新加坡排水系統位列全球城市排水系統TOP10

2021/07/22   •   4萬閱
河南連日暴雨引發嚴重內澇與洪災,城市排水系統的薄弱再次觸痛人心。從巴黎下水道博物館到東京地下宮殿,從倫敦百年排水網到新加坡的智慧溝渠,全球多座城市用數十年甚至上百年時間打造了堪稱「城市良心」的排水工程。我們不禁質問:為何一座現代化大都市,竟在暴雨面前如此脆弱?本文深度解析世界頂尖排水系統的設計哲學與技術實踐,揭示城市文明的真正標尺——不是摩天大樓,而是暴雨來臨時,腳下這條默默守護生命的地下脈絡。

德國城市80%路面能夠透水。不同的區域會鋪不同的透水路面。人行道、步行街、自行車道、郊區道路等受壓不大的地方採用透水性地磚,這種磚本身可透水,磚與磚之間採用了透水性填充材料拼接。自行車存放地和停車場的地面,選擇有孔的混凝土磚,並在磚孔中用土填充,這樣有利於雜草生長,從而使地面的40%具有綠化功能。考慮到居民區、公園和街頭廣場更需要綠化和美化,因此這些地方選用實心磚鋪路,但磚與磚之間會留出空隙;居民區、校園和公園等步行道路由於路面使用率高,用細碎石或細鵝卵石鋪路會更合適。此外,還在道路邊修建了引流暴雨的排溝壑,直接連通市政排水管道。

而德國人從1899年開始在青島鋪設的地下管網,至1905年,青島市歐人居住區排水管道鋪設已具規模,並最早實現雨污分流。排水管道中的雨水斗帶有反水閥,這樣一來雨水沖刷的髒物只能進入雨水斗,而不會進入管道,因此不會造成管道堵塞管道堵塞越少,排水井冒溢就越少髒物也便於清理。

澳大利亞雪梨:需要預約的風景

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1788年,首批英國人和被流放者來到雪梨建立殖民地。1790年,英國人在此建造了一定規模的排水系統,用以提供乾淨水源。到了19世紀20年代,這些石制的輸水管道被用作下水道。而今天,它被用於將暴風雨導致的城市積水排入雪梨港。這些排水溝稱得上是澳大利亞現存的、最古老的帶有早期歐洲色彩的遺蹟,也因此成為最吸引遊客的景點之一。

荷蘭:水廣場

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歐洲最大的海港城、荷蘭第二大城市鹿特丹素有「水城」之稱,其海拔低于海平面,經常面臨海水倒灌的威脅,同時城區窪地眾多,排澇壓力頗大。但是,這座已經和洪水鬥了上千年的城市,雖然常常遭遇暴雨,卻鮮有水漫金山式的澤國景象,這得益於其完善的排水系統。1953年,荷蘭成立了專門防洪的水務委員會,並不斷提出「水廣場」、浮動住宅等富有創意的方案來應對洪澇、海平面上升等「水問題」。

在鹿特丹市中心,「水廣場」順地勢而建,由形狀、大小和高度各不相同的水池組成,水池間有渠相連。平時是市民娛樂休閒的廣場,人們可以在廣場上盡情地踢球、溜冰;而當暴雨來臨時,「水廣場」則可瞬間變身,成為一個防止積水的排水系統。由於雨水流向地勢更低洼的水廣場,街道上就不會有積水。所有的水池就像一張循環往復的網,雨量大時,從大水池中分流到溝渠;雨量小時,水又回流入大水池。雨水不僅可在水池間循環流動,還能被抽取儲存為淡水資源。

同時,為了從源頭上對降雨進行分流和吸收,該城鋪設了透水性能好的磚塊,並根據一定坡度向周圍綠地透水。實施多年的屋頂綠化方案更讓屋頂發揮了吸水海綿的作用,減緩了雨水進入地表的速度。

美國芝加哥:世界上最大的排水和污水處理工程

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美國早已有強制性防止城市內澇的法律,其多個州均立法規定,城市新開發區域必須實行強制的就地滯洪蓄水,並採取了詳盡的城市內澇防範、治理措施以及問責手段。如科羅拉多州、佛羅里達州和賓夕法尼亞州分別制定了《雨水利用條例》,規定新開發區的暴雨洪水洪峰流量不能超過開發前的水平,所有新開發區必須實行強制的就地滯洪蓄水。

同時,美國鼓勵興建地下隧道蓄水系統,以解決城市防洪和雨水利用問題。芝加哥地區城市合流制改造和內澇災害控制工程是世界上最早、最成功的採用地下深隧技術的範例。

為了有效地保護環境,芝加哥市將原來流向密西根湖的排水管網改變排水方向,建設由東向西排向河流的人工水道,建設合流制污水處理廠解決河流的水體污染問題。

芝加哥花了幾十年時間、投資300億美元建設的深隧工程,是世界上最大的排水和污水處理工程。該工程項目是分期建設實施的,第一期項目從1975年開始投入建設,2006年底全部完工並投入使用,綿延109.4英里的深層、大直徑的岩石隧道,可以提供23億加侖(8700萬立方米)的容積;第二期項目主要解決城市內澇問題,同時兼顧面源污染,主要項目是建設3個地面大水庫。

奧地利維也納:讓排水管網「智能化」

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維也納的排水管網始建於1830年,當時奧匈帝國的皇帝要求按300萬人口的規模來規劃和建造維也納排水管網。維也納目前的人口為180萬,其排水管網仍受益於180多年前始建的管網格局。

出於歷史原因,除個別新建城區外,維也納的排水管網一直是合流網,即雨水和生活污水排入同一管網。管網的設計容量包括生活污水和雨水兩部分。生活污水的流量設計標準是人均每天150升;雨水排放的流量設計標準是取近100年里降雨量最大的5年、降雨最強的15分鐘為參數,最低設計流量為日常流量的4倍。近十多年來,維也納採取了三項措施,向現有管網要流量。首先是對排水管網進行智能化改造。維也納有2400公里排水管網。其次,新建應急儲備池來擴大管網排放能力。另外,增加城市綠地和街頭、房頂的植物,減少水泥、瀝青的封堵面積。

日本東京:五至十年一遇

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除了地震以外,對日本影響最大的恐怕就是颱風和夾裹而來的大雨。而東京地區排水系統於1992年開工,2006年竣工,堪稱世界上最先進的下水道排水系統。

堪稱「地下宮殿」。東京的地下排水標準是「5至10年一遇」(1年1遇是每小時可排36毫米雨量),最大的下水道直徑12米。

東京的雨水有兩種渠道可以疏通:靠近河渠地域的雨水一般會通過各種建築的排水管,以及路邊的排水口直接流入雨水蓄積排放管道,最終通過大支流排入大海;其餘地域的雨水,會隨著每棟建築的排水系統進入公共排雨管,再隨下水道系統的凈水排放管道流入公共水域。下水道的每一個檢查井都有一個8位數編號,便於維修人員迅速定位。

東京圈外圍排水系統由一連串混凝土立坑組成,每個混凝土立坑有65米高(約22層樓)、32米寬,在地下50米深處,由6.3公里長的隧道串接而成,除此之外,還有一座巨型調壓水槽:25.4米高(約八層樓)、177米長、78米寬,內有59支混凝土支柱,總貯水量為670,000立方米,以14000匹馬力的渦輪機達到最大排水量每秒200立方米。

為了保證排水道的暢通,東京下水道局從污水排放階段就開始介入。他們規定,一些不溶於水的洗手間垃圾不允許直接排到下水道,而要先通過垃圾分類系統進行處理。並且東京設有降雨信息系統來預測和統計各種降雨數據,並進行各地的排水調度。利用統計結果,可以在一些容易浸水的地區採取特殊的處理措施。

馬來西亞吉隆坡:SMART Tunnel

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馬來西亞也有值得借鑑的地方,在地處熱帶的吉隆坡,暴雨肆虐的天氣經常出現,導致河流泛濫。當地政府在2007年籌資4億多美元修造的暴雨管理和道路隧道系統(SMART Tunnel),很大程度上為吉隆坡的居民緩解了一下雨就道路積水,造成堵車的局面。這個道路系統的儲水容量為300萬立萬米,項目設計按照百年一遇的降雨強度而建造,其中的防暴雨排水道綿延達9.7公里。

文章編輯:中國給水排水公眾號

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