暴雨來(lái)襲經(jīng)常造成“城市觀(guān)海”的奇景,也一再使人們意識到城市排水的重要性。德國的排水系統不僅高效還兼具平衡城市生態(tài)系統的功能,堪稱(chēng)“楷模”。
1842年,漢堡最早開(kāi)始修建全城范圍的排水系統。1867年,法蘭克福建成了第一個(gè)系統性的現代化下水道系統??梢哉f(shuō),德國開(kāi)啟了整個(gè)歐洲大陸排水系統建設的新起點(diǎn)。
19世紀,隨著(zhù)工業(yè)化發(fā)展,德國城市化進(jìn)程加速,大量涌入城市的人口造成當時(shí)的城市衛生系統不堪重負,傳染病肆虐。1831年,德國發(fā)生了第一次大規?;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成為必然的選擇。
1842年,在英國工程師William Lindley的規劃下,德國城市漢堡率先建起了最初的城市排水系統和第一個(gè)污水處理廠(chǎng)。隨著(zhù)漢堡市的不斷擴大,排水系統也不斷擴展,并先后建起了十幾個(gè)污水處理廠(chǎng)。這個(gè)系統還包含一個(gè)沖水系統,每周利用潮水清理主要的下水道。雖然當時(shí)的設備簡(jiǎn)陋,并沒(méi)有徹底解決水污染等問(wèn)題,但這樣的設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。1867年,法蘭克福建成了第一個(gè)系統性的現代化下水道的系統。該系統將污水進(jìn)行分類(lèi)疏導,最后排入河流,并與整個(gè)城市的排水系統進(jìn)行整合,極大地提高了效率。
根據2010年德國聯(lián)邦環(huán)保局的統計數據,如今德國的公共排水管道已長(cháng)達540,000公里,大約可環(huán)繞地球13圈半,專(zhuān)門(mén)的雨水排水管道長(cháng)66,000公里。

德國最大的慕尼黑Hirschgarten Park地下儲水設施
德國建立了綜合性的排水系統,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,既可以防止城市內澇,同時(shí)還可以蓄積雨水,以便利用。以慕尼黑為例,暴雨來(lái)臨時(shí),慕尼黑的13個(gè)總容量達70.6萬(wàn)立方米的地下儲水庫可暫時(shí)貯存雨水,成為暴雨進(jìn)入地下管道之前的緩沖閥門(mén),然后將雨水緩慢釋放到地下排水管道,以確保進(jìn)入地下設施的水量不會(huì )超過(guò)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的預算都在上億歐元,維護費用在每公里年均5000歐元左右。水務(wù)部門(mén)的閉路電視系統對地下管道進(jìn)行24小時(shí)的實(shí)時(shí)監控,一旦發(fā)現問(wèn)題會(huì )及時(shí)進(jìn)行維修。
德國的雨水排水系統還包括強制性的透水路面的設計,不僅解決了路面積水問(wèn)題還兼具增加城市綠化、吸附粉塵、降噪等平衡城市生態(tài)系統的功能。
從上世紀60年代起,德國就致力于開(kāi)發(fā)各種雨水滲透裝置。在新建工業(yè)、商業(yè)及居民小區前,住宅、廠(chǎng)房、花園等建筑均要設計雨水利用裝置。1973年,德國聯(lián)邦交通部就制訂了《路面結構內部排水系統設計指南》,要求所有重要的路面設置內部排水系統,否則會(huì )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,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域鋪設不同的透水路面。人行道、自行車(chē)道、郊區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、街頭廣場(chǎng)等更需要綠化和美化,因此這些地方選用實(shí)心磚鋪路,但磚與磚之間會(huì )留出空隙以便透水;居民區、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(chē)場(chǎng)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(cháng),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。
透水路面的設計除了解決積水問(wèn)題,還有平衡城市生態(tài)系統的其它功能。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(guān),即實(shí)用又美觀(guān)。
從降雨徑流傳輸與貯存技術(shù)來(lái)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(xiàn)不僅要考慮雨水傳輸,同時(shí)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的功能,也考慮了其對構造城市景觀(guān)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,德國城市的居民區一般采用人工湖或構造水景觀(guān),或者通過(guò)綠地、花園或人工濕地來(lái)增加雨水入滲;家庭中則一般設有預制混凝土或塑料蓄水池。

“洼地——滲渠系統”示意圖
此外,德國近年來(lái)開(kāi)始推廣的“洼地——滲渠系統”使各個(gè)就地設置的洼地、滲渠等設施與帶有孔洞的排水管道相連,形成了一個(gè)分散的雨水處理系統。低洼的草地能短期儲存下滲的雨水,滲渠則能長(cháng)期儲存雨水,進(jìn)一步減輕了排水管道的負擔。
德國的排水系統不僅高效實(shí)用,還兼具多重功能并融入了城市景觀(guān),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”。