城市排水系统漫谈 -ab6949(游牧民族) @卡尔加里华人论坛:卡尔加里枫下论坛 The Rolia Forum of Calgary

城市排水系统漫谈

ab6949(游牧民族)

城市排水系统设计是属于城市规划的一部分。

中国历史上，城市供水排水在城市选址过程中就有考虑，一般来说，城市内有多条河道穿越，加上护城河，内湖等，形成
一个水系。市民的饮用水，和城市排水，都靠这些天然的水系。

图为苏州古城地图《平江图》，黑色是道路，白色是河道，共标出359座桥梁。

汉代长安，宋朝汴梁，明代北京等北方都成，河渠密度都要达到每平方公里1公里左右，南方城市无锡，苏州，绍兴等城
市，河渠密度更达到每平方公里6公里以上。一旦有暴雨天气，这些河渠就是天然排水系统，而且有一定的蓄水容量。

中国古代科学著作《考工记》和《营造法源》都有记载。中国上世纪填了不少城市河道，天然排水的资源就那么给毁了。
现在，苏州等南方城市的每平方公里河渠长度减半，北方城市，城市内河就更加少了

参考文献：中国古代的城市排水http://wenku.baidu.com/view/f0f21d42336c1eb91a375d87.html

中国古代科技，无论是建筑结构，水利工程，都是凭经验法则，很少有精确的计算。真正做到量化计算，是西方给排水工
程的建立。

一个城市到底需要多大，多密的排水管道，首先要考虑的是城市年降水量。北京的年降水量和巴黎差不多，600多毫米，
多伦多的降水量和伦敦差不多，800多毫米。但是应该强调的是，北京在7月份有200多毫米的降水，占全年降水量的三
分之一以上。而多伦多，巴黎，伦敦每个月的降水量非常平均，没有一个月超过100毫米的。光看年平均降水量并不科
学，最理想的是要参考月平均降水量，甚至单日最大降水量。

参考：Annual Average Precipitation: http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=349393

古代西方城市，排放生活污水和雨水是两者合一的（Combined sewer），古代罗马城市和巴黎，都是这种形式。以前
看雨果小说拍成电影，巴黎街垒战斗失败后，革命党人通过城市下水管道逃生，就是这种排水形式。上世纪50年代前，多
伦多的排水形式也是这种。

图为巴黎古代清污合流排放系统：

现在城市排水，都是清污分流。城市排水系统的设计，分成雨水（Storm drain）和污水（Sanitary sewer）
两套系统。雨水通过管道，直接排到河里。生活污水要经过污水处理厂净化后再排到天然水系里。生活污水每日流量基本
是固定的，而雨水的排放是完全看天气了。

一个城市是不可能按照单日最大降雨量来设计排水的，一旦降水量超过排水设计容量，街道上有一定的积水，肯定是免不
了的。只是积水的多少和时间的长短问题

计算城市排水管道的排水速度，非常复杂。主要因素有两个: 排水管道口径和管道坡度。管道坡度是决定水流的速度，坡
度越大越好，但是，一个平坦的城市地貌已经决定了管道坡度不可能太大。一般来说，每秒流速在1米到3米是正常的范
围。提高城市排水速度，能够做的只有是增加排水管径了。

图为多伦多雨水管道

另外，还有一个重要因素要考虑的是城市绿化指数。一个城市如果很少有绿地，空中望下去全是停车场，道路，建筑和硬
地，那么城市排水压力比绿地面积比较多的城市，要大得多。草地，树林，是天然的储水资源，降雨很快转换成地下水
了。减少排放到管道的水量

多伦多政府提倡大家安装 Rainbarrels，也是为了降低城市排水系统的压力而采取的措施。现在居住新区，屋顶面积
几乎是宅地面积的一半，安装了Rainbarrels，就是减少屋顶的积水排放到公共排水系统。值得大家响应，当然，费用
是高了些。

http://www.riversides.org/rainguide/riversides_hgr.php?cat=2&page=39&subpage=46

(#7678717@0)
Last Updated: 2012-7-25

先顶再细看。。。你原来学排水专业的？ -fly_universe(飞越时空); 2012-7-25 (#7678734@0)

不是，以前学过城市规划。 -ab6949(游牧民族); 2012-7-25 (#7678783@0)

长见识了，还是专业人士靠谱。 -banruo(ILOVEWIKI); 2012-7-25 (#7678966@0)

Tokyo's gigantic flood prevention system -liquid(豆泡松果之松果豆泡); 2012-7-26 {459} (#7679222@0)

http://news.yahoo.com/photos/tokyo-s-gigantic-flood-prevention-system-1319761029-slideshow/1-photo-1319757337.html

北京要做到这个标准才行。虽然东京年均降雨量是1500毫米，比北京大很多，但是月最高降雨量是在10月，有220毫米，跟北京7月的降雨量相当。 -ab6949(游牧民族); 2012-7-26 (#7679305@0)
日本这东西看起来就不可靠。多伦多的排水系统其实比照片那个更厉害，其实就在马路下面。污水还建有水库。 -pigkiller(早起的虫子); 2012-7-26 (#7679763@0)
北京也有这个，原来叫防空洞，学名人防工程，现在叫地下商城。 -rollor(Rollor 印刷店); 2012-7-26 (#7679782@0)

LOL！ -copperbean(豆豆 - 轻云出岫); 2012-7-26 (#7679808@0)
很多都改造成简易宾馆了. -humormaster(李聃--乐山乐水乐美人); 2012-7-26 (#7679929@0)

已收藏，留着慢慢儿学习。 -hhyang(哈哈羊); 2012-7-26 (#7679909@0)

重现期 -2841999(四友); 2012-7-26 {1753} (#7681239@0)

本文发表在 rolia.net 枫下论坛重现期指的是多少年才有一次这么大的水量.通常说十年一遇,百年一遇,千年一遇等.重现期的概念在不同的行业有不同的定义.水利部门关心的是最大洪峰流量,以河道每秒流过多少立方米的水来定义洪水的重现期.因为对于河道,主要不是关心的局部降雨量,而是上游河道同时汇集的总水量,是大面积持续强降雨造成的.对于城市来说,重现期指瞬时暴雨的降雨量,如每小时多少毫升.城市排水系统的容量就是要满足一定程度上罕见的大雨的排水要求.简单地将,水深x面积就是水的体积。但是通常还乘上一个小于1的系数。这个系数是绿化覆盖率。绿化覆盖率大的城市相当一部分雨水立即就被草地吸收了，缓解了城市雨水管网的排泄压力。

国家对于城市排水系统的设计标准都有统一的规定,比如必须满足多少年一遇的暴雨重现期.不同的城市会有不同的标准,取决于城市的重要性.城市越大越重要,重现期标准要求就更高.但是,世界上没有一个城市能够宣称自己的城市的排水系统是万无一失的,不管是中国也好,还是世界最发达的国家也好.

那么是不是我们经常见到的城市积水就是排水系统设计的标准太低造成的呢?不是的.我们很少见过整座城市一片汪洋的时候.都是局部排水一时不畅造成的淤积.城市排水系统的设计是依赖于水利坡度让水自然地流出城市,俗称重力流.但是局部市政设施可能不能满足重力流的要求,比如高速公路立交桥,地下穿越铁路和城市道路的涵洞等,隧道.这些局部地区的排水要靠强制,用水泵抽水到城市管网中.这些局部地区的排水取决于水泵的容量,设计标准也可能相对低,允许短期内雨水聚集之下.这就是我们几日前见到的北京轿车陷入3米水深中的情况.当然这不是说人被淹死了是有情可原的天灾.这些需要动力排水的泵房在暴雨期间必须是24小时监控的.水一时排不出去,水深达到危险的水位就必须暂时封闭道路通行.对于这些人的不幸政府部门有100%的,不可推卸的责任.

东京排水的那张图片应该是那个巨大的地下水库,不是排水管网.东京地下的大水库我忘记了是若干个foot ball fields那么大。这种设计是让雨水暂时蓄积在那个水库里，使得现有的管网设计能够满足更高重现期的要求。

本人并非给排水专业人士。有误导之处请自认倒霉。更多精彩文章及讨论，请光临枫下论坛 rolia.net

谢谢四友的信息，非常专业。同意你的观点，目前没有一个城市敢说完全解决了城市排水的问题。有些大河边的城市，还要防止上游洪水过境倒灌的问题。有些城市低洼地区，要靠排水泵解决，谢谢你的补充。 -ab6949(游牧民族); 2012-7-26 (#7681371@0)

既然鼓励就接着补充:重现期是概率.今年遇上百年一遇的暴雨不等于说下一次要再过100年才来,明年再来一次也是有可能的. -2841999(四友); 2012-7-26 (#7681403@0)

完全同意，这是概率问题。另外，上面回复忘了谢谢你有关日本东京图片的分析。仔细想想，觉得你讲的有道理。 -ab6949(游牧民族); 2012-7-26 (#7681418@0)

是有道理吧?
-2841999(四友); 2012-7-26 (#7681442@0)

外行无畏的问几个问题 -- 1）是不是 RUN-OFF 是主要的排水方式啊？2）这里没有提到 RESERVOIR 和运河，他们也是主要的排水方式吧? 3）全局考虑和局部考虑排水是大有不同，我觉得？ -c__wang(小丙); 2012-7-26 (#7681261@0)

我肯定你的说法.虽然我不是专家. -humormaster(李聃--乐山乐水乐美人); 2012-7-26 (#7681358@0)
我不是太理解你第一个问题，是不是你想说明雨水靠重力自然流出啊，应该是的。但正如上面四友网友说的，城市总是有死角，也要靠水泵排水。谢谢你提出第二个问题，中国好多城市如杭州的西湖，武汉东湖，昆明滇池等，也都有储水防灾的功能。 -ab6949(游牧民族); 2012-7-26 {206} (#7681402@0)
局部和全局考虑，当然是不同的。中国古代的风水先生，在某种程度上，扮演了局部小气候的规划和设计者的角色。但是上千万人口的大城市的大工程，还是要靠城市规划的专家来做。

我也不是专家，大学时候也是道听途说罢了。

我想说的是雨水大部分是要成 GROUND-WATER 的。这是水分循环的一个重要环节。在人口密度小，”PAVEMENT“ 不多的地方，都是靠重力去吸收雨水成为 GROUNDWATER。人口密度大，”PAVEMENT" 大的时候要人工的“引”水，因为渗透做不到了。当然还有个地势的问题。 -c__wang(小丙); 2012-7-26 (#7681756@0)

应该是这样的，但是这个问题我不能展开讨论了，非常复杂。草地上的雨水基本上是能转化成地下水，但也有个饱和的问题，大暴雨时候，渗透速度如果低于降雨速度，草地上的部分雨水也会流到城市排水管里的，所以在草地低洼区域，也能看到排水口。 -ab6949(游牧民族); 2012-7-27 (#7682020@0)

赞! 很强大,需要一定深度的相关经验才能写出此文,收藏了, 好让自己觉得逛rolia还是抱着长见识的目的的,态度还是端正的,哈哈哈... -topspin(topspin); 2012-7-26 (#7681386@0)

我也是来学习的。谢谢你的支持。 -ab6949(游牧民族); 2012-7-26 (#7681422@0)

这个好，长知识了，谢谢。下次能给讲讲，那对于现有排水系统改造的问题有没有什么好方法呢；随着全球气候变化，极端性天气会越来越多，现有的城市规划有没有相应的措施呢，是不是问题有点多啊 -iou(笨恐龙); 2012-7-26 (#7681404@0)

谢谢你的鼓励了，我还真没本事回答你的城市改造问题。大学里学了些皮毛，现在城市排水系统是热点，趁机出来卖弄一下罢了。 -ab6949(游牧民族); 2012-7-26 (#7681413@0)

呵呵，我喜欢知识性的文章，通常问题也多，挺烦人的，不好意思哈 -iou(笨恐龙); 2012-7-26 (#7681436@0)

也是外行》 -jameschen6(梦想农庄-雨水多好); 2012-7-26 {571} (#7681749@0)

你提到的降雨量，对于排水来讲，降雨强度应当更准确。100mm的雨量，是在2小时内下完还是4小时，情况完全不同。对于未来如何，只能看历史资料，来预测未来，这就是多少年一遇的设计标准，有钱就标准高些，没钱就标准低些，没有谁的钱多的不得了，而花钱作一劳永逸的工程，西方一般来讲，对于财产的丧失还可让步，但牵扯到人的性命，标准就会很高。

平坦的城市，排水不会很快，这个对，但供水会相对容易，否则会需要好多泵站。

城市绿化，这个相当重要，北京或者北方，本来是缺水的地区，有了水还留不住，很快流走了。别人犯过的错误，我们能不能接受教训，难倒非要自己也犯一次，才知道？或者犯过几次才知道。

谢谢你的宝贵意见，大家都是外行。即使是搞给排水工程的学生，毕业后大部分从事的工程，最多也做到小区级别，排水管接到小区里，标高位置都已经固定，把小区排水做好就行了。真正做到城市级别的，没有多少人。 -ab6949(游牧民族); 2012-7-27 (#7682000@0)

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