8、iSPUW：可持续城市的城市水综合传感与预测愿景

iSPUW：可持续城市的城市水综合传感与预测愿景

1. 引言

在当今这个城市世纪，许多城市面临着巨大的与水相关的挑战。城市地区不仅容易受到水的过剩和短缺影响，还面临水质恶化的问题。即使是适度的降雨也可能迅速填满并溢出城市水道，大面积不透水区域的快速冲刷会迅速污染雨水。而且，这些城市水问题往往是孤立处理，而非协同解决，这进一步加剧了挑战的严峻性。

随着城市化和气候变化，与水相关的灾害和风险在人们的生活和经济中扮演着越来越重要的角色。极端降水事件可能会更加频繁和强烈，城市必须制定和实施策略以适应这种“新常态”。为了对与水相关的灾害和风险做出主动响应，市政当局、企业和居民需要特定时间和地点的、准确且量化不确定性的影响预警和规划信息。

目前，许多城市依赖基于雨量计的山洪预警系统进行水相关的应急管理，并聘请顾问进行可持续性研究。虽然有一些模型和建模工具可用，但大多数城市缺乏有效使用它们的专业知识和资源。而且，建模和分析实践往往是分散的，难以建立和扩展可共享的知识库和网络基础设施来有效应对城市可持续性挑战。

为了解决这些挑战，未来4年将协同整合计算和网络基础设施、环境建模、地球科学和信息科学的进展，开发城市水挑战的综合解决方案。目标是开发一个由分布式计算和网络基础设施支持的原型系统，用于对大型城市区域的水量和水质进行综合传感、高分辨率建模和不确定性评估预测。该系统有望实现与城市水相关的多尺度、多维度风险决策，并通过大城市作为不确定动态系统对极端降水、城市化和气候变化的环境、社会和经济响应，增进对城市可持续性及其相关挑战的理解。具体将：
1. 开发一个基于网络的解决方案，整合城市水的高级传感、建模和预测，涵盖水量和水质两个方面。
2. 支持广泛的用户和利