为了避免内涝悲剧的再次发生,加强城市应急管理能力,探针纵横对比,将古今中外最强大的排水系统一网打尽,希望为中国下水道开出良心药方。横看诸国:为排水各出奇招(一)世界上最大的地下排水系统日本东京巧夺天工的地下神庙日本这国家,它的强大绝对不是偶然的。虽然它带给我们很多痛苦的历史,并且在

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下水道“肠梗阻” 谁为中国开良方?——盘点各国的排水系统

2016-07-12 13:55 来源: 探针 

为了避免内涝悲剧的再次发生,加强城市应急管理能力,探针纵横对比,将古今中外最强大的排水系统“一网打尽”,希望为中国下水道开出良心药方。

横看诸国:为排水各出奇招

(一)世界上最大的地下排水系统——日本东京巧夺天工的“地下神庙”

日本这国家,它的强大绝对不是偶然的。虽然它带给我们很多痛苦的历史,并且在某些问题上一再触动中国人民的伤口。但对比水灾中的中国,它的排水系统着实更胜一筹。

据介绍,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。

1992年至2006年之间,日本人以其先进的、足以自夸于世界的土木工程技术在埼玉县(Saitama)修建了一座宛如奇幻电影场景的暴雨排水系统(首都圈外围排水系统)。目的是防止台风季节因为暴雨而可能出现的洪灾,让日本东京地区免受水灾侵袭。据悉,该系统共耗资30亿美元,号称“世界上最先进的下水道排水系统”。在日本当地,人们也将其誉为“地下神庙”。

这座排水系统由一连串混凝土立坑组成,每个混凝土立坑有65米高(约22层楼)、32米宽,在地下50米深处,由6.3公里长的隧道串接而成。除此之外,还有一座巨型调压水槽:25.4米高(约八层楼)、177米长、78米宽,内有59支混凝土支柱,总贮水量为670,000 立方米,以14000匹马力的涡轮机达到最大排水量每秒200立方米,排水标准是“五至十年一遇”。

除了硬件保障之外,东京下水道局从污水排放阶段就开始介入管理,以保证排水管道的畅通。他们规定,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,东京下水道局对此倡导的解决办法是:用报纸把油污擦干净,再把沾满油污的报纸当做可燃垃圾来处理。更干脆的办法是做菜少用油。下水道局甚至配备了专门介绍健康料理的网页和教室,介绍少油、健康的食谱。

此外,东京还设有降雨信息系统来预测和统计各种降雨数据,并进行各地的排水调度。利用统计结果,可以在一些容易浸水的地区采取特殊的处理措施。比如,东京江东区南沙地区就建立了雨水调整池,其中最大的一个池一次可以最多存储2.5万立方米的雨水。

良心药方:

1多渠道疏通雨水。

2制定排水高标准,配备相应排水系统。

3设立管理机构,引导居民有序排水。

4设立降雨信息系统,预测、统计各种降雨,防患于未然。

见效指数:★★★★☆

编辑点评:当前我国大多城市排水系统抽排能力严重不足,因此,告别“看海”必须从硬件抓起,作别原有偏低的参数标准,向高标准国家看齐。

日本海绵城市的样板工程

日本著名的“地下神殿”——“取经”城市的良心,启发海绵城市建设经验

位于日本琦玉县东部的首都圈外郭防水路,是世界最大规模、最先进的地下排水系统,支撑着日本首都东京的安全。因其长177m宽78米的调压水槽造型宏伟,而获“地下神殿”之美名。本次行程将实地考察此“城市良心”工程,启发国内快速推进的海绵城市建设。

(二)世界上最为高效的排水系统——德国全境令人叹服的“德国制造”

据说中国每个因“看海”而心塞的城市,都会羡慕青岛。因为这里有着德国人在一百年前留下的排水系统。

曾有媒体直播:有次青岛遭遇21小时强暴雨,有路段突发积水,排水工人打开应急排水阀,倾盆大雨中两分钟轻松排完,让围观小伙伴艳羡不已。

不管上述言论真假几何,但在德国国内,真的很少见到路面积水。

德国地下排水系统的大规模建造伴随着19世纪世界工业化的发展。当时,德国城市化进程加速,城市卫生系统不堪重负,霍乱、伤寒等疾病频繁爆发。建立完善的城市供排水系统,成为了必然的选择。

1842年,在英国工程师William Lindley的规划下,德国城市汉堡率先建起了最初的城市排水系统和第一个污水处理厂。随着汉堡市不断扩大,排水系统也不断扩展,又先后建起了十几个污水处理厂。这个系统还包含一个冲水系统,每周利用潮水清理主要的下水道。虽然当时设备简陋,并没有彻底解决水污染问题,但这样的设计理念仍然具有里程碑意义,很快就被欧洲和美国的一些城市所学习。

1867年,法兰克福建成了第一个系统性的现代化下水道系统。该系统将污水进行分类疏导,最后排入河流,并与整个城市的排水系统进行整合,极大地提高了效率。可以说,德国开启了整个欧洲大陆排水系统建设的新起点。

根据2010年德国联邦环保局的统计数据,如今德国的公共排水管道已达540,000公里,大约可以环绕地球13圈半,专门的雨水排水管道长66,000公里。德国综合性的排水系统,每年可以处理100多亿立方米的污水和雨水。

在德国,大城市每年投入到下水道系统的预算都在上亿欧元,维护费用在每公里年均5000欧元左右。水务部门的闭路电视系统负责对地下管道进行24小时的实时监控,一旦发现问题会及时进行维修。

以慕尼黑为例,暴雨来临时,慕尼黑的13个总容量达70.6万立方米的地下储水库可暂时贮存雨水,成为暴雨进入地下管道之前的缓冲阀门,然后将雨水缓慢释放到地下排水管道,以确保进入地下设施的水量不会超过最大负荷,最终将雨水引入Isar河。

此外,德国的雨水排水系统还包括强制性透水路面的设计,不仅解决了积水问题,还平衡了城市生态系统。比如雨水由透水路面渗透入地,可补充地下水资源;还能通透“地气”,可使地面冬暖夏凉,雨季透水,冬季化雪,可以增加城市居住的舒适度;透水地面的孔隙多,地表面积大,对粉尘有较强的吸附力,减少了扬尘污染,也可降低噪音。

据悉,德国城市中80%的地面都为透水地面。德国的市政,根据不同区域铺就不同的透水路面。人行道、步行街、自行车道、郊区道路等受压不大的地方,采用透水性地砖,这种砖本身可透水,砖与砖之间采用了透水性填充材料拼接;自行车存放地和停车场的地面,则选择有孔的混凝土砖,并在砖孔中用土填充,这样有利于杂草生长,从而使地面的40%有绿化功能;居民区、公园和街头广场更需要绿化和美化,因此这些地方选用实心砖铺路,但砖与砖之间会留出空隙;居民区步行道、校园和公园等步行道路等地,由于路面使用率高,用细碎石或细鹅卵石铺路会更合适。此外,道路两边还修有引流暴雨的沟壑。

对于农村的村庄和小城镇,德国也有排积水的高招:建滞留雨水的低地池塘,下雨时使雨水顺地势流入,并形成湿地生态区;让荒地长满灌木和树林,能使降雨很快通过植物的根部被吸收入地;让各种人工改建的直型河道和溪流恢复原有的自然弯曲形状和透水状态,恢复河岸两边的自然植被带,并让泛洪区与多条这样弯曲的河道与溪流相连;在农田周边,采用修建土篱和灌木带的方法来增加农田对洪水的抵抗和吸收能力等。

从上世纪60年代起,德国就致力于开发各种雨水渗透装置。德国一些城市在不同区域铺设不同的透水路面。道路两边还修有引流暴雨的沟壑。地表明沟,不仅作为下水道之外重要的雨水传输途径,还模拟天然河道,融入城市景观,即实用又美观。

德国近年来开始推广的“洼地——渗渠系统”使各个就地设置的洼地、渗渠等设施与带有孔洞的排水管道相连,形成了一个分散的雨水处理系统。低洼的草地能短期储存下渗的雨水,渗渠则能长期储存雨水,进一步减轻了排水管道的负担。

德国的排水系统不仅高效实用,还兼具多重功能并融入了城市景观,如今柏林、汉堡、科隆等城市还兴起了“下水道旅游”,使其又增加了新的“用途”。

良心药方:

1加大地下管道修建及养护工作投资力度。

2因地制宜排污泄洪,实现人与自然和谐相处。

有效指数:★★★★★

编辑点评:此次武汉内涝,很多人将矛头指向规模浩大的填湖工程。孰是孰非,不可一概而论。但当前,我们确实需要反思自己不计后果肆意破坏自然的行为,做到“斧斤以时入山林”。

(三)世界上最负盛名的排水系统——法国巴黎历经锤炼的“城市良心”

自从冉阿让背着自己未来的女婿穿过了一段危险又深邃的下水道流沙泥之后,巴黎的下水道系统又经过了无数次的改进。这个具有悠久历史的欧洲名城甚至开发了一个下水道博物馆,向世人介绍他们绝世的伟大工程。

据介绍,巴黎的下水道均处在巴黎市地面以下50米,水道纵横交错,密如蛛网,总长2347公里,规模远超巴黎地铁。巴黎人花了126年的时间将其完善扩充,并按沟道大小,分为小下水道、中下水道和排水渠三种。当前,每天有120亿立方米的水经此净化排出。

巴黎下水道网络中,有2个电脑控制的污水压力提升厂,它们能加速废水的流动,同时负责大量垃圾和泥沙的清除;11个专门针对雨季塞纳河水的“涨水站”以及安全阀,来保证经过马路又流回到塞纳河水的质量;50个专门用于下大雨时保证排水效果的路边下水道。

同时,巴黎市民饮用水的50%是通过地下管道输入的。据介绍,巴黎的下水道不仅仅是一个阴沟,而是一个完整的排水系统。除了排水沟外,它还设有两套供水系统,一套供饮用水,一套供非饮用水,以及一条气压传送管道。巴黎的地下排水系统基本是顺着城市的道路修建的,也就是说每条道路下面都有一条与之平行的排水沟,整个排水系统就像是一个完整的人体。它通过四通八达的供水管道向城市的每家每户输送自来水;紧挨着供水管道的是同样粗的排水管道,负责将各种生活污水运出巴黎。

在巴黎,雨水到了地面会迅速了无踪迹,在地面之下汇成一片“汪洋”。抛却地面成效,巴黎更有着让人惊奇的地下奇迹。一位有过下水道参观经历的游客描述道,“四壁整洁,管道通畅,地上没有一点脏物,干净程度可与巴黎街道相媲美,不会闻到一丁点儿腥臭味。”

此外,在巴黎,如果你不小心把钥匙或是贵重的戒指掉进了下水道,是完全可以根据地漏位置,把东西找回来的。因为这里约2.6万个下水道盖、6000多个地下蓄水池都会标注街道和门牌号码。你所需要的,只是拨打电话寻求1300多名专业维护工人中一位工人的帮助。最重要的是,这项服务是免费的!

100余年前的下水道设计师贝尔格朗甚至发明出下水道的养护方法,如在断面比较宽、流速比较慢的阴沟里放置直径约1米,外表像木酒桶,由木条拼成的巨大木球。通过流体力学原理,使水流宽度变窄,压力增大,流速加快,方便冲走了沉积物。此外,巴黎市政还积极采用新技术,包括虹吸管、高压水柱和处理砂石的专业卡车等,同时大量使用现代技术管理排水道,包括以地理信息系统定期观察地下水管道状况、追踪是否达到需要清除的程度、每年固定对各段管道作两次检验、并建立数据库,以便在订定管道系统维护政策时加以参考。

法国的下水道中还有独立的照明系统、通风系统。只要将下水道中的照明灯打开,即使是晚间也可以进行维修工作。这样的市政工程虽然初期投资相当巨大,但是在后期的使用过程中却可以节省大量的人力和物力。但凡任何一条管线发生泄漏、电缆发生短路或者出现其他的故障,工人都可以直接进入地下进行维修,而不需要向其他国家一样挖开地面、切断交通后再进行处理。

据悉,巴黎下水道博物馆已成为法国除埃菲尔铁塔、卢浮宫、凯旋门以外的又一著名旅游项目。每年接待近十万名游客。

良心药方:

1建立下水道管理网络。

2重视下水道的维修养护工作。

3善于创造以及引进先进技术。

4培养城市荣誉感,将下水道真正当做“城市的良心”。

见效指数:★★★★★

编辑点评:自古以来,中国人就是重面子、轻里子。因而在城市建设层面,也只看到摩天大楼,忽略地下排水管道。希望通过数次教训,我们能找到真正的“城市的良心”。

(四)世界上最为环保的排水系统——美国纽约超前思维的“循环发展”

截止2012年,美国总共有16583家污水处理厂,每年总共要花费大约40亿美元的电力成本,占美国整个国家电力供给的1%。同时,还向大气中排放4500万吨以上的温室气体。其中,仅有19%-20%的处理厂将厌氧消化池中产生的能量加以回收利用。

而纽约作为美国最大城市,下水管道总长达到7400英里,位居美国城市之首。随着城市化进程加剧,该市的污水问题给政府和公众带来严峻挑战。

为缓解资源浪费现状,纽约环保部门从2011年起在全国推出各种降低能耗的计划,以提高污水处理过程的能源效率。

与一般污水处理厂保守的做法不同,纽约市环保局不仅仅关注于满足环境规范,同时也开始意识到污水处理成本和长期回报问题。环保局声称,在不久的将来,城市排水系统将化身“能源的制造者”。

为此,纽约改造了14座污水处理厂。将纽约市居民生活污水所产生的大量污泥、甲烷和其他“副产品”转化为可再生能源。

据悉,他们将从以下几个方面开展具体工作:

一是从污水中繁殖的藻类中提取加热燃料丁醇(一种可以替代汽油的燃料)。同时,出售甲烷气体,给居民家庭提供能源。

二是收集排水管道污泥,制造气体,然后用这些气体制造清洁能源;或者将污泥加工成一种富含养分和有机成分的、可回收再利用的生物固体,并作为肥料和土壤改良剂用于公园、田地、草坪、高尔夫球场等地方。

良心药方:

1利用科技和创造力摆脱污水处理经济窘境。

2拓宽思路,采取更经济环保的可持续污水处理和管理方法。

有效指数:★★★

编辑点评:作为发达国家,美国有着超前的环保意识,这是当前中国市政部门所缺乏的能力。希望有关机构转变思路,在不久的将来,也能找出适合国情的城市病解决方案,让大家不再被动。

原标题:下水道“肠梗阻”,谁为中国开良方?——盘点各国的排水系统

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