国内外城市排水系统现状及我国排水系统所面临的的问题

国内外城市排水系统现状及我国排水系统 所面临的的问题 摘要：从国外城市排水系统各个发展阶段的特点及其最新进展出发,通过对比、分析找 出国内外的差距,提出一些初步想法:适当的调整政策,并加大投资,以加快发展;引入城 市排水管理的新观念,全面规划,提高效益;选择污水截流加处理作为改造现存直排式合 流制的主要方案;积极创造条件,修订设计规范;建立我国的城市暴雨径流过程的计算机 方法。 关键字：国外 中国 排水 管路 水城 建议 发展 城市排水工程是满足社会经济可持续发展的一个重要因素，是保障自然环境，提高人 民物质生活水平的重要前提。国外已经将排水行业称之为水工业中不可缺少的系统工程之 一，水工业的概念也逐步被业内人士所接受。总的来看,我国排水行业还很稚嫩,很有提升的 空间，因此建立完备的城市和工业排水系统显得尤为重要。历史的经验告诉我们水是生命 及城市工业发展的生命资源, 而如何解决城市排水问题, 是解决人类长期生存及城市的发展, 保护自然环境的重中之重。随着城市的不断发展，城市排水系统完全跟不上发展的步调， 导致一系列的问题产生，就我国城市排水系统中存在的问题，必须展开深入研究与讨论， 制定解决办法是当务之急。 1.国内外城市排水系统简介 1.1 国外排水系统的发展 国外排水系统的发展进程大致可分为三个相对独立又相互交错的阶段。第一阶段是早 期阶段。第二阶段是点源治理阶段。第三阶段是暴雨雨水管理阶段。可以说国外对排水系 统管理很重视。为了进一步改善城市水体的水质,70 年代起西方国家便将暴雨雨水的管理, 又称“非点源”治理,提到日程上来, 直到今天都在致力于此项工作。西方国家的实践表明, 在改善受纳水体水质的各种可选方案中,将合流制改造为分流制费用高昂而效果有限,而在合 流制系统中建造上“控制”设施则较为经济而且有效。对暴雨雨水的管理， 。当前西方最著 名的成果有: 国环境部及全国水资源委员会的沃林福特程序 美国陆军工程师兵团水文学中心的“暴雨”模型 美国环保局的雨水管理模型。高效率的暴雨雨水管理必然要求对排水系统进行实时控 制。为了配合实行“源”和“下游”控制,工程技术人员研制和开发了许多新型的结构 和设备，各国也对城市排水系统的设计、运行制定了相关的法令、法规，以便于完善 排水系统，更好的发挥排水系统的功效。 1.2 国内外排水系统简单的比较 121 巴黎下水系统 对国外游客来说，巴黎似乎意味着繁华、浪漫、灯红酒绿一般的快乐生活。可是很多 人或许都不知道，就在繁灯初放的夜市中，仅仅隔着一层薄薄的柏油马路和泥土，巴黎的 地下世界下水道，却是另外一番样子。 作为一个具有悠久历史的欧洲名城，巴黎的下水道系统，就想埃及的金字塔一样，是 一个绝世的伟大工程，这里没有黑水横流的垃圾，也没有臭气熏天的各种腐烂物体。事实 上自从雨果在悲惨世界中介绍冉阿让背负自己的未来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，现在，巴黎人甚至将其开发 成了一个下水道博物馆，向世人介绍他们的成就。 据报道，巴黎经常下雨，从未发现下雨积水导致的交通堵塞。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，难 怪雨水到了地面便迅速了无踪影。由于巴黎下水道系统享誉世界，下水道博物馆已成为巴 黎除埃菲尔铁塔、卢浮宫、凯旋门外的又一著名旅游项目。能成为旅游景点，下水道肯定 能容下很多游人，无比宽敞，可以行走奔跑（这种情形在西方电影里经常出现），有通畅 的排气系统、有纯净空气，不会、不能臭气熏天。 巴黎下水管道 法国首都巴黎的下水道博物馆从外表看并不特别，就是一个普通的下水道井盖。但是 掀开这个井盖进入地下，就仿佛进入了一个地下宫殿。巴黎下水道虽然修建于 19 世纪中期， 但就是用现在的眼光看，这些高大、宽敞如隧道般的下水道实在是不同凡响。聪明的巴黎 人就利用这些有着 100 多年历史的下水道建成了下水道博物馆。人们在这里游览，可以全 面了解巴黎的地下排水系统。约 26 万个下水道盖、6000 多个地下蓄水池，1300 多名专 业维护工这哪里是下水道？简直就是宽敞的地下水库工程，就是发达的企业化复杂运 作和灵活机动的应急机制。因此，这种四通八达的系统能够顺利排水。在 19 世纪就能够设 计出这样复杂的地下下水道系统，那是一个超前于时代的创举，而这项巨大工程的设计师 巴龙。奥斯曼当然功不可没。奥斯曼是在 19 世纪中期巴黎爆发大规模霍乱之后设计了巴黎 的地下排水系统。 奥斯曼当时的设计理念是提高城市用水的分布，将脏水排出巴黎，而不再是按照人们 以前的习惯将脏水排入塞纳河，然后再从塞纳河取得饮用水。然而真正对巴黎下水道设计 和施工做出巨大贡献的却是厄热-贝尔格朗。1854 年，奥斯曼让贝尔格朗具体负责施工。 到 1878 年为止，贝尔格朗和他的工人们修建了 600 公里长的下水道。随后，下水道就开始 不断延伸，直到现在长达 2400 公里。截止到 1999 年，巴黎便完成了对城市废水和雨水的 100%完全处理，还塞纳河一个免受污染的水质。这个城市的下水道和她的地铁一样，经历 了上百年的发展历程才有了今天的模样。除了正常的下水设施，这里还铺设了天然气管道 和电缆。直至 2004 年，其古老的真空式邮政速递管道才真正退出历史舞台。 此外，多数人大概不知道，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。下水道里也会标注街道和门牌号码。完 备的设施和人性化的设计背后，凝聚了几代人的心血和智慧。 在博斯凯大街的污水干道，它浓缩了巴黎下水道的全貌。沿着一条长 500 米、标着路 面街道名的蜿蜒通道前行，脚下是 3 米来宽的水道，污水在里面哗哗流淌，身边摆放着各 种古今的机械，每隔一段又出现岔路和铁梯。再往前是一个陈列馆，陈列着从高卢罗曼时 代、中世纪、文艺复兴时期、第一帝国和七月王朝、现代和近代巴黎下水道 6 个历史时期 的图片、模型，并配以英、法两种文字说明。通道终端是一个大厅，放着 3 台电视机，播 放一个长约 20 分钟的介绍巴黎下水道情况的短片。陈列品展示了巴黎下水道的历史变迁。 早在 1200 年，菲利普奥古斯特登基后要为巴黎铺砌路面，曾预见巴黎市区将兴建排水沟。 从 1370 年开始，时任市长的于格奥布里奥兴建蒙马特大街，将盖有拱顶的砌筑下水道通 向河道。1850 年，在塞纳省省长奥斯曼男爵和欧仁贝尔格朗工程师的推动下，巴黎的下 水道和供水网获得了迅速发展。据介绍，雨果在撰写悲惨世界前，曾通过时任下水道 督察的好友埃马纽埃尔布吕内索亲临下水道，并绘制了管道图，从而惟妙惟肖地描写了 小说主人公冉阿让在下水道中与警察周旋、逃脱追捕的情景。 据博物馆提供的数字，巴黎密如蛛网的下水道总长近 2300 公里，每年从污水中收回的 固体垃圾有 1.5 万立方米，巴黎地区现有 4 座污水处理厂，日净化水能力为 300 多万立方 米，净化后的水排入塞纳河，而每天冲洗巴黎街道和浇花浇草 40 万立方米的非饮用水均来 自塞纳河。目前，这个有着百余年历史的巴黎下水道仍然在市政排水方面发挥着巨大作用。 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。 1.22 东京城市排水系统 日本是个台风多发国家。东京地区的地下排水系统主要是为避免受到台风雨水灾害的 侵袭而建的。这一系统于 1992 年开工，2006 年竣工，堪称世界上最先进的下水道排水系 统，其排水标准是“五至十年一遇”，由一连串混凝土立坑构成，地下河深达 60 米。 东京排水系统 东京地下排水系统建成于 2006 年，堪称牢固、先进，由一连串混凝土立坑构成，地下 河深达 60 米。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。 为了保证排水道的畅通，东京下水道局从污水排放阶段就开始介入。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，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。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。 东京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。 日本未来派地下排洪隧道 1.23 中国城市排水系统 雨季的到来，让我国不少城市陷入“水城”的窘境。新晋“水城”是内陆城市长沙。6 月28日，长沙6个小时降雨54毫米，造成部分地区积水，一些路段积水甚至没过大腿。但从 全国来看，长沙的内涝似乎不值得大惊小怪。 6月23日下午4时30分左右，北京突降暴雨，截至当晚7时，城区平均降水57毫米，个别 地区最大降水量达182毫米。这场暴雨带来的不仅是闷热的暂时离开，还让北京城狼狈不堪。 城区多处积水，多处道路瘫痪，形成了众多网友眼中的北京新八景，比如“二环观海” 、 “水上机场” 、 “地铁瀑布”等等。暴雨中的北京再次登上了众多境外媒体的重要位置。 BBC、 华尔街日报等多家媒体均推出“水漫京城”的图集；路透社推出题为“大水将北 京变为池沼”的报道；德国新闻电视台更是使用了“大水吞噬北京”的标题。 仅仅一周前，也因为一场暴雨，让“到武汉来看海”成为网络流行语。进入雨季以来， 广州、深圳、重庆、杭州、南京、南昌等城市，轮番上演暴雨淹城的景象， “东方威尼斯” 的称号在中国多地开花。 这次降雨是今年入汛以来最大的一场雨。三个特点导致了城区积水。一是雨量大；二 是强度大，北京1个小时的降雨量达到128毫米，超百年一遇；三是范围大。 从当日的气象数据上看，6月23日北京的暴雨确实来者不善。丰台、石景山、紫竹院、 五棵松等10个监测站的降水量均超过100毫米，属大暴雨级别。其中，最大降水量出现在石 景山模式口，为182毫米。像此次雷雨这种强对流天气，特点就是雨量不均、强度大。加之 降水持续时间较长，降水量较大。武汉一周前的暴雨，也是十余年来最大的一次。但其他 内涝城市所遭遇的暴雨，远远不到百年一遇、五十年一遇的标准。对北京这场百年一遇的 暴雨，孙继松表示，尽管北京10个监测站点同时出现超过100毫米降水的状况并不多见，但 也算不上罕见。 更多的问题，出在城市排水系统上。 北京市排水系统设计的是1到3年一遇，能够适应每小时36到45毫米的降雨。在北京， 只有天安门那样的重点地区的排水能力比较高，其他地区的排水能力较低，导致近几年频 繁发生积水。如果要提升排水能力，需要综合多方面条件，比如最初的管网建设、城市规 划等等。北京排水集团管网分公司副经理梁毅在接受媒体采访时表示，北京的城市排水设 施标准低。北京市水务局给出的解释也印证了这种说法。 难以令人相信的是，在北京，一些地区的排水管网还是明代的设施。从全国来看，城 市排水设施落后是普遍存在的问题。城市地下建设与地上建设是同等重要的事。某种意义 上，甚至是更重要。但在我国城市化的过程中，这一关系却被颠倒了过来。 在城市规划上，地上建设与地下建设怎么能够相互匹配与适应，城市内部与外部如何 协调，有很多具体细致的问题需要认真研究。但这些年，我国城市发展思路有不小的偏差， 各地都更看重地上建设，可以直接带来城市外表的提升，对地下建设重视不够。城市地下 系统建设是公益性质的，不像地上的房地产开发可以盈利，很难吸引民间资本进入。地下 建设完全需要政府投入，但各地投入都不够。不仅如此，各个城市的地面都被大面积硬化， 导致城市地面的渗水能力越来越差，结果就是一下雨就内涝。有数据显示，北京超过80%的 路面被混凝土、沥青等不透水材料覆盖，雨水根本无法渗透。类似的观点来自市政问题专 家、 公权市场作者徐宗威。我国城市普遍存在排水系统建设滞后问题，城市在迅速地大 规模发展，但却没有能够与之相适应的排水系统。 地下系统的建设看不到形象，对城市外观的改变没有贡献，无法引起足够的重视。这 样的观念造成了现在的结果，各个城市都在建设高楼大厦，但地下系统建设却裹足不前。 尽管城市地下系统建设的滞后造成了城市内涝，但也不能完全归罪于地下系统建设的滞后， 根本原因还是在于城市规划。 “城市太大不仅带来排水问题，还会带来交通拥堵等一系列城 市病。但我国城市却争先恐后地朝大发展。 ”城市太大，搞再多的排水沟也不能完全解 决问题。城市发展能不能改变思路，搞小型的、组团的城市？ 近年来，城市内涝已经越来越成为我国城市发展的一大软肋。每年雨季来临，总有不 少城市相继加入“水城”队伍。2004年7月10日，北京市突降大雨，连续4个小时的降水让 北京市41处道路出现积水。2005年、2007年、2010年，广州市都因暴雨造成多处街区被淹， 交通瘫痪。在长江沿线的杭州、南昌、武汉等城市，内涝几乎已经是生活的一部分，只要 遇到暴雨，必定出现程度不等的内涝。2007年，济南、郑州因暴雨造成内涝，造成数十人 丧生。 每一次内涝过后，这些城市的管理者都公开表示要下力气加强地下排水系统建设，解决内 涝问题。2003年开始，南昌市先后投入20多亿元，改造城区地下排水系统。2005年，南昌 市又启动了1000多条小街小巷地下排水系统改造工程，再次投入10多亿元的巨额资金。然 而近日连降暴雨，南昌依然没有逃脱内涝的纠缠。2009年，广州市拿出9亿元对城区200多 处易浸地点进行改造，然而，现在似乎还看不到这项改造工程的实际效果。在武汉，每次 内涝过后都要采取若干措施进行补救，然而，总也无法避免下一次的大水淹城。1997年， 杭州市规划局工程师邵尧明曾研究出一套“暴雨公式” ，根据这个公式可以计算出城市某个 区域要布置多少雨水口，埋多粗的排水管。2008年，原建设部曾发文要求将该成果在全国 推广。但该成果在全国推广的效果如何？不得而知。 面对暴雨，越来越多的城市都在严防内涝，然而，效果始终平平。 从我国大部分城市的最低排水标准来看，基本上是一年一遇。而所谓一年一遇，是指 每个小时可以排36毫米的雨量。面对暴雨，这样的标准显然过低。 而一些国外的大型城 市，城市排水标准普遍比国内高。比如纽约是“10至15年一遇” ，东京是“5至10年一遇” ， 巴黎是“5年一遇” 。在东京，用于排水的地下河深达60米。北京市防汛办主任王毅在接受 媒体采访时表示，城市排水设施和排水能力决定了积水的程度，目前相关部门正在研究， 希望将最低排水标准从最低一年提高到最低3年，达到3至5年一遇的标准。在中国，也并非 所有城市的排水工程都这么脆弱。公开资料显示，有两个城市的排水系统备受赞许。一个 是江西省赣州市，一个是山东省青岛市。2010年6月，当广州、南宁、南昌等城市在暴雨的 冲刷下相继变身“水城”时，江西省赣州市尽管也遭遇了近百毫米的降水，但整个市区甚 至没有一辆车被水淹。 在赣州市，以宋代福寿沟为代表的城市排水系统至今依然发挥作用。在青岛市，100多 年前德国人规划设计了完善的地下排水系统，让青岛远离内涝的隐患。 不过，颇具讽刺意味的是，随着这两个城市的发展，原有排水系统覆盖的老城区远离内涝 威胁，但新城区却在暴雨来袭时束手无策。 100多年前，法国文学家维克多雨果说过，下水道是“城市的良心” 。如今，要花费多 少时间和金钱，我们的城市才能摆脱内涝的阴影？ 2.我国城市的排水系统的排水问题 2.1 排出的水体的不达标问题 我国多数城市排水管道不成系统，有的利用街道、河道排水，影响环境卫生。有的排 水能力低致使有的城市雨后长时间积水，对生活、生产影响很大。目前，我国城市排水网 普及率，按服务面积计算为 64.8左右，排水管道总厂度 11 万 km 多，人均却只占有排水 管道长度 0.55m。因此排水系统最终排出的水仍属于污染的水质，是城市排水系统普遍存 在的排水问题。城市排水系统的最终排水是把达标的水排放到河流流向下流城市，而有的 城市的工业废水、生活废水未经处理直接排放到河流里。当下我们需要的是安全的水环境， 这也是排水系统最终要达到的效果，排出的水体不达标，严重威胁到城市动植物的生长环 境甚至人们的生命健康，而且这也与社会的发展极不适应。因此，排出水质问题必须重视， 是城市排水系统的排水问题中值得关注的问题。 2.2 水资源的循环问题 大量的水资源浪费，很少能循环使用水资源，也是城市排水系统存在的排水问题。可 以说中国几乎很少，甚至没有城市有水资源的循环利用设施。这里的循环利用不单单指对 处理后的废水的利用，更是对天然降水的收集、循环利用。天然的降水，提供了宝贵的水 资源，可惜很少有城市能做到对此资源的收集和利用。如果能收集部分降水资源，并加以 循环利用，可以有效缓解用水难的问题。不能很好的循环利用水资源是对水资源的浪费， 很少能循环使用水资源也是城市排水系统应该深思的问题。 2.3 每逢大雨内涝灾害的问题 城市内涝是指由于强降水或连续性降水超过城市排水能力致使城市内产生积水灾害的 现象。城市内涝是城市排水系统存在最普遍也最直接表现出来的问题。而且这发生在很多 城市，比如成都，南京，北京。这就表明出城市排水的一个共同问题，必须引起足够重视。 我们不难看出，每逢大雨便出现内涝灾害是不少城市排水系统的排水共性问题。 3.我国排水系统出现问题的原因分析 3.1 城区排水管道建设周期较长 城市经济持续快速发展，导致需要建设更多的市政管线，首先出现的问题是配套工程 还没有完全跟上。以前城区小，人口少，市政管线还基本能够满足排水要求。但现在城区 汇水面积及排水量在不断增大，现在的排水管道系统就出现了严重的问题。由于各方面原 因，城市排水系统的建设标准低，落实也不到位，又大大加长了排水管道的建设时间，致 使问题扩大化，例如，对于我国现行的城市排水设施建设标准要求，城市一般地区的设计 暴雨重现期为 0.5 到 3 年。那么一遇到超过三年一遇的降雨排水系统基本是处于瘫痪工作 状态，所以排水管道已不能满足需要。由此可以看出，过长的建设周期是城市排水出现问 题出现的重要原因之一。 3.2 城市排水系统的排水设施建设资金缺乏 不少城市自行建造的排水管道，由于设计不合理、不规范，建设后甚至无人进行维护 和保养，年久失修，淤堵严重。由于城市排水系统的排水设施建设资金缺乏，导致城市的 排水系统的排水问题出现。城市排水系统的排水设施建设是属于市政工程，基本是靠地方 财政支撑的，而城市排水系统的设施费用基本处于边缘位臵。各种各样的费用致使很多建 设工作无法顺利展开，比如负责排水系统正常的工作人员需要工资，排水设施需要日常的 维护、更换费用。建设资金的缺乏是非常不利于城市排水系统的排水设施的保养和正常工 作，可见，资金的缺乏也是导致城市排水出现的重要原因之一。 3.3 排水系统功能不完善 城市排水系统内部缺乏必要的技术力量，排水系统建设较早，设计标准低，管径小， 布臵混乱，使得管道排水能力下降或丧失。排水泵站能力不足，一些泵站由于修建时间较 长，泵站设备老化，水泵堵塞严重，甚至不能正常运行，无法满足排水需要。排水体系尚 未完全建成，管网覆盖率低，排水设施不完善，有些出水口尚未建设，规划中的泵站未配 套实施。而且没有专业的技术人员就谈不上排水系统的发展与完善。排水系统部门不仅需 要维持排水生产的工作人员，更需要的是规划城市排水网络的技术人员。缺乏技术力量的 支持，何谈功能的完善。所以不难看出，排水系统功能不完善也是影响城市排水问题出现 的重要原因之一。 3.4 部门配和不密切 目前市区的排水设施分别由环保局、市政工程管理处、水利局等不同部门管理，由于 各部门之间沟通不够，管理及责任不清，加之相关的法律法规不够健全，对排水设施存在 的问题以及发生的新问题都无法及时解决。这也是城市排水问题出现的原因。 4.城市的排水系统的发展建议 4.1 完善城市排水规划，制定符合该地区实际的规划建设方案 提高城市排水系统的建设标准，并建立有力的监督制度。根据需要出台相应的政策， 当地政府引起高度重视，提出合理规划并落到实处。各部门管理应该更精细，更明确。认 真研究制定一份符合该城市的设计理念与标准，在制定标准的同时，要建立有力的监督制 度，监督城市排水系统的建设，保证设施完成是不低于建设标准的，有力的监督是保证排 水系统建设的正常完工以及投入使用后的正常工作，使排水建设落到实处，而不是做表面 文章。 4.2 可适当加大城市排水设施建设资