绿色·低碳·智慧|执科技创新之笔，共绘“双碳”新蓝图

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报告内容来源于“中国饮用水中新污染物2035防控技术路线图的战略研究”。“新污染物”的概念较早出现在“十四五”规划中，后来又在政府工作报告和两会报告等重要文件中屡次出现。在此背景下，报告重点介绍了三方面内容：一是饮用水中新污染物的特征，新污染物种类多、风险大、分布范围广，且存在明显的时空性和差异性，必须加强控制。二是饮用水中新污染物面临的挑战，目前我国在法律层面和规范层面都有缺失，底数不清，溯源困难，现有的检测识别技术短板特别明显，现有技术也难以对新污染物进行完全的去除。三是饮用水中新污染物防控对策，也就是2035制定相关新污染防控技术路线图的主要要点：（1）加强顶层设计，建立化学品防控制度，并借鉴发达国家的研究和经验，制定适用于我国的新污染物防控防控政策及标准规范；（2）明确管理目标，科学落实行动方案，实现源头控制，同时开发高效、精准的新污染物溯源技术；（3）加强科技创新，面向2035新污染物防控建立工程示范，既要技术上有突破，同时要有所应用。

    新污染物防控前沿技术应具备三个特征：关键要素准确、防控准确，安全性好，新基建、数字化、智能化水务管理不可或缺。

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当前城市污水处理中有两大难题，一是城市污水处理的脱氮除磷，二是污水厂运行的节能降耗和减碳。难题的解决需要依托于技术更新和机理及技术研究两个方面，在水处理过程中融合低碳和节能。报告介绍了厌氧/好氧/缺氧（AOA）深度脱氮除磷工艺的原理、流程及技术先进性，该技术可以充分利用原水中的有机物，具有高效脱氮和节能降耗的优势，在后续的污水处理研究中提出短程反硝化耦合厌氧氨氧化结合AOA技术，在大幅提高脱氮效率的同时，减少有机碳源消耗，降低污泥产率。报告同时还介绍了北控海口等五个项目的中试结果，以及该技术在梧州污水厂、岑溪污水厂的工程实践，为污水处理厂脱氮除磷及节能降耗减碳提供技术支撑。

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结合社会科学角度，报告对双碳背景下城市水安全与智慧管理作出总结：一、双碳背景下城市发展面临气候变化，高强度土地利用影响，城市水安全与绿色发展面临城市生态建设与循环经济等新的机遇与挑战。二，城市水系统强调水循环为纽带的水量、水质、水生态过程和城市发展与治理的人文、政策与管理互动。城市水文模拟与水系统理论是基础，双碳目标下如何应对环境风险的系统集成与智慧管理是核心。报告以武汉市，三峡集团，重庆市等实验案例经验进行了详细讲解。三，以科学知识、大数据、人工智能为基础的城市水系统5.0和长江模拟器建设为探索系统集成与智慧管理提供了可探索的途径，目前虽是初期阶段，仍为我国“双碳背景下城市可持续发展”提供科学支撑。

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水引发的工程灾害病害问题，涉及多种基础工程设施全寿命安全维护，严重影响国民经济运行和人民生活质量，且随着工程规模及服役年限增长日益严峻。关键技术点为全面了解灾变机理，采取有效探测检测、预警预报、修复加固、应急处置等一系列措施，积极开发新材料、新结构、新技术、新装备。

针对以上问题，报告重点介绍了工程医院的必要性和可行性，及目前建设进展。以多个实际案例展示工程医院的实际应用情况。期待多学科交叉，产学融合，促进行业发展。

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首先介绍了城镇污水治理现状，针对现状提出了城镇污水治理提质增效的工作重点。徐祖信院士提了五个定量评估指标对应提质增效重点工作的量化评估，这五个指标为污水管网缺失率、污水处理容量富余率、污水管网破损率、雨水管道错接率、污水混接直排率。提质增效重点工作中最难解决的为管网问题，主要有以下几点:一是雨污混接改造和排污口截污，把污水集中收集率提高到70%以上，关键在于如何查找混接点和直排口；二是污水管网的破损修复和错接改造，把BOD浓度提高到100毫克/升以上，关键在于如何勘测破损管位和错接井位；三是降低管网初期雨水和溢流污染，减少雨季污染物入河湖量，关键在于如何快速处置流速快、沉积污染严重的管网出流。最后徐院士提到提质增效不仅仅要解决技术问题，改造解决资金问题，这需要依靠市场机制，实现双赢。

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报告主要分三部分进行阐述。一，城市水源潜在风险和保护对策。①气候变化易引发水源安全风险，城镇供水针对水源短缺应对能力和地震防疫能力都需要提高。②进出城市物质失衡会引发水源潜在安全风险，如水体富营养化、内分泌干扰物、抗生素和重金属污染等。③水源的保护应更为广泛，应从城市群和流域尺度加强保护，应加强废物源头控制，发展垃圾精细化分类源头收集系统。④城市水源的面源污染控制源头技术，如在农村实施畜禽粪便回农田、绿色生态有机肥等全绿色农业，实现农村面源污染控制。

    二，城市水质净化难点与绿色技术研究进展。城市水体净化思路是从源头到龙头。首先要发展净水材料，多功能净水剂、陶瓷膜、金属模、碳膜等绿色材料，要发展高适应性工艺，应变各种不同水质变化。

三，城市供水输配系统面临的挑战与供水安全保障对策。城市供水系统应加强智慧化管控，一方面科学进行规划，使它具有韧性，同时管网系统应具有调蓄能力，既能够互相连通又能互相动态管理，防止水锤和爆管，加强城市水质净化的管理，提高化学稳定性和生物稳定性。在管网的建设上，一定注意其韧性系统贡献，能够应对突发事件，要充分关注区块化管网的建设。同时要建设智慧水务系统，实现根据实际情况动态调控，智能化调控，实现节能、防漏、保质。

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市政基础设施是城市的生命线工程，对服务人民生活与保障城市运行具有不可替代的作用。在高质量发展的背景下，市政基础设施需进一步充分考虑自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件等突发事件对城市运行的威胁和冲击，韧性市政基础设施将成为未来城市建设的重点方向。

本报告通过分析城市面对灾害时的各阶段特征，提出市政基础设施韧性的本质是具备“灾前预测、耐受冲击、快速恢复”的能力；从工程设计的角度，提出韧性设计“冗余性、适应性、多样性、智慧性”的核心属性；通过总结工程设计案例，对提高设计标准、预留安全空间、提升全生命周期的安全性、融合智慧科技等实现韧性理念的技术手段进行探讨。

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据权威部门统计，我国千次火灾死亡人数是发达国家的3倍，在灭火失败的案例中，81.5%是消防给水系统失效造成的，我国居住小区消防给水完好率约为50%，在380起火灾案例中消防给水系统能出水的仅为52.5%。消防给水火灾发生时需快速响应、连续运行、持续供水。但长期以来，我国一直照搬建筑生活给水一些技术，忽视了系统差异性，导致消防给水系统可靠性低下，具体原因如下：

传统消防水泵通常由生产生活水泵替代，小流量运行过热、大流量运行过载导致的烧机现象时常发生。我国重特大工程消防专用水泵依赖进口，成为卡脖子工程。

传统稳压泵照搬了生活气压给水技术，其流量和压力计算模型不合理，与系统、消防水泵自动启动不耦合、不匹配，致使消防水泵平时经常误启动、火灾时延迟启动、重载启动甚至烧机的问题频发。

传统消防管道工程采用生活给水管道技术，与系统可靠性需求不匹配、设计管材承压能力不足、防冻性能差、无防水锤措施，导致了严重的漏水问题。

长期以来，我国消防水泵控制逻辑混乱、无机械应急启动、维护管理不到位的问题，火灾时消防水泵往往无法启动。

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建筑水系统既是城镇供水系统的终端，也是城市排水系统的始端，是城市生活用水“供—用—排”的转折点，建筑水系统是城市水系统循环利用的最基础单元。在传统的建筑水系统中，生活用水的流转过程为“建筑给水系统”到“建筑排水系统”的单向流转。针对建筑给水、节水节能、建筑排水系统性问题，以建筑与小区尺度水系统为对象，在原有建筑水系统的基础上，构建了建筑水系统的“微循环”体系，形成了户内灰水回用、户内环状供水、建筑雨水处理回用等技术和措施，实现了水资源在建筑水系统内的“微循环”利用，在水资源循环利用的最基础单元范畴内达到了系统性的节水和重复利用效果。在构建的建筑水系统“微循环”体系的基础上，构建了3项关键技术：“建筑供水水质安全保障技术”、“建筑节水节能关键技术”、“建筑排水卫生性能安全保障与排水能力预测技术”，系统性的解决了建筑给水的水质安全、生活用水的节水节能、建筑排水的安全保障问题，实现了建筑水系统“微循环”体系的优化与重构，构建了安全高效、节水节能的建筑水系统。

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在“双碳”的大目标下，水务企业首要面对的问题是如何实现碳的有效计量？没有计量，就谈不上改善和实现目标；显然，数字化是其中不可或缺的手段。因此，针对1、智慧水务建设在水业实现双碳目标中的作用和价值是什么？2、基于“双碳”的目标，水务企业对数字化建设的需求有哪些？和传统的信息化建设有什么不同？3、基于“双碳”的目标，智慧水务建设的关键点有哪些——如何建设？这三个问题吴浴阳总经理进行了详细的阐述，并提出两点建议：第一，夯实底座、第二，对高能耗环节进行优先改造 。

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首先介绍了北控水务从2017以来的智慧水务的七年探索历程，围绕标准体系建设、智能控制应用、1+N组团、供水智慧运营、厂网一体化、城市水务综合体等六个方面阐述了北京水务的智慧水务工作实践。七年的智慧水务实践，北控水务在运营效益、效率等方面实现明显提升，但同时也带来一些困惑和思考。随后，讲述了国际环境、国家政策要求、社会环境趋势、智能化技术的发展、城市管理升级等方面的变化。最后，在智慧水务的顶层牵引、政府监管的变化与升维、更加关注以人为本、更加关注系统性、更加关注资产的高效运营、更关注公众体验、更重视产业链的协同、更重视数据的治理、更重视数据价值的应用、水务企业面临模式转型等方面提出相关思考。

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首先对后疫情时代的大背景和特征，水务企业数字化转型的实质内涵、态势、及政策文件支撑进行介绍，当前阶段从国家政策引导、行业发展规划、数字技术融合应用与创新转型新动能、“互联网+水务”推动与水务行业产业结构变革等几个方面来看都是水务企业数字化转型的机遇期。同时也应看到，水务企业在数字化潮浪下开展数字化转型，面临诸多挑战，需要制定顶层规划，统筹发展！接着阐述了水务企业顶层设计现状，数字化转型实质、设计原则、设计方法等内容。通过做规划、理数据、搭平台、找场景、共建设等方面说明了水务企业数字化转型策略。最后以深圳水务实践进行进一步说明，包括深圳水务数字化转型全景图、深水云脑顶层设计、深水云脑发展历程、数字化转型策略。

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水处理存在三高：高能耗、高药耗、高碳排，是典型的“增碳”过程，当前的难点是减碳与减排如何有效协同？其中，“碳流”优化与调控是关键。在“识碳: 碳核算+智能感知”方面介绍了碳核算边界及计量方法、智能感知管道机器人、碳核算平台等内容。在“减碳: 碳分离+碳循环+碳替代”方面，介绍了碳分离、碳循环、碳替代等内容。在“控碳: 智能模拟+智能调控”方面介绍了排水管网数字孪生、排水管网碳排放评估模型、厂网一体化系统数字孪生、厂网一体化低碳调控等技术，并以河南博爱第二污水处理厂、长春市某老区海绵城市改造等项目作为案例分析。下一步发展方向是厂网一体多维度数据感知、城市排水管网智能感知、厂网一体智慧管控平台拓展等。

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首先介绍了水务大数据中心建设的背景条件，在福州水务集团的总难题架构中，打破数据孤岛、提升数据质量、盘活数据资产、统一数据服务、强化数据分析是建设大数据中心的主要目标。围绕实际应用范畴，主要介绍了营销客服中的综合业务查询平台、停水通、网/掌上营业厅、综合工单系统，生产运营中的科学调度系统、供水管网实时在线模型、二次供水泵房管理平台、产销差分析系统、水务智慧大脑。在价值成效方面，大数据中心不仅可以降低系统建设投资成本，提高工作效率与对外服务能力，还可以盘活数据资产，助力数字政府建设。最后针对本企业实践阐述了相关方向的建议和下一步规划。

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工业互联网作为数字经济和实体经济深度融合的关键基础设施、新型应用模式和全新工业生态，已进入快速发展阶段，赋能新型工业体系建设和企业数字化转型作用成效显著。从政策、产业、应用等多个维度，分享工业互联网整体情况、发展重点和发展趋势，使我们更全面清晰的了解整体情况，并指出智慧水务系统的行业痛点及解决方法。工业互联网正成为新的数字产业增长点，并带动传统工业支撑产业体系的变革，推动园区智能化、绿色化、协调化转型发展以及创新载体的建设。同时结会议主题，分享工业互联网助力水务智能化发展的典型案例和发展路径，助力水务系统转型发展。

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智慧水务作为智慧城市建设的重要内容，在城市的发展中发挥着重要的作用。随着科技水平的快速发展以及水务公司自身发展需要，智慧水务建设呈现出稳定增长趋势，建设规模也在稳步扩大。介绍水务行业智慧水务的来源、发展和现状，对智慧水务的概念、政策、市场建设规模及企业分布等信息进行了细致的梳理。

通过案例介绍智慧水务基本建设情况和部分建设成果展示，分享智慧水务建设中的感悟和思考，以及对智慧水务建设提出的意见和建议等。

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中国电信5G+云网融合作为新基建的核心，是数字经济的底座和基石。中国电信依托天翼云、AI大数据、物联网、数字孪生等自有核心能力，在加快建设信息基础设施的同时，积极推动数字产业化和产业数字化，充分激活智慧水务的数据要素潜能，促进整个水务行业数字化智能化转型。介绍了中国电信在信息化领域、工业互联网领域以及水务领域做的相关工作。中国电信是智慧水务发展的坚实践行者，将充分发挥网络覆盖、终端生态、开放平台等资源优势，提供从水源地到用户端的全流程智慧水务综合服务解决方案，打造“云管端”一体化智慧水务平台，并在上海浦东水务大数据、德阳水利局的项目、苏州昆山城乡一体化智慧水务等项目中规模落地与实践，全面促进水务数字化、智能化建设。

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数智时代所有的活动都是围绕数据采集、数据存储加工处理以及数据服务应用在开展各项工作，针对供水行业，数据采集完后，常见的数据服务和数据性的问题，以及这些问题如何去应用和解决，在总结传统解决方案的基础上，提出自己的思考和建议，从感知层的采集到应用整体架构怎么完整的匹配，工业互联网相关技术如何应对和满足智慧水务发展新动态中的需求，研发出实现数据汇集、治理、建模、挖掘出数据价值的行业大数据平台，实现数据业务协同，满足对外多样化客户对数据服务的需求，同时帮助水务企业挖掘隐藏数据背后的价值，为我们决策和管理经营提供科学依据。

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报告从韧性城市理念和国内外实践、内涝安全韧性技术体系研究、上海自贸区临港新片区案例三个方面进行讲解。第一部分针对韧性城市的理念对韧性城市的概念、主要特征进行分析。同时对英国伦敦、美国纽约、新加坡、日本四个国外城市，北京、上海、河北雄安新区三个国内城市在增强城市韧性方面的实践和举措进行详细讲解。第二部分内涝安全韧性技术体系研究从规划预防、源头减排、排水管渠、排涝除险、应急管理五个方面进行讲解。最后对上海自贸区临港新区在增强城市韧性方面的实践从区域概况、降雨分析总体思路、内涝防治体系（源头减排16.09mm、排水管渠76.4mm、排水防涝279.1mm）、韧性调度系统、初步效果进行介绍。结论建议处理好城镇排水标准、内涝防治标准和治涝标准、防洪（潮）标准的衔接；注重洪、涝、潮灾害统筹治理、注重同一流域不同区域的统筹治理；完善城市内涝应急处置体系，提升城市应对超标降雨的韧性；加快研发国产内涝模型，破解“卡脖子”难题。

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报告从规划设计、人文建设设方面和大家进行交流。首先，根据自己工作实践回答了何为韧性城市；然后对后疫情时代与韧性城市背景下对城市规划布局和建设模式提出自己的思考；最后对韧性城市背景下城市排水防涝体系建设提出建议。报告认为水系统治理注定是长期、持久、全民参与的系统工程，同时更重要的是处理好人与自然的关系，只有道法自然，才能人水共生。针对旱涝无常，南北失调的现状，宜运用道法自然、顺势而为的理念，采取源头控制、综合治理的对策，以实现返璞归真、人水共生。

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在“7·20”郑州特大暴雨对郑州市造成严重自然灾害的背景下，反思洪涝治理和安全韧性空间建设存在的问题。报告认为主要存在洪涝治理工作滞后、安全韧性空间挤占、基础设施建设滞后、应急管理水平不足等四个问题。然后对“7·20”后工作进展与成效、城市安全韧性体系构建与实践进行分析。郑州市在城市韧性建设方面采取的举措主要有深化完善郑州市国土空间总体规划、组织编制郑州市韧性城市规划纲要、深化洪涝统筹与空间管控、建设防洪工程体系。最后报告建议在韧性城市建设方面，应当加强顶层设计与制度建设、加强系统思维与规划管控、加强区域协调与平衡发展、加强部门联动与高效协同、加强技术支撑与资金保障。城市洪涝治理是一项及其复杂的系统工程，需要坚持系统化治理原则，持续发力、久久为功。

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针对城市发展规划、基础设施建设跟不上城市的发展和扩张，城市运行负载过重，安全事故频发的背景，建设韧性城市已成为国家战略。本报告以无锡市为典型案列对无锡市城市安全生命线安全工程建设试点规划进行分析。分别分析了工作进展和整体规划、燃气爆炸风险场景建设方案规划和城市内涝风险场景建设方案规划。同时对无锡市污水厂厂网联动建设实践也进行了介绍。最后对韧性城市建设、城市生命线工程建设存在的潜在问题进行总结分析，报告建议应以问题和需求为导向，加强系统开发过程业主的参与程度，强化业主单位自身监管和事件处置等制度流程的质量把控，加强业主单位直接参与信息化公司系统的开发、持续跟进系统优化与更新。

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广州市总面积为7434.4平方公里，现状常住人口超过1800万，位于珠江流域下游，形成“三江汇流、八口入海”的水系特点。全市降雨时空分布不均，城市洪涝风险威胁较大。

近年来，广州市认真贯彻习近平总书记指示要求，统筹发展和安全，坚持人民至上、生命至上，针对城市特点，探索低碳、高效的韧性城市建设思路。一是老城区开展“洗管”“洗井”，摸清现有设施底数，创新性开展排水单元达标、渠箱清污分流、河涌低水位运行等工作，修补雨水系统，充分挖潜现有设施能效，提升设施功能协同性，使旧设施焕发新活力；二是新建区域严格落实项目建设全流程管控机制，项目事前开展洪涝安全评估，事后开展海绵城市建设效果评估，将事后应急向事前预防转变，力争使新城区不再出现旧问题，全面夯实防洪排涝硬实力；三是依托智慧水务平台和专业人才队伍，完善预报预警、应急抢险、技术研究等体系建设，提升设施运维效率、提高灾害应对能力；四是转变治理思路，提高“人”应对灾害的主观能动性，强化政府部门防灾减灾协同处理机制，深入贯彻海绵城市建设和韧性城市建设理念，提高群众的防灾减灾、应急避险意识，进一步提升城市防洪排涝软实力。为打造更生态宜居、高效低碳、安全韧性的现代化城市，积极探索广州韧性城市水系统构建实施路径。

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广州“智慧排水”对标新城建和水务高质量发展要求，致力打造排水智慧化管理“全国标杆”。报告从政府管理层面介绍了广州智慧化城市水安全韧性的主要内容，干什么、怎么干以及具体成效。现阶段已实现“排水设施全覆盖管理、城市内涝全周期管控、设施运行全时效监控、辅助决策有模型支撑”的“三全一有”排水智能化管控体系。一是在“排水设施全覆盖管理”方面，已实现排水设施管理的“三个全覆盖”，即从源头排水户到末端排水口的全覆盖管理；市政、城中村及农污的城乡排水设施全覆盖管理；市、区各级排水管理机构和人员全覆盖管理。二是在“内涝全周期管理”方面，已可支撑城市内涝“雨前--雨中--雨后”全周期管控。三是在“设施运行全时效监控”方面，已在重点雨水通道和污水通道上，布设4000多个物联监控点，支撑雨水排放能力提升和污水提质增效。四是在“辅助决策有智慧支撑”方面，已初步建成城市内涝预警预报模型，辅助抢险队提前布防；已初步建成管网健康度评价模型，辅助定位管网结构性和功能性问题排查。

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结合“十三五”国家水专项之雄安新区城市水系统构建与安全保障技术研究课题，基于建设高韧性弹性雄安新区城市水系统的建设目标，将风险的识别-评价-管理等理论框架引入城市水系统，针对气候变化提出了“气候变化模拟预估—气候变化增量分析—水系统影响风险分析”的技术框架，以及分层级的城市水系统气候变化影响与风险分析方法。针对急性冲击，在风险源识别的基础上进行了多情景多灾种的风险分析；借鉴国内外韧性城市理论及评价指标体系的经验，以控制灾害源、减轻易损性、提高适应性、增强恢复力为目标，提出了由战略和协同、可持续和效率、弹性和适应、公平和健康4个维度(Dimension)组成的城市水系统韧性评价指标体系，基于对新区城市水系统安全韧性评估的结果，提出了管理策略建议。为提升雄安新区应对气候变化和急性冲击灾害的适应能力，提出了雄安新区区域协同、综合应对、专业负责和网格化管理的“城市-组团-社区”三级城市水系统风险管控机制。

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城市水系统是由多设施组成的复杂系统，是解决城镇水安全问题的关键。随着城镇化、气候变化、资源短缺等压力不断凸显，在可持续发展目标下开展城市水环境系统管理将面临新的变化：更加强调不同设施单元之间的协调，更加关注冲击下系统的抗风险能力，更加突出各种功能目标之间的权衡。构建韧性城市水系统成为近年来城市水管理领域的热点。城市水系统韧性提升是韧性城市建设的重要内涵，也是解决我国城镇水安全问题的关键手段之一。水环境设施系统多目标需求、多设施关联、时空高度复杂等特征，极大地制约着对其韧性的科学认识和调节提升。

报告在梳理国内外科研现状的基础上，从基础设施建设管理的生命周期出发，提出了有关于城市韧性和韧性水系统的内涵，讨论在系统评估、规划、运行三个环节认知和提升系统韧性的关键技术及综合指标评价，为城市水系统构建新范式的形成提供理论和技术支撑。