下水道里也有高科技

城市的下水道考验着城市的“宜居”水平，中国未来一定要发展“下水道适用的高科技”，以此来提升城市的排水能力

科技高速发展的今天，城市拥有了很多高级的技术与璀璨的文明。但是城市的排水系统却最容易成为城市发展的痛点和难点。今年夏季的暴雨，让我国诸多城市出现严重的内涝问题，并引起社会各界广泛关注。在排水系统中的下水道是“城市的良心”，对比中外的城市排水系统建设可以发现，下水道其实是多种先进技术、设计和管理的集成。不断涌现的高新技术，早已经让欧美城市的排水系统迭代更新，但是我国城市的排水系统在这方面还十分欠缺。由于城市的下水道考验着城市的“宜居”水平，所以中国未来一定要发展“下水道适用的高科技”，以此来提升城市的排水能力。

排水系统成为城市文明的“标尺”

今年6月以来，我国鄂苏皖等长江中下游地区出现今年入汛以来最强降雨过程，引发山洪暴发、河水陡涨等灾害，许多城市更是出现内涝，这一问题引起社会各界广泛关注。特别是湖北、江苏、安徽等地，由于城市下水管道开发建设缺乏长期规划，且排水能力过低，城区排水管道布局不合理，导致很多城市出现严重的内涝，这些问题引起社会各界广泛关注。

城市的排水能力被认为是“城市文明程度的标尺”。这种标尺的重要程度，甚至成为一个城市发展过程中其领导者必须事先认识和解决的问题。台湾作家龙应台就写道，如果想分辨一个陌生的国度或城市是否发达，一场大雨足矣――“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，发觉裤脚虽湿了却不脏，交通虽慢却不堵塞，街道虽滑却不积水，这大概就是个先进国家；如果发现积水盈足，店家的茶壶头梳漂到街心来，小孩在十字路口用锅子捞鱼，这大概就是个发展中国家。它或许有钱建造高楼大厦，却还没有心力来发展下水道；高楼大厦看得见，下水道看不见。”

以此来看，中国离发达国家和先进国家的确还有不小的距离。

让我们来看看什么是先进国家的排水系统建设。

法国的巴黎经常下雨，却从未出现因为下雨积水导致的交通堵塞。巴黎的下水道均处在巴黎市地面以下50米，水道纵横交错，密如蛛网，总长2347公里，规模远超巴黎地铁，雨水到了地面便迅速了无踪影。而且巴黎每年从污水中收回的固体垃圾有1.5万立方米，巴黎地区现有4座污水处理厂，日净化水能力为300多万立方米，净化后的水排入塞纳河，而每天冲洗巴黎街道和浇花浇草40万立方米的非饮用水均来自塞纳河。目前，这个有着百余年历史的巴黎下水道仍然在市政排水方面发挥着巨大作用。每天，超过1.5万立方米的城市污水都通过这条古老的下水道排出市区。

再比如日本首都东京，其地下管道的排水标准是“五至十年一遇”，最大的下水道直径在12米左右。这一系统于1992年开工，2006年竣工，堪称世界上最先进的下水道排水系统。东京的雨水有两种渠道可以疏通：靠近河渠地域的雨水一般会通过各种建筑的排水管，以及路边的排水口直接流入雨水蓄积排放管道，最终通过大支流排入大海；其余地域的雨水，会随着每栋建筑的排水系统进入公共排雨管，再随下水道系统的净水排放管道流入公共水域。东京下水道的每一个检查井都有一个8位数编号，知道编号就能便于维修人员迅速定位。

再比如德国的慕尼黑，这座城市拥有2434公里的排水管网，布置着13个巨大的地下储存水库。这些13个地下储存水库充当暴雨进入地下管道的中转站。当暴雨不期而至，地下的储水库用他们706000立方米的容量，暂时存贮暴雨的雨水，然后将雨水慢慢的释放入地下排水管道，以确保进入地下设施的水量不会超过最大负荷量。

看来，对于经济发展的程度，GDP不算数，文明的差距，很多时候只差了一条下水道而已。

我国排水系统建设欠账太多

近年来，城市内涝、内陆“看海”的现象在我国不少城市已屡见不鲜，甚至每年汛期都会发生。据统计，2012年，我国有184座城市被淹；2013年，有234座城市被淹；2014年，有125座城市被淹；2015年有200座城市发生内涝，近300万人受灾。2016年仅仅在长江中下游等地遭受的洪涝、泥石流等灾害，造成江苏、安徽、湖北等多省受灾。其中仅仅截至6月21日9时的这次强降雨就导致浙江、安徽、江西、湖北、湖南、广西、重庆、四川、贵州、云南10省（自治区、直辖市）39市（自治州）147个县（市、区）768万人受灾。直接经济损失62.9亿元。

是什么原因导致城市内涝不断出现？是气象灾难吗，降雨强度大、持续时间久、范围集中，经常会遇到几十年甚至几百年来难遇的特大暴雨？是地形劣势吗，这些很多城市确实都位于地势低洼处或者滞洪区，但是为何很多城市能够避免成为“海洋城市”？

答案当然出在我国的排水系统建设上，其原因主要有以下几个：

第一是排水系统太弱。由于历史原因，我国很多城市排水工作是参照苏联这个干燥寒冷国家建设的，相对欧美差距仍很大。而且城市排水是“小排水”的概念，通常只采用管道排除雨水，没有考虑排涝。近年来中国的城市化建设中则更是由于对城市的规划和开发缺乏前瞻性和科学性，在城市建设中“重地表、轻地下”，导致较少资金和人力投入到城市排水管网的建设中，排水系统的完善明显滞后于城市发展。

第二是我国的室外排水国家标准落后于欧美等发达国家水平。以重现期标准为例：欧盟规定的设计重现期为1到10年；日本规定是5到10年；美国的规定设为（一般地区）2到15年，（特殊地区）10到100年。而且这些标准在美国是最低标准，而我国的3到5年则是最高标准，相比之下，我国的重现期标准滞后了数十年。来自国家防总的数据显示，目前我国省会以上城市的排水标准一般只有一年一遇至两年一遇，其它城市的排水标准更低。

第三则是我国无论是城市规划，还是城市改造，都没有讲城市防涝上升到法律层面，导致各地领导很难重视。但在一些发达国家，防城市内涝早已上升到法律的高度。比如，美国防城市内涝的法律制度，对城市内涝防范、治理措施，规定得相当详尽；德国有《城市内涝保险法》，不仅减轻了政府的防洪负担和压力，也培养了公民防洪意识；日本有《下水道法》，对下水道的排水能力和各项技术指标都有严格规定。而我国在防城市内涝方面，则几乎是一片空白。目前国内在城市排水规划设计方面的相应规范也只有《城市排水工程规划规范》和《室外排水设计规范GB50014-2006》两项。

第四是我国的快速城市化进程中忽略了“下水道高科技”的使用。比如渗水地面和城市渗水工程的建设，管道清污机器人的使用，大口径特殊混凝土的使用等。这些技术在发达国家有独特的市场空间和开发团队，但对中国来说都是刚刚开始重视。

排水系统已经融入高科技

排水系统中的下水管道绝非铺就一条条管道那么简单，因为需要承受大量污水长时间的浸泡、冲击、腐蚀，以及要定期对管道进行清污和管理，还有对于破损管道的修复，所以不断涌现的高新技术早已体现在欧美城市的排水系统里。

比如在管道材料方面，目前中国大多数城市用的还是建国初期沿用至今的混凝土材质的下水道管，但英国从上世纪70年代就开始使用玻璃纤维混凝土管，它在强度上优于普通钢筋混凝土管，可使商品混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击、耐磨性、弯曲疲劳等性能得到较大地改善。

检查井和排水井在干湿的循环刺激下非常容易产生裂缝，目前中国大多数城市使用的是混凝土检查井和排水井。但美国从20世纪70年代开始用聚合物混凝土做预制检查井，树脂混凝土和普通混凝土的区别在于，所用的胶凝材料是合成树脂，不是水泥。但是其技术性能却大大优于普通混凝土。与水泥混凝土相比，它具有快硬、高强和显著改善抗渗、耐蚀、耐磨、抗冻融以及粘结等性能。

在下水道养护方面，需要定期对检查井和收水井内堆积的污泥进行排除。其中发达国家主要用真空吸泥车和射流泵式吸泥车对污泥加以吸取和排除，上世纪80年代开始推广了下水道电视检查技术，但是这种技术在中国还非常罕见。在探测下水道堵塞情况中，欧美国家早已经使用先进的地下管道探测仪，依靠高科技设备探明地下排水管网畅通情况，并根据仪器提供的数据有针对性进行疏通，既避免了盲目疏通，又减轻了工人们的劳动强度。比如美国APL地下管线探测仪、声学管道探测仪使用目前世界上最先进的超声探测技术，可精确定位未知地下管道的位置。

在下水道修复方面，发达国家已开发了成熟的排水管道检测系统和装备，知名的主要有澳大利亚的管道检测快速评估系统PIRAT、德国的管道机器人检测系统MAKRO和多重传感器系统SAM和日本的管道扫描与评价系统SSET。这些管道机器人可沿管道内壁行走的机械，它可以携带一种或多种传感器及操作装置（如CCD摄像机、位置和姿态传感器、超声传感器、涡流传感器、管道清理装置、管道裂纹及管道接口焊接装置、防腐喷涂装置、简单的操作机械手等），在操作人员的控制下进行一系列的管道检测维修作业。

另外在城市排水系统中，中国90%以上的地面为非透水地面，比如混凝土砌块、石材地面，沥青地面等。德国城市80%的地面则早已使用透水地面。德国的市政部门根据不同区域铺就不同的透水路面，比如人行道、步行街、自行车道、郊区道路等受压不大的地方，基本都采用透水性地砖，所以在德国降雨很少见到路面积水。而且德国的透水性地砖的使用寿命都在百年以上。