暴雨來襲經(jīng)常造成“城市觀海”的奇景,也一再使人們意識到城市排水的重要性。德國的排水系統(tǒng)不僅高效還兼具平衡城市生態(tài)系統(tǒng)的功能,堪稱楷模。暴雨來襲經(jīng)常造成“城市觀?!钡钠婢?,也一再使人們意識到城市排水的重要性。德國的排水系統(tǒng)不僅高效還兼具平衡城市生態(tài)系統(tǒng)的功能,堪稱“楷?!?。
1842年,漢堡最早開始修建全城范圍的排水系統(tǒng)。1867年,法蘭克福建成了第一個系統(tǒng)性的現(xiàn)代化下水道系統(tǒng)??梢哉f,德國開啟了整個歐洲大陸排水系統(tǒng)建設(shè)的新起點。
19世紀,隨著工業(yè)化發(fā)展,德國城市化進程加速,大量涌入城市的人口造成當時的城市衛(wèi)生系統(tǒng)不堪重負,傳染病肆虐。1831年,德國發(fā)生了第一次大規(guī)?;魜y。到19世紀中期,霍亂、傷寒等疾病在德國城市中頻繁爆發(fā)。建立完善的城市供排水系統(tǒng)成為必然的選擇。
1842年,在英國工程師William Lindley的規(guī)劃下,德國城市漢堡率先建起了最初的城市排水系統(tǒng)和第一個污水處理廠。隨著漢堡市的不斷擴大,排水系統(tǒng)也不斷擴展,并先后建起了十幾個污水處理廠。這個系統(tǒng)還包含一個沖水系統(tǒng),每周利用潮水清理主要的下水道。雖然當時的設(shè)備簡陋,并沒有徹底解決水污染等問題,但這樣的設(shè)計理念仍具有里程碑的意義,很快就被歐洲和美國的一些城市所學(xué)習(xí)。1867年,法蘭克福建成了第一個系統(tǒng)性的現(xiàn)代化下水道的系統(tǒng)。該系統(tǒng)將污水進行分類疏導(dǎo),最后排入河流,并與整個城市的排水系統(tǒng)進行整合,極大地提高了效率。
根據(jù)2010年德國聯(lián)邦環(huán)保局的統(tǒng)計數(shù)據(jù),如今德國的公共排水管道已長達540,000公里,大約可環(huán)繞地球13圈半,專門的雨水排水管道長66,000公里。
德國道路不積水
德國最大的慕尼黑Hirschgarten Park地下儲水設(shè)施
德國建立了綜合性的排水系統(tǒng),每年可以處理101億立方米的污水和雨水。地下排水管道分為污水雨水合流管道和污水雨水分流管道,既可以防止城市內(nèi)澇,同時還可以蓄積雨水,以便利用。以慕尼黑為例,暴雨來臨時,慕尼黑的13個總?cè)萘窟_70.6萬立方米的地下儲水庫可暫時貯存雨水,成為暴雨進入地下管道之前的緩沖閥門,然后將雨水緩慢釋放到地下排水管道,以確保進入地下設(shè)施的水量不會超過最大負荷,最終將雨水引入Isar河。
在德國,大城市每年投入到下水道系統(tǒng)的預(yù)算都在上億歐元,維護費用在每公里年均5000歐元左右。水務(wù)部門的閉路電視系統(tǒng)對地下管道進行24小時的實時監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)問題會及時進行維修。
德國的雨水排水系統(tǒng)還包括強制性的透水路面的設(shè)計,不僅解決了路面積水問題還兼具增加城市綠化、吸附粉塵、降噪等平衡城市生態(tài)系統(tǒng)的功能。
從上世紀60年代起,德國就致力于開發(fā)各種雨水滲透裝置。在新建工業(yè)、商業(yè)及居民小區(qū)前,住宅、廠房、花園等建筑均要設(shè)計雨水利用裝置。1973年,德國聯(lián)邦交通部就制訂了《路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計指南》,要求所有重要的路面設(shè)置內(nèi)部排水系統(tǒng),否則會追究相關(guān)人士的法律責任。目前,德國新的《混凝土路面磚》標準中規(guī)定:“如果制造有面層的路面磚,面層混凝土必須與基層混凝土牢固黏結(jié),并有10%以上的孔隙,使水能夠滲入地下。”
德國的很多城市在不同的區(qū)域鋪設(shè)不同的透水路面。人行道、自行車道、郊區(qū)道路等受壓不大的地方采用透水性地磚,這種磚本身可透水,磚與磚之間采用了透水性填充材料拼接;居民區(qū)、街頭廣場等更需要綠化和美化,因此這些地方選用實心磚鋪路,但磚與磚之間會留出空隙以便透水;居民區(qū)、校園和公園等地的步行道路由于路面使用率高,大多用細碎石或細鵝卵石鋪路;停車場的地面則選擇有孔的混凝土磚,并在磚孔中用土填充,這樣有利于雜草生長,讓其成為城市綠化的一部分。此外,道路兩邊還修有引流暴雨的溝壑。
透水路面的設(shè)計除了解決積水問題,還有平衡城市生態(tài)系統(tǒng)的其它功能。例如,雨水由透水路面滲入地下,可補充地下水資源。此外,透水地面的孔隙多,增大了地表面積,對粉塵有較強的吸附力,既減少了揚塵,又降低了噪音。
在德國,地表明溝不僅作為下水道之外的重要的雨水傳輸途徑,還模擬天然河道,融入城市景觀,即實用又美觀。
從降雨徑流傳輸與貯存技術(shù)來看,德國傳輸徑流主要有地下管道和地表明溝兩種形式,其中地下雨水管線不僅要考慮雨水傳輸,同時還要考慮儲存雨水和減緩洪峰的功能;地表明溝則既考慮了雨水傳輸?shù)墓δ埽部紤]了其對構(gòu)造城市景觀的作用。地表明溝通常被模擬為蜿蜒曲折的天然河道。對于降雨徑流的貯存形式,德國城市的居民區(qū)一般采用人工湖或構(gòu)造水景觀,或者通過綠地、花園或人工濕地來增加雨水入滲;家庭中則一般設(shè)有預(yù)制混凝土或塑料蓄水池。
德國道路不積水
“洼地——滲渠系統(tǒng)”示意圖
此外,德國近年來開始推廣的“洼地——滲渠系統(tǒng)”使各個就地設(shè)置的洼地、滲渠等設(shè)施與帶有孔洞的排水管道相連,形成了一個分散的雨水處理系統(tǒng)。低洼的草地能短期儲存下滲的雨水,滲渠則能長期儲存雨水,進一步減輕了排水管道的負擔。
德國的排水系統(tǒng)不僅高效實用,還兼具多重功能并融入了城市景觀,如今柏林、漢堡、科隆等城市還興起了“下水道旅游”,使其又增加了新的“用途”。