大湾区由“9+2”组成——9个广东城市加上两个特别行政区（香港、澳门），总面积5.6万平方公里，人口超过8000万，地区生产总值超过13万亿元人民币。

出乎很多人的直观想象——大湾区总体来说属于缺水地区。目前大湾区的水系是五纵五横。“五纵”主要指东江、西江、北江、韩江、鉴江这五条江；“五横”则是后天设计、建设的诸多调水工程。但从最终结果来看，大湾区仍属缺水地区，且水资源分布不均，经济越发达、人口密度越高的地区，人均水资源占有量越低。

就深圳而言，境内无大江大河，共有11个流域水系经过。但河流普遍很短，且雨源性特征明显，水环境容量小、蓄滞洪能力弱。因此，深圳的原水资源对外依赖度高，80%以上从市外东江调入。在此背景下，深圳采取了蓄（28座供水水库）、引（境外水源）、供（50座自来水厂）、配（输水骨干线）等一整套安排，以确保水资源的安全供给。

一是推动自来水可直饮计划。深圳市希望能在2025年实现自来水持续、稳定、优质供应，标准从严、服务达优，最终实现自来水直饮。为此，深圳开展了一系列的工作。从硬件提升、全流程风险管控、服务升级、技术创新等各方面开展努力，取得了一定成效，但离目标仍存在一定差距。挑战包括风险掌握不全面、水质监管有空白、技术储备有空缺、社会认可难度大等。

二是推动废水处理范式的革新。包括在污水处理设施空间叠加、前沿技术探索等。空间方面，深圳市在有限空间里设有45座污水处理厂，不仅占地，且对周边地价、生产生活等各方面都有影响。为此，深圳鼓励高度集成化设计及高度节地技术，探索释放地面空间、构建生态综合体的地埋/地下式污水处理厂的应用；鼓励以装备化形式进行竖向工艺段组合，如竖流RPIR工艺的装备化应用，可以将旧有初沉池更新为生化池、节省拆除与新建成本。技术方面，基于深度脱氮、集约低碳等行业新需求，探索连续流好氧颗粒污泥技术的应用、污水中的碳补集+氨回收、AOA深度脱氮等。

随着各方对水务行业认知的深化及管理的趋严，城市水系统也面临着新挑战。

一是城市水环境的无组织碳排放。有学者对我国巢湖流域城市河流与农业河流、森林河流对比研究，城市河流的CH4、N2O排放通量显著高于其他两个区域的河流。这些排放来源于外源有机质进入河流后在不同厌氧、缺氧或好氧条件下的生物反应过程，通过植物、气泡、扩散等形式向外传输。而城市用地面积增加、极端气候、城市河流中的微塑料污染等，也会导致城市河流相较于自然河流具有更高的 CH4 、N2O 排放通量。

主要路源输入、原位产生机制、消耗过程及排放途径解析

对城市河流空间分布与排放情况的关系开展研究，发现发达国家和发展中国家略有差别；国内不同城市之间也有不同。在社会发展程度高且环境管理措施完善的地区，入河营养物有限，河流的碳排放量呈达峰后下降趋势。基于一些文献的实测数据，对北京、上海城市河流排放情况的估算结果显示，城市河流的碳排放已经超过污水处理厂排放量总合，且还在快速发展。

二是城市水环境的生态健康的评估与提升。由于河流较短、雨源特征显著、城市污水排放影响等，深圳河流域当前鱼类种类较少，多为外来入侵种，且采集困难；硬化河底导致底泥生境缺失，底栖动物多样性降低，急需对水环境生态开展系统评估。对此，课题组以水质参数、富营养化参数、河流生境（河床、河道和河岸带）、浮游生物等为评价指标，依据细菌及浮游植物的组成分布，建立了一套基于生物完整性指数的河流生态健康评价方法，并对深圳河、布吉河、福田河等河流进行了生态评估。

从评估结果来看，基于细菌和基于浮游生物的两种评价方法结果趋势一致：布吉河的健康状态最好，福田河次之，深圳河最差；从上游到下游，三条河的健康状况逐渐变差；但在部分点位评价结果有差别。

三是新污染物的赋存、转化与去除。深圳的河流接纳了污水处理厂的排水，由于当前排水标准对于PPCPs 没有明确规定，导致城市地表水存在新污染物威胁，各种亲水运动也存在潜在风险。这是我们需要关注的问题。我们综合历史文献资料，选取了16中新污染物种类，对大沙河、福田河、布吉河进行了取样并开展检测分析，结果显示，检出频率约100%，选定的16种污染物都能被测出，而且浓度很高，可见这必将是未来一项重要研究方向。

四是城市排水管道系统的碳排放。随着人们对于生态环境质量要求的逐渐提高，排水管道系统的规模随污水收集率、处理率的提高而迅速扩张。排水管道正在悄无声息地向大气排放有害气体和温室气体，且长期被忽略。生物膜和沉积物是公认的温室气体产生与排放的源头。美国俄亥俄州的某研究表明，管道碳排放占到污水处理系统直接排放总量的1/3。当前，深圳集中式、大规模的污水处理厂已经有45座，各厂服务范围大、管网长度长，有必要开展相关研究明确排水管道系统温室气体产生机理、排放途径和排放总量等。

五是城市污泥的低碳处理处置。关于城镇污水厂污泥的处理，目前主流工艺包括填埋、堆肥、厌氧消化、焚烧等，不同工艺各有优劣，可以不同程度地实现污泥资源化，但同时也会产生不同程度的碳排放，主要包括气体泄露、土地利用等产生的直接碳排放；能源、药剂消耗等产生的间接碳排放；以及热电联产、堆肥产品土地利用等产生的碳排放。为探明“双碳”时代各种污泥处理处置路径的碳排放情况，清华大学参与到深圳市无废城市课题研究中，对各类处理路径进行综合碳排放评估。总体来看，填埋工艺碳排较高，在低碳导向下，厌氧消化+焚烧或将成为优势工艺。