Katrina飓风对新奥尔良市供排水和污水处理系统的影响及其启示

北极星环保网讯:8月25日晚，四级飓风“哈维”在美国得克萨斯州南部沿海地区登陆，飓风带来的强降雨导致美国南部城市休斯敦地区发生了严重的洪水灾害。目前，“哈维”已在美国造成33人死亡，数万人撤离，得州数十个县被洪水淹没，经济损失可能超过千亿美元。而在2005年8月29日，美国墨西哥湾沿岸也曾遭受到Katrina(卡特里娜)飓风的重创，由飓风引起的巨浪给墨西哥湾沿岸带来了严重的洪水。作为美国重要港口的新奥尔良，有超过80%的面积被淹没，遭受到了严重的财产损失和人员伤亡。本文着重介绍了卡特里娜飓风对新奥尔良市排水、供水和污水处理系统的影响，并介绍了在飓风过后为恢复这些系统采取的补救措施;同时讨论了地表水、地下水和瓶装水等的水质问题，以及在今后的防灾救灾工作应进行的准备;另外还提供了在飓风过后几周和几个月内应对市区漫流、地下水渗流和生活污水的措施。

1新奥尔良市的供排水系统

新奥尔良临近密西西比河，距离密西西比河口180 km，面积接近470 km2，2005年人口为454863人，拥有房屋单元数为215091间。该城市北面和Ponttrain湖相邻，南面和东面是沼泽。这座城市最早建在密西西比河的天然堤岸上，在1900年之后城市扩展到原先是沼泽的地方，并建立了精密的运河和泵站来防止地下水的渗流淹没城市。新奥尔良属亚热带气候，年平均温度为20.1℃，降水量为1570mm。这一地区风暴和飓风活动频繁。城市的水平面现在平均约为-0.5 m，一般为-2~6 m。大约有一半的城市处于海平面之下，除了最早的城区之外，新奥尔良大部分市区位于密西西比河水平面(海平面之上3~5 m)以及Ponttrain湖水平面之下。海平面之上的区域，也就是1900年之前建立的市区，是临近密西西比河的狭长地带。沿河、沿湖的堤岸和挡水墙用来阻止洪水。堤岸是宽厚的土质结构并用铁桩加固。挡水墙是建立在土质地基上的钢筋混凝土结构，通常高为2~3m，厚为0.3m。

1.1排水系统

现有排水系统的规划始于1893年。在设计时考虑了经济和减少受纳水体污染的因素，于1895年完成。在最初的计划中，排水系统包括一系列运河和提升泵站，将水从低于海平面的集水点提升到海平面或以上。设计预计由地下水渗流和雨水引起的地表径流会被集中到开放或封闭的运河中，在必要时通过一系列泵站提升到主运河内。泵站将水从各处的运河排入更大的运河，并最终排入主运河，排入主运河的水通过中间提升泵站和一系列排水运河进入Ponttrain湖和Borgne湖。

这一排水系统于1897年开始动工，直到现在仍在不断扩建和改造。到2005年初，该系统包括418km的明渠和暗渠、2438km地下排水管和148台排水泵，总排水量达到1.14×108m3/d。10座排水泵站的电力来自用天然气和柴油发电的25Hz发电机，其余泵站由当地供电商提供标准的60Hz交流电。某些泵站还自备发电机。

1.2污水处理系统

下水道系统于1903年开工建造，包括2335km长的干管、支管(其中2173km为重力流管线，162km为承压干管)和83座提升泵站。20世纪70年代建设了2座二级污水处理厂，其中东岸污水处理厂(规模为4.62×104m3/d)采用纯氧曝气活性污泥法工艺，西岸污水处理厂(规模为7.6×104m3/d)采用滴滤池工艺。出水经过氯消毒后排入密西西比河。

1.3供水系统

现在新奥尔良的饮用水源全部来自密西西比河。大部分饮用水是由位于Orleans Parish区的Carrollton水厂处理，这座水厂处理规模为46×104m3 /d，服务人口为44万人。原水取自橡树街取水站和工业路取水站。净水工艺包括调节pH、混凝和絮凝、沉淀、过滤和消毒。

另一座饮用水厂是Algiers净水厂，处理规模为3.8×104m3 /d，主要供应居住于该市西岸地区的5.7万居民。该厂的处理工艺和Carrollton水厂相似，其差别主要是电力供应。Carrollton水厂的供电来自25Hz交流发电机，Algiers水厂采用60Hz交流电。两座水厂的配水管网包括2575km的主干管(管径为75~125cm)、15000个阀门、17500个消防栓和160000具入户总表。

2卡特里娜飓风对供、排水系统的影响

卡特里娜飓风在2005年8月29日登陆后，飓风中心从新奥尔良市东面15~25km处经过。与临近飓风中心的地区相比，新奥尔良市的风力相对减弱，持续风力为31~35m/s(115~125 km/h)，属于1级或2级飓风。新奥尔良在受到飓风影响期间的总降水量达到345mm。新奥尔良排水系统的设计能力是应对第1小时25mm的降水量和之后每小时12.5mm的降水量。尽管排水系统不可能应对得了8月29日早晨的降水，但降水直接引起的积水和由风浪引起的洪灾相比则小得多。由于飓风的逆时针旋转，风浪在位于飓风中心经过路径的东部最大，为5.2~8.5m。在飓风运动路径以西的东新奥尔良，风浪达到4.6~5.8m。Ponttrain南岸的湖面抬升了约0.9m并伴有3.0~4.3m的大浪。大浪越过了某些地段的堤岸和挡水墙，导致几处决口。大部分决口是由越过挡水墙的海浪侵蚀地基造成的，只有少数决口没有出现洪水漫过的痕迹。由于堤坝的溃决，洪水灌入城市，严重毁坏了新奥尔良的饮用水、污水处理和排水系统。

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