雨特征。更强烈、更持久的风暴可能会淹没设计得最好的绿色屋顶或透水路面。
为了解决英国下水道系统面临的日益严峻的挑战，城镇必须投资绿色基础设施，以减少径流并改善水质。这也提供了其他好处，比如保持城市地区凉爽，为社区提供绿色空间。
传统的基础设施需要升级，使现有的管道和处理设施现代化，以处理更多的水。这不仅意味着更大的管道，也意味着更智能的系统。
地方规划应根据每个社区的特殊需要而定。解决方案可以相应地调整，同时也考虑到整个流域。
基础设施管理者、研究人员和咨询公司需要开发和采用更精确的计算机模型。有了可信和稳健的模型，我们可以更好地做好准备，更有效地优先分配资源。
未来的气候情景是不确定的，因此计划必须灵活，并以安全失败为目标。城市规划者、政策制定者和社区需要共同努力，实施精心设计的解决方案。
气候变化带来的挑战是巨大的，但并非不可克服。通过拥抱创新和精心规划，城市及其下水道可以适应我们不断变化的世界的新现实。
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