雨季来临,对于暴雨多发城市,在城市中看海成了家常便饭。
北京建筑工程学院的专家周玉文认为,“中国的排水系统设计相对落后,知识亟须更新,如果用电脑作出模型运算,例如计算暴雨的量级和与之相应的排水速度,那么便能提高排水的效率,而不是哪里有水就去哪里抢险,像无头苍蝇般乱撞。”而要对城市排水体统重新进行规划建设,需要十分漫长的周期。
城市化的快速发展,城市建设过程中对路面建设造成雨水下渗率低,也是城市内涝的原因之一,大量积聚在城市路面的水需要排出,这就对城市的排水提供提出了考验。对于世界各地的城市而言,都是需要面临的问题,那全球的其他城市是如何通过城市排水系统的建设来解决城市排水问题的呢?
日本“东京”的地下神殿
上世纪50年代末,日本下水道系统落后。暴雨袭来,道路变河道,地铁站变蓄水池。而在东京,此类情况最为严重。1992—2007年,日本投资2400亿日元(约合200亿元人民币),在东京北郊琦玉县境内建设名为“首都圈外郭放水路”的巨型分洪工程。
该工程位于地下50米处,是一条全长6.3公里、直径10.6米的巨型隧道。隧道连接着东京市内长达15700公里的城市下水道。隧道通过5个高65米、直径32米的竖井,连通附近的江户川、仓松川、中川、古利川等河流,作为分洪入口。在隧道末端,是一个高25.4米、长177米、宽78米的大型蓄水池。在这里,4台燃气轮机驱动的大型水泵,将水以200立方米/秒的速度排入江户川,再排入大海。
这项工程被誉为世界最先进的排水系统,它全程使用计算机遥控,并在中央控制室进行全程监控。该工程同时还是一个旅游景点,可以免费参观。
事实上,日本的城市排水系统充分考虑到了泄洪和储水相结合的,利用城市中的旧河道,在对雨水进行引流的同时发挥了蓄水作用。
伦敦:建设大型地下排污系统
19世纪,流经英国伦敦的泰晤士河是最大的下水道,而通过水源传染的霍乱等流行病困扰伦敦。1859年,测量工程师约瑟夫·巴瑟杰设计的伦敦地下排水系统改造工程正式动工。下水道在伦敦地下纵横交错,基本上把地下挖成蜂窝状。工程全长达到2000公里,将全部污水都排往大海,伦敦上空的臭味终于消失了。2003年,英国BBC拍摄介绍自工业革命以来世界各地的七大工业奇迹的纪录片,伦敦下水道名列其中。
泰本河,就像是很多泰晤士河的支流围绕在伦敦城市中心的下水道中。
巴黎:有门牌号有博物馆
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,前后花了一个多世纪才完工。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。
慕尼黑:建设城市储水系统
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。
鹿特丹:地上“水广场”
荷兰鹿特丹开创了其独有的“水广场”防涝及雨水利用系统。水广场顺地势而建,由形状、大小和高度各不相同的水池组成,水池间有渠相连。平时是市民娱乐体闲的广场。暴雨来临,就变成一个防涝系统。由于雨水流向地势更低洼的水广场,街道上就不会有积水。雨水不仅可在水池间循环流动,还能被抽取储存为淡水资源。
青岛:德国殖民军建造的雨污分流系统
1898年德国殖民军登陆青岛,立志要把这个只有2万人口的渔村,打造成海外殖民地的样板城市。当他们调集了当时德国一流的城市规划专家和建筑设计师来到青岛,按照19世纪末欧洲最先进的城市规划理念,实地勘察设计,形成了青岛的城建规划。档案显示,暗渠都是埋在地下2米,直径最粗半米,细的如同手腕粗;管道则是用烧制的陶瓷管,每截2米左右,带螺丝口。管道接口麻纱外面沥青封口,一般多为一米半到2米长的短管,方便检修。明渠和暗渠,每隔50米就修道挖隧道,用雨篦子分流,挡住随雨水冲刷而来的泥沙。这套系统基本覆盖了青岛老城区,现在在青岛西部老城区,100多年前修建的暗渠至今还管用。
故宫:排水消防并举
在紫禁城初建时,就已经对排水系统考虑得十分周密。因为紫禁城自建成后,除了明代中期又加建了一个外城城墙之外,全城的总体布局直至1949年北京解放为止都没有重大改变。而紫禁城的排水系统采用的主要是利用城市地面的坡度差进行排水。
整个紫禁城的排水系统经过了精心测量、规划设计和施工,用于排水的干道、支道,明沟、暗沟,涵洞、沟眼,纵横交错,主次分明,共同形成了四通八达的排水网络。总的走向是将东西方向流的水,汇流到南北走向的干沟,然后全部排入内金水河。内金水河全长2100多米,由紫禁城的西北流入,从东南流出。这条穿流整个紫禁城的内河蜿蜒曲折、若隐若现,除了可以美化环境和供欣赏鱼藻之用,更大的作用则是防火和排水。因为故宫基本都是木制建筑,消防防火也是非常重要的工程。
事实上,城市排水系统并不是一个炫酷的设计方案而已,而是在设计规划中,要充分考虑到城市的地形、地貌、规模等因素因地制宜地进行城市排水系统的建设。
目前的城市排水系统建设中,主要分为合流制和分流制。分流制设置污水和雨水两个独立的排水管道,分别排放雨水和污水。通过独立的管道,污水送至城市废水处理厂进行处理后,再排入河流。合流制只有一个排水管道,城市污水和雨水共用一个管道。在管道中设置截流管,平时,污水通过截流管直接到达污水处理厂,下雨时,超出截流管道承载能力的雨水和污水混合排水水体内。
建设雨污分流系统成本高,但对于城市长远的发展来看,是有诸多好处的,通过雨污分流,对污水进行处理,能够更为有效的避免城市水体污染,同时也减少暴雨时城市污水回流情况的发生。而在上文的城市排水系统案例中,也对城市的雨污分流做出了考虑。
在对城市排水系统的前期规划建设中,还需充分考虑城市的降水情况,从城市防洪防汛、近期和长期的城市发展情况做出考虑,并将城市的生态建设纳入考虑的范围。简单的对城市排水系统做规划建设只是工作的一部分,后期的对城市排水系统的定期巡检和清淤维护工作,更需要按时进行,才能更加有效的保证城市排水系统的正常运作。
对于城市而言,排水系统犹如城市的血管,在城市内部流通,对城市排水系统进行合理、有远见的规划,才能让城市体面的运转。