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導語

隨著時代發(fā)展，在城市環(huán)境治理中，排水管網(wǎng)已成為了核心治理難題。事實上排水管網(wǎng)應是城市的“靜脈”、城市的“良心”，本應先于城市發(fā)展，但卻明顯滯后。城市內(nèi)澇、污水溢流、污水直排、雨污混排等問題屢見不鮮，我們腳下的管網(wǎng)生病了，但似乎只有暴雨淹城才會受到很多人關注，而排水管網(wǎng)晴天水位高、近乎滿負荷運轉情況確無人知曉。

1 為什么城市一下暴雨就積水

01 規(guī)劃、設計標準

     起步偏低

我國建國后規(guī)劃、設計的大部分城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)是1~3年的暴雨重現(xiàn)期，重現(xiàn)期決定了設計的排水管道的管徑和坡度。這些年我國《室外給排水設計規(guī)范》中雨水管渠設計重現(xiàn)期標準逐步提升，已經(jīng)接近美國、日本等在城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治設施上投入較大的發(fā)達國家，設計暴雨強度公式也由早期的年多個樣法改為采用年最 大值法，但對于大暴雨，也還是會存在一定程度的積水，當然程度會輕很多。

02 低洼地勢、受納

     水體頂托作用

雨水到地面之后，一部分下滲，一部分通過雨水篦子收集進管網(wǎng)排入下游水體?！妒彝饨o排水設計規(guī)范》中規(guī)定管渠出水口的設計水位應高于或等于排放水體的設計洪水位，但實際上對于很多地區(qū)這點很難做到，絕大多數(shù)排水口在旱季晴天時處于完全淹沒狀態(tài)。受河水頂托作用，雨水無法有效的排出到受納水體，滯留充滿在上游管道以及檢查井內(nèi)。雨水排水是靠重力流動，對于一些低洼地勢，周邊水無法排出的情況下，會匯集到洼地區(qū)域。本身排水能力差，地勢低洼再形成匯水，自然就“看?！绷恕＜词拱l(fā)達的那些沿海城市，絕大部分地方也不可能直接入海，還是得先入河、入江，這就會遇到河道排水能力的問題。如果暴雨太大，河道水位上漲，即便管網(wǎng)系統(tǒng)再好也無法排水。

03 管網(wǎng)養(yǎng)護不到位

排水管網(wǎng)維護沒跟上，造成雨水篦子大量被堵塞也是一大問題，在一定程度上降低了排水能力。

2 為什么不能將排水管網(wǎng)徹底改造

01  管網(wǎng)錯綜復雜、維修影響過大


目前多數(shù)城市基建比較完整，把河道全部挖深，再將道路破開、進行管網(wǎng)更換，會對地鐵、電力、通信、天然氣等管網(wǎng)造成影響。


02  維修金額巨大、資金匱乏


例如：全球公認排水體系最 好 的城市東京，排水管道總長約1.58萬公里，最 大管徑8.5m，東京著 名的江戶川工程，6.3公里管網(wǎng)，加上5個調(diào)蓄池，92年開工，06年完工，總投資約合180億人民幣。國內(nèi)以武漢為例，武漢中心城區(qū)排水管道超過6300公里，翻修總造價2520億，可預見北京、上海之類的一線城市排水系統(tǒng)維修投資金額將更高。

3 為什么污水廠越建越多、水質(zhì)改善卻不明顯

污水廠在過去十年中確實帶來了水質(zhì)的改善，但這一點改善尚不足以說我們的江河湖泊變成了一個干凈的狀態(tài)。排水管網(wǎng)生病了，我們花了重金建了四干多座污水處理廠，治標但未治本。


01  雨污混接問題屢見不鮮


在分流制排水管道下，雨水管跟污水管本應像機動車道與人行道一樣各走各路、互不相干。然而現(xiàn)實卻是雨水、污水在未知處混合成為雨污水。雨污混接的情況是普遍而長期存在的，不僅僅是老城區(qū)的老舊排水管道，在新城區(qū)新建排水系統(tǒng)，雨污混接、雨水管套污水管也屢見不鮮，圖紙分流實際混流的情況比比皆是，而這種現(xiàn)象也是缺乏實測流量數(shù)據(jù)的定量化評估。

02 入流入滲問題持續(xù)存在

降雨時，污水管道中水流主要由以下三部分組成，即基本入流量(bascwastewater flow，簡稱BWF)、地下水滲透量(groundwater infltration，簡稱GWI)和降雨導致的入流入滲量（rainfall dependent inflow ndinfiltration，簡稱RDII），其中 BWF和GWI為旱天污水管道的流量，BWF主要為住宅區(qū)、商業(yè)、工業(yè)等生活污水和生產(chǎn)廢水，RDII指降雨帶來的城市污水管道或雨污合流制管道內(nèi)的雨水，包括入流和入滲兩部分。


入流和入滲是城市污水管道普追存在的問題，是城市污水管和合流制管道雨天發(fā)生過載及溢流的主要原因之一，對污水管網(wǎng)運行危害較大。大量入流入滲不但會造成檢查井溢流，水量超出污水處理廠最 大處理能力溢流到受納水體，同時還增加了污水處理廠運行費用。另外，滲漏也會造成管路周圍土地空洞化，引起塌陷損壞管道和路面。

4 治病的三大藥方

01 完善的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)

排水管網(wǎng)好比地下的城市道路，隨著近幾年自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)以及共享出行模式的越來越普及，這些趨勢將會徹底變革我們未來的交通系統(tǒng)與出行模式。來自MIT的研究團隊在 Nature中發(fā)表了一篇文章，提出了一個“烏托邦式”的交通系統(tǒng)，整個交通系統(tǒng)由統(tǒng)一算法所管理，算法可以調(diào)度每一部車輛，從而讓系統(tǒng)在整體的運行效率達到最高，并能最 大化的實現(xiàn)綠色環(huán)保。實際上，智慧排水也有類似的構想：預警預報、動態(tài)決策、廠網(wǎng)聯(lián)動的相關研究一直在進行。而算法的前提是有代表性的、足夠實用的、可定量化評估的排水管網(wǎng)在線監(jiān)測動態(tài)數(shù)據(jù)。

02 海綿城市、綜合管廊建設

海綿城市和綜合管廊都是城市規(guī)劃和基礎設施建設的重要概念。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣，在適應環(huán)境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有更好的彈性。它通過提升城鎮(zhèn)建設規(guī)劃管理方法，充分利用基礎設施的功能，包括公路、綠化、水體和其他生態(tài)體系，消化吸收降水，有效管理雨水徑流，完成自然累積、自然滲入和自然凈化的處理。綜合管廊則是指城市地下管道綜合走廊，將電力、通信，燃氣、供熱、給排水等兩種或兩種以上的管線安排在同一個地下空間內(nèi)。它可以在城市地下建設一個隧道，為城市的基礎設施建設提供便利，同時避免反復開挖路面，減少對城市交通和環(huán)境的影響。


基礎設施建設的重要性不言而喻，在具體應用中，這些概念可以互相結合，以實現(xiàn)城市規(guī)劃和基礎設施建設的優(yōu)化和提升，海綿城市和綜合管廊不是一朝一夕的工程，效果也不是立竿見影的，但遠期的作用肯定是巨大的。

03 科學治理、系統(tǒng)診斷

城市排水系統(tǒng)是一個由眾多元素構成的復雜系統(tǒng)，排水管道、泵站、調(diào)蓄池、閥門、濫流設施、污水處理廠等眾多元素相互獨立卻又相互關聯(lián)。我們在規(guī)劃設計或者翻修排水系統(tǒng)中某個設施時，應當從系統(tǒng)的角度全局出發(fā)考慮其他元素的關聯(lián)影響。而不是當我們不清楚城鎮(zhèn)污水處理廠和收集系統(tǒng)到底有沒有用或者有多大用的時候，就大肆擴建，以為建的越多效果就越好。我們在花大力氣在建各種污水處理廠，然后去治理那些已經(jīng)被污染了的黑臭水體，但同時我們又在破壞那些還比較干凈的湖泊。


城市排水系統(tǒng)是城市基礎設施的重要組成部分，直接關系到城市的生態(tài)環(huán)境和居民的生活質(zhì)量。然而，由于城市擴張和經(jīng)濟發(fā)展的需要，很多城市在規(guī)劃和建設過程中往往忽視了排水系統(tǒng)的重要性，導致城市內(nèi)澇、污水橫流、河湖水位下降等問題。在規(guī)劃或翻修排水系統(tǒng)時，我們需要從系統(tǒng)的角度出發(fā)，全面考慮各個元素之間的關聯(lián)影響，以環(huán)保和生態(tài)保護為前提，制定出科學、合理的方案。只有這樣，才能保證排水系統(tǒng)的有效性、穩(wěn)定性和可持續(xù)性，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

來源：新時電氣

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