城市排水那些事

有一首老歌這么唱：“嘩啦啦啦啦下雨了，看到大家都在跑。吧吧吧吧吧計程車，他們的生意是特別好……”對于居住在南方的同學來說，今年夏天的記憶多半和雨水有關。確實，今年的降雨量比往年多了不少。一場突如其來的暴雨，往往能將一個城市瞬間切換成“看海”模式。

為了有效解決城市的降雨排水問題，人們花了不少心思，甚至絞盡腦汁?？梢哉f，一個城市是否足夠現代化，排水系統成了重要的判定標準之一。

本期，我們就來聊一聊城市排水系統的前世今生。

科技全能量

說到排水系統的老祖宗，還得在國內找，誰讓咱中國歷史悠久呢！

在河南新鄭西北方向的裴李崗文化遺址，考古學家發現了9000年前的地下排水系統。那是什么時候？新石器時代早期！當時的排水設施雖然簡陋，但效果還是棒棒噠?？磥?，我們的先人就意識到防汛的重要性了。

另外，我國考古學家在河南淮陽平涼臺古城遺址里，發現了距今4000年的陶制排水管。這種管道，可以說是現代排水管道的雛形。

到了商朝，我國出現了較為成熟的排水系統。河南偃師的考古發掘證明，當時的地下排水道，采用了雨水和污水分流的管道，把王宮和城里的水分別排到護城河外。對，就是雨污分流，現在全國不少城市的改造目標。

秦漢時期，隨著技術的進步，排水系統也更加復雜：除了能夠排水，還具備供水和蓄水的功能。隋唐時期的地下排水系統，設置有格柵，能夠有效阻攔垃圾和雜物進入下水道。宋朝則更一進步，在設計和建造方面日益成熟，江西贛州的福壽溝是當時排水系統的巔峰之作。

到了明清時期，我國城市的排水系統越來越完善。就拿當時的都城北京來說，它的河道密度很大，每平方公里達到了1.07公里，是唐朝都城長安的2.4倍，蓄水能力很強，城墻的東、西、北面都建有向外泄水的涵洞。這也是北京城很少有洪澇災害的原因。特別值得一提的是紫禁城（也就是今天的故宮）的排水系統，設計得別具匠心。

下面，就讓我們來到贛州古城和紫禁城，了解一下古人是怎么設計排水系統的。

設計精巧的福壽溝

江西贛州古城的下水道系統，從結構上看，像是篆體的“?！弊趾汀皦邸弊郑缘妹蹨稀?/p>

福壽溝修建于北宋時期，由水利專家劉彝主持建造，是一種成熟、精密的古代城市排水系統，在當時的世界十分罕見。

福壽溝的地下排水溝渠遍布古城，和地面的雨漏、明溝相連，能夠匯集全城的雨水。當時的排水口被稱為水窗，能把城內的雨水通過溝渠排放到章江和貢江。整個古城建有12個這樣的水窗。

贛州古城還有許多水塘，相當于今天的蓄水池。這些水塘，平時有福壽溝中的活水流過，既能沉淀溝中的淤泥，也利于保持水體自身的活性。一旦城外江面漲水，水窗關閉時，它們就起到蓄水的作用，消除內澇。

此外，贛州古城的城墻高大堅固，除用青磚筑墻外，還用鐵水澆筑磚縫。這道城墻，戰時是城市的屏障和防御工事，到了洪水季節，則是重要的防洪堤。

福祿溝經歷了900多年的風雨，至今仍完好暢通，發揮著排放污水的功能?？吹竭@里，我們應該向華夏的能工巧匠致敬！

紫禁城排水“三大招”

每當京城暴雨降臨，紫禁城的積水并不多，而且很快就排掉了，這是什么原因呢？

實際上，紫禁城的排水系統有“三招”，請看——

第一招：充分利用地形地勢。這個說起來有點老生常談，但就是很管用。明朝在建造紫禁城的時候，就依據地形地勢對排水系統進行了精密的設計。京城的地勢北高南低，所以紫禁城的走勢也是北高南低，地面留有一定坡度，有利于排水。

第二招：管網系統四通八達。紫禁城各個宮殿、院落，均設有眾多的排水設施，如干溝、支溝、明溝、暗溝、涵洞、流水溝眼等。當暴雨來襲時，雨水首先通過地表徑流，匯入這些排水溝渠。排水口還設置了柵欄，能夠攔截垃圾和雜物。最后，所有的雨水通過溝渠匯入內金水河。內金水河是紫禁城的內河，全長2000多米，河幫、河底全部用白石鋪砌;在流入紫禁城的入口處，設有水閘，可以控制水位高低，遇汛則可以關閉。

第三招：在城外建三道防線。為了將雨水排出紫禁城，工程人員還修建了三道防線：第一道防線是內城護城河及大明濠、太平湖，第二道防線是西苑太液池和后海;第三道防線是外金水河和紫禁城護城河。這三道防線不僅是城內用水源，而且具有快捷的排水功能，充分體現了古代勞動人民的智慧。

未來的“海綿城市”

古人在排水系統方面創造的杰出成就，足以令我們感到自豪。到了近代，由于我國遭受帝國主義的侵略，城市建設方面居于落后地位，根本沒有先進的防洪排澇系統。新中國成立后，特別是改革開放以來，我國城市建設日新月異，高樓大廈鱗次櫛比，交通路網縱橫交錯，城市排水系統也在不斷更新。

和地面基礎設施相比，我國許多城市的排水系統還存在欠缺，往往一下暴雨就造成了“看?！钡膱雒?。這既有規劃設計方面的原因，也有投入不足的因素。好在我們已經認識到這方面的不足，把建設海綿城市作為未來城市的發展方向。

什么是海綿城市？它指的是采用植草溝、滲水磚、雨水花園、下沉式綠地等“綠色”技術來排水，讓城市能夠像海綿一樣，下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要水時將蓄存的水釋放并加以利用，實現雨水在城市中的自由調節和遷移。

在2017年的政府工作報告中，我國提出建設海綿城市的計劃，使城市既有“面子”，更有“里子”。

將來，我國通過海綿城市的建設，可以把70%的降雨就地消納和利用。到2030年，我國80%以上的城區面積要達到海綿城市的要求。相信用不了多長時間，我國的城市排水系統就會進入世界先進行列。

河南淮陽平涼臺古城遺址中的排水系統

福壽溝排水系統示意圖

福壽溝內部實景

紫禁城的排水渠

龍頭不僅是藝術品，也是排水管

在了解了我國排水系統的歷史后，讓我們走出國門，看看其他國家的排水系統有哪些優點值得我們借鑒和學習。

羅馬——2500多年歷史的古老下水道

說起西方國家的城市排水歷史，必須從古羅馬說起。公元前6世紀，古羅馬人用巖石砌成地下排水道，把暴雨形成的洪流從羅馬城排出。在這些地下排水道中，最大的一條截面為3.3米×4米，從古羅馬城廣場通往臺伯河。史書記載，公元33年，羅馬的營造官檢查排水設施時，曾乘坐一葉扁舟在地下排水道中游歷了一番，足見其是多么寬敞。

如今，部分羅馬地下排水道在經歷了2500多年的雨水和污水沖刷后，仍能正常使用。巖石不言，默默地展示著這段古老而又悠長的歷史。

巴黎——恢宏的地下博物館

如果能把城市的下水道當作景點參觀的話，那這個城市當屬法國巴黎。巴黎排水系統修建于19世紀中期，是迄今世界上最復雜的排水系統之一，前后經歷126年才得以修建完成。

巴黎排水系統總長2347公里，遠遠超出了巴黎地鐵系統的長度。除規模龐大外，設計和管理也極為合理。城區下水道均在地面以下50米，管道采用多功能設計理念，中間是寬約3米的排水道，兩旁是寬約1米、供檢修人員通行的便道。如此寬大的排水系統，不僅有利于快速排水，還有利于電力、通信設施線路的布局。

你可能不知道吧？在巴黎，如果不小心把鑰匙或是貴重首飾從地面掉進下水道，完全可以找回來。因為下水道如同地面一樣，也標注了街道和門牌號碼，失主只需撥個電話明確掉落東西的地點，就有工作人員響應，而且這項服務是免費的。完備的設施和人性化的設計背后，凝聚了幾代人的心血和智慧。

近年來，巴黎還興建了3條地下蓄水隧道和8個蓄水池，蓄水能力達到80多萬立方米，從而緩解了暴雨來襲時城市的排水壓力。同時，工程師們還修建了四條直徑為4米、總長為34公里的排水渠，以便通過凈化站對雨水和廢水進行處理。處理過的水一部分排到郊外或者流入塞納河，另一部分則通過非飲用水管道循環使用。

由于設計合理、整潔美觀且規模宏大，巴黎的排水系統享譽世界，已經成為代表性的旅游景觀，每年吸引了10多萬人前來參觀游覽。

倫敦——工業時代的地下奇跡

英國BBC曾拍攝了一部紀錄片，叫作《工業時代的七大奇跡》，其中，倫敦下水道就是這七大工業奇跡之一。

倫敦的排水系統建于19世紀中期維多利亞時代，距今已有170多年的歷史。建造這條下水道的起因，竟然是為了防止霍亂傳播。

170多年前，倫敦是一個垃圾遍地、臭氣熏天、傳染病流行的城市，死于霍亂的市民就超過了1.4萬人。

后來，醫學專家經過研究得出結論：霍亂是由水源污染造成的。由于倫敦沒有普及自來水，飲用水多是靠水泵抽取的地下水，而那時地下水已經被嚴重污染。于是，改造倫敦地下排水系統的任務被提上了日程。

1856年，一個名叫巴瑟杰的人承擔了設計倫敦新排水系統的任務。他計劃興建大量的排水管道，把污水與雨水分開，將城市的污水全部排往大海。當時不少人擔心倫敦的地下被挖空了，城市會不會坍塌。為了解決這個隱患，工程部門特地研制了一種新型高強度水泥，用這種水泥制造了3.8億塊混凝土磚，建成了堅固的下水道。

到了1865年，倫敦地下排水系統改造工程基本完工，但實際長度超過了設計方案，達到2000公里。通過改造，污水與地下水被隔開，解決了地下水源被污染的問題。從那以后，倫敦再也沒有發生過霍亂，泰晤士河的內澇問題也一并解決了。

如今，人們行走在倫敦的大街上，絲毫不會覺察到地下存在著龐大的排水系統，但是卻享受著它的恩惠。巴瑟杰對于現代倫敦的建設功不可沒，市民們為了紀念他，特地為他塑立了一座雕像。

埼玉——存放雨水的地下宮殿

日本是海洋性氣候國家，經常會遭遇暴風雨天氣，卻很少出現內澇，這主要得益于它發達的地下排水系統。在東京、大阪等特大城市，一般都建有地下河。地下河采用直徑10余米的管道，長度達數十公里，直通大海。一旦降雨，雨水會很快被排入海中，避免了內澇的發生。

更讓人嘆為觀止的是，日本在埼玉縣修建了一座宛如地下宮殿的暴雨排水系統。這套系統由一連串混凝土立坑組成，每個混凝土立坑有65米高、32米寬，也就是說，它的高度相當于22層樓房。這些立坑建在地下50米深處，由6.3公里長的隧道串接而成。

這套排水系統中還建有一座巨型調壓水槽，高25.4米、長177米、寬78米，內有59根混凝土支柱，總貯水量為6.7萬立方米。任憑地面上狂風驟雨，雨水都會被排放到這里儲存起來，不會造成內澇。

新加坡——無處不在的溝溝渠渠

新加坡屬于熱帶海洋性氣候，從當年11月到次年1月是雨季，幾乎天天下雨。

新加坡在城市建設之初，政府對每一座樓、每一個街區的排水系統進行了提前規劃。如果你行走在新加坡，會發現大多數道路的兩邊都有排水溝，人行道上也有很多溝溝蓋蓋，它們都是用來排水的。房前屋后的排水渠也修得很好，它們和城市的主要排水管道相連，保證雨水能及時排泄出去。

這些大大小小的明渠、溝壑星羅棋布，形成了新加坡高效便捷的排水、蓄水網絡。每當雨季來臨，雨水被分別排入城市的17個大蓄水池，經過處理凈化后，成為新加坡城市用水的水源。

德國——神奇的透水路面

去德國旅游的人會發現，大雨天時，很少見到路面積水。奧秘在哪里呢？原來，這與德國城市的透水路面有關。

在德國，不同的區域會鋪設不同的透水路面。人行道、步行街、自行車道、郊區道路等受壓不大的路面，一般采用透水性地磚鋪設。這種磚本身遍布孔眼，磚與磚之間采用透水性填充材料拼接，有良好的滲透率。自行車存放地和停車場的地面，選擇有孔的混凝土磚鋪設，并用土填充磚孔，這樣有利于雜草生長，具有綠化功能。居民區、校園和公園的路面使用率高，則用細碎石或細鵝卵石鋪設，這樣更合理。此外，德國人還在道路邊修建了引流雨水的排溝壑，直接連通市政排水管道。

統計數據顯示，德國全境共有51.5萬公里長的排水管道，可環繞地球13圈，每年可處理94億立方米的污水和雨水。

為增強城市排澇能力，德國近年來開始推廣新型雨水處理系統——“洼地-滲渠系統”。該系統把低洼草地、滲渠等與排水管道連接，形成一個分散和高效的排水網絡，可以在短時間內把雨水分流到低洼草地和地下滲渠中，避免造成內澇。