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(yīng)是城市的“靜脈”、城市的“良心”,本應(yīng)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(guān)注,而排水管網(wǎng)晴天水位高、近乎滿負荷運轉(zhuǎn)情況確無人知曉。
為什么城市一下暴雨就積水
1、規(guī)劃、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)起步偏低
我國建國后規(guī)劃、設(shè)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(shè)計的排水管道的管徑和坡度。這些年我國《室外給排水設(shè)計規(guī)范》中雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)逐步提升,已經(jīng)接近美國、日本等在城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治設(shè)施上投入較大的發(fā)達國家,設(shè)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(dāng)然程度會輕很多。
2、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。《室外給排水設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定管渠出水口的設(shè)計水位應(yīng)高于或等于排放水體的設(shè)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?。即使發(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。
3、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。
為什么不能將排水管網(wǎng)徹底改造
1、管網(wǎng)錯綜復(fù)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。
2、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(yù)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。
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(biāo)但未治本。
1、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(yīng)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。
2、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(dǎo)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。
治病的三大藥方
1、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(gòu)想:預(yù)警預(yù)報、動態(tài)決策、廠網(wǎng)聯(lián)動的相關(guān)研究一直在進行。而算法的前提是有代表性的、足夠?qū)嵱玫?、可定量化評估的排水管網(wǎng)在線監(jiān)測動態(tài)數(shù)據(jù)。
2、海綿城市、綜合管廊建設(shè)
海綿城市和綜合管廊都是城市規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要概念。海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有更好的彈性。它通過提升城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃管理方法,充分利用基礎(chǔ)設(shè)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(shè)一個隧道,為城市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供便利,同時避免反復(fù)開挖路面,減少對城市交通和環(huán)境的影響。
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要性不言而喻,在具體應(yīng)用中,這些概念可以互相結(jié)合,以實現(xiàn)城市規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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。
3、科學(xué)治理、系統(tǒng)診斷
城市排水系統(tǒng)是一個由眾多元素構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng),排水管道、泵站、調(diào)蓄池、閥門、濫流設(shè)施、污水處理廠等眾多元素相互獨立卻又相互關(guān)聯(lián)。我們在規(guī)劃設(shè)計或者翻修排水系統(tǒng)中某個設(shè)施時,應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)的角度全局出發(fā)考慮其他元素的關(guān)聯(lián)影響。而不是當(dāng)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(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,直接關(guān)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(shè)過程中往往忽視了排水系統(tǒng)的重要性,導(dǎo)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(guān)聯(lián)影響,以環(huán)保和生態(tài)保護為前提,制定出科學(xué)、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:網(wǎng)絡(luò)
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