摘要:城市排水系统是城市基础建设的一部分,排水系统的建设对城市国民经济的发展有着重要作用。但在武汉,由于一系列的原因,武汉的排水系统已经不能满足当前需要,在近几年的几次大雨中,武汉多地被淹。本文将对武汉排水系统在规划、建设及后期人为因素等方面存在的问题进行分析,同时借鉴国内外的一些成功的排水经验,对武汉排水系统作出一些建设性的意见,以达到改观武汉排水系统的目的。
关键词:城市排水系统;规划建设;雨污分流;下水道
1.引言
城市排水是指城市中排水的收集、输送、处理和利用以及排放等设施以一定的方式组合成的总体。城市排水按其来源和性质可以分为生活污水、工业废水和降雨。城市排水系统需要及时地收集、输送、处理和排放污水和降雨,否则将积水为害,影响人们的正常生活和生产。所以,解决城市排水问题,提高城市排水效率是一项十分重要的工作。
据统计,武汉中心城区武汉中心城区排水管网的总长度有6300余公里,这些排水管道就像这个城市的血管。但随着城市建设的飞速发展,管网的压力与日俱增,当遭遇大暴雨时,武汉排水系统存在的问题就浮现出来了。在近几年的大雨中,武汉各地出现看海趣闻,一场场大雨让武汉从江城变成了“海”城,面对“遇雨则涝”的现象,我们不禁思考,武汉作为全国大城市,缘何会出现这种怪圈?我们不得不对武汉排水系统的规划和设计进行反思和总结。
本文将对武汉现有排水系统进行综合分析和评价,并进一步探讨武汉排水系统的改善方案,提出一些合理建议。
2.武汉的排水系统的建造与现状
武汉的排水水系,根据排水规划,结合历史排放体系和地区汇水特征,共分为86个排水水系。其中中心城区25个水系,远城区61个 。
伴随着武汉城市的快速发展,排水系统的建设步伐一直没有停止。据武汉市水务局排水处的最新资料显示:截至2010年,该市中心城区排水管网建成区425平方公里,有黄孝河、常青、汉口沿河等22个排渍水系,汇水总面积1374.46平方公里;排水管网总长度6307.16公里,污水处理厂截污管167公里,管涵平均每年增长近170 。
1990年以来,武汉市排水管网的设计原则为:统一规划、分期实施、城乡兼顾、蓄排结合、以排为主、保护水资源和环境。武汉市排水管网现状的排水体制,老城区多为雨污合流制,新建区(如东湖新技术开发区和武汉经济技术开发区)均按雨污分流制实施雨水排放和污水处理系统。根据城市污水收集与处理目标、城市的暴雨特征、下游受纳水体环境要求以及城市发展的水平等具体情况合理地确定排水系统体制。对属于城市污水处理厂服务范围内的合流区,要创造雨、污分流的改造条件,使排水分流区面积比例达到85%。
武汉市排水工程常用设计标准是以暴雨强度的重现期确定的,重现期越大,暴雨强度越大,设计标准越高。选用重现期一般是根据地区的地形条件和重要性,同时与城市经济实力有关。1980年后,新建的排水工程一般为P=1(年)(即30分钟降雨量不超过25毫米,60分钟降雨量不超过34.5毫米,120分钟降雨量不超过46毫米的雨水,在此设计标准内,地面不会出现渍水)。
不同的重现期和降雨历时的降雨量
80年代新建和改造一大批骨干设施,如汉口黄孝河、机场河治理工程,沿江天津路排水工程,武昌徐家棚、下新河、复兴路等排渍工程,汉阳鹦鹉大道排水工程,青山倒口湖许家村地区排水工程等。相应修建后湖、常青、天津路、鹦鹉洲、四小闸、倒口、许家村等10座大、中型排水泵站(直接入江),新增抽排能力303.4立方米/秒,新增排水管网400余千米。
1998—2002年排水基础设施建设的力度进一步加大,新增抽排能力流量48 立方米/秒,新增排水主干管、渠200多公里。建成武昌晒湖、沙湖地区、硚口古田地区、汉阳鹦鹉洲地区等区域性骨干排水工程。先后建成发展大道、惠济二路、中山大道、江汉路、沿江大道、东湖路、石牌岭、二七路、解放大道上下延线、古田二路、京汉大道、武青三干道、长丰大道、墨水湖北路等道路排水工程和栅栏口立交排水配套工程。治理晒湖“龙须沟”,完成常青路机场河、水果湖等明改暗工程,进一步完善了城市排渍防涝体系。
3.渍水的成因
3.1 设计标准低:管网基本上按一年一遇设计
作为一座老城,武汉很早就有了地下排水系统,随着城市不断发展,这种标准已不能适应今天城市发展的需要,如管网、箱涵等排水系统的口径还是按照“一年一遇”的标准建的。而且,这些管网改造起来也并不容易,目前武汉市中心城区地下管线种类繁多,包括给水、排水、燃气、热力、工业、电力、通讯等共计7大类17种,分属不同的机构和单位,并且管线不断增多延伸,地下管网权属的复杂性也加大了下水道的改造难度,几乎每一项改造都涉及多个职能部门。
3.2地面硬质化,90%的降水需靠管网排走
雨水落地后的自然过程不外乎是,下雨——土壤吸收雨水——蒸发或通过地下水进入河流。过去,土壤和水塘能够储存大量的水,而现在,随着城市建设“大干快上”,大量绿地、湿地、水塘消失了,城市“硬底化”情况越来越严重,以致一到下雨,雨水难以自排,90%要靠排水管网才能排走。数据显示,2010年武汉市城区面积1615.14平方公里,在市区核心区684平方公里内地面硬化率达90%以上(山、水除外),核心区外930平方公里地面硬化率达70%。
3.3 施工影响
最近几年,武汉城市建设快速发展,尤以大型交通工程为主,5000多个工地同时开工,繁荣的背后是时代发展的阵痛。施工方为赶进度,往往忽略排水管网建设。不仅事前很少主动去了解,挖断后也不通报告知,直到水务人员巡查时才能发现,更多时候是下雨导致渍水,影响到居民生活时才能发现。水务部门要求恢复管网,施工方却不愿多花时间和成本对排水管网进行迁移改造,往往一再拖延。除了野蛮施工,还有泥沙、渣土不经两级沉淀就直接排入下水道,临时排水管网口径小、雨水收集口不足,这些都加大了下水道的压力,对排渍产生影响。
3.4泵站建设的缺位
武汉市现有泵站的能力,只有规划的56%。现有排水规划设计标准是历史降雨水平和城市发展水平相协调的结果,按照规划建设完成的地区,比如循礼门隧道、中山路隧道等都未出现明显渍水。不过,如今的排水系统建设滞后于城市发展,现有排水设施的总体排水能力尚低于实际需要的60%。
同时,已建设的泵站、涵箱、涵洞等设施长期得不到有效管理,排水能力被局限。例如,东湖排水通道主要有两个,一是东湖港至武钢排水通道,二是长达18公里的罗家港排水通道。因武钢不再在东湖取水,因此第一个通道的排水功能基本丧失,而罗家港明渠则在近5年内没进行任何清淤,不仅自然出水沟被堵塞,明渠内亦杂草丛生,建筑渣土堆积,排水功能被严重削弱。
3.5湖泊数量与面积锐减
武汉湖泊的减少,大大减小了城市的调蓄能力。1950年代,武汉市湖泊面积达1581平方公里,城中湖有127个,80年代已经缩减为874平方公里。近30年来,又减少了228.9平方公里,城中湖也缩减为38个。与之相对应的却是,城市建成区总面积从220平方公里增加到475平方 。天上的雨水没有减少,调蓄的湖泊在减少,城市建成区面积却在增加,如果抽排能力没有加强,渍水就不可避免。湖泊对雨水调蓄功能的减弱,是城市排水的一大损失。
4.国内外城市中值得借鉴的排水系统的典范。
100多年前德国将现代排水系统引入青岛,德国人巧妙地设计和严格的施工质量使得很多路段的管道至今仍在沿用。德国人在青岛修建了“深隧道”式的管道,“深隧道”式的管道在国外十分普及,其排水效率十分高。因此青岛被认为是管道设置最合理的城市。
青岛率先采用雨水污水分流的排水模式。在这种模式下,修建单独的污水管道,进行分类处理和排放,保障了雨水管道的通畅。德占时期,德国人在青岛修建了雨水管道29.97公里,污水管道40.07公里,雨污合流管道9.28公里。青岛的地下排水设施有好几种形式:地下是管道和暗渠,地上是明渠。有不少路段都有暗渠。在老城区12条道路下的暗渠总长度为5464米,这些100多年前修建的暗渠至今仍能管用。德式排污管道设计巧妙,管道为倒置的鸭蛋型,上大下小,下半部分呈“V”型,在流量相同的情况下,污水流速更快,即使污水流量比较小,污水依然能保持一定的速度,使得污水中所夹杂的污物被冲击得没有沉淀的机会,有效保证了管道的畅通。同时,德国人心思缜密,排水管道的整体建筑材料为水泥,但管道下半部分则在水泥上贴上了一层瓷砖,瓷砖表面光滑且经久耐用,能减小摩擦,防止污水对管道的腐蚀。
德国人与清政府签订的租借期为99年,德国人对青岛的建设是按百年来规划的,并不是急功近利,而是有着长远计划。虽然德国因为一战的失败而退出了青岛,但在其统治的17年里,它为青岛构建了一个现代的排水系统轮廓,奠定了现在青岛地下排水系统的基础。
巴黎是一座具有悠久历史的欧洲名城。巴黎的下水道系统与巴黎这座城市一样久负盛名。巴黎的下水道始建于1854年,用时24年巴黎修建了600多公里的下水道。截至今日,巴黎的下水道总长度近2300 ,相当于巴黎到伊斯坦布尔的距离。巴黎的下水道位于地面以下50米。水道纵横交错,密如蛛网。下水道四壁整洁,管道畅通,不会闻到臭味,而且下水道十分宽敞,中间是宽约3米的排水道,两侧是宽约1米的供检修人员通行的便道。巴黎的下水道按沟道大小可以分为小下水道、中下水道和排水渠三种。每天有120亿立方米的水经此管道排出,这些下水道犹如这座大城市的消化系统。如今,巴黎的下水道修成了博物馆,这是世界上唯一可供参观的地下排水系统,每年来此参观的游客有近10万人。
5.问题的解决
5.1规划要具有前瞻性
对比以下部分城市排水现状,武汉市的排水标准无论是一般地区还是重要地区的排水标准都是一年一遇,落后与其他城市的排水标准。就长远来讲,随着全球气候恶化发展,极端天气频频出现,以一年一遇的排水标准显然远远落后于现代城市的发展需求。除了排水系统设计标准落后外,在设计排水系统时候忽略的因素太多也是其中尤为重要的部分。因此,在城市规划设计的时候需要充分考虑未来几十年甚至上百年的城市排水系统状况,排水系统的设计应该考虑极端天气,施工等因素,切实做到对排水系统的设计不但能满足当前城市发展的需要,而且同样适用于未来的城市建设标准。
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