城市大雨“沦陷”聚焦排水规划设计

  • 时间: 2012-07-26 15:46:47
  • 来源: 图书馆

    当下,7-8月份汛期,在我国广阔的区域内,不少城市就会在暴雨的袭扰下被“沦陷”,一场场强降雨给一座座城市留下了深刻烙印,街道成“海”、汽车没顶、交通瘫痪、人员伤亡,“逢雨必涝,遇涝则瘫”。一些大都市雨后积涝成灾的新闻屡见报端。内涝,似乎已成为我国城市遭遇强降雨后的普遍状态。
    每一次严重内涝发生后,网络上、电视上、报刊上,舆论都会一片哗然,人们纷纷对城市排水能力、城市防灾的应急机制表示不满,对有关部门的排水系统维护工作表示质疑。而各地政府,也屡屡在事后对公众做出承诺,表示要投入大量人力物力来改造城市排水系统,增强抗涝能力。然而,不满归不满,质疑归质疑,承诺归承诺,“逢雨必涝”的话剧,仍然年复一年地上演着。
    那么,其中症结究竟何在?城市内涝难以根治的僵局,究竟该如何打破?建筑图书馆现搜集相关资料,供读者参考。

    原因追溯,问题多多
    一是城市建设“重地表,轻地下”。
    最大的病根在于城市开发、建设过程中缺乏科学规划,‘重地表、轻地下’。”中国城市规划设计研究院副院长杨保军认为,虽然极端气候是导致城市内涝的直接原因,但与快马加鞭式的地面建设相比,城市排水系统建设明显滞后,造成严重“肠梗阻”,这才是症结所在。“‘重地表、轻地下’的做法,折射出城市管理者急功近利的发展理念和政绩观。 杨保军说,由于一些地方衡量城市发展、考核干部的标杆更多的是经济增速,似乎只有高楼林立、街道宽阔、广场气派、商业繁荣才是政绩,所以当面对花费多,却看不见、用得少的城市地下排水系统时,真正下力气做的便少之又少。
    由于长期投入不足,历史欠账较多,城市排水管网的建设明显滞后城市化进程。据《中国城市建设统计年鉴》统计,目前用于市政基础设施的财政性资金仅有4%投入到排水系统维护;养护维修资金90%依靠地方财政投入,难以按标准进行定期养护维护。来自国家防总的数据显示,目前我国省会以上城市的排水标准一般只有一年一遇到两年一遇,其它城市的排水标准更低。
    二是市政排水系统的规划设计与城市发展不配套。
    城镇化发展提速,地方财政紧张,某些地方政府出于政绩观的需要,市政设施重地上、轻地下。市政基础设施的标准无超前性和前瞻性,城市防汛标准过低,有的城市甚至没有制定系统的排水体系的规划,基本上都是发展一片做一片,缺乏长远的目标。如果城市没有骨干排水管网的话,各个小区只能各自为战。还有的施工者认为,排水系统在地下,是看不见的工程,做得差一点没有关系,比如排水管接口不符合要求,留泥窨井形成虚设(图1),自然经不起暴雨的检验。

(图1 网络曝光的假窨井)
    三是泄洪河道清淤疏通不够。
    雨水从雨水口经雨水管道,再到河道。雨水管线属于市政,河道疏通却是水利水务部门的事,两个部门衔接不好也容易产生问题。以北京为例,“7.21”暴雨中,广渠门桥下,积水较深,在降雨不久就启动泵站排出积水。然而,积水并没有减少,护城河与铁路桥下的路段形成倒灌回流,排水相当于是在回流中形成一个“死循环”, 抽水设备相当于作无用功。造成此处积水严重的时候达4米深。


(图2 抢救广渠门桥下被困车辆)
    四是路面硬化“喝”不进雨水。
    过去,雨水可以通过绿地、湿地、水塘蓄养,减少了雨水汇积,但随着城镇化进程加快,城市寸土寸金,越来越多的湖泊、湿地被填埋,城市绿地不断减少,城市的汇水能力也跟着大大减弱。与此同时,路面逐渐被混凝土、沥青等不透水材料覆盖,雨水无法渗透,只得靠城市排水管网外排,使本来容量有限的排水管道更显得捉襟见肘。
    五是排水系统的管理维护不到位。
    再好的城市排水系统,如果不去认真管理与维护,还是达不到排水的预期效果。比如,长久不去检查、长久不去清淤、长久不去维护,排水系统又怎么会畅通,又怎么能经受暴雨的袭击呢?
    六是城市居民的综合素质有待提高。
    一个城市,仅仅有好的排水系统还不够,仅仅有合格的质量还不够,仅仅有专门的部门管理和维护还不够,还需有广大居民的关心与爱护、尊敬与保护。现在城市建设到处开花,到处是工地,人们经常会发现建筑垃圾随处抛撒现象,更有甚者,有的环卫工人清扫道路时,甚至图方便将泥砂等杂物直接扫入排水道和窨井,遇到大雨便会发生堵塞。

(图3 暴雨中最美清洁工)
    多管齐下,综合治理
    暴雨停止,积水清除,内涝的城市又恢复了车水马龙、人流如织的繁华景象。但城市的隐痛依然如故,并没有得到彻底解决。城市用什么措施才能有效提高对暴雨的抵御等级?如何才能摆脱“逢雨必淹”的状况?这是包括城市管理者在内的城市居民都在思考的问题。
    专家们分析了各个城市的自然环境、历史形成的街区轮廓,找出了症结产生的不同点和共同点,认为解决城市雨水“沦陷”必须各方面综合治理。
    一是制定规划要“地上”、“地下”并重。首先从源头做起,城市规划设计部门制定规划时,应坚持基础设施先行,加大对道路、水、电、排水和燃气等城市管网建设,要和城镇化发展相匹配。同时针对城镇化发展迅猛的现实,超前性地留有以后地下管线扩容余地。杜绝重视地上建筑、忽视地下排水系统建设的弊端。同时,地方政府也要舍得加大对于排水系统的投入。
    二是完善和修订相关技术标准和规范。地方政府和各级主管部门要及时检查相关城市排水系统设计的各种规范和标准,落后于城市发展的要重新制定,没有的要尽快建立。能够继续执行的,在执行的过程中要注意标准执行的范围,不能为了节约投资一味选用最小值。
    三是建立“二次排水机制”。对城市重涝地区排水设施的改造扩容是必要的,但排水管网改造困难较多,大量排水设施在道路范围内,如果进行改造还会涉及到与道路以及地下其他管线之间的关系,有的地区地下管线已经布满了,根本无法再将小排水管换成大排水管,想增加排水泵站也没有地方了。针对这种情况,专家建议可采取“二次排水”的方式。借鉴国外经验,在今后的规划中把周边的公园、停车场、运动场等公共用地设计得比其他地方低一点,或者在立交桥周边修建一些大型的储水设施,暴雨时把水暂时存在这里,就不会影响正常的交通。
    四是疏通开挖城市排涝河道,重视河道疏通问题。作为城市排水系统来说,河道不通,排水设施再好也没用。管道改造了,泵站也修了,但因为河道没疏通,雨水还是下不去。
    五是排涝和蓄水相互补充。在谈到城市排涝问题的时候,许多专家指出,我国基本上是一个缺水的国家,特别是北方城市,如北京,排涝要和国情结合,不能一排了之,要综合利用雨水。这方面国外有许多好的经验可以借鉴。如同样是缺水国家的日本、新加坡,在城市规划时就在市内建立了不少蓄水池,还有的国家给住户配备了蓄水罐,专门储存雨水,用于浇花。在我国,北京等不少城市使用砂石、渗水砖铺路,这对城市保留雨水、湿润气候、保持湿度大有好处。

相关链接
    一、古城赣州千年不涝,缘于一条宋代排水沟
    史料记载,在宋朝之前,赣州城也常年饱受水患。北宋熙宁年间(公元1068年—1077年),一个叫刘彝的官员在此任知州,规划并修建了赣州城区的街道。同时根据街道布局和地形特点,采取分区排水的原则,建成了两个排水干道系统。因为两条沟的走向形似篆体的“福”、“寿”二字,故名福寿沟。
    作为古代赣州的城市排水系统,整个系统分为福沟和寿沟两大部分,福沟排城东南之水,寿沟排城西北之水。福寿沟根据赣州城的地势,采用明沟和暗渠相结合,并与城区的池塘相串通的方式。这样既可避免沟水外溢,又可利用废水养鱼和种植水生植物。福、寿两沟均通过城墙下面的水窗,将废水分别排入章江和贡江。整个福寿沟排水系统,是古代城市建设中富有创造性的综合工程。
    博物馆的专家韩振飞介绍说,这个城市排水系统就是现在看来也还显得比较先进和科学。“福寿沟”是一个生态和环保的排水系统。韩振飞说,这个排水系统把整个市区的水塘都沟通了,而且利用水位的落差把经过处理的污水排入赣江的入口处,建成了消涨自然闭合的系统。江水涨时自然关闭,江水落时自然开启。
    至今,全长 12.6 公里的福寿沟仍承担着赣州近10万旧城区居民的排污功能。有专家表示,以现在集水区域人口的雨水和污水处理量,即使再增加三四倍流量都可以应付,也不会发生内涝。

(图1 赣州宋代排水沟)


(图2赣州宋代排水沟)
    二、国外排水系统设计
    1、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。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,为了改善滋生传染病的温床---伦敦地下水道,英国着手改进城市排水系统。
    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。伦敦市民为纪念建设伦敦下水道的带头人巴瑟杰的贡献,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。2009年5月,伦敦下水道曾经经过一次巨大的冲洗工程。脱脂后的下水道变得宽阔、通畅。

( 图一 伦敦排水系统建立与霍乱肆虐有关)

(图二1865年,伦敦下水道工程完工,全长2000公里)
    2、东京下水道:建世界最先进的排水系统,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,与当下的中国情况类似,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;再加上生活污水、工业废水直排入河,公共水体污染成为社会关注重点。
    1964年日本成立了专门部门统一下水道建设及排污标准,更换老化管道。1970年,日本大幅修改了《下水道法》,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。首先,东京设有先进的降雨信息系统来预测和统计各种降雨数据,再进行各地的排水调度。其次,暴雨后东京路上不积水得益于人工建造的“川”。类似壕沟的“川”密布东京都,排涝作用非常大,所有细小水道都通往“川”,再通过比“川”更深更宽的地下水道通入东京湾进海。
    此外,东京投资2400亿日元(约合人民币200亿元),耗时14年(1992年—2006年)建成了堪称世界上最先进的下水道排水系统——首都圈外围排水道,整个排水系统的排水标准是“五至十年一遇”(1年1遇是每小时可排36毫米雨量,北京市排水系统设计的是1到3年一遇),全长6.3公里,包含5根直径30米、深60米用管道联通的竖井和1个调压水槽,系统总储水量达67万立方米。最大的下水道直径12米。
    东京的雨水渠道,分靠河渠地域和其他地域两类,以便更好的排水,下水道的每一个检查井都有一个8位数编号,便于维修人员迅速定位。

(图三 东京:下水道深达60米)
    3、巴黎下水道:欢迎参观
    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。
    巴黎下水道还是一处观光旅游点,陆续有外国元首来到这座地下迷宫取经。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。下水道四壁整洁而宽敞,没有想象中的污秽与腥臭。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”。

(图四 巴黎下水道)

(图五 巴黎下水道)
    4、罗马:2500年后仍在使用 说起城市排水的文明史,必须从古罗马说起。古罗马下水道建成2500年后,现代罗马仍在使用。公元前6世纪左右,伊达拉里亚人使用岩石所砌的渠道系统,将暴雨造成的洪流从罗马城排出。渠道系统中最大的一条截面为3.3米×4米,从古罗马城广场通往台伯河。公元33年,罗马的营造官清洁下水道时,曾乘坐一叶扁舟在地下水道中游历了一遍,足见下水道是多么宽敞。

(图六 仍在使用的古罗马下水道)
    5、德国下水道:考虑细致
    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。
    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,正是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。德式管网不仅设计细致,管材质量也好,“文化大革”命时期,德建的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。

(图七 德国排水道可绕地球13圈)
    自北京“7.21”暴雨肆虐过后,城市如何加强与改进排水设施等问题又一次引起了政府官员、专家学者以及全社会的关注,我馆也陆续接到不少咨询。现将我馆近年来收藏的有关给排水方面的书刊资料目录提供给读者查阅,谨以这种方式为城市抗涝排洪尽我们绵薄之力。

给排水书刊目录如下:
1、《给水排水工程规划》,熊家晴主编
2、《建筑给水排水及消防工程》,樊建军等主编
3、《城镇防洪与雨洪利用》,张智主编
4、《消防及给水排水专业工程设计常见问题答疑》,王烽华编著
5、《建筑给水排水工程设计指导》,罗卫东主编
6、《特种废水处理工程》,李家科,李亚娇主编
7、《给水排水施工图设计文件审查常见问题分析》,李志生主编
8、《建筑给水排水设计细节与禁忌》,王毅主编
9、《第一届中国建筑学会建筑给水排水研究分会第二次会员大会暨学术交流会论文集》
10、《建筑给水排水实用设计资料1: 常用资料集》,赵锂, 刘振印主编
11、《村镇给水排水》,王宪国,张丽芳编
12、《城市排水管网数字化管理理论与应用》,陈吉宁等著
13、《市政排水管道快速设计与实例》,冯学安主编
14、《排水管渠水力疏通》,郑伟民编
15、《当代给水与废水处理原理讲义》,许保玖编著
16、《国内外给水工程设计实例》,丁亚兰主编
17、《怎样防止给水系统的漏损》,宋仁元主编
18、《怎样加强城市给水系统的工作》,(苏)柯冈,А.С.著,汤鸿霄译

期刊
1、《快速城市化进程中排水管网运行管理的技术思考与展望》 《中国给水排水》 第27卷18期
2、《基于低影响开发(LID)的可持续城市雨水系统》 《中国给水排水》 第27卷20期
3、《城市新一代暴雨强度公式编制实践及建议》 《中国给水排水》 第28卷8期
4、《国内外城市排水设计规范比较研究》 《中国给水排水》 第28卷8期 中国建筑图书馆 2012.7.26
 
中国建筑图书馆
二〇一二年七月二十六日
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