大城水事

　　康夫

　　不久之前，北京市又经历了一场大雨。整个城区几乎都受到了降雨的影响，部分地方降水甚至达到了80毫米，这相当于北京好几个月的平均降水量。从统计数据上看，北京今年7月的降水量远高于近十年的平均值。

　　这对于常年干旱的北京，应该说是一件好事。可这个夏天，一听到要下雨的天气预报，人们反而开始紧张起来。因为只要雨后不久，路面上的积水就会让车辆行驶变得极为缓慢。个别地段甚至还形成了足以让公共汽车等大型车辆也熄火的水潭。而且，不仅北京有积水的问题，今年夏天重庆、武汉都纷纷出现了雨后的“海景”。

　　大雨过后的城市积水带来的坏影响，还不只是造成人们出行的不便。像北京这样的城市，下水系统是雨水污水合用系统，所以当过多的雨水超过了下水系统的容纳能力，造成溢流时，与雨水在同一管道中流动的生活污水也会随着雨水涌出，再次污染街道，带来卫生和健康问题。

　　为了解决这个问题，西方国家从上世纪五六十年代起就开始在城市建设中使用雨污分流的下水系统。但即使今天，在英、法、德等老牌发达国家，使用雨污分流设计的下水道也只占其下水道总长度的30%左右，而且大多是二战之后新建的。这样做可能主要是出于经济因素的考虑，因为雨污分流下水系统一般需要开挖一条大沟，在其中平行放置两条直径可观的管道，对规划的要求很高，开挖的土方量也是非常巨大的。

　　不过有意思的是，在青岛这个即使台风来袭也很少发生积水的城市，德国人上百年之前建造的下水道，就已经全部采用了雨污分流的设计。可见德国人也早已发现了雨污分流的好处，只是在自己的地盘上没法把下水道挖开重新造一遍，才选择了一张白纸的青岛来做雨污分流的实验。这个持续了100多年的实验，效果有目共睹。不过，青岛的雨水管道高度可达2.5米以上，宽3米左右，污水管道只比它细一些，这样的下水道要铺遍全城，无论在什么时代都是大工程。青岛人自己也说，现在要扩建城市，就没法像德国人当年那样两根大管子铺下去了。而且，还有电气、燃气、通讯等管道也要在地下经过。从安全角度考虑，因为污水管中可能产生可燃气体，电缆在潮湿环境中可能腐蚀短路，上面这些专用管道都要与污水管保持一定的距离。地下的空间是有限的，下水管道固然重要，也不能把电、气等管道的空间都占了。

　　而且，雨污分流管道也存在它们自己的缺点。除了占地多、成本高之外，雨污分流管道中的雨水一般是直接排进河、湖等自然水体的，但雨水可能冲刷夹带地面的污染物，目前的排水系统并不能保证这部分雨水就不会对自然水体造成污染。另外，雨水仍然可能通过渗透作用和人为的错误操作进入污水管道，造成污水溢出。有计算表明，只要百分之一的雨水管道接错了地方，就能完全抵消雨污分流管道在减少污染方面的优势。因为这些原因，西方国家也并不急于把雨污合并的排水系统改为分流系统。

　　不论是合并式还是分流式的下水管道，都要能够把绝大多数情况下的降水和污水排放都“吃掉”，避免出现积水无法排出的现象。但是这样做的代价很大。一般在降雨之后，排水管道中的流量会达到一个转瞬即逝的最高值，很快流量又会降低到原来的不到一半。而根据设计标准，城市下水系统应当能够防御2年一遇的降水和20年一遇的洪水，这要求下水系统具有数倍于平均流量的容纳能力，同时也意味着，下水系统99.9%的时候都只用了它容积的一小部分，但只要污水和雨水的流量超过它的承载能力一点，就可能出现大麻烦。

　　随着城市的不断发展和扩张，人们要用越来越多的资源来建设和维护下水系统，有时候就会陷入不具备可持续意义的建设施工中，得到的结果还未必好。因此，一些有识之士提出，应该改变城市排水系统设计的思路，从被动地容纳雨水和污水变为通过各种手段减少降雨时等高峰时刻的排水负荷，同时减少末端污水处理设施的负担。可持续的城市排水系统（SUDS）的概念就这样应运而生了。

　　SUDS的目标是减少进入城市污水处理系统的水量，以及减少污染物对整个城市水系统和生态系统的影响。为了实现这些目标，SUDS系统应当能够发挥诸如：储存降雨后形成的水流，允许雨水下渗，降低地面水流速度以及减少泥土流失等作用。在SUDS系统中，雨水从降到地面的一刻起，就会通过多种渠道缓慢地进入自然水体，并在这个过程中留下污染物，由一系列自然和人工的手段进行降解。

　　要实现SUDS的设计目标，最基本和有效的手段，应该是从源头起就控制系统需要处理的水量。在上千年的城市建造史中，雨水在很多时候都被认为是无用的，下水系统的目标就是尽快把水排走。但近几年水资源短缺的加剧，让人们逐渐意识到，虽然雨水看起来很脏，但用途仍然很广泛。源头控制的方法之一，就是在降雨较多的地方开挖池塘或者建立水罐、水窖，将雨水收集和储存起来用于景观、灌溉等用途。例如，台湾的中正纪念堂，通过将雨水导入地下储罐，简单净化后用于灌溉馆区内的花木，以及放到水池中作为景观用水，可以满足馆区68%的水需求，对雨水的利用率达到91.8%。

　　还有一种更为优雅、自然的利用雨水的方式，就是“绿色屋顶”。从景观角度说，它避免了城市中千篇一律的白色或灰色屋顶给人带来的单调感。同时由于绿色植物和土壤突出的隔热作用，建筑物调节温度的能力会变得更强，房间更加冬暖夏凉，让人们感到舒适的同时还节约了一笔可观的空调和采暖费。当然，绿色屋顶增加了房顶的负荷，对房屋的结构强度提出了更高的要求，也增加了建房的成本，但这部分成本完全可以在房屋运行期间以节能的形式收回来。在SUDS中，绿色屋顶的灌溉需求可以通过雨水收集来满足，而绿色屋顶本身也有蓄积雨水，减少雨水排放量的功能。更有创意的，还可以在屋顶开辟一个绿植环绕的屋顶水池，不仅能积蓄更多的雨水，还能把雨水净化，满足建筑的一些用水需要。

　　经过雨水收集的步骤，还是会有一些雨水不能被收集系统容纳，特别在下暴雨的时候，这部分雨水的量仍然相当可观。这就要交给SUDS的输送环节来处理。现代城市，特别是亚洲新兴国家的城市，用水泥和沥青进行地面硬化的比例很高，大部分雨水无法渗入地下，只能直接进入下水道系统。在中国北方一些城市，地下水得不到雨水补充，水位逐年下降；与此同时一场暴雨却又可能造成城市内涝。SUDS的设计，通过在城市中保留具有渗透能力的地面，可以解决地下水和排水的双重问题。例如德国的一些城市，通过在地形适宜的地区保留土壤和植被，并开挖洼地和沟渠，提高了城市应对突然大量降水的能力。降水通过沟渠汇集到洼地后，可以被土壤慢慢吸收，并渗入地下水层补充地下水。这样的排水系统，还有一定的景观、生态和休闲价值。

　　而在已经铺设硬化地面的城区，则可以用高渗透性的材料来铺设道路和地面，一定程度上也能提高这个地区的雨水吸收能力。例如在美国明尼苏达的萨维奇市，部分路面就使用了多孔砖来铺设。不过，这些高渗透性材料的强度很成问题，在有大型车辆经过的路段，用了10年左右就因为损害严重而需要更换，从消耗资源的角度来说也不太环保。另外，如果下面的土地蓄积雨水的能力不强，这些路面仍然会面临积水问题。不过在已经硬化的地面上，适当使用这些材料，对提高防洪的能力还是会有些作用的。

　　经过上面这两个过程，雨水和污水最终到达污水处理厂时，量已经很少，而且污染物通过土壤和植被的降解和过滤，含量也低多了，污水处理厂的负担就会因此小很多，处理成本和环境影响都会大大降低。更重要的是，雨水作为一种资源在城市中得到了更好的利用。更节能，更环保，这是SUDS中“可持续”三字的来由。实际上，建设一个可持续的城市排水系统，其实成本比建立同等排水能力的传统排水系统更低，而前者的环境效益却要显著得多。

　　SUDS要求的，只是在规划时不要太贪心，留出雨水的自然通道，或者一点像绿色屋顶那样的创意。现在我们的城市里不缺少华堂广厦，但缺少与之相匹配的现代化的环保排水系统。规划师和建筑师们，如果你们没法在红线内建青岛那样的双管3米的大下水道，不妨考虑一下SUDS。

　　（作者系英国诺丁汉大学地理系博士）