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2014-11-19
下水道是城市的良心 解读北京排水系统
       北京水务局早在2011年7月就承诺,2015年前投入21.2亿元对中心城区排水管线全部实施更新改造。同时,今年7月初,排水集团称,从今年起,北京将利用三年时间,把城区71座下沉式立交桥的雨水泵站排水能力能抵御50毫米降雨。
也就是说,三年大限到时,北京下水道能达到5年一遇的标准。不过,这与纽约、东京等城市的下水道比起来,依旧相差甚远。
“憋”出来的重病
      朝阳178.5毫米、丰台207毫米、门头沟260.9毫米、房山217.8毫米……7月21日早上10点到晚上21点,北京各地降下61年来最大暴雨,房山最大一小时降水量甚至达到98.9毫米。
       这场暴雨从7月21日上午10点开始,北京市所辖区域自西向东陆续出现强降雨,整个降雨过程一直持续到22日清晨6点。
       此次全市平均降水量170毫米,最大降雨点房山区河北镇达到460毫米。截至7月22日17时,北京境内共发现因灾死亡37人。
       为何一场暴雨就能够导致全城“泡汤”?除了降水量较大之外,北京排水系统排水标准不足、设施老化、排水设施建设滞后、排水系统不健全、城市建设引发积水等问题也十分突出。

       而北京的排水系统问题由来已久。

       北京城的下水道是随着历史变迁、城市建设而逐步发展演变的,随城市发展出现问题。

       根据北京水利协会李裕宏对北京排水系统的研究,元代以前,多为土渠明沟。到了元代,主要街道两侧多为条石砌成的明沟,共有7处。从明代开始,在明沟上加盖条石板叫板沟(没有覆土)。至清代,逐渐将板沟改建成暗沟,形成下水道。民国以后,又陆续将规模较大的城内河道(如御河)改成下水道。
        到解放时,这样的下水道尚存220.7km,能排水的只有20.7km。1949年以后,下水道建设取得了前所未有的发展,到2006年,城近郊区下水道总长度达3807km,其中雨水管道1386km,雨污合流管道756km,污水管道165km,像人体血脉一样,遍布京城大街小巷。
       到2006年,北京城近郊区雨水合流管道已形成较完整的排水系统有30多个,但随着城市化的快速发展,城市排水设施建设都严重滞后。下水道普及率低,管道排水能力低,满足不了汛期排水的需要。
      北京市水务局也认为,北京排水管网面临诸多问题。比如一些老旧城区的管网上都有新的建筑群,无法拆迁,只能打补丁,发现一处补一处。同时,因为城市建设项目面临审批等,项目的建设也跟不上,导致排水系统建设滞后。
      目前,凉水河、清河、坝河和通惠河是北京城区的4条雨水排放“大动脉”,但并不是所有区域的降水都能顺利地流入其中。从排水管道通向“大动脉”的中间环节,往往形成“栓塞”,憋住下水道。同时,护城河变暗河以及大量水面的消失,也加剧了京城水患。
      2015年前投入21.2亿元改造城市排水管道的老化、堵塞以及过水能力不足,确实是造成国内各大中城市遭遇暴雨时,内涝成灾的主要原因之一,但这并不是全部。
       首先,城市雨水口垃圾堵塞严重。从2007年下半年开始,北京建筑工程学院环境与能源工程学院教授李海燕等,对北京城区雨水排水管道内沉积物的沉积状况进行了调查。李海燕教授发现,北京市近80%的雨水排水管道内有沉积物,50%的雨水排水管道内沉积物的厚度占管道直径的10%-50%,个别管道内沉积物的厚度占管道直径的65%以上。  北京建筑工程学院车伍教授也早在2003年调查得出,雨水口的大量垃圾污物除了造成雨水通道堵塞、市区水涝外,对城市环境和水体也构成严重污染。北京市区近年来雨季发生的一些水涝,花巨资整治清理不久的河床中又沉积大量污染物部分河湖多次发生的藻类大量繁殖、富营养化现象严重等污染事件都与此有直接关系。
      其次,越来越多的路和桥对城市排水形成反作用力。路面和桥面的材料本身是防水的,它的防水作用导致了在降雨时桥面路面上的雨水渗不下去,只能走其他的路排泄,也就带来了桥下积水的后果。同时,北京凹式立交桥更是让积水无法畅快排出。车伍教授表示,我国城市排水系统总体上来说是落后的,对比城市地面上的发展是不协调的,排水等基础设施是百年大计,要有延续性,甚至比地上设施需要更精心的规划与设计,不能像有些建筑一样过几年就拆除重来,等城市建成后再来修补排水设施异常困难,也要付出更巨大的代价。据北京水务局消息,其要在2015年前把城区71座下沉式立交桥的雨水泵站排水能力提高到抵御50毫米降雨的5年一遇标准。三年后城区将不会再轻易出现一场急雨后,立交桥下水淹汽车的场面。
同时,北京将在十二五期间,投入21.2亿元,对中心城区排水管线全部实施更新改造。
       与国外尚存巨大差距
       城市排水系统主要包括雨水排水系统、污水排水系统两大类。其中,雨水排水系统由小区排水管线、道路排水支干线系统、排水河道支干流系统组成。
      按照标准,马路上每隔30-50米就有一个排水沟,马路边上的长方形地沟,下面的管径在20-30厘米左右,干管埋在马路中间,有粗有细,较大的管径可以达到一两米。支管和干管都是混凝土材质,以防渗漏。
      按照我国现行城镇排水设施建设标准《室外排水设计规范》的要求,城市一般地区排水设施的设计暴雨重现期为0.5至3年(即抵御0.5年至3年一遇的暴雨),重要地区也只有3至5年,在实施过程中,大部分城市普遍采取标准规范的下限。
      北京市防汛办主任王毅曾表示,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,仅天安门广场和奥林匹克公园附近的排水管线能达到5年一遇标准。
      北京的排水系统在国内建设的排水系统中已经算是先进了,其他城市的排水系统设计更加不容乐观。
而在国外,为防范城市内涝,城市排水标准普遍比国内高,纽约是10至15年一遇的标准,东京是5至10年一遇,巴黎是5年一遇标准。
      以巴黎为例,其下水道甚至成为旅游胜地。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。
      德国人的下水道更是细致。德国人从1899年开始在青岛铺设的地下管网,至1905年,青岛市欧人居住区排水管道铺设已具规模,并最早实现雨污分流。青岛德建雨水管道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。
      青岛德建下水道的横断面高约80厘米,上半部分呈半圆形,直径较大,能在水量比较大的时候确保过水面积。排水管道中的雨水斗带有反水阀,这样一来雨水冲刷的脏物只能进入雨水斗,而不会进入管道,因此不会造成管道堵塞。堵塞越少,排水井冒溢就越少脏物也便于清理。
      同时,德建管道能够巧妙减少堵塞的可能。其下半部分呈“V”字形,约1/2高度的部分贴了白色瓷瓦,减少了污水在流量比较小的情况下受到的阻力,同时确保污物垃圾不会被毛刺挂住。
     城市雨水系统是一个十分复杂、庞大的系统工程,对城市水环境乃至城市的安全和可持续发展都具有举足轻重的作用和影响。车伍认为,城市发展观和主导路线长期以来“重地上、轻地下”,学术界和工程界也普遍“重污水,轻雨水”,在观念、方法、理论体系、技术储备、法规政策等多方面都很落后整体上距发达国家还是有三十年左右的差距。
 
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