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聚焦國外地下排水系統讓排水管網“智能化”

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2013-10-19
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  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。有些措施可能很不起眼,街頭種幾棵樹,放幾盆植物,但它們不僅能吸收一部分雨水,還能將雨水進入地下管網的時間延緩約30分鐘。這對緩和管網內的高峰流量是非常寶貴的。因此,街頭綠化不僅僅是城市綠化工程,也同樣是城市防洪工程的一部分。戈特舍爾說,上世紀20年代,維也納部分新城區建的排水管網將雨水直接排放到河里。現在環保標準提高了,下雨時,前20分鐘的雨水必須經過處理才能排到河里。
    戈特舍爾說,作為維也納排水公司的發言人,他必須面對一些責難。出現道路被淹,人們就批評他們的工作沒有做好。維也納市政府有規定,低凹處的道路必須有排水泵。但水泵有電才能啟動,一旦路面泡水,為防止漏電,就會切斷電源,水泵就無法啟動。2010年8月13日夜里,維也納南城有些街區,1 分鐘的降雨量高達40升/平方米,如瀑布飛流,30分鐘的降雨量超過全年降雨量的7%。面對這樣的特殊情況,誰也沒有辦法。他的工作,就是爭取更多人的理解。
“維也納的排水管網始建于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,其排水管網仍受益于180多年前始建的管網格局。”維也納管網公司新聞處負責人約瑟夫·戈特舍爾在接受光明日報記者獨家采訪時一語破題。戈特舍爾是工程師出身,曾在管網規劃部門工作。他指出,近年隨著全球氣候變暖,維也納的極端天氣現象頻發。有時,兩小時的降雨量超過正常年份1個月的降雨量;1小時的降雨量超過全年降雨量的10%。正常情況下,維也納每天的排水量為68萬立方米,最高時超過160萬立方米。極端天氣現象也對維也納的排水管網提出了嚴峻挑戰。  
    戈特舍爾說,出于歷史原因,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,由于發現設計流量不太夠,維也納采取了三項措施,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。從2003年開始,在管網的不同樞紐區安裝了230個監測設備,對管網內污水的流速、流量、水位等管網運行情況進行實時監控。通過對流量的分層監測來掌握管道的淤結情況,并及時加以疏通。此外還建了256個閘門和85個泵站。戈特舍爾說,城市排水管網就像城市道路網,有主干道和小胡同之分。掌握了不同管網的流量,就可以通過在管網節點修建調節閘來調節不同管網的流速和流量。維也納往往是某個城區下大雨,其他城區未必也下大雨。這時,可以通過管網控制中心減緩無雨或小雨區的管網流速,將主干道的容量讓給大雨區,主干道的流量可以在短時間內成倍提高,有時只要幾分鐘就能解決問題。維也納管網公司在全市有24個氣象監測站,同時與國家氣象局合作,遇到暴雨天氣,每兩小時向控制中心預報一次暴雨的走向、停留時間和降水量,以便及時調整對排水管網的管控。因為從控制中心下指令到管網的閘門完全打開或關閉需要約20分鐘。 
    其次,新建應急儲備池來擴大管網排放能力。自2005年以來,已有2個應急池投入使用,另有1個在建設。已投入使用的2個應急池都是隧道形的,一個在老城區的維也納河下,距河底10米,直徑8米,沿河修了2.5公里。另一個在維也納第23區的一條河下面,直徑2.4米,長5.3公里。前一個可以防止老城區被淹,后一個作用是保護新建城區。在建的應急池是長方形的,在一個足球場下面。因為那里沒有天然河床可以利用,而且建筑密度很高,沒法讓龐大的隧道掘進設備進去施工。戈特舍爾強調,采取什么措施,一要因地制宜,二要留有余地。維也納建的應急池,不僅可以視需要繼續延伸擴容,而且都建有直接向河道排放的應急管道。
德國屬于溫帶氣候,全國各地年降水量較為均勻,在700~1000毫米左右,很少出現暴雨成災的情況。應該說,德國人完全沒理由擔心雨水過多或過少的問題,但德國人并沒有因此放松對雨水排放的重視。 
    記者日前來到柏林水源博物館,水源專家凱撒爾女士詳細介紹了柏林的地下排水系統。德國首都柏林市的地下排水系統始建于1874年,有近 140年的歷史。在此之前,柏林的排水系統都是50公分寬的明渠,夏天常常臭氣熏天,導致傳染疾病流行。僅1851年至1867年就有18000多人死于霍亂。1871年柏林成為帝國首都后,建造現代化的排水系統列入議事日程,1878年柏林建成第一條長達744公里的排水網管。排水管道直徑從30公分到 4米不等,用于排放雨水的管道都是直徑3-4米的涵洞,具有排泄一天一夜大暴雨的能力。柏林市排水系統的建成既消除了水污染導致惡臭和各種疾病的隱患,同時避免了大雨造成的內澇。1902年一場百年不遇的大雨,柏林市水漫金山,同時也暴露出排水系統最初設計的一些不足。由于當時的排水系統為雨污合流,管道不少地方被淤泥、雜物堵塞,影響了排水功能。更嚴重的是污水和雨水一起排入河流,自然水域受到嚴重污染。此后柏林市政府對全市的排水系統進行了大規模改造,將污水與雨水分開排放,形成了現代意義上的城市排水系統。此外柏林還建有115個總容量達上百萬立方米的地下儲水庫,如果暴雨達到排水系統超載標記,雨水便通過疏導渠進入地下儲水庫,待地表漸干,排水系統恢復正常時,再將地下儲水庫的雨水引入地下排水管道,以確保進入地下排水系統的水量不超負荷。這種地下儲水庫的另一功能是過濾雜物,凈化水質。據凱撒爾女士介紹,每年被雨水帶入地下儲水庫的狗屎就達60多噸,而裹雜著臟物的雨水經過在地下儲水庫的沉淀,重新流經排水系統,再排放到河流中,確保了地下水源不受污染。
    在柏林人們很少看到雨后積水成片的現象,透水路面的設計功不可沒。這種透水路面不僅能解決積水問題,還有平衡城市生態系統的功能。比如,雨水由透水路面滲入地下,可補充地下水資源。透水路面還保證了路面的透氣性,讓地面冬暖夏涼。特別是透水地面的孔隙多,增大了地表潮濕面積,對粉塵有較強的吸附力,既減少了揚塵,又降低了噪音。柏林市的人行道、自行車道、居住區的小路,都用透水材料鋪就。很多歷史悠久的道路,用鑿成方形的小塊石頭鋪成,每塊碎石之間留有一定間距的縫隙,保證透水。記者還到德國公路的一些地下通道實地觀察,發現在這些地方每隔5-10米就建有一條寬30公分、橫貫馬路的滲水槽,再大的雨水也會很快滲入地下,不會造成積水。經過導流、儲存、再利用,雨水不但不容易造成水災,還能起到補充地下水資源和節能的經濟效應。
  德國很早就把防范城市內澇問題上升到法律的高度,專門制定了《城市防洪法》和《下水道法》,對城市內澇預防、規劃和政府責任,以及下水道的排水能力和各項技術指標有嚴格規定,從成本計算、工程設計、項目施工,到相關設備,也有嚴密、詳細的標準。
    凱撒爾女士最后強調說,當然,德國排水系統也并非盡善盡美。今年入夏以來,柏林雨水特別多,而且多是大雨和暴雨級別,有些地方也出現積水。但柏林市有關部門都對各積水點進行了詳細的排查,如果無法杜絕某處再次積水,就會設立顯著的警示標志,警告市民在極端情況下不要靠近,或者不要將車輛停泊在此處,必要時,還會在暴雨來臨前及時封閉危險區域。
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