城市排水系统的思考.docx
《城市排水系统的思考.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市排水系统的思考.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
城市排水系统的思考
城市排水系统的思考
为解决城市雨后排水和污染问题南京住建部投180亿元老城改造，模仿国外流行的"雨污分流"排水系统，但7月17日一场暴雨让南京部分城区内涝严重，当局辩称雨污分流是环保工程而非防汛工程。
"雨污分流"确有排水功能但在国外已走向淘汰；而南京简单地复制德国日本的雨污分流，并不能从根本上解决南京的城市排水问题，如不因地制宜地按自身城市来规划排水工程，借助先进的科技手段为极端降水预留"重现期"，这巨资下的"雨污分流"仅是一场失败的模仿秀。
南京巨资打造雨污分流工程
南京从2010年起到2014年底投资180亿元实施水环境整治工程，其中雨污分流是这一工程的核心。
所谓"雨污分流"工程，指的是让城市污水和雨水，进入不同的管道，最后分流进入污水处理场所。
这样做的好处在于，在某种程度上可以快速地让城市雨后积水可以迅速排出，另一方面是可让居民生活污水集中收集处理。
南京投资180亿治理城市水环境：
“雨污分流”排污防汛
南京市四处开挖的雨污分流工程，是一项常见的城市排污排涝工程。
其原本目的是让城市污水和雨水，进入不同的管道，最后分流进入污水处理场所。
城市建设管理部门介绍：
雨水、污水“分家”后，雨水管道里没了污水，直接送雨水下河不会造成污染，而且雨天的排水也会更加畅通；而污水管道没了雨水，进入污水处理厂后，可提高处理率，大幅削减COD（水质污染度指标）排放量。
南京主城区雨污分流工程，由中国交通投资有限公司斥资30亿元投资兴建，这一投资项目将于3年后完成，竣工验收合格后，南京市政府将在2年内分批偿还投资款和相应投资红利。
南京市计划自2010年起到2014年底，投资180亿元实施水环境整治工程，特意在原有的基础上增加了雨水管、污水管的的管径。
由于合流制管网的设计过多考虑雨水的排泄，水力坡度取值一般较小，导致旱季污水中的沉积物、垃圾、建筑施工的泥浆大量淤塞管道，反而更加影响南京内涝排除
南京住建部称：
“雨污分流”可加大城市排水力度
南京城乡建设局组织议案办理见面会透露，雨污分流工程即是为满足市委市政府提出的建设“不淹、不涝的城市”和全面消除劣v类水体的目标。
南京市环境整治综合指挥部有关人士也认为“实施雨污分流后，污水单走一根管子，以前的合流管腾出了一部分空间，其实排水能力是提高了。
只要管道是畅通的，泄洪能力应该比往年更强。
”
南京市住建委环境建设处副处长竺兴宏曾表示，污水走专门管道，给原先的合流管腾出空间，“理论上来讲，实施雨污分流之后，排涝能力会有所提高。
”雨污分流工程中雨水设施建设项目15个、污水设施建设项目49个。
到目前为止，南京雨污分流工程共敷设114公里主干管、街巷污水干管103公里，完成350个片区的雨污分流。
“雨污分流”工程在上世纪已经被一些发达国家采用并取得有效成绩，德国是将雨污分流工程产业化和系统化的国家，从其在一百多年前在青岛殖民地时期建造的地下排水系统可见一斑。
但是德国并非百分百完全依赖雨污分流工程，城市规划者也充分考虑到了雨水传输和存储功能的建设。
德国雨污分流：
科学规划排水系统
德国从20世纪80-90年代已基本实现对城市雨水的污染控制。
最典型的措施是修建大量的雨水池截留处理合流制和分流制管系的污染雨水，以及采取分散式源头生态措施削减和净化雨水。
城市雨水资源的收集利用也实现标准化和产业化。
但德国因地制宜地采纳适合当地条件的不同排水方案，还保留大量的合流制（约占70%左右，在地形坡度较大的德国南部更多地采用合流制，而在地势平坦的北部则倾向分流制），他们将重点放在源头污染控制和终端污染控制的结合、排水系统的改造与削减径流量和其他雨水径流污染控制的技术性和非技术性措施的结合。
通过全面而科学的系统规划，较快地实现了对城市排水系统的改造、建设和水污染的有效控制。
德国雨污分流考储存和减缓洪峰功能
德国传输径流主要有地下管道和地表明沟两种形式，其中地下雨水管线不仅要考虑雨水传输，同时还要考虑储存雨水和减缓洪峰的功能；地表明沟则既考虑了雨水传输的功能，也考虑了对构造城市景观的作用，通常是将其模拟为蜿蜒曲折的天然河道。
对于降雨径流的贮存形式，家庭中一般采用预制混凝土或塑料蓄水池。
居民区一般采用人工湖或构造水景观，或者通过绿地、花园或人工湿地增加雨水入渗。
德国的雨污分流成功之处在于，他们将雨水的传输储存与城市景观建设和环境改善融为一体，既有效地利用了雨水资源、减轻了水处理厂对雨水处理的压力，又有效地改善了城市景观。
德国并没有完全依赖雨污分流工程，而是因地制宜地采纳适合当地条件的不同排水方案，保留大量的合流制（约占70％左右）。
德国地下雨水管线不仅要考虑雨水传输，同时还要考虑储存雨水和减缓洪峰的功能。
多国开始淘汰雨污分流工程
投资187亿的“雨污分流”工程在南京刚开始兴建，但却早已成为一项淘汰工程，日本在上世纪放弃了大规模雨污分流工程，只是采用部分城区使用分流系统；瑞典最初也像南京一样，把城市排涝工程寄托在雨污分流上，在发现并不适合本城特点之后就放弃了这一工程。
取而代之的是，通过扩建下沉式绿地、铺设透水地砖、充实地下水、利用屋顶集雨等方式，变“排水”为“留水”，用技术和科学规划来部分弥补消失的河流的功能。
日本分流合流结合，梅雨地建排水高效"共同沟"
与南京等中国城市不同，日本年平均降水量在1800毫米左右。
其中，降水量最多的地区是九州东南部、四国南部、纪伊半岛东南部以及中部的福井、石川、岐阜等县境，年降水量均在3000毫米以上。
因为认识到雨污分流制耗资巨大，日本在全国63.5%下水道中，合流制保持在20%的比例。
为应对城市水灾，某些城市还特意修建了10米直径的地下河，例如大阪将地下河修到地下27米深，东京更是深达60米，正是这些地下河保证了城市的防洪安全。
此外，日本广泛使用的是"共同沟"排水综合管道。
到目前，日本已有80多个城市建成了共同沟，总长达1000多公里。
东京的G-Cans是世界上最大的地下水路，目的是东京夏天雨季发生洪灾时，可将地面积水经由地下排出。
瑞典80年代放弃雨污分流，采用"屋顶绿化过滤"系统
跟南京一样早在上世纪80年代之前，瑞典为解决南部多雨城市的雨后积水问题，也将希望寄托在"雨污分流"工程上，但后来发现其实并不适用于本国。
瑞典排涝典型代表就是"明日之城"马尔默，该城环保规划和概念走在世界前列。
为解决城市排水问题，这座城市采用的是"绿色屋顶"，将雨水排放系统设计为：
雨水首先经过屋顶绿化系统过滤处理，补充绿化系统水分，其余雨水经过路面两侧开放式排水道汇集，经简单过滤处理后最终排入大海。
通过植被屋顶，可将60%的年降水通过蒸发再参与到大气水循环，其余的水经过植被吸收后再进入雨水收集系统循环使用。
德国并没有完全依赖雨污分流工程，而是因地制宜地采纳适合当地条件的不同排水方案，保留大量的合流制（约占70％左右）。
瑞典排涝典型代表就是"明日之城"马尔默，该城环保规划和概念走在世界前列，为解决城市排水问题，这座城市采用的是"绿色屋顶"。
南京雨污分流为何不行
南京雨污分流工程尽管投资巨大，但这项工程并非适合南京，而且南京在设计排水工程的抵御期也只将暴雨重现期设定为半年到3年一遇，在实施过程中，大部分城区普遍采取标准规范的下限，国外的城市排水标准普遍采取最高：
纽约是"10至15年一遇"，东京是"5至10年一遇"，巴黎是"5年一遇"标准。
除排涝不利之外，南京市平均每天还发生挖管道等导致的爆管事故达30多起。
南京城市排水系统设计标准低下：
仅抵御1年1遇暴雨
在设计方法上，大部分城市仍沿用上世纪50年代前苏联的设计理论，在模拟仿真、计算精度和适用性等方面，明显落后于发达国家普遍采用的计算机模拟仿真技术。
而随着全球气候变暖导致的气候乱象增多，大雨出现的频率也有所提高。
例如有数据统计过去30年中，上海的暴雨数量和降雨强度均有明显增多的趋势。
大暴雨平均为半年一遇，而特大暴雨或降雨超过每小时100毫米以上的暴雨共有11次，为三年一遇。
显然，上海的雨水排水系统已经无法满足城市发展的需要。
而为防范城市内涝，国外的城市排水标准普遍采取最高：
纽约是"10至15年一遇"（注：
一年一遇是每小时可排36毫米雨量）的标准，东京是"5至10年一遇"，巴黎是"5年一遇"标准。
南京雨污分流仅为排水系统，遇大雨无“留水”功能
南京治涝应多元化，而非斥仅仅巨资打造雨污分流系统，还应该从城区本身地理特点着手，要有“留水”系统。
例如德国从上世纪60年代起就采用透水材料铺装路面，并致力于不透水路面的改造，其目标是到2010年，把全国城市90%的路面改造为透水路面。
“其实留水这种处理方式不仅仅是为了收集利用雨水，对于减少城市地表径流系数，缓解城市内涝压力也有很大的帮助，特别是突发的大密度降水。
”北京工业大学建筑工程学院副教授赵树旗如此评价留水系统。
但国内目前虽然并不普及，但像下凹式绿地、铺设透水砖和修建蓄水池等收集雨水的设计还不多见。
国外的城市排水标准普遍采取最高：
纽约是"10至15年一遇"，东京是"5至10年一遇"，巴黎是"5年一遇"标准。
南京治内涝把希望寄托在雨污分流工程，忽略了城市留水系统的建设，应像德国一样对城市路面铺设透水砖让雨水集中渗透入地下雨水收集管道中，以此应对没有按国家标准降下的大雨。
城市内涝，排水系统是根源，留水系统也容易被忽视。
南京巨资打造雨污分流的确是解决城市内涝的途径，但城市规划者应分析其中利弊结合本地情况因地制宜，而非一劳永逸地拷贝模板，拍脑袋做决定。
下水道折射出的GDP
如果被带到一个陌生的国度或城市，如何分辨它是否发达？
台湾作家龙应台认为，一场大雨足矣。
一场暴雨，北京成了“东方威尼斯”。
网友仿旅游指南打趣道:
“新燕京七景:
陶然碧波，安华逐浪，白石水帘，莲花洞庭，大望垂钓，二环看海，机场观澜。
威尼斯几百年做到的事，武汉几天就做到了；武汉几天做到的事，北京几小时就做到了。
”
不仅北京、武汉，5月间，广州也因暴雨出现过严重内涝。
北京水务局回应称，城市建设排水系统滞后于城市发展，是全国普遍存在的问题。
现在北京中心城区的排水管网最早还有明代的设施。
但是城市管网更新面临诸多问题，老旧管网只能是打补丁，发现一处，补一处。
如果被带到一个陌生的国度或城市，如何分辨它是否发达？
台湾作家龙应台认为，一场大雨足矣。
她说，“最好来一场倾盆大雨，足足下它3个小时。
如果你撑着伞溜达了一阵，发觉裤脚虽湿了却不脏，交通虽慢却不堵塞，街道虽滑却不积水，这大概就是个先进国家；如果发现积水盈足，店家的茶壶头梳漂到街心来，小孩在十字路口用锅子捞鱼，这大概就是个发展中国家。
它或许有钱建造高楼大厦，却还没有心力来发展下水道；高楼大厦看得见，下水道看不见。
”
有时候，GDP不算数，文明的差距，只差了一条下水道而已。
巴黎下水道:
欢迎参观
巴黎的下水道是承载着文化的。
《剧院魅影》中相貌丑陋的音乐天才在下水道里吟唱着对克里斯蒂的思慕；《悲惨世界》的主人公冉·阿让利用巴黎城下密如蛛网的下水道，避开警察的追捕，救出了进步青年马利尤斯。
法国文豪雨果说，下水道是城市的良心。
巴黎有着世界上最大的城市下水道系统。
这个处在城市地面以下50米的世界，从1850年开始修建，巴黎人前后花了一个多世纪才完工。
在巴黎大规模建设下水道之前，这座城市大部分的消费用水来自塞纳河，暴露在地面的部分废水未经净化就流回了河中，造成河水污染，空气中恶臭弥漫，最终导致了1832年的一场霍乱爆发。
城市规划者痛定思痛，要修建下水道系统。
1851年，工程师欧仁尼·贝尔格兰为巴黎下水道系统的发展、清除和维修建立了一套完整的技术。
他发明了清除下水道垃圾和沉沙的机械，利用流水的冲刷效应将垃圾集中到定点以便清除；在小下水道中，他还设计了蓄水池，以增强冲刷力，避免下水道堵塞。
到了1878年，巴黎已经拥有长达600公里的下水道网。
一战以后，城市人口增长对城市的“消化能力”提出更高要求。
于是，1935年－1947年，巴黎的工程师们又开始新一轮扩容改造工程:
修建4条直径为4米、总长为34公里的排水渠，以便通过净化站对废水进行处理，处理过的水一部分排到郊外或流入塞纳河；另一部分则通过非饮用水管道循环使用，洗刷城市街面。
二战结束后，巴黎市政府又进一步扩建了这一系统，使每家每户的厕所都直接与其相连。
到1999年，巴黎完成了对城市废水和雨水的100％完全处理。
经过不断完善，今天的巴黎下水道总长2347公里，约2.6万个下水道盖、6000多个地下蓄水池。
清淤系统配备了电脑控制，还有专门针对雨季塞纳河水的“涨水站”以及安全阀，以及用于下大雨时保证排水效果的路边下水道等等。
每天，超过1.5万立方米的城市污水都通过这条古老的下水道排出市区。
有意思的是，巴黎下水道还是一处观光旅游点，1867年巴黎承办世博会期间就开始向游客开放，陆续有外国元首来这座地下迷宫取经。
位于塞纳河阿尔玛桥畔的巴黎下水道博物馆，如今每年客流量超过10万人。
下水道四壁整洁，没有想象中的污秽与腥臭。
通道中间是宽约3米的排水道，两旁是宽约1米的供检修人员通行的便道。
如此宽敞，可见，《剧院魅影》中下水道内划船的情节并不是浪漫的虚构。
巴黎有1300多名专业工人来维护下水道，包括清扫坑道、修理管道，寻找、抢救掉进或迷失在下水道中的人，用水淹的方式灭鼠，监管净化站等，还有一项重要的工作就是寻找各类遗失物品，包括犯罪凶器和人们不小心掉落在排水道里的贵重物品。
据说，每年工作人员都会接到大约3000个这类求助电话，而寻找到失物的几率高达80％。
这样的市政工程，虽然初期投资巨大，后期使用过程中却节省了大量的人力和物力。
百年工程，惠及今日。
在多雨季节，巴黎人畅行无阻，地铁通道上不会挂“瀑布”，车子也不会变成“潜水艇”。
德国下水道:
考虑细致
前几年广东、广西等国内城市出现强降雨导致主城区被淹后，很多人提及了另一个城市——青岛——尽管也是雨水频袭，却几乎没有内涝。
而它的地下排水系统，是100多年前德国人占领青岛时修建的，共铺设雨水管道29.97公里，污水管道41.07公里，雨污合流管道9.28公里，总长度约为80公里。
“文化大革”命时期，德建下水道还曾被作为人防工程，排水道上开了很多口，里面修设了台阶。
青岛的德建排水管道从横断面来看，高约80厘米，上半部分呈半圆形，直径较大，简单地以水泥抹面，能在水量比较大的时候确保过水面积。
下半部分呈“V”字形，约1/2高度的部分贴了白色瓷瓦，确保了污水在流量比较小的情况下依然能够保持比较高的流速，光滑的瓷瓦能确保污物垃圾不会被毛刺挂住，减少了堵塞冒溢的可能。
上大下小的蛋形结构，还可以让管道拥有尽可能大的承压能力。
德国人从1899年开始在青岛铺设的地下管网，至1905年，青岛市欧人居住区排水管道铺设已具规模，并最早实现雨污分流。
排水管道中的雨水斗带有反水阀，这样一来雨水冲刷的脏物只能进入雨水斗，而不会进入管道，因此不会造成管道堵塞——管道堵塞越少，排水井冒溢就越少——脏物也便于清理。
德式管网不仅设计细致，管材质量也好。
青岛人把管道井盖称作“古力盖儿”，就是德语“Gully”的音译。
雨、污水井盖不仅有符号表明，还有大小之分。
直到今天，黑色的古力盖儿依然铮亮，没一点锈迹。
青岛原德国租借区的下水道在高效率地使用了百余年后，一些零件需要更换，但当年的公司早已不复存在。
城建公司的员工四处寻觅配件公司，后来一家德国的相关企业给他们发来一封电子邮件，说根据德国企业的施工标准，在老化零件周边3米范围内，应该可以找到存放备件的小仓库。
城建公司根据提示，在下水道里找到了小仓库，里面全是用油布包好的备用件，依旧光亮如新。
而在德国，第三大城市慕尼黑的市政排水系统的历史可以追溯到1811年。
地下总长2434公里的排水管网中，有13个地下储存水库，总容量达70.6万立方米。
如果暴雨不期而至，地下储水库就可以暂时存贮雨水，再慢慢释放入地下排水管道，以确保进入地下设施的水量不会超过最大负荷量。
伦敦下水道:
切断霍乱源头
英国伦敦下水道的历史也在150年以上，被称为“工业世界的七大奇迹之一”。
无独有偶，伦敦地下水道系统的修建也与流行病肆虐有关。
19世纪中期的英国完成了工业革命，处于“世界工厂”的地位，但是作为欧洲超级大都市的首都伦敦却是垃圾遍地、臭气冲天，排水系统极其糟糕。
当时的泥土路面或卵石街道都凿有明渠或街沟，以便将污水和雨水引入其中。
然而一英尺多深的明渠中往往塞满了灰烬、动物尸体，甚至粪便。
由于水体污染，1848年－1849年间，一场霍乱导致1.4万伦敦人死亡。
疫情结束后，为了改善地下水道，英国政府成立了一个皇家污水治理委员会，任命约瑟夫·巴瑟杰为测量工程师，改进城市排水系统。
1853年，霍乱卷土重来。
传染病医生约翰·史劳对比伦敦地图分析发病案例发现，由于人们生活依赖的地下水遭到严重污染，这才引发了霍乱。
但当时政府卫生部门的官员和顾问坚信霍乱是由空气传播，没有对伦敦的饮用水做出任何改进。
当时的泰晤士河已经成为伦敦最大的下水道，整条河都在发酵。
1855年7月7日，化学家法拉第致信《泰晤士报》编辑，描写了他所见到的泰晤士河水:
“整条河变成了一种晦暗不明的淡褐色液体……气味很臭……这时整条河实际上就是一道阴沟。
”
1856年，巴瑟杰计划将所有污水直接引到泰晤士河口，排入大海。
根据最初方案，地下排水系统全长160公里，位于地下3米的深处，需挖掘350万吨土，但伦敦市政当局以系统不够可靠为由，连续5次否决了巴瑟杰。
1858年夏，伦敦市内的“奇臭”已经实在让人难以忍受，国会议员和有钱人都开始往外逃。
当局迫于压力，不得不接受了改造方案。
次年，伦敦地下排水系统改造工程正式启动，工程规模也扩大到了1700公里以上。
有人担心伦敦会被挖空而坍塌。
为了解决这个问题，工程部门研制了一种新型高强度水泥，巴瑟杰还发明了一套严格的质检方法。
最后，3.8亿块混凝土砖构成了坚固的下水道。
工程历时7年完成，纵横交错的下水道实际总长达到了2000公里。
弥漫在伦敦空气中的臭味终于消失了。
下水道将污水与地下水分开，从此以后，伦敦再没发生过霍乱。
约翰·史劳有关水源污染导致传染病肆虐的论断也终于被卫生部门接纳了。
伦敦市民为纪念巴瑟杰的贡献，给他塑了一座雕像。
不过相比起巴黎可供参观的下水道系统，伦敦的下水道似乎没那么整洁。
两年前一则新闻称，在英国伦敦繁华的莱斯特广场之下，大约1000吨的油质固态垃圾几乎完全堵塞了下水道，极有可能带来污水横流和排涝不畅的风险。
泰晤士水务公司不得不组织了数支清除队，从繁华的伦敦西区下水道开始清理油污。
2009年5月，经过清除队的手工铲除和高压水枪的冲洗，脱脂后的下水道变得宽阔、通畅。
事实上，清除过程中所遇到的肮脏垃圾油脂并不是最大的困难。
令清除队员最难以忍受的是，他们不得不面对巨大的老鼠、忍受恶心的气味以及甲烷、硫化氢等致命的气体。
因此，清除队员都配备了氧气呼吸器、气体监测仪等设备。
东京下水道:
五至十年一遇
除了地震以外，对日本影响最大的恐怕就是台风和夹裹而来的大雨。
上世纪50年代末，日本的工业经济进入高速发展通道，却因为下水道系统的落后而饱受城市内涝之苦，一到暴雨季节，道路上水漫金山，地铁站变成水帘洞；再加上大量生活污水、含重金属的工业废水未经处理就排入河道，人在食用受污染鱼类后引发了水俣病、骨痛病等，公共水体污染成为社会关注重点。
为了解决恶化的环境污染问题，1964年4月，日本成立了“下水道协会”，主旨是对下水道系统作全面评估，统一下水道建设以及排污标准，将老化的管道更新换代。
1970年，日本召开“公害国会”，会上政府大幅修改了《下水道法》，明确规定了下水道建设目的，并决定每年投入大量国家预算用作污水收集和处理的建设及运营。
日本首都东京的地下排水标准是“五至十年一遇”（一年一遇是每小时可排36毫米雨量，北京市排水系统设计的是一到三年一遇），最大的下水道直径在12米左右。
东京的雨水有两种渠道可以疏通:
靠近河渠地域的雨水一般会通过各种建筑的排水管，以及路边的排水口直接流入雨水蓄积排放管道，最终通过大支流排入大海；其余地域的雨水，会随着每栋建筑的排水系统进入公共排雨管，再随下水道系统的净水排放管道流入公共水域。
东京下水道的每一个检查井都有一个8位数编号，知道编号就能便于维修人员迅速定位。
为了保证排水道的畅通，东京下水道局规定，一些不溶于水的洗手间垃圾不允许直接排到下水道，而要先通过垃圾分类系统进行处理。
此外，烹饪产生的油污也不允许直接导入下水道中，因为油污除了会造成邻近的下水道口恶臭外，还会腐蚀排水管道。
下水道局甚至配备了专门介绍健康料理的网页和教室，向市民介绍少油、健康的食谱。
升级会员 