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城市道路排水设计 （序） 曾有人问： “ 如果被带到一个陌生的国度，如何分 辨它是否发达？ ” 龙应台说： “ 最好来一场倾盆大雨，足足下它 3 个 小时。如果你撑着伞溜达了一阵，发觉裤脚虽湿 却不肮脏，交通虽慢却不堵塞，街道虽滑却不积 水，这大概就是个先进国家；如果发现积水盈 足，店家的茶壶头梳漂到街心来，小孩在十字路 口用锅子捞鱼，这大概就是个发展中国家。 ” 上图为 2011 年 6 月 23 日，北京丰台区马家堡西路严重积水，车辆拥堵 2011 年 2011.6.18 ，南方迎来第四轮强降雨，武汉、南京、杭州多地再现城市内涝。受强降雨影响，武汉市内主干道几乎瘫痪；南京多个居民家中进水。新华社社评指市政建设盲目扩张是造成城市暴雨中内涝的原因之一。 武汉市遭受强暴雨袭击，致使低洼路段再次淹水，行人只能涉水而过，交通受阻 2011 年 6 月 23 日下午 16 时 20 许，北京大雨倾盆，部分地区降雨量将达 50 毫米以上。气象预报显示，此次降雨成为北京入汛以来最大降雨。大量路段已经瘫痪。图为 6 月 23 日，在北京西三环莲花桥附近，一辆汽车被积水淹没。 6 月 23 日，一辆小轿车在北京市莲花桥下“搁浅”。新华社记者邢广利摄 6 月 23 日，北京街头，车辆在雨中行驶。新华社记者赵琬微摄 地铁站台内开始限制乘客进入。工作人员表示，由于 1 号线多个站台积聚了大量乘客，故只能根据车辆行驶状况适当放乘客进入。图为 6 月 23 日，在北京地铁 4 号线陶然亭站内，人们在被雨水冲刷的台阶上行走。 6 月 23 日，北京降下今年以来最大暴，几名男子在疏导下水道。 2012 年 上图为 2012 年 7 月 21 日的北京故宫 2012 年 7 月 21 日， 61 年来最强暴雨降落北京。 你相信这是北京？ 2012 年 7 月 21 日北京暴雨 灾难过后的思考 2012 年 7 月 21 日，相信这一天不会让京城百姓短时间遗忘。一场 61 年不遇的特大暴雨导致北京山区出现泥石流，城市遭受内涝灾情，市区路段积水、交通中断、市政水利工程多处受伤、众多车辆被淹，初步统计经济损失百亿元。除了可以估量的财产外，更令人关注的是伤亡数字，截至 22 日 17 时，北京市境内共发现因暴雨遇难 37 人。然而，在这场灾难的背后，我们除了“被阅读”政府公告外，还有一些问题值得思考。 7 月 26 日，北京就 7 月 21 日暴雨灾情举行第三次新闻发布会。发言人称死亡人数为 77 人，其中 66 名遇难者身份已经确认， 36 人为男性， 25 人为女性，因公殉职 5 人。 7 月 21 日，北京经历了 61 年来最大强降雨，北京全市出现主要积水道路 63 处，积水 30 厘米以上路段 30 处。从二环到四环，大批道路严重积水，并造成部分路段交通受阻。随着大雨持续，多条环路陷入半瘫痪状态，大量汽车被淹。在事发期间，政府多次强调有信心、有能力应对这场暴雨，将暴雨带来的影响降到最低。但引发交通瘫痪、人与车被淹关键的因素只取决于降水量么 ? 导致以上问题出现的关键是降水量和城市排水能力两方面决定的。如果降水低于城市排水能力，那么城市不会严重积水，但强降水或连续性降水超过城市排水能力则会致使城市内产生积水灾害的现象，也就是内涝，可引发人车、甚至房屋被淹。 不过需要注意的是，降水是自然现象，城市排水能力可以通过人的努力提升的，因此，对于城市而言，防御暴雨引发的内涝灾害，人能够做的就是 提升城市排水能力 。 北京排水系统标准为何不能“就高不就低” ? 多年来，北京已经受多次暴雨侵袭，最近的一次是在去年（ 2011 年） 6 月 23 日，北京一场暴雨已致使大量路段瘫痪，当时，排水集团便表示，排水设施标准偏低是引起路段瘫痪的重要原因之一。 据了解，北京排水系统标准是 1~3 年一遇，仅能及时排掉此次降雨量的 1/5 。要知道纽约城市则是 10~15 年一遇，东京是 5~10 年一遇，而北京的标准要远低于这些发达国家。要知道排水设施是城市可持续发展的基础，北京在此为何不能“就高不就低” ? 是规划问题？是技术原因？还是其他因素？ 专家表示，北京排水系统还存在老化的问题，已无法适应现今行业管理需要。加之城市雨水排放系统缺乏长远规划、城市发展导致地下资源被占据、相关职责部门没有明确责任缺乏统一协调的机构统一规划、建设，导致排水系统建设滞后。 暴雨预警为何不能深入人心 ? 监测资料显示，此次，北京大部分地区出现特大暴雨，突破 1951 年以来有完整气象记录的历史极值。 21 日一天内，北京市气象部门连发 5 个预警，暴雨级别从蓝色预警上升到橙色预警。但许多百姓其实对于暴雨级别认识并不深入。只用颜色来表示暴雨级别，虽然能减少人们的恐慌心理，不过更多的只能让百姓明白暴雨将会更大，究竟会造成什么样的影响，对于这个 61 年没下过这么大雨的城市来说完全没有抵抗能力。 北京 61 年一遇的暴雨、 37 条生命、百亿元损失等 ... 看到这些数字不禁让我们感叹当遇到灾难时，生命的脆弱、社会的冷暖、以及政府的责任感。并且让我们真正懂得，只有身体安康、家人团聚、生活幸福才更是百姓所需。 政府对于公众的公共安全负有不可推卸的义务，到现在为止没有任何一个部门没有任何一个领导站出来接受问责。 最后，还望政府职能部门在应对暴雨的同时，着重分析导致内涝的原因，积极行动起来，真正做到“防水、排水、排涝”三者的结合。并完善灾难预警系统，将风险降到最低 ! 让地下水路与地面交通一同顺畅。 几场暴雨，让城市建设规划“重地表，轻地下”的弊病在暴雨中暴露无遗。 高楼林立、光鲜亮丽的城市地上建设，“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，却很难让有关部门用心。雨水本是正常天象，可怕的是城市开发建设的“急功近利”和“盲目扩张”，阻挡了雨水的去路。 在暴雨来临时，才会让城市窘态百出，狼狈不堪。如果城市建设管理者不能从教训中获得认识，更新城市规划建设理念，加强城市公共管理和应急机制，就很难真正实现未雨绸缪，防患于未然。 暴雨暴露了现代化城市在城市排水系统的规划设计、建设管理等方面的落后。 雨果在 《 悲惨世界 》 中说，下水道是 “ 城 市的良心 ” 。中国近现代的城市进化史，大多 一路表面光鲜地走来，而忽视真实的内在。 所以验证一个国家和城市是否发达和文 明，一场雨足矣。 广州内涝：人祸大于天灾 照搬 “ 苏联模式 ” ：高寒地区设计套热带城市 作为国民经济计划的具体化和延续，中国在 1953 年至 1957 年之间将 “苏联模式”引入城市规划，国内各城市在这一时期开始采用一整套以 苏联为标准的定额指标。 1955 年，国家城建部门安排 7 位苏联城市规划专 家工作组到广州市，“指导”城市总体规划工作。 广州中心城区沿用解放初的苏联标准，称为“下水管网”，在 5 到 10 米深的地下建设排水管网，口径很小，难以对付大流量的来水。由于前 苏联位于高寒地区，大部分地区降水较少，排水系统设计上较为保守。 而广州位于热带北部，年平均降水量在 1600mm 以上，将前苏联的排水系 统照搬的广州，已经为广州内涝埋下了伏笔。 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。 设计标准低： 83% 的管网按一年一遇设计 广州的雨水排水管网自从六运会前后对排水系统改造 后，至今已有 20 多年未再系统调整。中心城区现有 6000 多 公里排水管网，其中 83% 达到一年一遇的重现期标准，仅 有 9% 达到两年一遇的标准，甚至还有少部分区域仅为半年 一遇标准。 广州市水务局工程师表示，广州当前排水管网一年一遇 的标准虽然符合国家规定，但考虑到城市的降雨量，这一规 划设置实在是偏低， “ 全国比较下来，也处于中下水平。 ” 仅有 15% 的管网实现雨污分流 在一份广州市排水系统 《 规划修编 》 中提到广州的排水 制将以实现雨、污分流制为目标。新建、扩建地区和旧城改 造地区采用分流制，旧城区逐步改造为分流制。市中心城区 规划 2010 年分流制区域约占 15%,2020 年分流制区域达到 90% 。 目前广州的排水管网建设滞后。除部分中心城区外，各 镇区道路杂乱无章，基本上为雨、污合流制或采用明渠 ( 沟 ) 排放，造成垃圾淤泥堵塞管网，造成排水不畅。 管网标高多在 4.2 ～ 6.5m ，易造成海水倒灌 珠江两岸大部分区域地面高程在 6.5 ～ 9.0 m ，已建排水 管道底标高多在 4.2 ～ 6.5 m ，而珠江潮汐水位在 4.3 ～ 7.0m 。 尽管理论上利用“拍门”技术可防止潮水倒灌。但从实际来 看，雨污合流制污水管道不可避免地导致河涌水体与污水收 集系统连通，可能造成高潮水位时河涌水倒灌排水系统。 青岛：德国百年前的排水典范 青岛被认为是管网设置最合理的城市 在城市排水系统中，巴黎等城市的 “ 深隧道 ” 模式以其排 水效率广受赞誉。深隧道的修建在芝加哥、新加坡等城市广 为推行，然而中国至今还没有一座城市采用这样的排水模 式，仅仅在青岛的老城区在当年沦为租借区时，德国人在这 里修建了 “ 深隧道 ” 式的管道，近百年过去，拥有这些管道的 青岛仍被认为是排水管网设置最为合理的城市之一。 1898 年，德国强租胶州湾，要把青岛这个当时只有两万人的渔村，打造成样板殖民地。德国人调集了一流的城市规划专家和建筑设计师来到青岛，按照 19 世纪末欧洲最先进的城市规划理念，进行青岛的城市规划，排水系统只是其中一部分。 1901 年，在胶澳总督授意下，一位名为单威廉的设计师将青岛区的排水管网设计成雨、污分流方式，铺设地下排水管道、修暗渠。青岛由此成为中国最早实现下水道“雨污分离”的城市。到 1905 年，青岛区铺设的雨水管道 29.97 公里，污水管道 41.07 公里。 1899 年修改的城市规划图，此后青岛的城市建设主要依据与此。 1905 年青岛最早实现雨污分流 青岛是全国最早实现雨污分流的城市。在德国租借青岛 时期，按照最初的规划，设为欧人区和华人区，老城区一段 是德占时期德人划定的“欧人区”。欧人区的排水采用先进的 雨污分流方式。 1905 年，德国人在前海一线将地下排水管道 铺设完毕，奠定了青岛的地下排水系统。上世纪 30 年代，当 时的政府在此基础上进行建设，青岛的地下排水管道网络形 成。 老城区暗渠总长度 5464 米，至今沿用 青岛的地下排水设施有好几种形式，地下是管 道和暗渠，地上有明渠。龙口路、江苏路、安徽路、 中山路，都有暗渠。西部老城区， 100 多年前修建的 暗渠至今还管用，老城区 12 条道路下的暗渠总长度 为 5464 米。 排水管道上宽下窄，淤泥不易沉积 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” 型的部分，确保了 在污水流量比较小的情况下依然能够保持比较高的 流速，使污水中所夹杂的泥沙污物被冲击得没有沉 淀的机会，减少了日后的养护。而管道的上半部分 是水泥，下半部分则在水泥上贴了层瓷砖用来防腐 蚀。 蛋形型管材截面形似鸭蛋，高 约 80 厘米，宽约 40 厘米。上宽 下窄的设计，保证排水通畅， 污水无法积存在管内。管道的 上半部分是水泥，下半部分则 在水泥上贴了层瓷瓦，可以起 到防腐蚀的作用。 藏于青岛博物馆的德国时期下水道 胸径半人多高，上宽下窄的蛋形型设计，可以让水流最大限度通过。下层铺设陶瓷利于防腐蚀。 下水道的部分图片 管道带有雨水斗及反水闸，极少堵塞 青岛的民间流传着一个说法，栈桥两侧的排雨口非常 大，管道内可以开进一辆小汽车。据报道，德式排水管道中 的雨水斗竟带有反水阀（类似家里卫生间里下水管的反水 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，因此也不会造成管道堵塞，脏物也便于清理。管道 堵塞越少，排水井冒溢越少，反水阀还能避免管道里的臭 气散发到空中。 青岛栈桥东侧一个德国时期保留下来的泄洪口直至今日还在使用 从下水道向外望去，还能看到青岛标志建筑 — 栈桥。 德式下水管道井盖百年后沿用至今 德人的细致还体现在雨、污水井盖上，德式的雨、污水 井盖不仅有符号标明，还有大小之分。雨水井盖大，污水井 盖小。德式管网不仅设计细致，管材质量也特别好。井盖上 面印有符号 K ，青岛人称之为“古力”。经过百年的侵蚀，黑 色的井盖依然铮亮铮亮的，没一点锈迹，来来往往的车辆从 上面驶过，不曾把它压裂。 下水道的拱壁上每隔几米便有一条直径三四十厘米左右的水管，有的在两侧，有的在头顶上方。在继续前行 20 米后，前面出现呈现阶梯构造的下水道，一个 6 级台阶将下水道分成了两层。而下水道左右两侧还各有一条宽约一米的下水管，整个下水道节点的空间很宽阔。 最窄处需要蹲下通过 最高处可以达到 2.5 米以上，宽度 3 米 马蹄形的脚蹬已经长满了锈，但其它完好如初。 伦敦老排水系统 此前，无论雨水和污水，德国人是直排式的，直接加压排放到远海。 1905 年的备忘录则提出改变这一状况，特别提到，随着污水的积累，开始建立污水收集，并且建立了排水泵站。当年德国市政当局在青岛西部城区共建了 5 座泵站，太平路泵站是现存唯一的一座，除更换了一些老化的配件外，从水泵到房门、青石台阶等都还是原来的样子。太平路泵站至今仍可手动操作。 地下管网雨污分流之后，粪便污水跟雨水实现了分流。于是德国人在青岛建立了两个污水收集点。此间，青岛历史上出现了一个有名的粪商刘子山。 刘子山白手起家，出身低微。懂几句德语，和德国人打交道后看上了收集粪便是无本买卖，为了解决城市排污问题，德国人把粪便收集的活交给刘子山，给他一部分钱，当他把处理的粪便卖出去做肥料又是一笔钱。最后刘子山靠承包城市粪便起家，又做房地产和鸦片走私，竟然成为青岛首富，据称这是近代第一位有据可查的粪商。 治水的同时，是否应考虑对人的约束？ 洪水袭城绝不仅仅是 “ 水排不出去 ” 那么简单，而是有着更为深刻的原因：当前我国城市处于高速扩张期 , 各种利益错综复杂，各个部门、各个群体之间由于没有统一的规则可供遵循，于是成为城市内涝灾害的人为因素。 我国持续多日的大雨天气至今仍无消减趋势， “ 东方威尼斯 ” 也是纷纷涌现，持续不断的大雨令良田被淹、交通中断、财产损失乃至人身伤害 …… 在这些现象的背后，也逐步显现出治水的理念和制度上存在的问题。 “ 迷失 ” 在暴雨中的城镇防洪 暴雨侵袭下的多个城镇也纷纷成为了“东方威尼斯”。 广东省广州市在半个月时间里连续发生两次水漫全城的现象， 1.3 万辆汽车遭遇“没顶”之灾，更引发超亿元的巨额赔偿争议。在江西、福建、湖南的多个城市，市民的汽车、住宅、商铺遭淹，大水堵路、火车停开、储备粮受损等问题也接踵而至。 逢雨必涝戳中城市建设软肋 有专业人士认为 , 城镇形成“洪水”的首要原因是降雨 , 降雨强度大 , 范围集中 , 降水量超出排水能力就可能形成积水。其次是地形地貌的变化。随着城市的发展 , 城区不得不向周边地势比较低洼的区域扩展 , 加之城区不透水面积 ( 道路、广场、建筑物 ) 的比例增大 , 可调蓄雨水面积 ( 河沟、水塘 ) 面积减少 , 使得积水现象更容易形成。 “而更为重要的原因是‘排水系统建设滞后’。”业内人士分析说 , 目前我国一些城市排水管网欠账比较多 , 管道老化 , 排水标准比较低 , 导致内涝频频。 据统计，中国城市数量已从新中国成立前的 132 个增加到 2008 年的 655 个，城市化水平由 7.3% 提高到 45.68% 。 100 万人口以上城市已从 1949 年的 10 个，发展到 2008 年的 122 个。 国务院应急管理专家组组长、国家减灾委专家委副主任闪淳昌近日在公开场合指出，中国从 1998 年长江特大洪灾爆发后非常重视防治洪灾，在长江、珠江、黑龙江等 “ 大江大河 ” 都修建了足以防治百年一遇洪水的防洪设施。但与此同时，却忽视了城市内部、 “ 小江小河 ” 的排水排涝设施建设，城市排水泄洪能力不足，以致疲于应付涝灾所带来的连锁反应，却总是难以标本兼治。 政绩观偏差加剧 “ 排水不畅 ” 在过去很短的 20 年、 30 年当中，我们的城市化由 20% 涨到 47% ，这是十分迅猛的发展过程。在这个过程中，地方政府更加重视的是把表面上的高楼大厦建起来，排水系统有被忽视的倾向。而且很少有城市制定了系统的排水系统的规划，都是发展一片做一片，缺乏长远的规划，没有骨干排水管网的话，各个小区只能各自为战 , 水是排不出去的。 ” “ 水排不出去 ” 更为深层次的原因是经济发展观和官员政绩观的问题。 目前，部分城市的规划体制、城市规划队伍、城市规划理念等还带有严重的计划经济色彩，普遍表现为重生产、轻生活，重收益、轻环境，重短期、轻长期，重地面、轻地下，遇到城市灾害也就束手无策。 暴雨已经成为城市防洪能力的一张试纸，折射出某些城市决策者急功近利的发展观与政绩观。如何防止积涝给社会运转、企业生产造成重大损失，给市民带来生活上的不便，不仅仅是准确预报、启动预案以及紧急应对，更要看平时的资金投入有没有到位、水利设施有没有科学配置、各种相配套的排涝设施是否发挥应有的作用。 然而，在现实生活中，相当一部分城市管理者将更多的时间、资金与精力用在招商引资等可望出 GDP 的项目上，而忽视城市水利这一 “ 埋在地下的政绩 ” 。正是由于城市在水利投入上欠账较多，财力支撑不足，基础设施匮乏，才导致了城市面对罕见暴雨的袭击，显得弱不禁 “ 雨 ” 。 “ 为什么只有强降雨后，城镇面临洪涝，一些蓄积已久的问题才会得到关注，但最终仍得不到妥善解决 ? 防治内涝无法可依问题仍突出 一些国家之所以能较好地解决城市排水的难题，是因为在诸如法律、资金投入、管理等各方面都达到了一个较为均衡的状态。 我国的治水理念、管理体制与运作机制的调整与完善，是一个渐进的过程。人与人之间、人与自然之间基于洪水风险的利害关系是客观存在的，并且会随着社会经济的发展而日趋复杂，必须采取法律、行政、工程等综合性手段，才能得以合理的调整。这是洪水风险管理的本质。而在上述构建过程中，法律是一个最基本的约束。 据了解，我国的防洪法颁布实施时已经是 1998 年了。而就防治内涝问题无法可依的问题十分突出。