节水防涝的香港经验



香港的水资源是一个矛盾体,既多又不多。

香港素称”东方明珠”。总面积为1070平方公里,香港共分为4个部份一香港岛、新界、九龙和离岛。香港城市人口稠密,土地面积有限,淡水资源极为缺乏。这座七百多万人口的城市,可饮用的淡水资源并不丰富。香港没有大河和自然的湖泊。地下水稀少又难以汲取。香港的地形多山,也难以建设水库。在这样的困境之下,香港只能严重依赖广东省的供水。

另一方面,香港是亚洲最潮湿的城市之一。热带风暴和暴雨无数次拜访这座城市。山上的径流时常冲入人口密集的都市核心,造成填海而成的低地频繁发生洪水和内涝。

以上种种因素令香港的用水问题显得复杂。不过,香港人也创造了许多有趣的解决方案。比如,香港从上世纪50年代起,就采用了一种在世界各大城市中属特例的节水方案:香港的厕所单独采用一套特殊的冲水水管。

海水处理

香港没有把稀缺的淡水资源浪费在冲马桶上,而是利用海水。香港沿海的42家水处理厂通过一套巨型的管道网络,把处理过的海水输往商户和居民的马桶水箱。这套方案把香港的淡水消耗减少了20%。


香港湾仔水厂的水泵供应专门的冲马桶用水。(Alok Gupta)

早在50年代末60年代初,香港就预见到在经济快速发展的同时,用水供需矛盾将愈来愈突出,因此香港在制订水资源综合利用策略时充分结合了香港的实际情况,考虑了海水利用的可能性,以降低对淡水资源的使用。通过经济、技术综合比较最终在海水直接利用、海水淡化、中水回用等多种参比方案中选择了海水直接利用冲厕方案并大规模推广。从多年运行效果看,海水直接冲厕的运行成本为3.0元/立方米,而饮用水综合成本约为9.0元/立方米,因此不仅节约了淡水水资源,而且也节约了运行成本,取得了很大的经济效益和社会效益。由于这一用水计划较早预见了供需矛盾,在城市建设发展的同时建设了相应的、独立的海水利用管网系统,使得这一用水计划具备了设施基础,实施过程中没有出现极为被动的海水系统供水干管无埋设管位或难以实现的重新改造建筑物管网系统的问题。

在高层建筑林立的商业区湾仔,那里的水厂工程师Season Chan向我展示了系统的运作:四个巨无霸般的水泵从海中抽水。通过金属网过滤掉水生物、漂浮的塑料制品和其他垃圾。之后开始海水处理的流程——没有饮用水那样复杂的工序,消耗的成本很低。


典型海水供应系统示意图

直流电通过海水,开启电解产氯的化学反应,从中产生次氯酸盐,既能给水消毒,也可以消除海水的异味。Chan告诉我:“经过几十年的研究和试错,我们不但大大降低了海水冲厕的成本,也把这套系统推广到整个香港。”

这套系统始于1957年,当年香港激增的人口让供水压力陡增,抢夺用水资源引发的骚乱司空见惯。于是,香港政府在当时新建的两个公屋地区引入了新的管道系统。那次尝试大获成功,城市规划者从此决心把这套系统推广到其他地区。

香港水务署的高级工程师Chung Man Tsang回忆:“当时已经别无选择了,当时的城市规划者开始决定把香港的弱势转化为强项。”


香港乐安排海水抽水站

现在,已有80%的居民采用海水冲厕,海水用量达平均66万m³/d。由于广泛使用海水冲厕,因而节省了大量淡水。

大规模使用海水冲厕的国家和地区还不多,因此冲测海水水质尚无国际标准,香港水务署经过对取水海域的水质分析,结合海水利用的用途等因素,制订了较为切实可行的水质标准,经过多年的实际运行,证明当初制订的水质标准是恰当的、合理的。

一方面香港制订了《水务设施条例》《香港水 务标准规格》(楼宇内水管装置适用),作为香港管制水务设施的法例和标准,规定所有建筑物都应有两个供水系统,一是饮水供应系统,另一是冲厕水供应系统,即使暂时没有海水供应的地区也是如此。有海水供应的地区必须用海水冲厕,但不允许作其他用途,若用淡水冲厕或用冲厕海水作为他用均属违法。

不过,海水管道也有其弊端:海水管道更容易受到腐蚀,相比淡水管道更易爆裂。香港的解决方法是,利用水泥和环氧树脂材料来替换管道。有些地方使用PVC管道,但不如铁制管道坚韧。

防涝经验

香港跟“水”相关的部门有两个。一个叫水务署,一个叫渠务署。前者主要负责香港水资源的发展和管理,简单点说就是负责供水;后者顾名思义就是负责城市蓄洪排洪以及污水处理等工作。上图这个大大的雨道便是由渠务署负责。

渠务署的前身是在1890年于香港成立的渠务办事处,当时隶属于香港政府的工务局。1989年9月1日,渠务署正式成立。如今,渠务署隶属于香港特区政府发展局。

香港林立的高楼组成了香港独特的城市景观,但如果你钻到香港的地底下去看看,会发现另外一个世界。



香港的雨水排放隧道为香港雨水排放计划中的重要组成部分。它直接关系到香港在遇到暴雨时城区中的水浸情况。

而在香港众多的雨水排放隧道中,工程最大的当属“港岛西雨水排放隧道”。这条隧道于2012年建成,渠务署耗资34亿港元兴建。


这条沿山脊建设的排雨隧道的特点在于,可以提前将雨水从山上拦截,然后通过隧道直接排进大海。渠务署介绍说,整条雨水排放隧道可截取港岛北部约三成的降雨量,足以应付港岛北五十年一遇的暴雨,大大纾缓中环、金钟,湾仔及铜锣湾一带的水浸问题,整个港岛区的防洪能力也能相应提升。

虽然雨水排放隧道是最重要的城市排水工程,但是一旦遇上百年不遇的糟糕天气,城市也难免遭殃。为了解决城市排水系统可能超负荷运作的问题,渠务署决定在香港兴建几个蓄洪池,以作为缓冲之用。


暴雨给香港地势低凹的地区带来了频繁的内涝。(WingLuk)

香港的另一个问题是降水频繁——这也催生了另一套排水方案:在城市的山势趋缓地带,有大量运动场地,规划者在场地之下建造控制雨水流量的水池,然后再分流向繁忙的商业街和高楼地区。

香港的跑马场游乐场有11块运动场地、1个慢跑跑道和1个赛马跑道。这是香港最大的开放空间之一,受到各个年龄段人群的欢迎。


香港的运动场地之下是巨大的台风贮水水池。(Alok Gupta)

在这些场地之下,是巨大的地下贮存水库。在暴雨时节,水池会吸纳从山上涌下的径流,暂时贮留,以防止洪水淹没下方的城市。这座水池可以贮存60000立方米水量,相当于24个奥运会的标准泳池。


这座水池可以贮存相当于24个奥运会标准泳池的水量。(Alok Gupta)

这个贮水项目耗资17亿港元,在2017年3月全面竣工。但这不是香港第一个水池,首个这类项目在2004年建成,在一座足球场兼橄榄球场之下,能贮存二倍的水量。不过,跑马场游乐场的贮水池在技术上更加先进。

贮水池的系统由计算机操作,直接和香港天文台连接。当系统监测到将有强降水,水池就开始启动。随着雨势的减弱,水池会自动排水,安全地释放进相应的管道。

我们看到,香港的城市排水和蓄洪工程正在不断完善,但是,该在哪里建,建多大,依据是什么?


多年前,香港上环永乐街是一个逢雨必淹的水浸黑点

事实上,香港政府一直在不断分析和监测香港各处的情况。其中对于水浸黑点的监测起到了很大作用。



早在1995年,香港政府就开始对香港各处曾经因暴雨造成的水浸处进行了监测。一方面,对水浸之处进行搜集和记录有利于对症下药,进行城市排水工程的改善,另一方面,可以从长远监测这些改善工程的成效。

于是你可以从表中看出,这20年间,虽然香港的高楼大厦越起越多,城市水浸风险越来越大,但是香港水浸黑点却越来越少!

到了今天,香港的水浸黑点只剩下这么多了:



一共只有8处,而且已经没有严重水浸黑点了。