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苏州古城区排水防涝历史研究

日期:2016-07-29  

摘要

苏州作为著名的江南水乡,古城区自古以来河网发达,现代以来建设的管网排水系统也臻于完善,二者有机统一,组成特色鲜明的河网加管网排水防涝体系。介绍了苏州古城区河网排水系统演变过程和管网排水系统建设情况。就其历史沿革的研究,可为进一步优化苏州古城区排水防涝体系建设提供启发,同时对其他平原河网地区城市亦不无借鉴。

图1 苏州地理位置示意图


苏州地处太湖之滨的平原河网地区,古城区的河道密布成网。历史上苏州城内水系,在城市发展过程中曾发挥过很大作用,集引水、排水、运输、防御、消防隔离、美化环境、调节气候功能于一体,是当时条件下实用而先进的城市基础设施,具有很强的科学性。现代以来,伴随城市化进程的推进,包含排水(雨水和污水)管网在内的城市基础设施逐步建立并不断完善,为城市正常运行和人民生产生活提供可靠保障。河网与管网相得益彰,共同构筑苏州古城区排水防涝综合体系。





1古代及近代河网排水





周敬王六年(公元前514年),伍子胥奉吴王阖闾之命,“相土尝水,象天法地”建造阖闾大城,即今之苏州城,设水、陆城门各八,外有护城河包围,内有水道相连,水门沟通内外河流。其时,城内河道系统已初具规模,第一、第三横河、第一、第四直河业已建成。





西晋左思《吴都赋》中“郛郭周匝,重城结隅,通门二八,水道陆衢”的描述鲜明指出苏州古城的城市布局中所具有的水陆结合的交通系统特点。





唐张守节《史记正义》中提到苏州城“大内北渎,四纵五横,至今犹存”,表明自春秋至唐,苏州古城内河道水系已经形成。唐代地方志《吴地记》记载苏州“城中有大河三横四直,……,七县八门,皆通水陆”,这是唐代苏州具备完善城市河道布局又一例证。





然唐代记载侧重定性,鲜有展述,及至宋代,详细定量记载首推南宋绍定二年(1229年)郡守李寿鹏督刻的《平江图》(后人于民国六年(1917年)再次深刻,现存于苏州市碑刻博物馆(文庙))。《平江图》对苏州内城河道系统图示记载如图2所示。索图可得,骨干水系以“六纵十四横加两环”为显著特点,三横四直的河道走向均呈南北或东西的直线状,组成比较规整的方格状水网,北密南疏,且基本与道路平行,形成“水陆平行,河街相临”的双棋盘式城市布局形态。这突出反映了唐代诗人杜荀鹤描绘的“君到姑苏见,人家尽枕河,古宫闲地少,水港小桥多。”的水乡风貌。城内河道按宋《平江图》推算约为82 km,除内城河、外城河(护城河)外,共有38条南北向河道,75条东西向河道。






图2宋代《平江图》





明末崇祯九年(1639年)江南巡抚张国维纂辑《吴中水利全书》时,一并绘制《苏州府城内水道总图及四隅分治图》附于书中,如图3所示。其中有“城内河流三横四直之外,如经如纬,尚以百计,皆自西趋东,自南趋北,历唐宋元不湮”的记载。此时,骨干水系以“三横四直加两环”为显著特点。对《苏州府城内水道图》测算显示城内河道长约86 km,除内外城河外,共有41条南北向河道,80条东西向河道。这是苏州古城水道和桥梁最多时期的历史见证,自此以后,古城内的河道和桥梁日趋减少。



图3明末《苏州府城内水道图》


及清代,清嘉庆元年(1796年),当局重修了城内河道,开通了联系全城水系的城心河道,三横四直河水便左右逢源。嘉庆二年(1797年)布政使熊枚、知府任兆炯刻碑《苏郡城河三横四直图》,比较准确、形象地反映出清代中叶苏州河道纵横、桥梁密布的水城风貌。与此同时,盛林基撰并书《苏郡城河三横四直图说》(现存于苏州城隍庙)详述了三横四直的起止分合,如图4所示。依碑文所述,此时苏州城内三横四直起止如下。



图4清代《苏郡城河三横四直图》


第一横河,南支西起阊门水关桥,经至德桥向东至过军桥与第二直河交汇;北支自里水关桥至尚义桥转向东,过日晖桥穿过第二直河,并继续向东过香花桥,至跨塘桥穿过第三直河,再经华阳桥、过第四直河,最终出娄关。



图5 阊门下塘水巷旧照(第一横河片段)




第二横河,西起渡子桥,经太平桥至芮桥穿过第二直河,继续向东至乘鱼桥分流向南,在竹隔桥沟通第三横河,再向东于顾家桥与第三直河汇合,至同桥分流向南入玉带河,向东经苑桥,再穿过第四直河至狮子口入城壕出娄关。





第三横河,汇合第一直河之水,从歌薰桥起东行至西馆桥南穿过第二直河,再向东行至夏侯桥,汇合竹隔桥北来的第二橫河支流一道,东行至迎葑桥与第四直河汇合,再从盛家带向南出葑门。另外,从夏侯桥向南经仓桥至帝赐莲桥,再转向东经福民桥至织造府前东,由过砖桥直出葑门一段为第三横河支流。



图6 十全街河旧照(第三横河片段)




第一直河,自皋桥起南行,经昇平桥、歌薰桥直至盘门城桥汇流,转向东入内城壕。





第二直河,自教场河起,至单家桥南穿过第一横河,再向南至都亭桥与西边过军桥来水汇合,之后南行至谷市桥穿越第二横河,接着南行至西馆桥穿越第三横河,再经三板桥转向西至杉渎桥,继而转向南至陈千户桥,又西至盘门新桥,与第一直河合流。





第三直河,北起齐门赌带桥,至跨塘桥南穿越第一横河,再南行至悬桥,穿越城心支河,在顾家桥与第二横河合流,继续南行出狮子口入城河,终出娄关。





第四直河,与南边过来的第一横河汇合,自华阳桥起南行,至奚家桥东与其林巷支流相通,再南行至新桥穿越城心支河,继续南行至庙堂桥向东分流支河玉带河一条,环绕长元学宫并从水门桥入第二横河,行至苑桥后穿越第二横河,经官太尉桥至望信桥与第三横河合流,终出葑门。








清代时期城区内骨干水系以“三横四直加两环”为显著特点。对《苏州郡城河三横四直图》测算可知城内河道长约62 km,除内外城河外,共有30条南北向河道,15条东西向河道。经统计,有49条(段)共24.3 km之多河道遭填弃。自宋及清,古城内河道“三横四直”的基本格局未变,但数量及总长度总体上减少多、增加少。





民国时期,在清代基础上,古城内又填掉河道8条(段),长约6.7 km,且水道淤塞状况继续恶化。





自入清至解放前,城内河道的变化消长,与城市人口增加、商市繁荣相关联。填塞河道的主要原因归纳有四:其一,战争时砖瓦坠河使之填塞,战后未及时疏浚开拓,日久被废弃;其二,管理不妥,志史上有“以前河狭者二丈,宽者四丈不等”、“居民已侵占过半”之说;其三,不事修缮,从清乾隆十一年(1746年)至嘉庆二年(1797年)停止疏浚50多载,“积久未修,雍塞渐甚”;其四,城市发展,因拓宽道路、建设铁路与公共建筑而填没。





2建国后至改革开放前河网排水





2.1建国初期





建国初期(1950~1965年),第一直河自都亭桥向南的王天井巷等河道在50年代末被填没,城内主干河道调整为“三横三直”,总长44 km。





在1950年代初,政府组织对部分河道疏浚、驳岸加固与修葺,同时,为改善环境卫生、减少蚊蝇滋生、也填埋了解部分河道,甚至河道填弃土方来自城墙拆卸砖石,同时部分河道用途被改为下水道。在历次城建行为中,与河道相关的城市环境固然有一定程度改善并方便居民生产生活,然缺乏系统规划、运动式填挖改造,又在一定程度上改变原有水系、弱化城市原本历史风貌,实则毁誉参半。





随着这一时期工业发展和城镇化推进,水环境同期急剧恶化。城内河道总长减少5.8 km,部分河道的宽度也因被侵占而变窄,“一般平均只为5 m左右”。当时,在污水收集系统尚未建立之前,原城内工厂工业生产和居民生活排水均径直排入河道,污染物负荷远超水体环境容量,加之太湖及上游运河整治等外部水环境因素造成的城内河道水位降低,流速减小,导致水体自净不及,雨季来临时防洪排涝功能弱化。





2.2“文革”时期





“文革”否定之前城市建设成果,河道治理自不例外。当时原行政主管机构(河道治理办公室)被撤销,建设和管理工作停滞。更有甚者,要求河道建设和管理服务于备战备荒,例如第二横河太平桥至言桥段的河道改建为地下防空设施,河水排干,河道尽毁。这一时期河道状况日益恶化,水体污染,河床浅窄,驳岸塌损,河道淤积,流水不畅,水质恶化、黑臭、缺氧。新中国成立后到“文革”期间填没河道14.5 km,“文革”结束时内河总长已减少至32 km。工厂和商业废水、医院和居民污水恣意排放进入河道,尚且不论不可见的工厂重金属污染和医院病菌污染无法避免,可见的菜叶、果皮、动物浮尸等废弃物亦无人打捞清理,河道垃圾堆积、蚊蝇滋生,使人们只见其害少见其利,对河道的价值和作用产生怀疑。河道填没也因长时期未加疏浚,淤塞严重,而财力物力有限,一时难以全面治理。





总体上讲,城内河道在规模、水量、水质多方面呈全面恶化趋势。直至“文革”结束,这一状况才得到根本改变。





3逐步规划治理时期河网排水





“文革”后,政府于1979年出台了《苏州市城内河道治理规划》。在充分调查后认为应保持贯通“三纵三横”的原有水系,并恢复整治工作,达到“活”、“清”、“美”的要求。为便于河道治理的具体实施,制订了疏浚维护、改造拓宽、机械换水、污水处理、河岸美化、河道管理6条治河措施。





其中,从1980年代初起,政府开始规划雨污分流排放,选址并建设污水处理厂。在苏州城区街巷下随道路建设有步骤地敷设污水管道、污水经收集后送污水处理厂处理;在苏州城区南、西和东分别建设的3座污水处理厂共计处理能力3.5万 m3,主要以初级物理处理为主。同时,根据城市建设和工业生产布局需要,“关”、“停”、“并”、“转”部分工业企业,并逐步实施工厂外迁,规范梳理居住和商业布置等,这些措施从源头上减少污染,降低负荷,功不可没。





苏州城市总体规划(1985-2000)最终结论指出苏州要保持“三横三纵加一环”的水系及小桥流水的水巷特色,保持路河并行的双棋盘格局和道路景观,要努力把苏州市逐步建成环境优美,具有江南水乡特色的现代化城市。此后,苏州城内水系进入深入规划治理时期,有关部门按此目标着手制定的一系列相关政策和措施,逐步实施河道治理、污水处理,改善苏州古城的水环境。





1998年,苏州开始实施苏州市区水环境综合治理工程,包括铺设污水管网系统,建设娄江、福星污水处理厂,引太湖水至古城区河网及河网整治工程,苏州古城水质得以一定程度的提升。





苏州城市总体规划(2007-2020)提出将水系的防洪、排涝、航运、景观、供水、生态、文化、旅游等功能进行统一考虑,统一规划,水系治理从以工程措施为主向生态处理方式转变,并充分体现江南水乡的特色,挖掘和保护水文化,发挥水系在城市生活中的作用。苏州市有关部门也先后出台《苏州市河道管理条例》、《苏州市中心城区河道管理技术规定》、《苏州市蓝线管理办法》、《苏州市河网水系总体规划》等文件。2012年6月苏州出台《苏州古城区河道水质提升行动计划》,从“截污、清淤、活水、保洁”四大环节入手,计划在流域、区域的尺度上统筹解决城区河道水环境质量的整体提升。另外,经过多家科研院校和设计单位科学论证、精心设计,2013年5月苏州市自流活水工程正式启动实施,充分利用自然地理优势、水资源优势和水利基础工程优势,通过在环城河上设置的3个活动溢流堰,形成南北水位差,引入来自城市外围的江河湖泊水,停用100多座内部泵闸,联合调度外围水系、城区水系和古城水系,从而形成古城区、山塘区、城东区三大自流区。工程实施后,每天进入城区河道水量达250万 m3,进入古城河道70万m3,河道流速明显加快,古城区各项水质指标明显提升,河道黑臭现象基本消除。



图7 干将河现照1(第二横河片段)

图8 干将河现照2(第二横河片段)



4管网排水



民国以前,苏州古城区尚无地下排水管道,污水多无组织排放,仅在部分道路的条石路面下砖砌条石盖板沟作为排水系统,就近入河。以管道排水方式进行城市污水的收集和输送始于1927年古城区部分城市道路(护龙街、景德路、道前街、十梓街、临顿路、观前街等)的修建。例如,1927年民国政府新建长793 m、宽9.75 m的平门路(护龙街北段),路面和人行道改用碎石和煤屑铺砌,并首次沿路敷设了管径300 mm的混凝土管下水道。此后,新建道路均敷设排水管道,但管径较小(300~450 mm)。



建国后,古城内改建部分街巷为城市道路,路面采用弹石铺砌,此种路面显著特征之一即是径流系数较小,然排水系统管径也相对较小(450 mm及以下)。1962年起,部分道路在弹石路面之上加铺沥青混凝土,径流系数相应提高。根据对当时的污水工程建设情况的调研,古城内排水体制为截流式合流制,排水管道多为合流管、污水截流管。



20世纪70年代末80年代初,苏州开始大规模城市建设,配套的城市排水(雨污水)管网建设陆续展开,相继建成城西、城东和城南3座污水处理厂,以及相应的污水管网和中途泵站。首先在因果巷和临顿路敷设污水截流管(管径800~1 500 mm),此后,合流管(雨水管)开始逐步建设。采用的设计重现期为0.33年一遇及0.5年一遇,后逐步过渡至1年一遇,苏州古城区的雨水(合流)管道规划设计过程中,暴雨强度公式采用1981年南京市勘察设计院编制的《江苏省主要城市“暴雨公式”研制报告》中的苏州市公式。



1986年编制的《苏州市城市总体规划》(1985-2000)和相应的《城市排水和污水处理工程规划》对古城区排水体制确定为:“采用合流制,污水与初期雨水予以截留处理,在南园、北园等新建地区和老街坊改造的地区尽可能改建为分流制。”对古城区以外的城东、城西和城南新发展地区,排水体制采用分流制。



工业废水方面,经统计,至1997年,老城区范围内共有大小工厂248家,其工业废水大部分直接排入河道,少部分自行处理后排放。工业废水量在11万m3/d左右,基本都达标排放,其中处理量约4万m3/d左右。需特别指出的是,这里的达标排放指达到工业企业行业排放标准,一般均低于城市污水处理厂排放标准,因此,即使工业废水达标排放仍会对河道造成污染。



1998年的苏州市区水环境综合治理工程项目,进一步推进分流制建设,将原来敷设的污水截留管改为分流制,除道前街、干将路等有限几条街道外,其余地段均为分流制。将污水处理厂调整为娄江、福星和城东3座污水处理厂,同时将污水管道系统进行相应的调整和建设。共计完成苏州市区2座污水处理厂,108 km管径300~1 500 mm的污水管道、12座中途泵站、4 m3/s流量的引水工程,19个新村小区的雨污水管网106 km及8座泵房的改造扩建任务,总投资11.3亿元。



2003年开始实施的苏州城市中心区污水管网完善及到户工程,以苏州市区水环境综合治理工程为基础,维持原城市中心区污水分片和污水管网系统走向,对污水干管网进行了完善和调整,按照雨污分流制,在城东北片和西南片开展污水管网完善工程和支管到户工程。其中,污水管网完善工程共计建设管径400~1200 mm的污水管道44.5 km,使得苏州城市中心区污水干管总长调整为320.55 km,建设泵站2座,流量3 075 m3/h,污水到户工程共敷设管径300~600 mm的雨污水管道55.8 km,项目总投资约4.4亿元。





随着科技进步,在排水管网建设中,HDPE、PVC-U、钢筋混凝土等材质管道和开挖、顶管、拖管等施工工艺已普及应用,逐渐取代明渠、盖板沟等排水措施。水力冲洗车、铁牛等水力和机械清通技术,CCTV(Closed-Circuit Television,闭路电视检测系统)等管道监测技术,拉管修复、翻转法等修复技术为排水设施的管理和养护提供巨大便利。以GIS(Geographic Information System,地理信息系统)为平台的信息技术为排水设施普查和信息化管理提供新手段。



新修编的苏州市城市总体规划(2007-2020)考虑到建成区普遍存在的历史遗留原因,指出包含古城区在内的苏州城市中心区排水体制采用截流式合流制,逐步改造为分流制。含有特殊污染物的工业污水和医疗污水必须经治理达到相应标准后,才能排入市政污水管道。据此编制的雨水、污水专项规划有效指导古城区排水基础设施建设工作至今。对于污水,从提高污水收集程度、老新村雨污分流改造、控源截污、污水输送管网和处理厂建设(含既有污水处理厂技改)、污泥综合利用等方面加强污水收集和处理,极大地改善了古城区水环境和居民生活品质。对于雨水,合理划分排水分区、控制径流污染、并结合各片区开发建设规划及用地性质等对重现期、综合径流系数等合理取值,合理确定低洼地雨水泵站规模、位置等,合理利用和改造城市已建雨水系统,建设与城市发展相协调、相促进的雨水排放系统。



2012年2月1日起启用的苏州市暴雨强度公式,雨强显著提高,据此设计的城市排水设施抵御短历时暴雨和特大暴雨的能力也随之增强。随着国家室外排水标准的不断提高,古城区新建、改建排水设施设计暴雨重现期遂提高至3年一遇及以上。此外,2014年苏州市城市中心区排水(雨水)防涝综合规划对包含古城区在内的89.26 km2范围分析后提出“源头控制、管网排水、内涝防治、关联保障”四位一体的排水防涝工程体系,将城市治水理念从单纯管网排水扩展至囊括河网在内的排水防涝综合体系。



5结语



苏州市古城区规划水面率以现有水面率为控制阈值。新建、扩建、改建项目不应占用现有水面,确需占用的,江苏省建设项目占用水域管理办法中指出应由建设单位兴建等效替代水域工程。通过河道疏浚整治、危旧驳岸整治、断头浜打通、排涝泵站新建扩建等举措提高河网排水功能并保护历史风貌,通过调度管理和监控信息化建设提升河道管理水平。针对古城区特点,进一步实施雨污分流、污水支管到户和老旧管网改造,提高污水管网收集率,并经处理后达标排放,实施低洼地改造工程、加强雨水径流控制,改造不达标雨污水泵站,提高排水管网养护和信息化管理水平。



苏州作为典型的平原河网城市,目前也在践行海绵城市理念,积极推广低影响开发建设模式,并将河网和管网加以整体考虑。加大城市径流雨水源头减排的刚性约束,优先利用自然排水系统,建设生态排水设施,充分发挥城市绿地、道路、水系等对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,有效缓解城市内涝、削减城市径流污染负荷、节约水资源、保护和改善城市生态环境。如此,便可将城市防洪体系、城市内涝防治体系、城市雨水排水体系有机整合,形成防洪、防涝、排水三位一体的城市治水综合体系。


来源:给水排水



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