暴雨搅痛“城市良心”

　　    ◆中国环境报记者李莹曹俊

　　 150多年前，雨果说下水道是“城市的良心”，近日一轮强降水过后，武汉、长沙、北京等多个城市出现了严重积水，交通几近瘫痪。“城市的良心”一阵阵绞痛，搅乱了人们的生活，搅痛了人们的神经。城市到底怎么了？本期我们将为您把脉下水道，问诊城市玻

　　 

　　[中外对比]国外城市为何下雨不湿鞋？

　　    为什么我国很多城市一遇暴雨就积水，而国外城市则暴雨不湿鞋？北京工业大学教授周玉文认为，一方面，在我国，作为日常排水使用的排水系统存在标准低、设计方法落后、系统性差等问题，与一些发达国家存在差距；另一方面，我国缺乏排涝标准，在排水系统和防洪系统之间存在一个系统的盲区，即城市排涝系统，这也是导致很多城市在大雨时造成内涝的最主要原因。

　　据周玉文介绍，城市排水管渠系统的功能是排除排水系统设计重现期(重现期指在一定年代的雨量记录资料统计期间内，等于或大于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间，相当于“暴雨几年一遇”的概念)以内的暴雨径流。在国外称为小排水系统，与我国雨水管区系统规划的概念基本一致，只是排水标准略高于我国。“也就是说，排水系统的功能在于解决日常排水问题。”周玉文说。

　　只从这个排水系统来看，我国和国外的差距在哪里？

　　 设计标准:1年VS10年？

　　周玉文具体介绍说，就设计标准而言，我国的设计标准与欧美国家有本质区别。我国雨水管渠的设计重现期标准低于欧美国家，根据《室外排水设计规范》，重现期一般选用0.5～3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用3～5年。而欧美、日本等国家一般只规定最低限制，而非一个区间，他们的最低限一般为5年或10年。在现实中，我国多数城市会选用最低限来进行设计，也就是按照半年或一年一遇的暴雨强度来设计，而欧美、日本等由于只给出了最低限，一些有经济实力的城市有更大的发挥空间。

　　而谈及设计方法，周玉文觉得这也是导致我国雨水排水管网设计不够合理的一个主要原因。

　　事实上，我国排水系统设计中存在的问题要追溯到建国初期。我国大部分城市的排水系统都是建国初期修建的，当时我国多采用前苏联的设计理念和理论。前苏联和欧美的指导思想有不同，他们更重视节约成本，当时采用的设计方法为极限强度法，而欧美更重视安全性和长远性，采用的是推理公式法。

　　“这主要体现在m值折减系数和暴雨强度的采样方法上。对暴雨强度的采样，欧美多采用年最大值法，前苏联采用年多个样法。前苏联的算法相同重现期计算的设计流量较欧美偏小，造成了设计标准的失真。举个例子，在设计中，对于计算出的暴雨径流，伦敦会乘以一个系数2，为安全着想；而我国以及前苏联则会乘以一个折减系数，比如0.5，这就导致我国的雨水管渠设计流量总体偏校”周玉文表示。

　　 技术方法:计算器VS计算机

　　据了解，我国后来的设计都采用了推理公式法。“但我国现在对于雨水设计流量的计算方法依然采用19世纪的推理公式法。流量推理公式法虽简单但不准确，国外在三四十年前就已经改用模型测算流量了。打个形象的比喻，我国的流量设计计算完全可以用计算器或简单的excel表格来计算，而国外则必须用计算机做运算。虽然近日修订的《室外排水设计规范》试图将新技术补充进去，但由于设计费与工程造价有关，改革的动力不足。”

　　据周玉文介绍，美国规定地面集水时间(雨水从相应汇水面积的最远点地表径流到雨水管渠入口的时间)在15分钟以上的，都不许采用简单的推理公式法；欧盟规定，汇水面积(雨水管渠汇集降雨的面积)在200公顷以上的，不许采用推理公式法。而我国所有的雨水设计都按照推理公式法，并且在设计中考虑折减系数，这就使得管渠设计更难应对暴雨。

　　 基础信息:公开VS保密

　　周玉文认为，基础信息不完善也是当前最大的困扰。首先，我国缺乏基础数据，我国对基础数据的采集管理不重视，信息记录缺乏系统性和延续性。据他介绍，在法国尼斯，排水管网等基础信息从19世纪开始起就有记录，且对任何人都是公开的。

　　“数据不公开也是制约相关研究和工程推进的重要因素。城市排水系统是一个综合性工程，如果一个部门只管自己的一亩三分地，而不从全局谋划，就难以解决问题。”

　　据周玉文介绍，在我国台湾地区的台北，所有管理机构都能看到城市排水系统的数据，一旦出现问题，各部门能够迅速形成联动机制。“数据不公开的另一个方面表现在，研究人员由于得不到基础数据难以开展工作。研究排水管网的科研人员为了获得必要的气象数据必须向气象部门支付大笔费用，这无疑增加了相当数目的科研成本。”周玉文说。

　　 系统管理:单兵VS系统

　　“此外，不得不强调的一点是我国排水系统的系统性差。”周玉文表示，这主要表现在我国的排水管道是分段修的，每个施工单位只负责其施工的一段，在设计、建造的过程中，很少会去考虑其上下游及整体布局。而对于整个城市的排水，我国也从未做过总体校核，“打个比方，修建管网的都是地方部队，没有司令。”

　　我国排水管网的管理方法依然未能理顺。排水管网是公共设施，排水管网的建设方案、标准公众却并不知情，甚至有些部门凭借自己的垄断地位盈利。部门之间条块分割，各自为战，使排水管网的规划和建设缺乏系统性和连贯性。

　　“除了排水系统本身，我国城市内涝的最重要原因是目前我国尚没有城市排涝系统。”周玉文说，“我国的城市只有两套工程体系，即城市防洪工程体系和城市排水工程体系，修建的堤坝可以抵御百年不遇的洪水灾害对城市的威胁，建设完善的排水管网体系可以解决重现期内的暴雨径流问题。但是重现期(最多5年一遇)与百年一遇之间这些规模的暴雨呢？完全没有工程系统来解决排水问题，这就导致我们现在遭遇城市内涝。”

　　[古今对比]福寿沟体现古人哪些智慧？

　　    暴雨袭来，人们在饱受积水之苦时，开始关注江西赣州的福寿沟体现的古人的智慧。为什么现代化的排水系统还比不过千年之前的古老设施？同样的话题在北京也有体现。为何二环以内不会被淹，而三环以外却水流成灾？

　　 城市规划:规模VS失控

　　“相较当今城市规划的诸多问题，中国古代城市发展更为科学合理。古代城市首先多与河流、湖泊相伴，湖泊湿地等有蓄洪功能。在城市选址方面，古代城市多选择背山靠水之地，而且在城市建设之初，他们往往有明确的定位，城市规模是多大？要保全哪些重要地方？从最重要的区域到城市周边最边缘的区域，常常会呈现一定的坡度，这就是古人的智慧。”周玉文说。

　　同济大学环境科学与工程学院副院长李光明教授认为，城市下水道的建设和改造跟不上快速城镇化发展的步伐，城市发展缺乏整体规划，由此出现了许多“欠账”。由于城市化发展速度过快，城市有关规划和建设对全球性气候变化带来的降雨变化估计不足。盘子越做越大，很多原本低洼的地方被开发，正是这些地方，成为积水重灾区。

　　“城市排水系统涉及地面渗流、河道排水、城市内河和内湖蓄水等多个方面，是一个复杂的系统工程，因此在城市发展中需要科学的规划、建设和管理。由于对多方面的研究和认识不足，城市河道和内湖缩减，地面渗水能力下降，使暴雨时的排水负荷过高，导致排水不畅，出现积水。”李光明说。

　　当前，我国城市规划中存在的诸多问题对于城市积水的影响不容小觑。许多城市总体规划尚未到期，但城市建设规模已经完全突破原定的框框，换一个领导就换一套规划。规划人员不能决定城市建设方案。

　　此外，开发区规划建设与城市总体规划脱节，自成体系，给城市的长远健康发展也埋下了隐患。

　　 设计理念:长远VS短视

　　对于古今排水系统，周玉文更强调设计理念的差别。他认为古人并非有比今日更多的工程技术，最大的差别在于设计理念。古人认为，排水管网建设要着眼于解决子孙万代的事，而当今的设计更多的是解决眼前的问题，对城市规划的整体性考虑不足。很多城市建设规划中“重地表，轻地下”的弊病在暴雨中暴露无遗。

　　“光鲜亮丽的城市地上建设无疑让‘繁荣’和‘政绩’一览无余，能引起更多关注。而排水管网等看不见、摸不着的地下隐蔽工程很难让有关部门用心。城市积水从一个侧面反映了我国发展方式存在的重视眼前利益，忽略长远利益的问题。”周玉文说。

　　[解决之道]怎样才能避免水漫金山？

　　 

　　    城市积水，专业地讲即城市内涝。究竟该怎么解决城市内涝？只有城市防洪工程体系和城市排水工程体系两套系统是否可行？可否利用城市雨水排水管渠系统控制和排除暴雨径流？

　　 排水系统:评估普查获取基础信息

　　“对于现有的城市排水系统进行改造，很难。”周玉文说，“我们现在能做的主要在基础工作，即对排水系统进行整体评估，对管网基础设施进行普查，完善基础信息。”

　　据周玉文介绍，排水系统的管网都埋于地下，每公里管道的造价至少为500万元，造价很高。而即使不考虑造价问题，另一个重要的问题也导致管网很难改动。“城市地下空间具有局限性，地下埋设了给水、污水、取暖、电缆、煤气等多种管道，各种管道的布局都有间距的要求，要动一条雨水管，可能所有的其他管道都得动，这是不太现实的。”

　　周玉文告诉记者，要对整个排水系统评估，目的是寻找问题。“具体那个系统有哪些问题？能否达到更科学、更高的设计标准？这些都得评估，进而对现有可改造管道以及日后的排管布线提出有针对性的建议。”

　　“进行管网基础设施普查，建立完善的地理信息系统。这关乎百年大计。”周玉文说，“现在讲数字化技术，数字城市不能没有数字的地下空间显示。要向尼斯学习，即使还需要很多年，也可以慢慢做起。只要是朝着正确的方向前进，每一步都不会有遗憾。”

　　“当然，排水系统设计规范中存在的标准、计算方法等问题，也急需解决。如修改暴雨强度公式等，以提高暴雨径流测算的准确性，避免新建排水管网再次出现积水问题。”

　　 填补空白:建立城市防涝系统

　　“现在很多人关注的是排水系统，其实解决内涝问题并非排水系统的职能。要根本上解决问题，必须建立城市排涝系统，而我国现在所有的城市都没有排涝系统。”周玉文说。

　　周玉文强调，寄希望于通过改造排水系统提高排水能力，来解决城市内涝，思路是有误的。”即使排水系统改造成按照10年一遇的暴雨强度来设计，那20年一遇、30年一遇的暴雨呢？还是没辙。”

　　如何从根本上解决城市内涝？周玉文强调，必须建立一套独立的城市排涝工程体系。城市排涝系统，在国外称为大排水系统，是指采用工程措施和非工程措施解决城市局部极端暴雨在短时间内超过雨水管网设计排出能力但没有超过城市防洪体系最大负载时的雨水排出问题。系统由城市内河、湖、水面、道路和调节构建物组成。

　　周玉文举例说，这个系统可以建立防洪流量调蓄池，通过调节控制雨水径流，减少下游管渠系统高峰排水流量，从而达到防洪调蓄的目的。可以建设低冲击开发模式，即以一种生态系统为基储从径流源头开始管理暴雨。利用绿色屋顶、植草沟、雨水桶等措施，采用渗入、蒸发、滞留等方式减少径流排水量。

　　系统思路:治水要综合考虑

　　周玉文认为，现在城市面临的3个压力即水多(洪涝灾害)、水少(资源性和水质性缺水)、水脏(水污染)。“治水需要系统的思路，要建立城市排涝系统不能仅仅看做是为了解决城市的水多问题，完全可以将水少、水脏的问题综合考虑。”

　　举个简单的例子，如果建立防洪流量调蓄池，当暴雨来临时，地表雨水进入蓄水设施，蓄水池就像一个大水库，在暴雨之后可以将这部分水资源进行处理，作为城市水源。同时，现在很多的雨污合流制排水系统会产生溢流污染，在暴雨初期往往会带来城市水源的面源污染，而这个调蓄池将这些水都存储起来，同时也就解决了水脏问题。

　　而现在，由于我国的条块管理体制，我国在解决水多、水少、水脏的问题上，各部门各自为战。比如排水集团为了解决溢流污染问题会修建调蓄池，但是调蓄池的设计规模并不考虑防涝要求，体积不够大；而面源污染控制又和排水集团无关。“缺乏系统的综合考虑，很难解决好水的问题。”

　　“科学规划城市水系统，不再头痛医头，脚痛医脚，才是真正解决城市所有水问题的关键。”周玉文说，“也许这个过程很漫长，投入也很大，很难一步到位，但这样做每一步都有意义，会给未来留下宝贵的财富。”

　　[雨中看点]看国内：道路成河车成船

　　    北京:今年入夏以来，北京遭遇强暴雨，局部地区雨量超过100毫米。突如其来的倾盆大雨使得城区积水严重，部分道路中断，多条地铁线路运营受阻，大批航班取消或延误。积水最深处，一度达到两米，多辆车深陷水中。暴雨中，有两人掉进排水井被冲走失踪。有网友调侃:“陶然碧波，安华逐浪，白石水帘，莲花洞庭，大望垂钓，二环看海，机场观澜。”

　　武汉:湖北省武汉市遭受10余年来最大暴雨袭击，城区出现大面积渍水。武汉市区水务部门全员出动，全力排渍，共抽排1900余万立方米积水，相当于5个东湖的水量。暴雨导致汉口新华下路铁路涵洞积水，水深达两米多，几乎没过公交车车顶。交通一度中断，多名群众被困。

　　成都:入汛以来，四川省成都市出现最强局部强降雨天气过程。成都市区部分道路和低洼易淹区出现积水，6个下穿隧道交通一度受阻。内涝成灾，大量车辆被堵于路途中。成都市民纷纷用“5年内打造东方威尼斯”、“有一家火锅店叫老码头”等自嘲。

　　看国外：排水管网好景点

　　    巴黎:近代下水道的雏形脱胎于法国巴黎。巴黎下水道总长2300多公里。巴黎的下水道处于地面以下50米，水道纵横交错，密如蛛网。下水道四壁整洁，管道通畅。下水道中间是宽约3米的排水道，两旁是宽约1米的供检修人员通行的便道。随着城市人口的增长，巴黎的工程师们还修建了4条直径为4米、总长为34公里的排水渠，以便通过净化站对雨水和废水进行处理，处理过的水一部分排到郊外或者流入塞纳河，另一部分则通过非饮用水管道循环使用。现在每年有10多万人来参观学习。

　　新加坡:新加坡处于热带雨林带且年降水量超过2300毫米，但并未发生过大路被雨水冲毁的事件。在新加坡绝大多数公路的一侧，必是一条很大的排水沟；新加坡绝大多数房前屋后的排水渠也都修得很好，这些水渠和城市的主要排水系统相连，保证了雨水能及时排出。

　　东京:今年7月之前，日本已经历了5次台风。东京中野区的一条河道，平时河水勉强能没过脚面，到了台风暴雨袭来的时候，十几米宽、数米深的河床，转眼间便变成了排水道，大量雨水打着漩涡向海里冲去。但桥上的汽车仍然像平日一样行驶。在东京，很少见路上雨后积水。雨天，东京人照常穿皮鞋上班，因为他们已经习惯了高渗水性的路面砖。

　　看古代：暴雨不涝安千年

　　    北京故宫:如遇大雨，故宫三大殿三重台基上有1142个龙头排水孔，瞬间将台面上的雨水排尽，并形成千龙吐水的壮丽景观。这些被排出的水，通过北高南低的地势泻入内金水河流出。故宫的排水，正是综合了各种排水法，既有地下水道，又有地面明沟，这些精心设计建造的或大或孝或明或暗、纵横一气的排水设施，能够使宫内90多个院落、72万平方米面积的雨水通畅排出，实为工程史上的伟大成就。

　　赣州福寿沟:江西省赣州市福寿沟修建于北宋时期，虽经历了900多年的风雨，至今仍完好畅通，并继续作为赣州居民日常排水的主要通道。

　　福寿沟总长约12.6公里，工程分为三大部分:一是将原来简易的下水道改造成断面为矩形、用砖石砌垒的宽渠，主沟断面宽约90厘米，高180厘米左右，沟顶用砖石垒盖，纵横遍布城市各角落，将城市的污水收集、排放到贡江和章江；二是将福寿沟与城内的几十口池塘连通起来，增加城市暴雨时的雨水调节容量，减少街道淹没的面积和时间；三是建设了12个防止洪水季节江水倒灌、造成城中内涝灾害的水窗。这种水窗结构精巧，运用水力学原理，在江水上涨时，将外闸门自动关闭，而水位下降到低于水窗时，排出的水流能将内闸门冲开。

　　值得一提的是，福寿沟工程通过科学合理的设计，利用城市地形的高低差，全部采用自然流向的办法，使城市的雨、污水排入江中和濠塘内。

　　福寿沟综合集成了城市污水排放、雨水疏导、河湖调剂、池沼串联、空气湿度调节等功能，甚至形成了池塘养鱼、淤泥作为有机肥料用来种菜的生态环保循环链。整个排水网络“纵横纡折，或伏或见”。

　　 

　　成都雨浸立交桥