探秘美英德等国下水道：城市良心表里如一

地理位置：位于德国东北部平原 气候：温带大陆性气候降雨量：分布平均，约为580毫米/年面积：约900平方公里下水管道长度：9500千米 兴建时间：1873年维修：每年65千米例行检查柏林市水处理机构：6个污水处理厂，2个地表水厂，4个储水过滤器，9个自来水工作站人均水费（包括排污费）：32欧元/月德国人素来重视城市规划，规划几乎覆盖了每一寸德国土地，严谨的德国式规划非常具有前瞻性，至少要考虑50年以上，一朝规划，百年受益。柏林排水系统也秉承这一原则，从1873年兴建第一条下水道开始到今天，在柏林900平方公里土地下排水管道已长达9500千米，相当于从柏林到北京的距离。柏林自来水公用事业公司从1852年起，就开始负责柏林的供水，该公司新闻发言人阿斯雷德·哈肯内斯·弘普介绍，按照柏林市政厅要求，公司最初营建柏林地下管道设施时便考虑了柏林未来80至100年的城市发展规模，按照预计给排水规模在地下铺设了满足不同使用需求的管道。尽管柏林在地理和气象上来看不属于强降雨覆盖地区，但是在规划设计中，设计者预想了柏林可能面临的最极端情况，将内涝等问题都包含在了规划图之中。直到现在柏林自来水公司还在根据市政发展情况对规划蓝图不断改善和预估，引入更先进和环保的技术对地下排水设施进行维护修缮和扩建。污水雨水分离排放 减轻管道压力柏林市自来水公司首席工程师拉尔夫·杰纳克介绍说，柏林的下水管道分为两种，即污水雨水合流管道和污水雨水分流管道。整个排水系统的目标是既可以防止城市内涝，同时可蓄积雨水，合理利用废水，节约水资源。柏林地下管道中，1/4的下水管道是污水雨水通过一个管道排放的，这些管道主要在市中心。对于市中心而言地下空间有限，这样的处理方式会节省地下空间。而另外3/4的下水道，则是雨水排涝系统和污水处理系统分开运行。雨水通过专门管道直接排入城市周边的河流和湖泊，而生活污水和工业污水则通过废水管道到达排水站，再流到污水处理厂进行处理。“这样做的目的是合理回收利用雨水，并同时缓解城市用水和排水的压力”，首席工程师拉尔夫·杰纳克介绍道，“由于降水的承接面来源不同，水的质量也有很大差异。通过房顶流下的雨水只受过轻度污染，它们顺管道流下，水质相对较好，经过轻度处理就可以用来浇灌植物、冲厕所、填充进入喷泉等水景观中。而来自机动车道上的水，则由于机动车的磨损而含有大量的金属、橡胶和燃油等污染物，这样的水必须经过处理达标后才可以排放。”市内上千蓄水池防内涝柏林百年来都未有大的内涝发生，雨水污水分离式排放系统功不可没。在这套体系中，废水和雨水是通过两套单独下水管道处理的，这样就大大减轻了下水管道的压力。专门的雨水管道就用来负责处理降水，这些管道与城市的河流相通，雨水直接通过管道流入就近的水域。雨水管道可以应付一般的降水，不过为了以防万一，柏林全市还有160多个紧急排水口和暴雨溢流口，它们分布在几条运河边上。除此之外，整个柏林有1000多个水库和蓄水池，能够蓄积90万立方米的水。当降雨平息后，这些蓄水池多余的水就可以送往污水处理厂进行处理。为了防止污水雨水一起排放的合并式下水道在暴雨时溢流，设计者在此类型下水道沿线设立了蓄水和防溢流设施——明沟，明沟被建成模拟天然河道造型，当大雨降临时，这些明沟就能存储大量雨水，等到降雨停歇，再通过水泵将这些水抽入污水处理厂进行处理。如果雨量过大，未经处理的雨水和污水就将通过防溢流设施直接排放进附近的河流中。不要担心这会增大河流压力，因为河道下面也建了大型蓄水池，与堤坝上的排水口相连，用来暂时储存从合并式管道中流出的污水，之后再把他们送往污水处理厂。地上景观使用雨水 减轻排水压力除了在地下设施上下工夫，柏林市政建设者还利用地上景观减轻排水压力，将部分公园做成起伏的地形和人工湿地，并鼓励社区建立利用雨水的景观和人工湖。首席工程师杰克纳表示，柏林著名商业区坡斯坦广场就是经典案例。“柏林市地下水位较浅，建设广场的时候，要求开发商不能增加地下水补给量。所以在建设的时候，我们将适宜铺设绿地的屋顶全部铺满了植被，这样可以利用植物存储雨水，还可以防洪。而不能铺设植被的屋顶则通过管道将雨水引入地下蓄水池，与地下室的泵站和净水系统相连，构成循环流动水系统，传送给地面上的3个地面人造水景观。超标的雨水则通过地面入渗系统进入城市地下水管道排出，这套系统运转良好。”■ 柏林“治水”妙招1 房顶上种草坪截留雨水德国是世界上雨水利用最为先进的国家之一。德国立法规定，在新建小区之前，无论是工业、商用还是居民区，都要设计雨水利用设施（多是铺设截留雨水的草坪），否则政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。柏林每年降水量会达到580mm，出于环保和经济目的，政府倡导合理利用雨水，实施了“雨水费”制度，这项制度规定，不管是私人房屋还是工厂企业，直接向下水道排放雨水必须按房屋的不渗水面积，交纳每平方米1.84欧元的费用。但是采取雨水利用设施的用户就可获得减免和优惠。虽然新建小区楼顶都铺设了草坪，但是在柏林大部分老小区，居民采取自制装置过滤雨水。由于很多柏林家庭都安装了雨水利用设施。他们在自家庭院地下安装一个与屋顶面积相当的蓄水器或储水罐。从屋顶流下的雨水，一些树枝和树叶杂物被拦截下来，雨水则流入蓄水罐。经过自然沉淀，上面干净清洁的水则通过压力输送到需要的地方，可以用来洗衣服、冲厕所、浇花园、洗汽车等等。除此之外，柏林也设计了一些巧妙的小方法用来防止路面积水。比如根据不同的区域铺就不同的透水路面。人行道、步行街、自行车道及郊区道路等受压不大的地方，采用透水性地砖，加速雨水渗透。马路两边还设有排水孔等等。2 井盖下装箅子截留垃圾污水管道经常会有垃圾杂物，雨水管道也会碰到淤泥堆积，如果清理不够及时，就会导致堵塞，影响排水。在这方面，柏林人想出了很多妙招，例如在井盖下做文章。柏林自来水公司首席工程师拉尔夫·杰纳克介绍称，首先柏林地下管道的铁箅子的缝隙比较大，这样会提高排水速度；其次铁箅子下面装有一个铁篮子，就像厨房水池中的筛子一样。这个铁篮子能够截留住顺水而来的树叶、塑料袋、污泥等杂物，清洁工人只要定时打开下水井盖，把铁篮子钩出来，取走垃圾然后再将铁篮子复位就可以了。杰纳克说，相比在管道终端处理，这种方法较好地利用路面和排水设施之间的空间，不额外占用空间，也不用进行大型施工，利于清洁部门打扫，并有效地减少排放物堵塞排水管道的几率，确保下水管道能快速有效地排水。3 24小时监控开车修下水道与我们常见的在马路上挖沟维修下水道不同，柏林在铺设地下管道的时候就预计到了修缮的难处。柏林市自来水公司发言人阿斯雷德·弘普介绍称，柏林地下的管道设施十分宽阔，允许施工人员将工程作业车直接开进管道中进行勘察和修缮。而在相对狭窄的管道中也可用工程机械进行勘探和维修。而各个管道的节点也是相当的宽敞，面积相当于一个房间的大小。与此同时，管道落差高达数英尺。这样宽敞和高落差的设计可以保障水流能迅速地从管道中排泄出去，并在出现故障的时候便于工程师和管道工进入维修。柏林市自来水公司首席工程师杰纳克介绍说,现在柏林地下管道已经长达9500千米，公司会对管道进行每年65千米的例行检查。管道服务中心会派人定时巡视管道，有些进不去看不到的管道就通过闭路电视系统进行监控。利用这种系统，即使是普通家庭直径仅15厘米的下水管道，也能轻轻松松进行检查。杰纳克介绍说，柏林全市现在共有9处自来水公司的工作站、6个水质检测中心和148个分布全市的泵站。对柏林地下全部管道24小时实时监控，随时分析水质和洪讯状态，确保柏林不会出现内涝情况。■ 链接伦敦也为内涝发愁的城市19世纪50年代，正在工业化黄金时期的伦敦城每天要生产出40万吨的污水，当时的城市并无雨水和污水分离，这些污水加雨水最终全部排进了泰晤士河。1858年的夏天，泰晤士河令人难忍的恶臭让英国议会不得不投入300万英镑建设一个由下水道、泵站、污水处理厂等结合在一起的庞大排水系统，约瑟夫·巴瑟杰工程师受命设计建造，正是他搭建了伦敦下水道系统的总框架。巴瑟杰在设计中首次将雨水管道和污水管道分离，污水管道的出口改成了泰晤士河的入海口，远离城市。他建起了6个主要的截流管，总长达160公里，此外，下水管道主干总长720公里，支干长达21000公里。这个系统将伦敦城地下打造成了马蜂窝似的格局，历时七年完工。因为难度极高，这个工程被认为是维多利亚时期的地下工程典范。完工那一年，伦敦城已经有了250万人口，但这个城市的全部污水还是被排向了大海。19世纪工业化中建造的下水道为很多欧洲城市排水系统打下基础。在伦敦，约瑟夫·巴瑟杰的设计为各类管道有序排列奠定了基础，日后的工程师们陆续在同一个隧道中建造起了市政、电力、通信、燃气等各类管线，进行统一规划、设计、建设和管理。就排水管容量而言，最初巴瑟杰设计时，依据的是当时人口的两倍数量，即400万人口的基础来计算的，但150年后，伦敦市人口增长已远超预期，这意味着即使再宽的管道，在大暴雨来袭时，还是排水能力不足，也导致了城市水漫金山。上世纪80年代末90年代初，工程师们又对排水管道进行了一次调整，市政府投入一大笔资金，将水管加粗，并增加了泵站。但是，随着气候变暖导致的越来越多的强降水出现，伦敦城依然时有发生被淹的情况，而且污水也造成了环境问题。就内涝问题，巴瑟杰已经为管道设计了一个“防暴雨安全机制”，也就是当降水量过多时，可以允许污水排入泰晤士河，以防城市被淹。这个设计最初是为了应急，但今天，平均每周都要启动这个紧急机制。因为随着城市发展，现在每小时仅2毫米降雨就要触发这个应急机制，这使得每年都有3900万吨未处理的污水流入泰晤士河。这造成了很多环境问题。2005年，一个独立委员会提议建造名为“泰晤士河隧道”的工程，这个巨大的地下隧道宽如三辆公共汽车，沿着泰晤士河，跨越伦敦东西，长约15到25公里，埋在地下67米处，这个巨大的隧道将连通34个污染最重的下水管道，将本来将排到泰晤士河中的污水收集处理。在经过多年讨论之后，伦敦市政府终于决定，在明年启动这个造价约达170亿英镑的工程，将可能在2020年完工。（金煜）维修下水道过程1、2先用机器清理下水道污泥，再将机器人清洁工放入下水道。④工作人员通过电脑操作机器人。年平均降雨量：1466.8毫米 人口：1300万 下水道长度：1.58万公里巨型地下蓄水池：4个（不包括外围设施） 地下设施建设时间：100余年日本首都东京及其周边年平均降水量为1466.8毫米，几乎是世界平均降水量的一倍。不过丰沛的降水并没有给人们的生活带来不便。雨天里，行人一般不用担心走在路边被汽车溅起污水，雨后湿润的路面上有时都难找到水洼。这多亏了历经100多年发展的东京地下排水设施。大小地下池吞水防内涝东京的地下排水设施只有百余年的发展历史。19世纪末，人口日益增多的东京因为没有下水设施引发霍乱，导致5000多人丧生。这推动了东京修建了第一条近代意义的下水设施——神田下水道，此后，东京逐步完善其地下排水设施，从1908年东京公布下水道的基本计划到1994年，东京地下水道普及率几乎达到百分之百。目前东京都23个区下水道总长度约1.58万公里，相当于往返东京与悉尼的距离。下水管道的直径从25厘米到8.5米，有的管道空间可以放进一个两层楼的别墅。但仅凭下水道，并不能完全解决东京的水患。东京年平均降水量为1466.8毫米，几乎是世界平均降水量的一倍。目前，这一有着1300万人口的超级大城市应对集中暴雨的“法宝”是“下水道+地下蓄水池”。日本从上世纪80年代初开始运用地下储水设施来应对集中降雨，公园、小学和家庭等容易积水的地点都建造有不同大小的地下蓄水池。其中最为大型的有四个，其大小可用“宫殿”来形容。在东京都下水道局的网站上，可以看到这些如后现代艺术作品般的巨大地下蓄水池，其用巨大立柱支撑，与下水道多处连通。东京都下水道局的工作人员对本报记者介绍，这种“宫殿”级的地下蓄水池从1980年后开始设计施工。在突降大雨时，如果下水道的水位急剧上升，雨水将自动流入这些巨型蓄水池，以缓解下水道的压力，防止内涝。而如果雨量减少，下水道水位下降，蓄水池内积蓄的水又将自动回流到下水道。急降暴雨时，这些巨大蓄水池能很快“吞掉”大量的雨水，位于东京江东区的一个大型蓄水池一次可存储2.5万吨的雨水。地下蓄水池的存在，有效减少了地面被淹的几率。世界最大的地下排水系统不过，在东京地区雨水控制设施中，最为著名的还不是市内的蓄水池，而是位于东京外围琦玉县春日部市的“东京外围排水系统”。该系统被称为世界规模最大，深埋地下五十多米、全长6.3公里。系统由五个巨大的圆柱形蓄水坑、宽度达10米的输水管道，以及更为巨大的“调压水槽”构成。春日部市经常刮台风、降雨丰沛，加上地处低洼，频繁遭遇内涝。为了消除水患，当地政府开始考虑修建大型的排水系统。最初的考虑是在地面挖掘排水渠，但因涉及拆迁、重建等棘手问题，成本高且耗时多，遂放弃。于是有了地下系统的构想。1992年，这一地下排水系统开建，直到2006年历时14年才全部完工。“东京外围排水系统”的排水模式与市内蓄水池异曲同工，只不过规模比后者更为巨大。其中最为壮观的是有“地下神殿”之称的“调压水槽”，该设施也供蓄水之用，59根巨型大柱子，撑起一个巨大的地下空间。面积达13806平方米，长177米，宽78米，高18米。“调压水槽”能将从五个蓄水坑流来的大量雨水“吞入肚中”，或者备用，或者用飞机引擎改装的抽水泵，排入附近的江户河。“东京外围排水系统”每年大概运作5至7次。尽管耗资巨大，建设费用2400亿日元（约人民币192亿），但有效地减少了城市内涝。据统计，该系统为城市排水的效果十分明显，2000年，总降水量159.5毫米的大雨造成了236户人家被淹，而2004年“东京外围排水系统”部分投入使用后，193.9毫米的大雨只导致14户人家被淹。地下蓄水系统目前是东京及其周边地区主要治水模式，很多地方的蓄水池储存的水还能被再利用。最近刚落成的日本最高塔——东京天空树就设计了一个可回收利用的排蓄水系统。天空树的蓄水池能储存7000吨雨水，可供其所在的东京墨田区23万人使用一天。主要用作灾害发生时的生活用水或消防用水。气候：温带大陆性气候降雨量：1056.4毫米/年（全年比较平均）下水道长度：10600公里兴建时间：1849年维修费用：过去30年总计投入350亿美元主要设施：14座污水处理站33岁的美国探险摄影师史蒂夫·邓肯日前在纽约下水道中进行了一次探险。邓肯到达的地方，隧道宽敞，水流平静，好似地下迷宫。那么，这座“地下迷宫”到底是怎样的？在纽约这个暴雨成性的城市，它是否有足够的担当，确保雨水畅通下行，不在路面形成积水？关于纽约下水道的江湖八卦，“满天飞”。据说，神通广大的忍者神龟就住在纽约下水道里；电影《蝙蝠侠》里的纽约下水道可以集结军队。然而，最恶心、最离奇的段子无疑就是“纽约下水道鳄鱼”。1982年，纽约下水道管理局时任发言人约翰·佛拉赫提表示：“我可以举出很多有说服力的证据，表明下水道不适合变异鳄鱼怪物的生长。”纽约的下水道位于地下30英尺至200英尺（1英尺约合0.3米）的地方，总长10600公里，兴建于1849年。纽约也堪称最早建造下水道的城市之一。污水处理站生产生物肥料谈及纽约下水道，首先要关注它的污水处理能力。纽约有14座污水处理站，每天可以处理13亿加仑（约合490万立方米）的污物和废水。以曼哈顿西村一间厕所冲刷的排泄物为例，这些排泄物将顺着管道向下流过6英里（1英里约合1609米），到达一家污水处理站。纽约城内大部分下水道还在依靠重力引水，而没有引入大型电泵。在污水处理站，污水一开始流过类似巨大金属梳子的机械过滤屏。过滤屏截留下大的污物，以免它们损坏处理站的设备。然后，初步过滤的污水被引入沉降槽放一两个小时，淤泥和重物沉降在槽下，轻的物品，比如塑料和油脂，就会漂浮起来。沉积的重物会被进一步分离，各种食物渣子会被直接传送到垃圾填埋堆。其他的废水将会经过化学处理，去掉可能携带的细菌，然后加入氯气，排入纽约哈得孙河。在沉降槽中截留下来的一些淤泥被转入巨大的蒸馏器中，高温烘烤3个星期。在这个过程中，细菌对淤泥进行生物降解活动。最后，大部分干燥的淤泥变成一个个球状物，被当作生物肥料卖掉。纽约14个污水处理站，每天能生产1200吨生物肥料。混合下水道有弊端纽约废水处理系统仍有美中不足的地方——每遇大雨，由于水流太急，下水管道就会溢水，淹没污水处理站，迫使污水未经处理直接排入河中，甚至污水有时还会漫出地面。以纽约“猫头鹰头”污水处理站为例，在天气晴好时，它可以为75万人处理污水。但是，如果遭遇大暴雨，就完全不是那么回事了。这里的员工要时刻准备着应对大雨，时刻紧盯天气预报。据纽约环境保护署网站信息介绍，在纽约70~的地区，卫浴和工业废水、雨水都被收集到同一个排水道，然后一起被传送到城市污水处理站，再排入河中，这就是所谓的混合下水道。据美国媒体报道，使用这种混合下水道的城市很容易出现雨水倒灌，污水排入河中的情况，目前还没有很好的解决办法。公众有权获知污染情况在过去的30年，纽约市政府花费约350亿美元治理城市水问题，同时改进了下水道和储存雨水的系统。美国环境保护署在1994年下发了全国性的框架文件，要求控制这种溢流现象的发生，内容包括要求下水道不能轻易被瓦砾堵塞；如果发生溢流要及时警告公民等。今年6月份，美国国家通过一项“污物污染知情权法案”，规定如果会有未加处理的污水排入河中，必须在4个小时之内在政府网站上公布，并通知媒体；必须在2个小时之内报告给政府健康部门和纽约州环境保护署。纽约州环境管理部门必须每年做报告，写明何时何地为何排放污物。纽约斥资改善下水道今年3月，纽约市政府宣布将投入20多亿美元，开发新的环境技术，阻止污水流入河中。纽约确定在未来3年内投资1.87亿美元，以及预计在未来18年内投入24亿美元，用以安装绿色设施，包括多孔渗水的人行道和能够截留雨水的绿色屋顶。2010年，纽约市长布隆伯格启动一项名为“绿色基础设施计划”的市政工程。纽约环保局拥有多功能卡车，可以利用车上配备的高压喷射水枪清洁充满油垢的下水道。多功能卡车还装有一条30英尺长的软吸管，可以吸走下水道的碎石和泥沙。据称，清理后，这些管道可以增加190万加仑的容量，下大雨后污水漫出街道的情况将得到改善。与此同时，从传统的疏散水流的功能来看，在过去30年间，纽约城市扩张，人口增多，很多树木被砍倒，土地锁水能力严重下降，纽约的下水道压力明显增大。于2006年建成的东京地下防洪排水通道高约25米，长177米，宽78米。巴黎拥有世界上唯一的下水道博物馆，通过图片、设备与真实的排水管道，介绍了巴黎市水处理的历史、排水技术说明、饮用水来源等，每年接待10万名参观者。在每一座流光溢彩的城市下面，都隐藏着一个巨大的秘密。这个秘密，便是每个城市的“良心”——下水道世界。当摩天大楼以不可思议的速度向天空延伸，不断拉高城市的高度，向下挖掘的地下城，却未必能以同样的速度伸展。相反，大多数国家，都需要用几十年乃至上百年的时间，来构建和完善这个庞大的地下城。近代下水道的雏形脱胎于法国巴黎。今天的巴黎下水道总长2300多公里，规模远超巴黎地铁，是世界上最负盛名的下水道，也是世界上唯一可供参观的地下排水系统。但即便是号称拥有“最完善地下城”的巴黎，也同样走过漫长而痛苦的历程。在1852年拿破仑三世重建现代巴黎之前，巴黎是举世闻名的“臭都”。巴黎花了20多年，建成600多公里长的下水道，才逐渐摆脱脏乱差，走向文明。日本东京，一开始走的是“先发展后治理”的道路，只顾构建现代都市的光鲜面孔，却疏于地下城建设，直到上个世纪90年代，才决定建一个“表里如一”的都市。东京地区的地下排水系统于1992年开工，2006年竣工，自此之后，东京“水患”不再。比起地面上鳞次栉比的高楼和敞亮通达的马路，城市的下水道，才真正保存了一个城市最完整的发展记忆。英国伦敦地下排水系统改造工程1865年完工，下水道全长2000公里。巴黎地下排水管道。工人在伦敦地下下水道中清污。伦敦下水道是工业革命以来世界七大工业奇迹之一。