• J-WAFS 的研究探索了城市规划者如何才能最好地做好准备以应对气候变化的不确定性。

城市规划者和更广泛的水务行业如何确保他们对大型水利基础设施项目的投资得到最有效的利用，特别是在资源匮乏的环境中？ 这是安利捷水和食品系统实验室 (J-WAFS) 研究员 Sarah Fletcher 博士的一个开创性研究项目试图解决解决的难题。

Fletcher 博士得到了 Rasikbhai L. Meswani 水解决方案奖学金（来自J-WAFS）的支持，他一直致力于研究开发灵活的供水规划工具，帮助决策者在面对不确定的未来时满足社会对水的需求[1]。

她与麻省理工学院 (MIT) 研究员 Megan Lickley 和 Kenneth Strzepek 教授共同开展的最新项目，可能会对所有新的大型项目的行业交付方法产生深远影响。

 

 

建设基础设施的挑战

大型水利基础设施项目耗资巨大。由于大多数项目的设计寿命长达几十年，在某些情况下甚至超过 100 年，因此在规划这些项目时，必须考虑它们运行所处的长期环境。然而，气候变化预测的不确定性使基础设施规划在适应气候变化方面面临巨大挑战。

气候变化的性质及其对区域气温和降水预测的影响尚不清楚，这意味着现在对长期天气预测的不确定性比以往任何时候都要大。因此，通过增加额外产能来应对气候变化，会给资源匮乏地区带来高昂的过度建设风险。那么，如何计划一个能持续使用 50 年的大型基础设施项目，同时将过度建设的风险降到最低？

Fletcher 博士试图通过在肯尼亚第二大城市蒙巴萨的一个初步项目中设计一个新规划框架来解决这个问题。

“水资源规划需要在面对未来区域气候条件不确定的情况下对基础设施开发作出决策。然而，随着新的气候观测结果的出现，气候变化预测的不确定性将在大坝 100 年的使用寿命内不断演变[2]”。

蒙巴萨正面临着严重的水资源安全和水资源短缺的挑战。到 2035 年，全市对水的需求将翻一番，达到每天 300,000 立方米[3]。蒙巴萨目前的大部分水来自降水，主要是降雨。然而，对未来降雨量的预测相差悬殊。人们甚至不清楚如果该地区像预期的那样在未来几年变暖，降水水平会增加还是减少。

在这种情况下，规划如何以最经济有效的方式建设一座大坝和水库系统成为一个复杂的难题。如果未来气候出现降水减少，城市是否应该修建造价昂贵的大坝来帮助城市管理？是否应该建造一座可以应对当前环境，但如果气候发生显著变化则可能无法满足目的的造价更低、规模更小的大坝？或者，尽管这种方法需要大量的前期规划和额外的投资，但先进行小规模建设，然后再进行潜在的建设，是否是最有效的方式？

提供全新理解

Fletcher 博士和她的团队开发的规划模型对所有可能发生的情况进行了评估，并将“一种灵活方法的可能使用寿命支出，与拟议中的蒙巴萨大坝的两种不可逆转的静态选项的使用寿命支出进行了比较[4]”。

Fletcher 博士说：“我们发现，与从一开始就建设一个更大的大坝相比，那种允许大坝高度不断增加的灵活的适应性选项，能够大大降低不必要的基础设施过度建设的风险，并维持一个相似的供水可靠性水平[5]”。

Fletcher 博士希望，这个新模型有可能被用于一系列不同的环境中，以评估水利基础设施规划采用灵活方法的必要性。

预计世界各地的城市规划者将从 Fletcher 博士的发现中受益。然而，这远非 J-WAFS 相关研究人员取得的第一个重大进展。

自 2014 年成立以来，J-WAFS 已经资助了一系列项目，这些项目有望改变世界各地水和食品供应的未来。这些项目的范围从使用边材木质部的低成本的水过滤器，到那些考虑当前围绕创新海水淡化工艺的可扩展性和效率问题的研究。

改造蒙巴萨 – 以及其他地区

Fletcher 博士在蒙巴萨的研究可以通过确定大坝最有效的选择来节省大量的时间，精力和资源。

而目前，当地政府正重新重视供水问题。位于 Fletcher 博士工作的沿海地区，有 Almar Water Solutions（安利捷能源公司旗下公司）的一项重大投资，该公司正在开发一座大型海水淡化厂。

人们希望该工厂每天生产 100,000 立方米的水，帮助蒙巴萨更好地应对其经常发生的水资源危机。这应该有助于减轻该市最贫困居民的压力，因为他们中有三分之二目前无法获得安全且负担得起的水[6]。

安利捷能源公司最近也证实，计划在沙特阿拉伯建造一座类似的海水淡化厂。Shuqaiq 3 开发项目预计 2021 年开始运营，每天向大约 200 万人输送 450,000 立方米处理过的水。

安利捷通过资助 J-WAFS 和 Almar Water Solutions 的活动，表明正其致力于全球生命基础设施的建设，助力为全球的水和粮食系统问题提供解决方案。

安利捷副总裁兼副主席 Fady M. Jameel 说：“从麻省理工学院的安利捷水和食品系统实验室的开创性工作，到 Almar Water Solutions 的奉献精神和专业知识，水处理是我们整个组织的首要任务。我们的多元化业务涉及生活的基础设施，并且水在我们生活中的重要作用是不言而喻的。它是可持续发展和人口增长的关键。安利捷将继续在世界各地努力提供更好的水资源解决方案”。

  [1] People, J-WAFS, accessed June 2019a

[2] Learning about climate change uncertainty enables flexible water infrastructure planning, Nature Communications, 16 April 2019

[3] MIT Researchers Develop New, Systematic Approach for Designing Long-Term Water Infrastructure Amid Climate Change Uncertainty, AZO Cleantech, 23 April 2019

[4] MIT Researchers Develop New, Systematic Approach for Designing Long-Term Water Infrastructure Amid Climate Change Uncertainty, AZO Cleantech, 23 April 2019

[5] MIT Researchers Develop New, Systematic Approach for Designing Long-Term Water Infrastructure Amid Climate Change Uncertainty, AZO Cleantech, 23 April 2019

[6] Mombasa: Supporting the utility to provide services to low-income communities, WSUP, accessed June 2019