2013-11-08
规划大厦818(福田区红荔西路8009号)
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摘要:
城市排水系统,是城市公用设施的重要组成部分,近些年很多城市在这方面的基础设施投入虽然巨大,但在几年一遇的暴雨面前往往不堪一击,沦为“海景”城市,最近余姚大水的发生,让我们更加关注这一看不见的城市设施。本期酷茶会探讨城市排水系统。
主持人(发展研究中心 魏杰):今天很荣幸,来做代班主持人。这几年大家应该都有这样的感受,或者说从媒体上也得到了这样的资讯,每年从春末夏初开始进入汛期,内涝就成了我们国家各个城市面对强降雨所出现的普遍状况。现在经常说的,一降雨就到城市来看海,这样的景观基本上年年重演,也成为了我们老百姓乃至政府心中一个伤痛。实际上城市排水系统政府投入也非常巨大,但是在这样的大暴雨面前却如此不堪一击。我们如何来破解城市的排水之伤?今天有幸请到深圳市排水方面的几位专家,大家一起来探讨我们看不见的城市系列之一,城市排水系统。
首先有请深圳市水利规划院的李艳副总工程师来向我们介绍“深圳市排水防涝的问题与探索”。
李艳
首先要对主办方表示感谢,给我这样一个机会跟大家交流和探讨我们深圳市排水防涝存在的问题以及在解决排水防涝方面的一些探索。
第一,概况。近几年来由于暴雨的极端天气频发,城市内涝成为普遍问题,它对社会管理、城市运行和人民的正常生产生活都产生巨大影响。根据建设部2010年对全国349个城市内涝情况的调研来看,从2008年到2010年共有80%的城市发生了不同程度的内涝。主要发生在东南部,特别是广东、云南、武汉等省份。
如何来提高我们防洪减灾的能力,提升城市安全保障的水平?当下急需查找城市排水防涝存在的问题,并找出解决问题的方法。这是全国各地大的暴雨内涝情况的图片。
深圳市受台风暴雨以及城市化建设、潮水顶托等多方面因素的影响,在建市30年中,共发生洪涝灾害28次,据不完全统计,直接经济损失达到44亿元。近几年影响比较大的是2008年“6.13”的暴雨,造成的直接经济损失达到12亿元。
针对暴雨内涝的情况,深圳市也是在积极的建设排水防涝体系,以提高城市安全保障的能力。经过近30年的建设,深圳市排水防涝体系基本上已建成。这个体系包括了水库、滞洪区、管道、河道、泵站、海堤等方面。
我们来看一下深圳市排水防涝的现状。到2012年年底,我市建成防洪水库160座,总的防洪库容大概是7.78亿方。另外,我们还有1座滞洪区。
管道方面,到2011年底,全市共建成市政排水管道10420公里,其中雨水和河流管渠占62%。早年建设工程的雨水管网设计重现期基本上是采用一年一遇,近期建设大多是采用两年一遇的标准,标准还是比较低的。
我们全市建成排涝泵站110座,总的装机容量达到400千瓦,总的抽查能力达到572立方米/秒。目前仍然存在受涝的区域,主要分布在西部沿海这一块。
全市经过整治以后,达到规划设计防洪标准的河道长度达244公里,占整个深圳市总河长的24%。
海堤建设这一块,其中达到防潮能力的海堤长度是32公里,占需要建设防潮工程岸线比例的47%。
这是城市排水防涝体系的基本情况。
从这个情况可以看出,我市的排水防涝体系基本建成,城市的防洪减灾能力得到了提高。而且我们按照流域综合治理的思路、按照排洪治涝河道水、水质、生态景观的这种理念,部分排水防涝、防洪除涝设施也得到了改造和完善,但是西部沿海片区的内涝问题并没有得到完全解决。
第二,问题和分析。这一块我也做了一个梳理,认为主要存在五个方面的问题:
一是人口和用地增长远远超过城市早期规划,部分区域的排水能力弱。根据深圳市1996-2020年的城市总体规划统计,2010年深圳市常住人口是430万人,建设用地规模是480平方公里。而实际到了2010年,我市人口规模达到1036万人,建设用地规模达到836平方公里。人口和用地的增长,远远超过了我们最早的规划,城市的用水量和排水量也有较大幅度的提升,给整个城市的排水和防涝体系带来了巨大的压力。
二是早期海水管道年久失修,淤塞破损现象比较普遍。部分建设年代比较早的管渠,由于选用的设计参数,如暴雨重现期、径流系数等偏低,造成了沟道断面偏小。另外,部分市政路上的排水管,建设的时候虽然是按照分流来考虑的,但是在多年的使用运行以后,很多接入点已并非按雨路分流来接入,管道实际运行系统已经成为河流滞。使用时间较长的河流管渠,也出现了这种勾道接缝脱落、底部坍塌的问题。
三是填海造地和轨道交通工程建设影响了整个排水系统的正常运行。平推式的填海区域,河道淤积以及被侵占的现象十分严重。加之填海造地工程的逐步实施,整体恶化了排水、防洪防涝工程运用的这种边界条件,降低了整个工程体系的排水防涝的能力。另外,近几年轨道交通的建设,也给全市排水系统造成了一定程度的破坏,导致每年的汛期都会新增一定数量大小范围不等的内涝。
四是建设主体众多,缺乏统筹。新建的管网没有办法充分发挥效用。深圳市排水设施的建设,除了由水务主管部门进行组织实施以外,交通运输、建筑公路、旧城以及各街等在实施道路工程的有关部门,还有城市更新、城中村整治工程等相关项目,都会同步辐射排水管网,但是由于主体比较多,又缺乏统筹的牵头单位,以及前期工作和具体的实施存在脱节的情况,导致设计意图没有充分落实,建成以后效果不佳。而且不同层次的规划建设标准难以统一,不同时期规划的排水系统的形式也不一样,导致整体缺乏系统性,排水管网比较零乱。
五是排水管理能力亟待提高。目前除了原特区外是建立排水管网GIS模型,特区外管网的数据资料都是通过CAD简单的文字记录或者是纸图的形式来呈现,没有建立统一的数据采集、整理以及更新的体系。另外,整体排水管网的信息化建设也比较落后,排水主管部门没有办法定量掌握管网运行的动态以及负荷空间的分布,不能进行雨水管网容量以及溢流原因的分析,也缺乏管网运行情况的快速报警和预机制。另外,整个排水系统的评估是分散的、不系统的,只是在一小局部区域做评估,没有对城市在一个大的空间上进行系统性的评估。
第三,探索和实践。结合我们院做的两个案例跟大家沟通交流。一个是后海河,用离岸式填海的思路来解决排水的问题。像滨海城市的河网地带,一般是受地势低洼且洪潮外包的这种双重影响较大。后海这一块规划面积接近12平方公里,其中填海区5.9平方公里。在没有填海之前,这一片是有8条排水明渠排入深圳湾,这一块雨水设计的重现期基本上是一年一遇,2004年之前总体运行情况是比较正常的。从填海开始之后,这一区域的内涝问题就非常突出。而且受后海湾河塘淤积的影响,整个排水管渠的排水能力也有所降低。从这个表里可以看出来,常年淤积,有的地方达到了1米,最多达到了1.14米。由于这些突出问题,我们的水面壅高,排水出路不畅,路排口的淤堵严重。
这一块我们考虑借鉴日本东京湾离岸式填海的模式,日本在台厂那边利用离岸平台建立了大的人工岛,保留了原有的水利条件的水系,尊重了城市的水系,对城市排水系统的影响也大大降低了。
我们主要结合后海中心路中间绿化带的建设,建设了南北向的后海河,通过后海河来解决旧有的城区排水排泄的问题。这是我们建成以后的实景照片。这个模式对整个城市区域的排水能力是一个完善和提高,以及对城市景观的提升作用也是非常大的。
另外一个案例是福田河,福田河主要是利用滞洪区来提高城市的防洪排涝能力。大家都知道,福田河是深圳河的一级支流,它流进深圳市的中心区域。它的防洪标准定位是一百年一遇。我们在2008年进行的福田河生态景观综合政治工程项目中,对全线的水面线进行了推求,发现在百年一遇的标准下,由于受到深南路的湘潭和田面村这一片湘潭的瓶颈段的影响,使得我们在田面村的湘潭的水面线达到了6米,超过了地面高层1.2米。如何来解决防洪的问题?对此我们进行了演算。如果需要削峰或者滞洪达到百年一遇的标准的话,要达到69立方米/秒才能实现。我们结合公园里面现有的树林草地建设了滞洪区。通过这种措施,削减的洪峰流量是24立方米/秒。而且深南路这边建了一个管渠来实现管道洪水的分流。
这是河道整治的图片,这是建成以后的滞洪区,不仅解决了城市排水问题,目前也成了市民休闲的好去处。
下面是排水防涝方面的思考和建议。我这边大概总结了四点:
一是规划先行,并通过行政手段确保实施。这一块要按照《珠三角改革发展规划纲要》、《城市总体规划》,特别是今年最新出来的《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》来实行,要求在2014年底之前完成全市《排水防涝综合规划》的编制。要合理布局城市排水的系统,确定源头减排、管渠、泵站、行线通道的主要建设任务,并将这个纳入城市规划和土地利用规划里去,与道路、园林、竖向和城市防洪等规划进行协调统一。
二是加大投入,加快排水设施的建设。深圳市现有管渠人均长度是0.7公里,城市排水管网的密度为5.38公里/平方公里。而在德国,2002年的人均排水长度已经达到了5.44公里,管网的平均密度达到了10公里/平方公里以上,美国也基本上是这个水平。一般认为排水管网的密度越高,排水管网的覆盖面就越广,服务范围就越大。从前面数据比较的差异来看,我们还是需要加大投入,严控施工质量,加快排水设施的有序建设。
三是推行低影响开发模式,削减洪峰、控制污染。现在国家也是要求我们在新建城区控制径流系数不大于0.5,改造区域的径流系数不能大于改造之前的。
四是摸清现状,参照《城市排水防涝设施普查数据采集与管理技术导则》的规定要求,完成数据采集、数据录入、数据校核的工作,逐步摸查清楚排水管网的建设及运行情况。在摸查清楚管网系统的情况的基础上,要开发排水管网数字化信息平台,利用信息管理、模型模拟等技术实现对排水系统的排水能力评估、清淤分析、事故应急分析,发现排水系统的薄弱环节和区域,提高管理效率。
这张图反映的是北京莲花桥那一块,因为2011年发生了暴雨,他们整体建了一个模型,分不同的情况进行雨形的模拟,分析排水受淹的区域和积水深度的范围,以便于合理的提出解决方案。
小结,如何来判断一个城市是否发达,原来龙应台讲得比较好,他说“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,街道湿滑却不积水,这大概就是一个先进的国家。”
深圳的发展目标是要建设国际性大都市,城市排水防涝能力的提升是城市建设的重中之重。我们认为,要解决排水问题,提高防涝标准,不仅仅依靠工程措施改造管渠,关键是要与城市建设相结合,在城市建设的时候就要对城市开发有所控制、有所引导。另外,实现排水防涝安全的提升,要重视管理,加快信息化的建设。谢谢大家,也希望大家提出宝贵意见。谢谢。
互动环节
观众:李总好。我们现在遇到客户诉求,他需要整个城市的排水系统和环境的整治方案。想了解一下,前期可能需要他提供哪些条件资料?
李艳:你是说水系统的整治这方面对吧?
观众:对,水环境。
李艳:我认为水环境整治是一个系统的工程,不仅是排水,还包括供水这一块。也不仅仅是河道的问题,跟收集管网、污染处理的设施都是相关的。如果做一个水环境整治的工程,我认为需要收集的资料中,最基础的是除了流域内的人口、经济、产业布局以外,还有供水、排水,排水这一块可能主要是污水量的情况。还需要掌握整个流域里面的污染治理的设施建设情况,包括污水收集的完善程度,以及终端的污水处理设施目前运行的水平,还有水量负荷、水质负荷等等。水质负荷可能是指进水的浓度是不是达到原来设计的标准,对整体运行的情况有没有什么影响。
观众:非常感谢。从水源的角度,或者从整体上的地形、地貌等一系列方面来说未来整治会从哪些角度去安排呢?
李艳:现在我们做河道整治一般是从流域的综合治理这个整体范围来讲的。对我们来说,从源头的整治包括水库含氧磷的建设、产业结构的转移、开发建设的控制,以及雨后分流管网的建设等。在中游收集这一段,主要是强化收集系统的建设。到末端就是治污的具体措施,这可能就是利用集中和分散相结合的方式来进行整治。另外有一点非常重要,要加强管理措施。因为我们现在虽然建了很多工程,但是工程整体效应的发挥并不是特别显著,这跟整体的管理也是有关系的。包括非法开采地下水、工业废水的不达标排放等,因此要做好这方面的管理工作。
主持人:下面有请深圳市规划国土发展研究中心的任大伟主任规划师来给我们介绍“以史为鉴,求解现代城市内涝”。
任大伟
首先非常荣幸,作为一个给排水人,能够有这样的机会跟在座的不同领域专家和技术人员一起交流。
城市暴雨的现象这几年比较热,整个城市内涝问题涉及的面非常广。不管是具体的技术细节,还是整个治理内涝的大系统,问题都是比较多的。今天时间有限,如果在今天讲大的内涝系统,可能就会流于泛泛而谈。那么在7到10分钟的时间里面跟大家谈一点什么呢?大家从媒体或报刊杂志上一般是了解内涝的问题和解决建议,今天想换个冷门的角度,通过中国古代治理水的理论及思想传承的角度来跟大家探讨。
我们做思考之前先看一个现象,这是全国近年来出现内涝现象的一些大的城市。可以看到,基本上现在很多城市都已经沦陷。同时也可以看到一个很有意思的现象,过去的城市内涝更多出现在小城市,我们把原因归咎于资金投入不够、技术力量不够以及维护管理水平不行。现在我们可以看到,尤其是最近几年,我们的北京、武汉、广州,从首都到一些重要的省会城市,以及经济非常发达的前列城市基本上都没有幸免。我们可以说,经济很发达的大城市,不管是从资金投入还是工程技术人员的水平来看,还是从施工人员的素质、维护管理的水平方面来讲,都是达到国内顶尖层度。为什么在我们投入了这么多人力财力物力的情况下,依然会出现城市内涝?我们是不是应该有一个思考?也就是说,我们应该有一个反思。
面对全国现在发生内涝的普遍现象,我们是不是要从根源上做个检讨,即从治理内涝的思想到理念,以及到分析问题的方向和解决问题的方式上着手,反思下治理内涝大体系出的问题。在做检讨之前,首先应该了解现行的排水体系是怎么来的。
比较关注媒体的人都比较了解我们一直在谈的“苏联模式”。从新中国建立初期以来,因为当时一穷二白的历史条件,只能允许我们向苏联老大哥学习。在苏联的模式影响下,中国清华、同济建立起了给排水专业,同时也制定了第一个排水规范。甚至到排水管渠的计算公式和排水管的一些系数,都是借鉴苏联的成果,做了一些微调而来。
对于对“苏联模式”的检讨,大家在媒体和杂志上也都看到很多。前苏联地域条件跟中国是有很大的差别,他是高寒地区,降水比较少。同时,第二次世界大战以后,不管是苏联还是中国,都处于经济较落后,各行各业百废待兴的历史阶段,需要把大量的资金投入到工业、农业等一些很重要的产业和基础设施建设上,所以当时排水系统相对是比较保守的。
这是莫斯科和深圳、北京降雨的雨型大概的比较,降水最大的是深圳。“苏联模式”检讨的同时,我们也得到了技术方面的共识。
既然“苏联模式”有一些问题,我们应该怎么办?现在很多给排水人只是把眼光放在一些发达的资本主义国家。有一些专家和学者提出了一个观点:现在中国的排水需要一场轰轰烈烈的“洋务运动”。现在先进国家例如英国、美国、日本、德国等,他们虽然有非常多先进的技术、理念,可是我们到底应该向谁学,学什么、又如何去学?还是不管是对是错,每个国家学一点然后拼起来或者把各个国家的东西拿过来?由于每个国家国情的不同,我们学到的东西是否能与中国的情况相适应,都需要思考。
我们现在应该思考的是用先进资本主义国家的拿来主义去整治,还是借鉴中国五千年的历史文化中有关治水方面的精髓。
对于方向的探索,在于我们对城市内涝属性的深度辨识。我们到底应该怎么样探索治理内涝的方式呢?这要求我们应该先去了解城市内涝的属性到底是什么。到目前为止,基本上还是把暴雨和内涝定义为自然灾害,我觉得这不能说是错,但是至少说是不全面的。
暴雨带来的灾害应该有两个层面:一个是致灾因子,就是下暴雨了;二是承载体,就是雨下到什么地方。同样一场暴雨,如果下在撒哈拉沙漠和下在深圳,它所造成的结果和损失都是不一样的。在内涝的时候,我们不应该把目光聚焦在自然属性上,更应该考虑的是社会属性,也就是说我们要把目光放在整个城市的发展,以及城市精神和文明的传承,我们的建设理念是什么,社会的价值观是什么,价值观决定我们的选择,我们认为哪些值得学习、哪些应该发展。综合来讲,城市内涝并不仅仅是自然灾害,它拥有的是自然和社会双重的属性。与之相对应,我们治理内涝的方式也应该从自然属性和社会属性两方面进行考量。
我们要对古代治涝理念进行分析、借鉴的基础上寻找启发,技术领域中的有些方式和方法是可以参考的。有一些人认为现在的城市之所以会发生内涝,是因为受温室效应和气候变化的影响,降雨比以前多了。是不是这样的呢?这里有两个数据,第一个是联合国政府间气候变化专门委员会,通过50年的气候推出来的结果。结论是:“大部分地区发生强降水事件的频率有所上升”。联合国这个结论是比较严谨的,并没有说“大幅上升”。另外一个数据是我们国家提出,从1980年以来,长江下游降水强度和频率增加,极端强降水在长江中下游、华南和西北西部也呈现增加趋势。光从这两个数据来看,好像最近一段时间降雨确实增加了。但是根据中国五千年的历史与五十年的数字样本来对比,五十年放在五千年里面只是短短的一瞬间。
我们再看另外一个数据,国家气候中心研究了过去五百年期间中国北方的降雨量。我们可以看到,五百年里面,降雨是振荡发展的过程。2000年左右的降雨,放在整个历史长河里面来看不算一个强降雨。1500年相当于是明朝,从明清两代一直到民国再到现在,遭遇过比现在降水还要多的状况。古代的中国遇到这种强降雨的时候是怎么做的,他又有什么思想和理论是值得我们借鉴的呢?
我们看一个矛盾,在21世纪的今天,科技力量已经远超古代,而且每年的投入都是数以亿计,但内涝灾害却依然扩大,我们是否能从千年的历史治水当中获得现代治水的启迪呢?
中国的文明史可以说是一部中国治水史,不管是古代的中国还是埃及、印度、古巴比伦,文明的发源跟水都有着密不可分的关系。由于科技的发展,我们现在经常会认为,过去几千年的理论和思想已经落伍,我们现在强调的是比如低冲击开发、绿色低碳、可持续发展等较先进的思想理念,其实它所侧重的也仅仅是很朴实简单的“人水和谐”。
我们古代很早之前就提出“天人合一”比较宽的概念,道家有道家的思路,更多偏重于修身养性;统治阶级认为天人合一是天子和老百姓的和谐发展。如果放在人的活动和大自然的角度来看,季慕林先生提出的观点我非常赞同,天就是大自然,人就是人类,合就是互相之间的理解或者和谐发展,天人合一就是人与自然和谐共存。放到人和水这里来说,就是人和水的和谐发展。从大理论上来讲,这并不是很先进的理解。
可能大家听了这个之后觉得有点空,我们再说一个相对来说较实的对比。从建国以后到现在的大规模内涝发生的这一段时间,我们过多关注的点在排水上,现在大家提出来要综合利用治理城市内涝,不仅仅是排,同时也包括蓄水、蓄洪、滞洪、下渗和雨水利用等等一系列的综合性推进治理的过程。
我们再看一下古代,其实古代很早以前就有治水方略八条,提出了八条治水的方式,包括防、导、续、高、坚、护、管、迁等等。从防水、蓄水以及到管理,这个“护”是维护,“管”就是管理,“迁”包含了两层意思,把滞洪区和容易受灾的地区以及建在那个地方的建筑区迁走,这样可以给水留下的流动的空间,同时也减少了人民生命和财产的损失。中国很早之前就已经提出来了,通过金融手段建立综合性的体系来治理内涝。很多中国古代的思想理论,其实并不一定落后于现代先进的一些思想。
我找了一些中国古代的治水理念,跟大家一起分享。
第一条,西汉贾宝让的《治水三策》,虽然是治水三策,他开篇没有谈治水。开篇说到,“古者立国居民,疆理土地,必遗川泽之分。”意思是说,我们在建立城市或者建立建设区的时候,要避开河流以及很容易受灾的水井,开篇首先谈到的并不是如何治水,而是城市选址、城市规划问题。我们的古人在离现在有两千多年的西汉那时,就已经非常清晰的理解,治水不能仅仅从工程上来考虑,更多的应该考虑整个城市的发展,以及整个城市的布局和陆地规划。
第二条,清代赵仁基提的《治江十二策》,“移民以避水之来”,第一句话讲的是一个行动或者一个手段,把老百姓从容易受淹的地方迁走。第二句话“豁田粮以核地之实”,这句话实际上是对前一个行动所实施的保证,利用免除税收的手段来保证村民能够迁走,有点现代意义上的拆迁补偿制度。
第三条,北宋苏轼的。“治河之要,宜推其理而酌之以人情。”这个有两层意思,第一个是“宜推其理”,现在要治水,首先要考虑整个水体的自然流向、自然属性。第二个是“酌之以人情”,也就是说我们不仅仅要考虑河流的治理,更多要考虑老百姓的生活,以及城市与自然的和谐共存。
第四条,明代潘季驯的。他这个更多的是说我们如何去学,应该学什么。第一句很简单,“其间修举情况有当必师古者,有当必酌今者。”古代有用的东西,我们应该学,现代有用的东西我们也应该学。“有须必分别先后者,有须一时并举者”,是说有的可以学一点,有的可以一起学。“总以因势利导,随时制宜为主。”不管是古代还是如今,我们都可以学,而且要因势利导的来学。
基于以上研究,说一下启示。现在科技发展使人过于依赖技术手段,我们往往认为古代的想法是比较浅显的,其实古代人的简单正是剥离了很多复杂的东西,很多问题看得比我们还要透彻。历史经验表明,如果我们只把内涝当成一个自然灾害,仅仅希望通过工程措施来解决,无异于饮鸩止渴。只是通过修建排水管、下水道并不断扩大,也不一定能解决内涝问题。相当于如果我们做交通拥堵的解决方案,把道路做的无限大,也不能解决交通拥堵问题,最根本还是要回归到整个社会里面,要看整个城市的发展。
结尾谈一谈个人的观点,我们到底应该如何去寻找解决内涝的方法?
一方面,我们要传承中华治水的文明,从文明的发展、城市发展和国家文化的发展里面探索治水的思想和精髓。同时,吸收国外先进技术。但是苏联模式告诉我们,完全照搬某一个外来的技术体系是非常危险的。不论我们学多少外国的技术,一定要坚持本土化,建立一个真正适合我们社会、适合我们这一方土地的排水系统。
第二方面,要保证社会化。城市排内涝绝对不能够就工程论工程,更不能认为国外做了很多例如排水隧道等大的工程我们就一定也要做那么多。我们还是要立足整个城市发展,回归整个社会。
第三方面,我认为整个治理内涝的思想和理论应该具有一定的传承性,它是整个城市文明和城市发展的不可分割的一个部分。就跟大家分享这么多,谢谢大家。
互动环节
观众:我刚刚听了汇报,觉得很感动,因为这里面说了很多实话。我比较赞同的一点是中国古人的治水观点是非常好的。我最近看一本书叫《中国的绿色森林史》,很可惜是日本人写的关于中国大江南北的绿色林地调查的一本书。里面说到一件事情,中国的五千年文化,一直到清朝末期,取地下水是有限度的,按当时的古书来看,只能取扁担的长度加上你的两个肩宽,大概是1.5米左右的地下水。水归国家管,所有地方老百姓取水要从水贩子那儿买,取水的深度也不能超过水井1.5米的深度。
北京到1995年的时候,取地下水的深度大概为5、6米左右。从90年代后期到2012年,地下水的采集深度极速下降,降到了10多米深,现在大概达到12.5米。中国古人讲,人要有节制,如果很贪婪,这是很危险的。
我有另外一个不同的观点,因为我在欧洲做了很多年的城市设计,我觉得西方国家,包括日本、东南亚所有的这些现代生态方面的设计观点和欧洲是一样的,全世界都是同一件事情。原理跟中国古代说的这些原理非常类似、非常简单。日本人最主推的观点就是有节制,在很多传统文化里面衍生了很多这种类型的观点。不管是欧洲、德国、日本,说起来可能只是名词和你查的某本学术是有不同的说法,但是归根到底很简单,能不去干扰的尽量不去干扰,能尊重自然体系的尽量尊重自然体系,就像全世界都在做的雨水花园。所以我觉得中国将来怎么做,可以按照我们自己的方式去起一个老百姓都能接受的名字,但是实际上原理还是和世界是一样的。
任大伟:刚才这位女士说的很多观点确实是这样。其实我今天想说的一些事不仅仅是这样子,从给排水人的角度来讲,我一直认为现行的给排水体系是有问题的。在座各位可能有很多从事城市规划和建筑专业,你们在大学学习的时候应该都学过古代建筑或者古代城市规划的理论之类的课程,但是给排水相关的从来没有,我们学习的基本上是现代的,我们不知道几千年的城市给排水是怎么回事,没有人教我们,好像那一块根本不值得去学,其实古代的人与自然的思想真的值得我们去发扬,也希望大家以后在工作当中一起来努力,谢谢大家。
观众:刚刚听了大伟的讲话,我也挺感动的,突然就在想一个事情,你刚刚说了一个观点,不应该太多考虑工程的问题,但是我们这个专业本身就是给排水工程,是不是应该放在自然科学或者其他专业里头。
任大伟:可以这样讲,其实我也是学给排水工程的。如果总是提给排水,可能有一点本位主义,或者我们的目光还是有点窄。其实我觉得内涝的产生,它也是“城市病”的一种,它不仅仅是给排水造成的,也不是给排水一个专业能解决的,必然和整个城市各个行业都有密切相关的联系。我们是作为直接的被问责的学科和专业,所以很多时候我们是冲在前面的。跳出本身的专业去想这个问题的话,可能会找到更全面的解决问题的方法。
观众:我觉得大伟老师讲得很精彩。刚才说到天人合一,现在大家都在谈绿色城市系统,就我们国家给排水领域里面,未来构建绿色系统这一块来说,不知道大伟老师是怎么构建的?
任大伟:我们国家给排水以后怎么发展可能我也说不上话,只是提一下自己的想法。我个人觉得,现在中国给排水的专业太过于工程化,不管是做城市规划还是做具体的工程设计,现在接触越来越多的是怎么使我们的工程与周边大的环境协调发展的问题。而过于工程化的专业对根本上解决问题并不能提出非常好的解决方法。我建议在给排水工程未来的课程设计当中,可以增加一些关于城市规划、建筑,包括绿色低碳各方面的课程。
主持人:讨论的非常激烈。因为时间还是比较有限的,下面有请第三位主题的演讲者,深圳市城市规划设计研究院的俞露主任规划师来介绍一下“排水系统的大与小”。
俞露
各位同行,大家下午好。今天非常荣幸能够来到酷茶会,和大家一起分享我们在排水系统规划当中的一些思考。我觉得排水系统是一个非常复杂的东西,有非常丰富的内涵,现在随着城市规划越来越重视水的问题,可能对它会有更多更深入的理解。今天时间有限,没有办法和大家分享特别多的东西,简要的谈一谈我的一些看法。
我今天想讲的是“排水系统的大与小”,既然是谈大和小的问题,先谈得大一点,首先和大家谈一谈城市和水的关系,我们也经常会谈到水对城市来说特别重要,水是人类赖以生存的根源。
首先,水是城市起源的摇篮。我们都是从农业社会发展而来,最开始有水的地方就可以灌溉农田,所以我们要沿着水居住。后来我们开始发展商业,有水的地方可以通船,所以我们也要沿着水居住。后来发展工业,有水的地方便于我们取水进行利用,所以我们现在有80%的城市都是依水而建的,从历史的变化来看,我们也知道人类和水是分不开的。
第二,水影响着城市的持续发展。做过总体规划的人都知道,要进行水资源承载力的评估,根据水资源承载力评估的成果,我们才能够对城市的发展规模和用地规模进行支撑,这就是说这个地方的水资源到底够不够,会影响城市未来的发展方向、发展定位和规模。同时,一条河流的上游和下游之间,各个城市和各个地区分水的关系,经常会非常紧张,需要政府去建立一个流域管理的协调机制,所以说,水资源已经成为人们争夺的一个很重要的战略资源。
第三,水彰显着城市的文化。一方面它是营造城市景观的重要元素,因为水是城市灵气的一个体现。另外一方面,它也承载了丰富多彩的文化内涵,和人类的活动是分不开的。所以,与水和谐相处是城市规划和很多行业永恒的话题。
我们平时经常说解决水的问题是要解决四个方面的问题,水资源、水安全、水环境和水文化。这四个方面是从用水、赏水到亲水、品水,有不同层次的意境,反映了人类在城市当中生活梦想的不断延伸。
现在的城市规划已经从以往把河流束缚起来的观念,向不再和水争夺空间,让河流自然生长的观念逐渐进行转变。如果说城市当中的水能够有自己的空间,应该说是保障城市活力和生态系统稳定的良好基础。
水和城市之间应该要建立动态新型的平衡,因为水问题就等同于是城市问题的一个体现,解决了水的问题,其实是城市发展模式转变的一个缩影,所以我们现在的观念是倡导充分的尊重自然肌理,尽可能的减少对环境的扰动,构建能够自循环的城市生态系统。
但是我们的现实情况往往和人们的美好愿望背道而驰,现在城市当中有很多的城市病,而排水问题逐渐成为最严峻的城市病之一。
第一个方面,极端气候的发生。刚才任工已经讲到了,如果把时间段放得更远一点、更长一点来说,其实是不断的波峰波谷波动的过程。但是有一个问题是不容忽视的,虽然降水的频次不一定增加,但是单次降水峰值的量在有历史记载的这段时间内是不断增加的,这种变化就导致了很多水问题。而城市在建设过程中的方式非常粗犷,改变了自然的水循环,大量的地面硬化,蓄滞洪的能力减少了。在快速的城市发展过程当中,往往我们忽视了看不见的,像排水系统能力的建设,跟不上城市发展的速度,建设和管理是比较落后的。
另外一个方面,应急能力不足,往往缺乏超常事件后的应对预案,发生一些突发事件以后不知道怎么办,也会严重影响城市的正常运行。
前面说到,排水系统已经是最严峻的城市病之一。现在我们面临的最大问题是什么?
这张图今天已经是第三次出现了,大家用的都是差不多的基础资料,也是一些比较经典的资料,所以在这里我就不再具体说我们内涝灾害多么频繁,发生积水的时间有多么长、积水的深度多么大,因为大家在平常生活当中,电视、报纸、杂志当中都会有看到,与此同时,在内涝频发的时候,政府也高度重视这方面的工作。去年7月份北京受到大的自然灾害之后,国家领导人就比较着急的考察这方面工作,并且做了很多指示。今年4月份,国务院办公厅专门发文,要求各个城市都做好排水防涝设施的建设工作和相关规划,住建部也相应的印发了《排水防涝工作规划的编制大纲》等等。另外也有一些相应的加强基础设施建设的意见等等。
所以,一方面我们面临着内涝灾害频发的客观要求,另外一方面,在国家体制和国家体系运作的过程中,由上级政府对我们下达这样的命令,要高度的重视排水防涝,就是内涝的这样一些问题。目前排水系统的规划和设计当中,当务之急是城市内涝的问题。
怎么样解决城市的内涝问题?我觉得有一个很大的问题,可以说是一个关键,就是构建一个大排水系统。总结来说,大排水系统就是管理超标准暴雨,保障城市安全。究竟什么是大排水系统?首先看一下相关的概念。第一个概念是城市防洪。这个概念其实大家都不陌生,我们经常会说防洪标准、防洪工程等等,到底什么是城市防洪?首先我问了一下百度什么是洪水,洪水的意思就是多条水流汇合在一起,维基百科说的更加科学一点,洪水是指是河流、湖泊、海洋等地方,短时间内水体突然增大,超过常规水位,淹没平时不上水的地方的现象,常常威胁到有关地方安全或导致淹没灾害。这里专门提到了河流、湖泊和海洋等地方。洪水主要是指城市以外的非建设区的这样一些区域。
什么是城市洪水?是指相对城市而言,产生于城市以外或者建设区域以外,但是过境城市,或过境城市边缘且处于城市上游的洪水。就是说洪水的产生是在城市以外或者建设区以外,但是会经过这个城市。所谓的城市防洪系统主要是指防御城市外围比较大的洪水基础设施组成,包括防洪堤、泄洪闸、水库大坝和蓄滞洪区等等,所以说防洪系统一般来说是指比较大的一些水。
第二个概念是城市排水。排水这个问题在规划当中经常碰到,到底什么是排水,或者说我们平时做排水规划的设计目的是什么?传统的目的就是刚才任工说到的,我们是沿袭苏联的体系下来的,其实我们最关注的是在于排除产生于城市内较小汇水面积上较短历时的雨水径流。我们都知道,排水系统的设计重现期大约是三到五年一遇,就是指比较小的、比较短历时的雨水径流。它的组成,按照传统的排水系统的组成,主要是包括雨水管渠、检查井、排水洪沟以及雨水泵站等等。目前来说,我们传统的排水系统达到的目的是三到五年一遇的降水时,地面不产生积水。
什么是城市内涝?是指城市范围内由于强降水或者连续性降水超过排水系统排出能力,致使城市道路产生一定程度积水,影响城市交通和产生其他灾害的现象。它的关键点就在于,降水已经超过了传统的排水系统的排除能力,我们的水相当于从检查井冒出来了,所以城市道路就产生积水了,简单说这就形成了城市内涝。
刚刚说了,三到五年一遇的降水可以通过城市管网排除。但是如果发生特别大的降水,比方说刚刚过去的,“十一”的时候在浙江发生的大暴雨,在安吉,这一场暴雨就下了平均1000毫米的雨量。平均是1000毫米,很多地方是非常非常大的降雨量。像这样的强降水,必然是会超过城市排水系统的排除能力的,这就会造成很多的问题。
内涝的成因,如果说本身的排水系统,它没有办法满足标准,也肯定会产生内涝,可能一到两年的降水都会发生问题。传统的排水系统其实是满足原来的设计标准的,但是降水强度特别大,范围又特别集中,它就超过了这个设计标准,所以一些降雨特别急的地方可能会形成积水,或者降雨强度比较大、时间比较长,也有可能形成积水。
总结前面三个概念,防洪、排水和防涝的目的,三个系统的目的都是为了防治水灾,但是防洪系统是指抵御和疏导城市外部或者上游,以及非建设区的水,就是我们通常所说的客水。而排水和防涝系统,主要是指防治和和排除城市内部的降水。我们认为,排水系统本来应该是把防涝的这个问题考虑进去的,但其实在我们原来的这个设计当中,我们只考虑的是小的这些降雨,没有考虑到防涝的这个问题。这就是说原来排水系统称之为小排水系统。内涝防治的关键,就是要解决超过小排水系统设计标准的雨水出路问题。怎么样解决呢?通过构建大排水系统,并且最终形成一个系统内涝防治的体系来解决。
我们可以看一下这张图。我们的降雨,如果从客水的角度来说,只要是在防洪标准以内的降雨,水利工程或者防洪工程就可以保证客水不进入城市的建设区。但是在城市建设区以内,如果是在小排水系统的设计重现期内,水就可以通过小排水系统排走。但是如果超过了小排水系统的设计重现期,这些溢流的雨水就造成了积水,怎么样来排除呢?如果说我们是一个一个去依靠,就是把原来的管网系统的管径扩大的话,其实是不允许的,因为一方面是它的成本非常高,很大的这种雨水可能一年下一次或者两三年才下一次,现在就把管网搞得特别大,我们的投资和地下空间,在目前的情况下都是不允许的。所以说,我们认为一味的扩大地下管网是不合理的做法,应该是增加大排水系统。也就是说,大排水系统就是指应对超过管道设计标准的系统,可以由隧道、绿地、水系、道路等等组成排水通道。以往水都是从管道里面走的,但是当有一些突发情况,超过了管道的标准,溢流的时候,也可以考虑从其他的地方进行排放,比如说通过不是非常重要的、非主干的一些道路进行排放等等。
我们认为内涝防治系统,原来的管网系统就是小排水系统和大排水系统之间结合起来,这样才能够真正做好内涝防治。大排水系统的设置应该是因地制宜的,比如说可以采用道路的排水、绿地草沟的排水、排水干沟等形式,还可以结合蓄水池、滞水池来进行蓄水,也不排除地下深邃和地上等等多种形式的这样一种组合。
再来看一下,国外发达国家其实都有两套标准或者说两套系统。比如说美国和澳洲就把雨水排水系统分为大暴雨排水系统和小暴雨排水系统,并且分别确立重现期。小暴雨排水系统跟我们传统的差不多,大暴雨排水系统是比较开放的,像一些分洪、河道、渠道、道路等等都可以属于大暴雨排水系统的范畴之内,大暴雨排水系统的重现期也会比较高。
欧洲对雨水管网定了两个重现期,一个是设计重现期,一个是洪灾重现期。设计重现期类似于我们现在用的重现期,是指雨水管道内的雨水的水压线,不超过管内顶线所对应的最大降水重现期。就是说雨水能够在管道里面进行通顺的流动,这就是管道设计的重现期。如果说雨水从检查井这里已经盛不下了,要冒出来的话,水压线和地面重合,甚至允许在一定时间和一定范围内一部分积水的情况,这就是所谓的洪灾出现期,所以就是两套重现期来设计这个系统,就是跟前面说的小排水系统和大排水系统是比较类似的。
我们做的排水规划的时候,基于前面说的大排水系统的观念,我们认为排水规划应该有三个衔接。
一是排水规划应体现城市的管网建设、暴雨内涝防治与城市防洪的互相衔接。因为我们现在的规划体系当中,防洪规划主要是针对一些流域、河流或者区域的洪涝灾害,不适用于城市的内涝防治。城市的总体规划主要是依靠管渠、河道泄水,或者依靠提高重现期,但没有对城市的内涝防治提出综合解决方案。现有的排水规划虽然包含了城市的排涝标准和方式等内容,但是对内涝的综合体系是缺乏全过程、全径流模式系统的考虑。
二是排水系统应和城市的竖向和绿地系统等衔接。由于以往专业当中的分割,排水系统常常特别重视工程设计,轻系统规划,所以竖向的地面标高没有和排水很好的结合,所以导致排水是不通畅的。
三是排水系统是城市雨水管理的重要环节,应该与城市雨水系统的管理充分衔接。
我们从小做起,基于低冲击开发理念的城市雨水管理,当然这个叫低冲击开发也好,叫水灵感的城市设计也好,其实内涵我觉得应该是一致的,就是说我们要突破传统雨水的快速排除的概念,采用蓄、滞、渗、用、排等互相结合的措施,综合的开展全过程的雨水管理。从雨落到城市当中,第一课开始就进行源头控制,到中游进行一个中段的秩序,到下游再进行排除,按照这种综合的管理,科学合理安排城市雨水的出路。
我们的基础设施体系,应当是绿色和灰色互相结合的。其实现在国外谈绿色城市设施谈得非常多,本意是把城市的绿地空间都能够作为基础设施纳入到体系当中来进行考虑。我们觉得如果从雨水的角度来讲,绿地系统以及城市的管网这两者之间应该是互相衔接的。在我们国情中,中国大部分城市如果单纯的依靠自然的排水系统也是不太现实,还是要依靠很多工程的手段,但是工程手段的前端一定要有自然体系和源头控制的做法对它进行控制。所以我们认为低冲击开发是城市雨水管理的一个基础,它倡导源头的、分散的管理,尽可能去模拟自然形态的水循环,它也是我们排水系统的一个前端控制。如果说我们要从基本上降低城市的径流,减少排水的压力,这应该说是根本的途径。而且低冲击技术比较简便可行,成本比较低廉,适用的范围也比较广,我的建设项目与地块开发相结合,所以相应的来说,它是城市雨水管理当中非常重要、不可或缺的一个技术。至于低冲击开发的一些具体的东西,其实是另外有一个非常大的课题,以后有机会还可以跟大家进行交流。
这就是我今天想跟大家分享的内容。谢谢。
互动环节
李艳:非常感谢俞总的分享,感觉收获良多。今年3月份,国家下发《关于编制排水防涝设施建设的规划》里面,提了深圳中心城区要有效应对五十年一遇的暴雨。像我们城市的排水管渠,大多设计重现期是一到两年,这一块怎么考虑它的衔接呢?
俞露:这个问题在很多会议当中经常被很多人提及,我咨询过很多专家,大家都有不同的说法。我们首先要有一个认识,由于很多因素,我们城市的排水系统的设计重现期的说法和水利工程设计洪水频率的说法,两者之间不是完全一致的,是存在脱节的。比如说大的防洪系统,河道整治达到30年一遇或者50年一遇,这时候对应的降雨的形势,用在城市排水管网设计的频率,降雨是和3-5年一遇的降雨是比较一致的。为什么会出现这样的问题,为什么在这儿说的是3-5年的降雨,在那儿说的是30年一遇的降雨?有两个因素,根据目前的理解和咨询很多专家所得到的结论:
第一,防洪的工程一般是讲大流域,涉及的范围比较大,也会涉及到一些外部的客水,所以当讲大流域的时候,有的地方降雨大,有的地方降雨小,不是均质的。而我们在说排水管渠的时候,因为涉及的范围比较小,所以降雨是比较均质的。所以在这个方面,两者降雨的统计数据是存在差异的,这是一个很根本的原因。
第二,两个部门管,其实是由水利部门和建设部门管的,两个部门推算过程当中方法是有差异的。我们首先大概有一个经验性的判断,比如说城市的管网3-5年一遇的降雨形势和防洪系统大概是30年的降雨是比较一致的。首先这是要建立的一个前提。
您刚刚说各大城市要与对50年一遇的雨量,首先50年一遇到底是什么降雨形势,我们应该折算回管网的设计重现期里面。二是不能够光说有效应对多少年一遇,其实这是一个含糊的概念。虽然这里有一个数字是50年一遇,但是什么叫有效应对?这是含糊不清的。我们说的是内涝防治,其实城市的积水,你在内涝防治的时候,是应该允许在某些时间、某些范围内有一定积水的,只要积水在允许时间内被排除掉就可以。什么叫有效应对?到底允许多少积水,这个没有说清楚,这是在内涝防治当中首要解决的问题,就是内涝防治的标准并不是那么含糊的概念。现在上海说15分钟之内积水不会超过15厘米,这个数据我记得不是特别清楚,就是说他会有这样的一个标准。我觉得深圳做这个规划的时候也应该确定这样的标准,允许多深的积水存在,而且在多长时间内排除掉,这是最根本的。
李艳:我比较困惑的是,这个是有效应对50年一遇的暴雨,到底指的是这个排泄管渠应对它,还是河湖水系要应对这个?因为我们一般讲河湖的话,跟水利工程更相关一些,排水管渠可能跟市政工程相关一些,两者的计算方式都不同。这个有效应对50年一遇的暴雨,相当于针对的主体到底以哪种来解释更加合理?
俞露:其实我觉得不应该是河湖水系有效应对50年一遇,应该说是城市内涝防治体系能够遇到50年一遇的暴雨,但是这个内涝防治体系肯定不仅仅是指管网,还应该包含了所谓的大排水系统,就是地面的行洪通道,包含了蓄水池、泵站等等一系列的内涝防治的体系,但是不应该是河湖水系,我觉得河湖水系说的应该是防洪设计方面的,这是我的理解。
观众:我知道俞露在深圳市低碳设计和低冲击设计方面经验比较丰富,我想问一下,从我们的协议签订以后,只有部分区域实施了低碳措施,你们这几年研究的结果有没有反馈的数据,做了低冲击以后,对城市内涝有多大的作用?第二个问题,低碳协议签订几年以后,我们的理论基础也研究的很多,为什么一直实施的很少,你觉得在深圳的实施存在哪些问题,有没有更好的建议推动城市低碳和低冲击设计方面的应对措施?
俞露:第一个问题相对来讲还比较容易一点。我们的确在光明新区那边做了很多工作,因为光明是低冲击开发的雨水创造利用的国家级示范区,我们也承担了国家水专项的课题,所以在光明新区建了实验基地,每次降雨的时候我们都会过去测数据,根据这个数据去评估,因为那边已经做了低冲击的设施,比如说道路、公园、绿地,这些设施都建了,就会测这些数据,测完数据以后再进行统计和反馈。但是因为这个过程还是需要比较长的时间,我们国家水专项的课题要到2015年,还有两年时间才能够最终完成。最终截题的时候,我们会提供关于低冲击开发的技术和设施对城市在径流控制的贡献度效益的评估,这是会有的,现在还是在做的过程当中。
第二个问题,关于你说的低碳生态相关规划的落实,我个人也听到很多声音,我们现在做了很多规划,但是具体实施的成效好像没有那么快、没有那么多。个人觉得这是几个方面造成的,第一个方面,我们本来也应该认识到这是一个长期的过程,不可能一下子把所有的东西都做的特别美好,应该是一个渐进式的发展。我们从规划做起,首先是希望能够从系统的角度进行宏观的梳理,第二是希望统筹考虑对每一个地区都有不同的发展重点,第三是希望纳入管理和要点审批的过程当中去。其实在这一块,我觉得已经开始能够看到一些做法了,因为现在规委的张总一直是倡导低碳生态工作的常态化,我们也配合做了一些工作,做了法定图则和城市更新的技术管理规定的优化,这个技术管理规定当中提出了很多低碳生态的要求,把它纳进去了。虽然新的管理规定没有最终发布,但是因为我们跟各个设计单位有不断征求意见、不断的交流,我们发现有一些城市更新的项目已经率先开展低碳生态的工作,我最近接到这一块的工作任务和沟通。说明现在大家都开始在工作过程当中开始重视这一块东西,而且开发商也逐渐愿意接受这一块东西。一方面可能对他们以后的节水、节电带来一些好处,另外一方面是有可能出台一些相应的鼓励政策,比如说做一些奖励的政策出来,对开发商也是有利的,所以说大家已经逐渐形成共识,但是这是一个逐步的过程。我们深圳在全国应该说是走在非常前面的。
观众:这个大的问题提的还是不错,但是每一个工程,举个例子,像我们铁路,铁路工程给排水本身就是一个专业,本身就要考虑。我们的水路是专门一个专业,如果是路基,应该走泛滥线,是百年以上,应该是桥在区。另外横向的建筑全都是50年一遇的,大桥是百年,特大桥是300年一遇,有的是要用500年一遇来算的,它的给排水专业也是专门的专业,应该跟你们不是一样的,所以它本身的工程就要考虑给排水。但是铁路不一定会,现在要大的话,如果铁路经过城市,他们的设计路线你们会不会进行审查,有没有这样的想法?因为它那个也是包含很多年成熟的东西,铁路是铁路,但是深圳有很多公共道路,公共道路本身也有很多给排水,横向、纵向都有,都有排水系统。如果说你的大的东西要管的话,是不是需要管着它呢?如果它管的话,你这条规范和他那条规范怎么去统一,这可能是下一步要去研究的问题,因为每一个工程都有给排水系统。
俞露:我觉得老先生说得特别好,的确是很多专业里面都会有专门的给排水设计,比如说铁路、高速公路等等大的道路都会有设计的问题。我本人本科是学水利水电工程的,也是专门做大江、大河建大坝的。我觉得这些做法都没有错,只是说我们考虑城市系统的时候,还是觉得要把这些东西统筹起来考虑。比如说铁路经过城市,虽然铁路本身做了这个设计,但是我们城市在统筹它的竖向,做规划的时候,还是应该把铁路设计的高程做校核。当然这个设计按照铁路本身的设计规范去做没有问题,但是我们根据我们的标准对它进行校核就可以了。
另外,说到道路的问题,我们不是说一定要把原来的排水系统做一个颠覆性的改变,只是觉得很多东西要结合起来考虑,我们的管网、道路、竖向、绿地应该系统的进行考虑。举个特别简单的例子,以往我们的河道经常做堤坝,把坝做得很高,两边筑得高高的,堤坝肯定是高于外围地面的。其实现在城市内部由于一些大的水库把上游的客水控制的比较好,河道里面的水溢出来的可能性其实不大。但是你建堤坝本身就是为了防止河道里面的水溢到外面来,这种情况是很少见的,但是这样做保障了河道的水不会冒出来,但是存在另外的问题,城市管网的水装不下了,从地面冒出来以后排不到河道里面去,因为有堤坝把它拦住了。如果我设计的时候能够把这个统筹考虑,现在河道是水规院设计的,城市的竖向管网是由规划院设计的,这中间就没有衔接,如果我们充分考虑到这一点,在河道设计的时候考虑一些灵活方式,让地面的水排到河道里,其实可以解决很多问题。其实是想灌输这样的一个思想。
主持人:前面的三位专家主要关注的是水量的问题,实际上城市的排水系统不光有水量的问题,还有水质的问题。下面有请深圳市环科院的谢林伸所长给大家介绍“深圳市排水系统水质管理探讨”。
谢林伸
大家下午好,很荣幸在这里跟各位同仁交流经验、碰撞思想。前面的三位专家讲得都很好,从不同层次、不同角度论证了城市防洪排涝的等等问题,同时对这些问题都给了相应见地的建议和参考。我本身对水环境这方面研究的比较多,对于排水系统,从水质角度跟大家交流一下。
主要分为四个方面:首先,介绍一下深圳市排水系统的现状;二是排水系统及受纳水体的水质状况;三是深圳市现在排水系统对于水质变化情况,包括对于水质控制方面存在哪些问题;四是解决方案的探讨。
首先,刚刚很多专家已经对城市排水系统做了详细的介绍,城市水质管理将直接关系到受纳水体的水环境质量好坏。2012年深圳市水资源公报显示,我们供水16亿,排水达到13亿。这组数据说明了我们的排水量占供水量85%左右。
我们测算了一下,深圳污水排放量占河流总流量的90%,这就说明地下的系统直接影响到地上的水环境的系统。大部分的水都是从东江引入的,经过城市利用以后,通过排水管网到污水处理厂,有一些没有经过系统,直接排到河流里面。总体来讲量是非常大的,也就是说只有10%是地表真正河流的径流量,其余的都是生活污水。地上和地下的系统直接影响到我们地上的水环境系统。
这是2012年全市建成的污水管网,大约是4000公里。
在“十二五”期间的管网建设力度比“十一五”提速很多。我们的管网虽然建设了,但是接活率一直非常低,也就是说管网的长度够了,但是运行效率是非常低的。在全市,无论是哪个行政部门,比如水务局、建设方和其他单位,由于受制于现在的民生以及舆论的压力,为了给出一个在短时间内必须要达成的建设目标或者水质目标,不得不把最容易做的先做了。但是从系统上来讲,如果一个系统能正常运转,接活是非常关键的。只是把管网建起来,但是接活不了的话,污水的收集率是非常低的。
污水的排水体制一般分位合流制和分流制,他们存在不同的声音。对深圳而言可能更适合分流制,老城区也多数属于分流制。深圳作为一个新型城市,但是在排水系统的设计和建设方面没有走在前面,从统计数据可以看出来,合流制管网基本上占到现在管网的一半,所以从城市角度来讲,与一些传统大城市的数据相比,分流制占整个管网的比例,我们并没有占多大的优势。
这是城市污水处理厂的情况,截止到今年9月份,全市建成污水处理厂30座,处理能力是446万立方米/天。我讲的顺序是整个城市规划建设,理论上来说应该是这么设计,实际上工作却是倒过来的,我们先建污水处理厂,后建污水管网,所以很多污水处理厂由于没有水源的原因建成以后没法运行。
这是现在的深圳市污水处理厂的分布图。
从图上也可以看出来,全市分布的密密麻麻很均匀。当时做总规修编的时候,我们院承担了总规修编的环评的工作,建议把污水厂更加集中化。因为污水厂的分散有几个不利的影响,首先虽然说它是一个有益的环境处理的载体,但是变相来说也是一个污染源,谁都不愿意把污水处理厂放在自家门口。其次,污水处理厂越多,对深圳这么一个寸土寸金的地方而言失去的土地就越多,从经济角度是不合适的。
我们当时提了这个建议以后,很多专家提出不同的意见,他们觉得分散有分散的好处,最大的好处是可以使城市的污水回用效率得到有效提高。如果集中在几个大的污水处理厂进行再利用,管网布置会存在很多的困难。
这是按照一级A标准的20座污水处理厂,设计处理量261万立方米/天。10座是一级B标准,设计处理量185万立方米/天。其中有三分之一的污水处理厂等级排放还是比较低。一级B对受纳水体影响非常大,但对COD来讲并不是特别大,而对于氨氮、总磷来讲,这是深圳目前限制水质达标的很核心的水质指标。一级B对氨氮和总磷的排放限定都是比较低,这也影响整个周边的水质。
污水处理厂水质的情况,我们参考了检察的数据。2012年检察了429个厂,达标率是85.8%,并不是很高。主要超标因子是PH、COD、悬浮总氮、总磷等。关于净水超标我们也做了专题分析,主要是存在一些建筑工地泥浆的水或者泥沙大量进入市政管网。另外在低效益处理阶段,由于大部分净水处理厂的净水标准对负荷要求相对较高,管网建设的滞后导致了污水处理厂很难按照设计要求去运行。原特区外基本上是污水处理厂建设在前,管网建设在后,管网跟造地铁一样,越往后拖,建设难度越大。还有消毒装置的不匹配,也是导致了大量菌群超标的重要原因。
对于重点工业源这一块,人居委也做了大量工作,对重点污染源监察的效果,达标率可以达到94.4%,但是有一些企业没有纳入到这个系统里面来,所以很多监管是缺失的。据我们了解,没有纳入监管的这些污水是直接排到河流里面。废水工业园的整治情况,有监察的情况良好,能够达标。
我们直接可以看出排水系统的水质反映地表水的水质。2012年深圳主要河流的水质虽然有很大改善,但是除了盐田河,其余的都是列五类,这也与深圳的定位是极不相符的。目前媒体也加大了曝光率,茅洲河已经成为了城市的污点。近岸海域河流主要受氨氮、总磷跟生化需氧量的污染,最后这些污水都排放到了海洋里。
第三方面,存在的问题。一是污水处理厂的运行效率很低,2012年全市污水处理厂平均负荷率仅为88%,低于80%的有10座,低于60%的也有3座。
二是污水处理能力虽然很充足,但是管网建设非常滞后。处理能力达到446万立方米/天,实际的污水产生量只有373。我们规划的时候,把这个量按照一定的节流恢复加以充分考虑,但是除了福田区、宝安区、光明新区以外,由于污水处理厂的运行效率较低,其他区的污水处理能力均高于污水的产生量。
三是管网运行效率偏低。端头管未充分接驳,淤积堵塞的现象严重。污水处理厂整个管网系统由于长期缺乏管理的状态,特别是主端口的堵塞,已经严重影响了整个管网的运行,有三分之二的截流淤死了,都不能正常工作,这是深圳目前存在的一个最大的问题,管理上的问题是很制约排水系统的效率发挥的。
四是污水收集处理率偏低,受纳水体污染比较严重。由于目前系统不完善,很多都是直排入受纳水体。据我们测算,如果污水收集率达不到90%,即便只存在10%的污水,对水质指标的影响也是非常大,只有收集率达到95%以上,5%的影响才是相对比较小。
第四方面,解决方案的探讨。一是旧管网的逐步改造,新建管网要求分流,这也是一个老生常谈的问题。
二是污水处理厂的提标改造。现在运行的污水处理厂,处理的标准相对比较低,如果土地允许,还是建议做进一步的提标改造。
三是刚刚专家讲到的低冲击开发。因为我们也做了一些关于低冲击开发的研究,包括雨水净流污染的冲刷规律、污染物迁移规律等。从经验值来讲,如果是一个系统性建设比较好的典型区域,洪分流量的削减能达到30%,水里污染物的削减达到40%,据国外的研究表明氨氮、总磷能达到45%以上,说明对于量以及污染物的截流作用是非常大的。
四是项目审批革新,提高污水收集率。在之前的项目审批当中,实际上考虑到管网这一块对于整个城市影响的层面还是比较低的,因为在2008年到上海调研,他们做上海市环境保护三年行动计划中有一个我们认为比较有效的方法,可以控制管网水质,在项目规划之初,对于未铺设市政管网的地区不允许任何开发。也就是说,如果这个地区没有管网,项目是不允许上的。第二条是项目所在区域,如果污水处理能力已经达到最大值,换句话说,如果工业企业或者地产开发商来到这个地方开发地产,只要污水排放超过污水厂服务范围内的污水收集量的最大值,也不允许再进一步开发。除了上述两点,在其他相关区域,还有一点是项目开发区域的地表水,例如河流受纳水体跟环境功能区划相比没有环境容量了,也不允许进一步。通过上述三条去卡住项目审批能够在一定程度上缓解现在环境污染的压力。
五是建综合的管理系统,引进先进的排水管道检测技术。对目前深圳排水系统的管网我们知之甚少,只能通过CAD图进行相关设计和研究,缺乏一次系统的调查。现在北京已经启动了这个工作,相信不远的将来深圳也会做这方面的工作。我就讲这么多,希望大家给予宝贵意见。
互动环节
任大伟:我提个意见,刚才听您说低冲击能够把降雨降30%左右,比如说不同重现期,一年一遇达到30%,百年一遇是不是也能达到30%?第二个问题,同样的雨量降下来,降雨历时不一样,造成的结果是不一样的。如果遇到短历时的强暴雨,是否也能够达到30%,是怎么算的,是怎么样的标准?
谢林伸:我们研究的是它的冲刷规律,刚刚给的数据是我从国外的文献上面看到的,基于整个典型的系统建成以后跟建成前做的对比分析。就是说建成前的地表径流跟建成以后的地表径流,通过多个频次的实验得出的结论。我们做的研究,主要是深圳整个地表径流,包括降尘污染物跟下降面的累积,即污染物的累积规律,包括雨下了以后,冲刷能够带走多少污染物,它的比例有多大。
任大伟:还是比较普世的东西,不能应对于不同的标准。
谢林伸:是,您提的问题非常广。
观众:想请教一个问题,刚才看到系统里面有谈到深圳市的供排水的通道设置,由于我的知识范围中没有接触过,比较感兴趣,是不是说深圳市未来有一些河道主要考虑作为排水通道,对水质要求是有选择性的,是不是对水质要求有降低?当时的选择是怎么样的考虑?
谢林伸:我把工作背景给大家做一个介绍。这是“南粤水更清”,相当于是省里面的要求,把东江某一个区段划成排水通道,在某一个区段允许污水排放,但是不是意味着对水质降低标准,不是正相关的。
在目前的情况下,我们划定的排水通道,无论是污水处理厂,还是说有一些企业有自己的污水处理设施,处理完水允许排到了河里,现在就是按照相应的水质标准操作的,只不过还没有划定它是排水通道。我们的排水通道可以排水,但是没有把它划定为排水通道的河流,以后的标准要求会更高是不允许有排污口,只有划定了排水通道的这一条河里除外,但是排的水一样得按照现行的排水标准、水质标准去执行,我们还会对排污口的设置提出更严格的要求。
观众:这是你们现在的研究成果,还是以后要在深圳市执行的项目?
谢林伸:应该是以后要在深圳市执行的项目。这个工作来源于“南粤水更清”,对应深圳的工作叫“鹏城水更清”的行动计划。其中有一个专题是供排水的研究。供水和排水从理念上来讲是好的,但是深圳体现的不充分。为什么呢?因为深圳的供水和排水是不搀和的,深圳供水主要是东江供水和北线供水,水源都是从东江直接引过来,引水的线路上面没有任何污染源进去。两个通道相对很独立了。我们知道,东江沿江排污的城市都允许你往里排水。现在划成区段,有一些区段作为水源含氧区,尤其是上游重点保护区,不允许你排水的,只能通过其他渠道排水。供水通道跟排水渠道相分离,分离的越干净,饮用水更能得到保障。
观众:我对水规院的知识不太懂,随便问一下。刚才你提到说咱们的工厂企业源头上的排放标准要适当降低,我想问源头上的排放标准提高一点难道不好吗?要不然为了所谓的污水厂的处理率,让水质更差的水在那么长管道输送里面冒着跑冒滴漏、淤积的风险,那种情况不是更糟糕吗?
谢林伸:这个事情得分两个层面去看,因为的的确确从水环境安全角度,你讲的特别在理。我如果从源头对企业进行控制,经过排水系统以后,在污水处理厂再设定一道阀门,对它进行第二层控制,对水质上了双保险,从安全方面考虑的确是这样。但是从实际运行来看,目前排水系统的水,一个污水处理厂要运行,进水必须要有一定的负荷量,如果水负荷不够高,实际上运行效率是很低的,而且处理完的水对于整个受纳水体影响是比较大的。通俗来讲,在某种程度上进污水处理厂的水可以叫脏,也可以叫营养丰富。微生物菌食物充足了,对自身成长有好处,而且对水质净化也是有好处的。
再延伸到另外一个层面,从经济角度来讲,现在我们所放宽的企业,他的水都是只有纳管的才放宽,就是说企业要纳入污水处理系统的水到了污水处理厂一并进行处理,排出来的水一样的很干净。这样有两个好处:第一,企业能够得到一定的释放,因为企业各个方面的压力都很大,污水处理不必投入太多成本;另外,放出来的水不是说不管,直接到污水处理厂,要求污水处理厂按照既定设计的设计值进水出水,能够达到受纳水体的接受的条件,从经济角度上来看也是比较合理的。南山跟福田当时没有论证过这个事,也是这样照做了,从实际运行角度来说没有什么影响。我们放宽的企业主要是确定这个企业的水一定是进了这个排水系统才放宽,不是说你都直排了还放宽,这不可能。
观众:污水处理厂的设备,就像家里的电器一样,有高中低档,可以调到特别弱的档位来处理,否则涉及到千家万户很难,如果在污水处理厂可以设定设备改造或者设计参数,这样相对好弄一点。
谢林伸:对,这也是一个非常好的建议。
李艳:我们现在在做全市污水处理厂建设运行的评估,从目前评估的情况来看,我觉得要改善城市的水环境,提升污水的处理效率,最重要的是前端要做好源头的监管。从这边的一些数据来看,像宝安西部这一块,沙井污水处理厂、固戍污水处理厂,进水的COD和总磷严重超标。包括观澜河流域的,龙华污水处理厂、百水港污水处理厂,COD已经达到600多毫克/升了。特区内的滨河厂的COD,它在峰值的时候也是达到1000多毫克/升。布吉河流域的布吉河水质净化厂,它的COD高的时候都有10000多毫克/升。所以我说城市常规的检测,工业企业达标的排放率可以达到94.5%,但是实际上我们没有监测到的地方,可能偷排、漏排的现象和超标排放的现象是非常普遍的。其次,我不知道纳入污水处理厂的企业,相当于排放的污水纳入管渠收集系统,处理以后可能COD的浓度都会偏低,有没有结合一块区域跟污水处理厂进厂的水质、水量作为分析,就是看一看由于企业的排放标准偏低,而导致对污水处理厂的水质影响到底有多少,有没有做过这方面的分析?
谢林伸:我们做了一个初步的分析,按照我们所掌握的纳管企业名单排放的情况来看,到了污水处理厂的削减率,基本上能够满足污水处理厂设计的要求。
另外,你提到关于负荷这一块的研究,目前我们也在每一条河开展情况的普查。上周媒体也对我们的数据产生了一定的质疑,因为以前研究的结论是说整个城市的生活污水占污水的比例大概能占到90%。媒体就觉得,这是不是说你这个监管避重就轻,为什么每次一查就查到这个10%之间的工厂?同时也说明工业企业的污染源还是占了很大的比重,所以我们目前也在做核实工作。就像您刚才提的,有很多是在监管名单之外的,因为无论从哪个职能局来讲,都有多个数据、多套数据,包括环统数据、污染源普查数据,我们现在正在筛查,通过这几套数据做一个综合横向的对比,最终确定污染源清单的大名单。因为生活源是比较好算的,如果对工业源统的比较准确,对后面的问题就很容易解答了。现在矛盾关注点就是工业源的筛查情况。
观众:想请教一下政策方面的,因为一般的城市水环境治理中,有一些地方可以申请国家政策支持或者资金下拨。
谢林伸:政策支持,我想问一下,您是指对于企业还是对于政府的?
观众:政府的。
谢林伸:对于政府而言,据我所知,它会划拨重大的科研项目经费,以这样的方式去支持。对企业而言,会有一些专项的支持,比如说清洁生产,如果一个企业做清洁生产的方案或者清洁生产的改造,就奖励一年三万块钱或者多少钱。还有另外一种,比如说低冲击开发,搞一个示范区,建设部会拿出一部分钱做国家试点,以这种形式支持,一年给你三千万,作为建设部的重点扶持项目等。我了解的就是这三种方式。
主持人:今天讨论的非常激烈,但是时间也不早了。应该说今天几个专家都说得很精彩,大家也感觉到我们城市排水系统是涉及到多个部门的很复杂的系统,我们城市的排水防涝不光是要继承、要创新,可能更多的是统筹协调和相互衔接。深圳市明年准备做深圳市的排水防涝规划,我们希望未来深圳市和排水防涝相关的各个部门都能够精诚合作,通过我们的规划和设施的建设,让我们切实感觉到未来每年一到夏天排水系统的进步。谢谢大家。