下水道「腸梗阻」,誰為中國開良方?
探針·整合
Prove探針實習生/王豪 綜合報道突如其來的極端天氣,讓許多城市開啟「看海模式」。下水道、城市排水,再次成為國民關注的焦點。
暴雨肆虐中,網友紛紛留言表示,「沒有一流的下水道,就沒有一流的城市」。
而在一百多年以前,法國浪漫主義作家雨果就在《悲慘世界》一書中提到,下水道是城市的良心。然而在越來越多城市變身「威尼斯」後,我國多地居民也只能選擇在懷念古代良心工程的同時,「眼饞」當前歐美等地功能強大的排水系統。
為了避免內澇悲劇的再次發生,加強城市應急管理能力,探針縱橫對比,將古今中外最強大的排水系統「一網打盡」,希望為中國下水道開出良心藥方。
橫看諸國:為排水各出奇招
巧奪天工的「地下神廟」
東京地區的下水道已經不僅是可以參觀、探險的級別了,當地人將其稱為「地下神廟」。視覺中國
世界上最大的地下排水系統——日本東京
日本這國家,它的強大絕對不是偶然的。雖然它帶給我們很多痛苦的歷史,並且在某些問題上一再觸動中國人民的傷口。但對比水災中的中國,它的排水系統著實更勝一籌。
據介紹,東京的雨水有兩種渠道可以疏通:靠近河渠地域的雨水一般會通過各種建築的排水管,以及路邊的排水口直接流入雨水蓄積排放管道,最終通過大支流排入大海;其餘地域的雨水,會隨著每棟建築的排水系統進入公共排雨管,再隨下水道系統的凈水排放管道流入公共水域。
1992年至2006年之間,日本人以其先進的、足以自誇於世界的土木工程技術在埼玉縣(Saitama)修建了一座宛如奇幻電影場景的暴雨排水系統(首都圈外圍排水系統)。目的是防止颱風季節因為暴雨而可能出現的洪災,讓日本東京地區免受水災侵襲。據悉,該系統共耗資30億美元,號稱「世界上最先進的下水道排水系統」。在日本當地,人們也將其譽為「地下神廟」。
這座排水系統由一連串混凝土立坑組成,每個混凝土立坑有65米高(約22層樓)、32米寬,在地下50米深處,由6.3公里長的隧道串接而成。除此之外,還有一座巨型調壓水槽:25.4米高(約八層樓)、177米長、78米寬,內有59支混凝土支柱,總貯水量為670,000 立方米,以14000匹馬力的渦輪機達到最大排水量每秒200立方米,排水標準是「五至十年一遇」。
除了硬體保障之外,東京下水道局從污水排放階段就開始介入管理,以保證排水管道的暢通。他們規定,一些不溶於水的洗手間垃圾不允許直接排到下水道,而要先通過垃圾分類系統進行處理。此外,烹飪產生的油污也不允許直接導入下水道中,東京下水道局對此倡導的解決辦法是:用報紙把油污擦乾淨,再把沾滿油污的報紙當做可燃垃圾來處理。更乾脆的辦法是做菜少用油。下水道局甚至配備了專門介紹健康料理的網頁和教室,介紹少油、健康的食譜。
此外,東京還設有降雨信息系統來預測和統計各種降雨數據,並進行各地的排水調度。利用統計結果,可以在一些容易浸水的地區採取特殊的處理措施。比如,東京江東區南沙地區就建立了雨水調整池,其中最大的一個池一次可以最多存儲2.5萬立方米的雨水。
良心藥方:
1多渠道疏通雨水。
2制定排水高標準,配備相應排水系統。
3設立管理機構,引導居民有序排水。
4設立降雨信息系統,預測、統計各種降雨,防患於未然。
見效指數:☆
編輯點評:當前我國大多城市排水系統抽排能力嚴重不足,因此,告別「看海」必須從硬體抓起,作別原有偏低的參數標準,向高標準國家看齊。
歷經錘鍊的「城市良心」圖為2012年7月25日,人們在巴黎下水道博物館內參觀。新華社記者高靜攝
世界上最負盛名的排水系統——法國巴黎自從冉阿讓背著自己未來的女婿穿過了一段危險又深邃的下水道流沙泥之後,巴黎的下水道系統又經過了無數次的改進。這個具有悠久歷史的歐洲名城甚至開發了一個下水道博物館,向世人介紹他們絕世的偉大工程。
據介紹,巴黎的下水道均處在巴黎市地面以下50米,水道縱橫交錯,密如蛛網,總長2347公里,規模遠超巴黎地鐵。巴黎人花了126年的時間將其完善擴充,並按溝道大小,分為小下水道、中下水道和排水渠三種。當前,每天有120億立方米的水經此凈化排出。
可以說,下水道對於防止巴黎雨天積水功不可沒,它保證了人們的正常生活和工作。巴黎下水道網路中,有2個電腦控制的污水壓力提升廠,它們能加速廢水的流動,同時負責大量垃圾和泥沙的清除;11個專門針對雨季塞納河水的「漲水站」以及安全閥,來保證經過馬路又流回到塞納河水的質量;50個專門用於下大雨時保證排水效果的路邊下水道。
同時,巴黎市民飲用水的50%是通過地下管道輸入的。據介紹,巴黎的下水道不僅僅是一個陰溝,而是一個完整的排水系統。除了排水溝外,它還設有兩套供水系統,一套供飲用水,一套供非飲用水,以及一條氣壓傳送管道。巴黎的地下排水系統基本是順著城市的道路修建的,也就是說每條道路下面都有一條與之平行的排水溝,整個排水系統就像是一個完整的人體。它通過四通八達的供水管道向城市的每家每戶輸送自來水;緊挨著供水管道的是同樣粗的排水管道,負責將各種生活污水運出巴黎。
在巴黎,雨水到了地面會迅速了無蹤跡,在地面之下匯成一片「汪洋」。拋卻地面成效,巴黎更有著讓人驚奇的地下奇蹟。一位有過下水道參觀經歷的遊客描述道,「四壁整潔,管道通暢,地上沒有一點臟物,乾淨程度可與巴黎街道相媲美,不會聞到一丁點兒腥臭味。」
此外,在巴黎,如果你不小心把鑰匙或是貴重的戒指掉進了下水道,是完全可以根據地漏位置,把東西找回來的。因為這裡約2.6萬個下水道蓋、6000多個地下蓄水池都會標註街道和門牌號碼。你所需要的,只是撥打電話尋求1300多名專業維護工人中一位工人的幫助。最重要的是,這項服務是免費的!
100餘年前的下水道設計師貝爾格朗甚至發明出下水道的養護方法,如在斷面比較寬、流速比較慢的陰溝里放置直徑約1米,外表像木酒桶,由木條拼成的巨大木球。通過流體力學原理,使水流寬度變窄,壓力增大,流速加快,方便沖走了沉積物。此外,巴黎市政還積極採用新技術,包括虹吸管、高壓水柱和處理砂石的專業卡車等,同時大量使用現代技術管理排水道,包括以地理信息系統定期觀察地下水管道狀況、追蹤是否達到需要清除的程度、每年固定對各段管道作兩次檢驗、並建立資料庫,以便在訂定管道系統維護政策時加以參考。
法國的下水道中還有獨立的照明系統、通風系統。只要將下水道中的照明燈打開,即使是晚間也可以進行維修工作。這樣的市政工程雖然初期投資相當巨大,但是在後期的使用過程中卻可以節省大量的人力和物力。但凡任何一條管線發生泄漏、電纜發生短路或者出現其他的故障,工人都可以直接進入地下進行維修,而不需要向其他國家一樣挖開地面、切斷交通後再進行處理。
據悉,巴黎下水道博物館已成為法國除埃菲爾鐵塔、盧浮宮、凱旋門以外的又一著名旅遊項目。每年接待近十萬名遊客。
良心藥方:
1建立下水道管理網路。
2重視下水道的維修養護工作。
3善於創造以及引進先進技術。
4培養城市榮譽感,將下水道真正當做「城市的良心」。
見效指數:
編輯點評:自古以來,中國人就是重面子、輕里子。因而在城市建設層面,也只看到摩天大樓,忽略地下排水管道。希望通過數次教訓,我們能找到真正的「城市的良心」。
令人嘆服的「德國製造」2010年6月6日,記者探秘青島德建下水道,主管道向前50米左右,一座階梯型的下水道如同地下宮殿。李雋輝/視覺中國
世界上最為高效的排水系統——德國全境據說中國每個因「看海」而心塞的城市,都會羨慕青島。因為這裡有著德國人在一百年前留下的排水系統。
曾有媒體直播:有次青島遭遇21小時強暴雨,有路段突發積水,排水工人打開應急排水閥,傾盆大雨中兩分鐘輕鬆排完,讓圍觀小夥伴艷羨不已。
不管上述言論真假幾何,但在德國國內,真的很少見到路面積水。
德國地下排水系統的大規模建造伴隨著19世紀世界工業化的發展。當時,德國城市化進程加速,城市衛生系統不堪重負,霍亂、傷寒等疾病頻繁爆發。建立完善的城市供排水系統,成為了必然的選擇。
1842年,在英國工程師William Lindley的規划下,德國城市漢堡率先建起了最初的城市排水系統和第一個污水處理廠。隨著漢堡市不斷擴大,排水系統也不斷擴展,又先後建起了十幾個污水處理廠。這個系統還包含一個沖水系統,每周利用潮水清理主要的下水道。雖然當時設備簡陋,並沒有徹底解決水污染問題,但這樣的設計理念仍然具有里程碑意義,很快就被歐洲和美國的一些城市所學習。
1867年,法蘭克福建成了第一個系統性的現代化下水道系統。該系統將污水進行分類疏導,最後排入河流,並與整個城市的排水系統進行整合,極大地提高了效率。可以說,德國開啟了整個歐洲大陸排水系統建設的新起點。
根據2010年德國聯邦環保局的統計數據,如今德國的公共排水管道已達540,000公里,大約可以環繞地球13圈半,專門的雨水排水管道長66,000公里。德國綜合性的排水系統,每年可以處理100多億立方米的污水和雨水。
在德國,大城市每年投入到下水道系統的預算都在上億歐元,維護費用在每公里年均5000歐元左右。水務部門的閉路電視系統負責對地下管道進行24小時的實時監控,一旦發現問題會及時進行維修。
以慕尼黑為例,暴雨來臨時,慕尼黑的13個總容量達70.6萬立方米的地下儲水庫可暫時貯存雨水,成為暴雨進入地下管道之前的緩衝閥門,然後將雨水緩慢釋放到地下排水管道,以確保進入地下設施的水量不會超過最大負荷,最終將雨水引入Isar河。
此外,德國的雨水排水系統還包括強制性透水路面的設計,不僅解決了積水問題,還平衡了城市生態系統。比如雨水由透水路面滲透入地,可補充地下水資源;還能通透「地氣」,可使地面冬暖夏涼,雨季透水,冬季化雪,可以增加城市居住的舒適度;透水地面的孔隙多,地表面積大,對粉塵有較強的吸附力,減少了揚塵污染,也可降低噪音。
據悉,德國城市中80%的地面都為透水地面。德國的市政,根據不同區域鋪就不同的透水路面。人行道、步行街、自行車道、郊區道路等受壓不大的地方,採用透水性地磚,這種磚本身可透水,磚與磚之間採用了透水性填充材料拼接;自行車存放地和停車場的地面,則選擇有孔的混凝土磚,並在磚孔中用土填充,這樣有利於雜草生長,從而使地面的40%有綠化功能;居民區、公園和街頭廣場更需要綠化和美化,因此這些地方選用實心磚鋪路,但磚與磚之間會留出空隙;居民區步行道、校園和公園等步行道路等地,由於路面使用率高,用細碎石或細鵝卵石鋪路會更合適。此外,道路兩邊還修有引流暴雨的溝壑。
對於農村的村莊和小城鎮,德國也有排積水的高招:建滯留雨水的低地池塘,下雨時使雨水順地勢流入,並形成濕地生態區;讓荒地長滿灌木和樹林,能使降雨很快通過植物的根部被吸收入地;讓各種人工改建的直型河道和溪流恢復原有的自然彎曲形狀和透水狀態,恢復河岸兩邊的自然植被帶,並讓泛洪區與多條這樣彎曲的河道與溪流相連;在農田周邊,採用修建土籬和灌木帶的方法來增加農田對洪水的抵抗和吸收能力等。
從上世紀60年代起,德國就致力於開發各種雨水滲透裝置。德國一些城市在不同區域鋪設不同的透水路面。道路兩邊還修有引流暴雨的溝壑。地表明溝,不僅作為下水道之外重要的雨水傳輸途徑,還模擬天然河道,融入城市景觀,即實用又美觀。
德國近年來開始推廣的「窪地——滲渠系統」使各個就地設置的窪地、滲渠等設施與帶有孔洞的排水管道相連,形成了一個分散的雨水處理系統。低洼的草地能短期儲存下滲的雨水,滲渠則能長期儲存雨水,進一步減輕了排水管道的負擔。
德國的排水系統不僅高效實用,還兼具多重功能並融入了城市景觀,如今柏林、漢堡、科隆等城市還興起了「下水道旅遊」,使其又增加了新的「用途」。
良心藥方:
1加大地下管道修建及養護工作投資力度。
2因地制宜排污泄洪,實現人與自然和諧相處。
有效指數:
編輯點評:此次武漢內澇,很多人將矛頭指向規模浩大的填湖工程。孰是孰非,不可一概而論。但當前,我們確實需要反思自己不計後果肆意破壞自然的行為,做到「斧斤以時入山林」。
超前思維的「循環發展」圖為美國紐約的城市探險者在下水道中探險。視覺中國
世界上最為環保的排水系統——美國紐約截止2012年,美國總共有16583家污水處理廠,每年總共要花費大約40億美元的電力成本,佔美國整個國家電力供給的1%。同時,還向大氣中排放4500萬噸以上的溫室氣體。其中,僅有19%-20%的處理廠將厭氧消化池中產生的能量加以回收利用。
而紐約作為美國最大城市,下水管道總長達到7400英里,位居美國城市之首。隨著城市化進程加劇,該市的污水問題給政府和公眾帶來嚴峻挑戰。
為緩解資源浪費現狀,紐約環保部門從2011年起在全國推出各種降低能耗的計劃,以提高污水處理過程的能源效率。
與一般污水處理廠保守的做法不同,紐約市環保局不僅僅關注於滿足環境規範,同時也開始意識到污水處理成本和長期回報問題。環保局聲稱,在不久的將來,城市排水系統將化身「能源的製造者」。
為此,紐約改造了14座污水處理廠。將紐約市居民生活污水所產生的大量污泥、甲烷和其他「副產品」轉化為可再生能源。
據悉,他們將從以下幾個方面開展具體工作:
一是從污水中繁殖的藻類中提取加熱燃料丁醇(一種可以替代汽油的燃料)。同時,出售甲烷氣體,給居民家庭提供能源。
二是收集排水管道污泥,製造氣體,然後用這些氣體製造清潔能源;或者將污泥加工成一種富含養分和有機成分的、可回收再利用的生物固體,並作為肥料和土壤改良劑用於公園、田地、草坪、高爾夫球場等地方。
良心藥方:
1利用科技和創造力擺脫污水處理經濟窘境。
2拓寬思路,採取更經濟環保的可持續污水處理和管理方法。
有效指數:
編輯點評:作為發達國家,美國有著超前的環保意識,這是當前中國市政部門所缺乏的能力。希望有關機構轉變思路,在不久的將來,也能找出適合國情的城市病解決方案,讓大家不再被動。
縱觀千年:促泄洪均有心得
《羅馬假日》的浪漫邂逅
圖為1950年代,幾名男子進入馬克西姆下水道觀察水流。GETTY
2500年後仍在使用的下水道——義大利羅馬說起城市排水的文明史,必須從古羅馬說起。
公元前6世紀左右,伊達拉里亞人使用岩石所砌的渠道系統,將暴雨造成的洪流從羅馬城排出。渠道系統中最大的一條截面為3.3米×4米,從古羅馬城廣場通往台伯河。
公元33年,羅馬的營造官清潔下水道時,曾乘坐一葉扁舟在地下水道中遊歷了一遍,足見下水道是多麼寬敞。
在擁有城市排水系統的同時,羅馬人還建起了令人嘆為觀止的下水道系統、自來水系統、公共浴室、以及包括「沖水馬桶」在內的室內廁所。
此外,他們還有完善的法律規定污水要排出城市,保證水源的乾淨。
據悉,在古羅馬下水道建成2500年後的今天,這些下水管道仍在發揮效用。
一個明顯的例子來自電影《羅馬假日》。這部電影中有這樣一個讓人印象深刻的情節:窮記者喬·布萊德里把手伸進石頭人的嘴巴中,悄悄地把胳膊抽出衣袖,再拔出袖子,裝作手已被「吃掉」。他用這個小小的伎倆,打動了安妮公主的芳心。這個石頭大嘴叫「真言之口」,人們習慣叫它「測謊石」,傳說是一位羅馬君主為了檢驗大臣是否忠誠而造的。其實,這個所謂的「測謊石」,正是古羅馬時代下水道的一個出水口。
良心藥方:
說這個,只是希望廣大國人收起「我們先前比你們闊多了」的言論,正面當前實際問題。
有效指數:
編輯點評:來自知乎的一段文字:「九天護國娘娘」賽金花對劉半農、商鴻逵介紹道: 「北京的街道,那時(註:拳亂時)太腌了,滿街屎尿無人管。洋人最是嫌膩這個,便下了個命令,叫商家住戶各自打掃門前的一段,倘有一點污穢,查出來是先打後罰。他們這種辦法,固然太厲害些,可是北京的街道卻賴以潔凈了許多。後來西太后迴鑾抵京,看見街上比從前又整齊,又乾淨,很是歡喜,很誇讚洋人們能幹。」
霍亂時期的城市進程泰晤士水務公司每年會舉辦「污水周」系列活動,邀請市民進入地下污水管網參觀遊覽。圖為工作人員帶著男孩參觀倫敦下水道。GETTY
源於疾病的排水系統——英國倫敦1700年的時候,倫敦已經是一個擁有57萬人口的歐洲超級大都市,但城市的排水系統極其糟糕。
為將污水和雨水引入路兩邊的明渠或者馬路兩邊的街溝中,泥土路面或者卵石街道都鑿有迷宮般的溝溝渠渠。一英尺多深的明渠中塞滿了灰燼、動物屍體,甚至糞便。糟糕的排污系統將街道變得骯髒不堪、臭氣熏天。
1810年,英國人開始使用暗管排水,改變了城市的排水狀況。
然而,對英國排水管道系統的建立起直接推動作用的是1831年爆發的歐洲霍亂。據悉,此次霍亂奪去約32000名英國人的生命。人們認識到,擁擠、骯髒的街道是疾病的溫床。
1842年,大不列顛帝國派出考察隊去羅馬和巴黎參觀供排水系統,他們驚訝地發現,古羅馬的排水系統比起維多利亞時代的英國要先進得多、衛生得多。為了改善地下水道,英國政府成立了一個皇家委員會。
1856年,一位叫做巴瑟傑的人承擔設計倫敦新的排水系統的任務。他計劃將所有的污水直接引到泰晤士河口,全部排入大海。巴瑟傑最初的設計方案是:地下排水系統全長160公里,位於地下3米的深處,需挖掘350萬噸土,但這個計劃連續5次被否決。1858年夏天,倫敦市內的臭味達到有史以來最嚴重的程度,倫敦市政當局在巨大的輿論壓力下,不得不同意了巴瑟傑的城市排水系統改造方案。
1859年,倫敦地下排水系統改造工程正式動工。1865年工程完工,實際長度超過設計方案,全長達到2000公里。下水道在倫敦地下縱橫交錯,當年倫敦的全部污水都被排往大海。
良心藥方:
雖說當前衛生狀況不至於帶來霍亂,但在血的教訓面前,我們還是需要提高警惕,加大對城市排水管道建設管理的重視。
有效指數:
編輯點評:有備才能無患,不能再用生命的代價來驗證下水道的重要性。
穿越千年的「福壽」安康圖為福壽溝的內部構造。新華社記者吳鍾昊攝
來自宋朝的良心工程——中國贛州
據說,最近六年,全國人民都很懷念一個叫做劉彝的宋朝人。如果這個人能活到現在,他應該是國內出色的水利工程專家之一。因為在大家眼中,這個說出「讀萬卷書,行萬里路」的宋朝男子一生中最大的功績就是挖了一條名為「福壽溝」的排水系統。
這個歷經千年滄桑的下水道在設計中確有許多獨到之處。外部看:它與贛州老城內的三池(鳳凰池、金魚池、嘶馬)池以及清水塘、荷包塘、花園塘等數十口池塘連通,儼然一個活的水系。遇暴雨,它可調節雨水流量,減輕下水道溢流;江水回灌時,這些池塘又成為天然的蓄水池。從內部結構看,在出水處「造水窗十二,視水消長而後閉之,水患傾息」。
此外,劉彝靈活變通,採取變斷面、加大坡度的方法來加大水流速度。據介紹,當時設計中水窗的坡度是4.25 度,比正常下水道大4.1 倍。
據水利專家解釋,水窗是一項頗具科技含量的設計,原理很簡單:當水位低於水窗時,即借下水道水力將水窗沖開排水;當水位高於水窗時,則借江水衝力將水窗自外緊閉,以防倒灌。
2012年江西贛州遭逢大雨,卻無一輛車泡水,人民日報以《「福壽溝」照鑒了什麼》為題對該良心工程進行褒揚。
時至今日,這條全長僅為12.6公里的古代排水系統依舊奮戰一線,為城市排水泄洪積極效力。
良心藥方:
1在我國排水系統完善工作方面,堅定信心。
2不吃老本,改革創新。
3因勢利導排水泄洪。
4因地制宜,靈活變通。
有效指數:
編輯點評:九百多年前,我們可以做到世界先進,現在卻洪災漫天,著實有些「打臉」,希望相關部門知恥而後勇,面對嚴峻問題,知難而上,實實在在解決百姓憂慮。
(綜合新華網、搜狗百科、人人公益、知乎、《隧道建設》、《城市化雜誌》、《深圳特區報》、《人民日報》報道。資料圖來自騰訊圖片,編輯周維。)
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