沈盼（同濟大學環(huán)境科學與工程學院，上海200092；南昌市城市規(guī)劃設計研究總院，江西南昌330038）

城市排水體制淺談

沈盼（同濟大學環(huán)境科學與工程學院，上海200092；南昌市城市規(guī)劃設計研究總院，江西南昌330038）

簡單介紹了國內(nèi)外對城市排水體制的研究，分析了國內(nèi)排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出了截流式分流制排水系統(tǒng)。

排水體制；合流制；分流制；選擇

近年來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，城鎮(zhèn)化開發(fā)力度越來越大，大范圍的新建城區(qū)及城區(qū)改造，使我國居民的生活環(huán)境得到了極大的改善。然而，隨著城區(qū)人口的增加，工業(yè)企業(yè)的入駐，一方面城市河流湖泊水質(zhì)變差，水體發(fā)臭，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象越來越嚴重；另一方面城區(qū)范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)污水處理廠卻面臨著進水水量嚴重不足，實際進水水質(zhì)低于設計進水水質(zhì)等種種問題。這些問題如何解決，筆者認為可以從城市的排水體制進行研究，進而找到解決問題的措施與方法。

1 城鎮(zhèn)排水體制概述

排水體制是指雨水、污水（生活污水、工業(yè)廢水）的收集、輸送和處置的系統(tǒng)方式［1］。

排水體制一般大體上分為雨、污合流制和雨、污分流制兩種。

雨污合流制是將雨水及污（廢）水混合在一條排水管網(wǎng)中排放的排水系統(tǒng)，又分為完全合流制和截流式合流制兩種。其中前者是將合流污水直接排放城市自然水體，如圖1所示；后者城區(qū)范圍內(nèi)仍然是采用合流管網(wǎng)，只是在自然受納水體岸邊設置截流干管，并在合流干管與截流干管相交處設置溢流井，在截流干管末端設置城鎮(zhèn)污水處理廠，旱季污水及雨季截流干管輸水能力范圍內(nèi)的合流污水直接經(jīng)截流干管送入末端城鎮(zhèn)污水處理廠處理達標排放，雨季超出截流干管輸水能力的合流污水經(jīng)溢流井溢出，直接排入水體，如圖2所示。前者對城市環(huán)境的破壞太嚴重，國內(nèi)外城市的排水體制基本已經(jīng)把完全合流制逐步改造為截流式合流制。

完全分流制是將雨水及污（廢）水在兩條或兩條以上排水管網(wǎng)中排放的排水系統(tǒng)，雨、污水各自分離排放，雨水直接放入城市自然水體，污水送入城鎮(zhèn)污水處理廠處理達標排放，如圖3所示。

圖1 完全合流制排水系統(tǒng)

圖2 完全合流制排水系統(tǒng)

圖3 完全分流制排水系統(tǒng)

2 國內(nèi)排水體制的問題

按照我國現(xiàn)行的《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006，2016年版）的相關規(guī)定：“排水制度的選擇，應根據(jù)城鎮(zhèn)的總體規(guī)劃，結合當?shù)氐牡匦翁攸c、水文條件、水體狀況、氣候特征、原有排水設施、污水處理程度和處理后出水利用等綜合考慮確定。同一城鎮(zhèn)的不同地區(qū)可采用不同的排水制度。除降雨量少的干旱地區(qū)外，新建地區(qū)的排水系統(tǒng)應采用分流制?，F(xiàn)有合流制排水系統(tǒng)，應按城鎮(zhèn)排水規(guī)劃的要求，實施雨污分流改造。暫時不具備雨污分流條件的地區(qū)，應采取截流、調(diào)蓄和處理相結合的措施，提高截流倍數(shù)，加強降雨初期的污染防治［2］。”

上述規(guī)范要求國內(nèi)新建城區(qū)采用雨污分流制，老城區(qū)逐步由雨、污合流制改造成雨污分流制。

我國深圳建設之初就嚴格按雨污分流制排水系統(tǒng)進行規(guī)劃、設計、建設。但是，近年來王母河、龍崗河、皇崗河、觀瀾河等城市內(nèi)河污染越來越嚴重。而作為城市污水管網(wǎng)末端的污水處理廠，旱季時進水水量不足，雨季時進入污水處理廠的水量又超量，進水水質(zhì)波動范圍大，使得城市污水處理廠運行困難。

我們開始尋找原因，為什么分流制排水系統(tǒng)下的城市水體仍然會受到污染？為什么分流制排水系統(tǒng)下的城市污水處理廠在雨季和旱季時進水水量與水質(zhì)會存在如此大的差異？

其實我們不難發(fā)現(xiàn)：雨污分流制排水系統(tǒng)中依然存在雨、污水管網(wǎng)錯接、混接的現(xiàn)象，特別是新建城區(qū)，在下游污水管網(wǎng)建成之前，雨污水管網(wǎng)錯接混接率還比較高；對于多雨且環(huán)境差的的城市，初期雨水也是對城市水體造成污染的一個重要原因；由于不良的生活習慣，把本該排入污水管的生活廢水直接排入雨水管道，進而對城市水體造成污染。

越來越多的相關事件與事實，讓我們意識到城市排水體制的重要性。

3 國外的排水體制研究

發(fā)達國家很早就開始研究城市水環(huán)境的污染問題。從20世紀70年代起，國外一些研究機構在建立模型分析和實測數(shù)據(jù)的前提下，開始研究分析不同排水體制下城市雨天排放污水對受納水體的影響。

Lindholm發(fā)現(xiàn)，當雨水徑流中污染物負荷較大時，分流制系統(tǒng)對受納水體的污染要高于合流制系統(tǒng)；在合流制系統(tǒng)中建設調(diào)蓄設施可降低其對受納水體的污染；當有很少一部分的生活污水混接或滲漏進入分流制系統(tǒng)的雨水管道時，會大大增加分流制系統(tǒng)對受納水體的污染［3］。

Carleton發(fā)現(xiàn)，影響兩種系統(tǒng)出流水量的最主要因素是降雨強度和降雨歷時；兩個系統(tǒng)的年出流頻率相當，且出流水質(zhì)也相當［4］。

Brombach發(fā)現(xiàn)，對于SS、COD、TOC和重金屬，合流制排水系統(tǒng)排放的污染負荷低于分流制排水系統(tǒng)；對于BOD和營養(yǎng)元素，分流制排水系統(tǒng)排放的污染負荷低于合流制排水系統(tǒng)；分流制排水系統(tǒng)中的雨水有時會攜帶大量污染物，有時水質(zhì)堪比旱季污水水質(zhì)；污水處理廠的尾水排放對城市水體影響不容忽視［5］。

4 國內(nèi)的排水體制研究

在國內(nèi)，我們一直致力于污水處理技術的研究，而忽略了城市排水體制的影響。近年來隨著越來越多的水環(huán)境污染問題的揭露，國內(nèi)學者慢慢開始探討城市排水體制對水環(huán)境污染控制的意義。

福州市對雨季合流制排水系統(tǒng)溢流污水和分流制排水系統(tǒng)的出流雨水的水質(zhì)進行對比，發(fā)現(xiàn)降雨初期分流制排水系統(tǒng)的出流雨水污染物濃度相當高，有時居然高于城鎮(zhèn)污水處理廠設計進水水質(zhì)，但是隨著降雨進行，出流雨水污染物濃度開始降低；同時，合流制排水系統(tǒng)溢流污水污染物濃度波動不大［6］。

珠海市對兩種不同排水體制下城鎮(zhèn)污水處理廠實際進水濃度進行檢測分析，發(fā)現(xiàn)對于截流式合流制系統(tǒng)，雨季與旱季城鎮(zhèn)污水處理廠進水濃度中“SS”、“TN”“TP”指標的變化幅度較大，這可能是雨季水量較大，對原有合流制管道內(nèi)淤積的底泥造成了一定沖刷，而后帶入城鎮(zhèn)污水處理廠［7］。

5 排水體制的選擇

在排水體制的選擇上，國內(nèi)總是一邊倒的選擇雨污分流制。雨污分流制的優(yōu)點不少，但對于建筑密集，道路狹窄、地下管線眾多且分布雜亂無章的老城區(qū)來講，將原有合流制排水系統(tǒng)強行改為分流制排水系統(tǒng)，是不切實際的。

縱觀國內(nèi)外的研究及工程實例，為進一步改善城市水體的水質(zhì)，將合流制排水系統(tǒng)簡單改造為分流制排水系統(tǒng)的費用高且控制效果有限。但是，若僅在合流制系統(tǒng)中設置截流、調(diào)蓄、處理等工程設施，效果還是比較不錯的。因此，對于老城區(qū)排水體制的改造應當慎重，從更為經(jīng)濟合理的角度進行選擇。

對于新建城區(qū)，考慮到初期雨水惡劣的水質(zhì)情況以及城區(qū)開發(fā)過程中不可避免的雨、污水管混接、錯接現(xiàn)象，在排水體制的選擇上不能單純的依靠簡單的分流制，應當結合以往的工程案例及工程實際綜合考慮。

目前，一種被稱為截流式分流制的新的排水系統(tǒng)正被人們慢慢認識和接受。所謂截流式分流制排水系統(tǒng)就是在原有分流制排水系統(tǒng)的基礎上，結合截流式合流制排水系統(tǒng)的特點，在分流制雨水管網(wǎng)的出水口位置設置截流干管，將初期雨水以及旱季錯排入雨水管的污水進行截流，排入截流干管沿線配套設置的調(diào)蓄設施，在旱季或靠自流或靠泵抽，錯峰送入城鎮(zhèn)污水處理廠進行處理，如圖4所示［8］。截流式分流制可以克服完全分流制的缺點，能夠較好地保護水體不受污染，由于僅接納部分錯接的污水和初期雨水，截流管的斷面小于截流式合流制，進入截流管內(nèi)的流量和水質(zhì)相對穩(wěn)定；一般截流干管沿城市水體兩岸布置，而城市水體兩岸多為綠化景觀用地，具有比較好的可實施性；將截流的污水錯峰送入城鎮(zhèn)污水處理廠也能有效解決現(xiàn)階段城鎮(zhèn)污水處理廠面臨的進水水量不足的問題；截流干管沿線設置的調(diào)蓄設施，有利于削減單場降雨的峰值，并能與當下國家倡導的海綿城市的理念有效的結合起來。

圖4 截流式分流制排水系統(tǒng)

近年來，寧波、無錫、鎮(zhèn)江、南昌，福州、深圳等按照完全分流制進行規(guī)劃建設的南方城市，長期以來雨污水管網(wǎng)混接造成的旱季污水經(jīng)雨水管排河、雨天的初期雨水對城市水體的污染等問題一直無法得到有效解決，為了確保城市水體水質(zhì)，基本都將原有的完全分流制排水系統(tǒng)改造成為了截流式分流制排水體制，沿城市水體兩岸設置截流干管。也都取得了不錯的效果。

對于新建城區(qū)而言，截流式分流制排水系統(tǒng)不失為一種好的選擇。

6 結語

以往人們對一座城市的認可幾乎都停留在地面以上，那是人們能看見的能感知的，對于地下的管網(wǎng)設施幾乎不重視。現(xiàn)如今，隨著城市水體問題、城市內(nèi)澇等問題的出現(xiàn)，人們將目光聚焦在了地面以下。城市排水系統(tǒng)作為一座城市的脈絡，城市的健康發(fā)展與之息息相關，如何讓這些脈絡保持暢通，這就要求我們排水管理部門正確的了解掌握相關知識，科學選擇城市排水體制。

［1］王永恒，王秀芬.論城鎮(zhèn)排水制度的選擇［J］.水利天地，2002，6：14～15.

［2］《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006，2016年版）.

［3］Lindholm0G.Factorsaffectingtheperformanceofcombinedversus separatesewersystems［J］.PROGRESSINWATERTECHNOLOGY，1975，2（7）：265～276.

［4］CarletonMG.Comparisonofoverflowsfromseparateandcombined sewers-Quantityandquality［J］.WATERSCIENCEANDTECHNOLOGY，1990，22（10/11）：31～38.

［5］BrombachH，WeissG，F(xiàn)uchsS.Anewdatabaseonurbanrunoffpollution：comparisonofseparateandcombinedsewersystems［J］.WATER SCIENCEANDTECHNOLOGY，2005，51（2）：119～128.

［6］福州市規(guī)劃設計研究院.福州雨天入河污染研究報告［R］.2012.

［7］朝暉.珠海市吉大片區(qū)排污系統(tǒng)改造方案研究.市政技術，2003，21（5）：268～269.

［8］潘國慶.車伍.國內(nèi)外城鎮(zhèn)排水體制的探討.給水排水，2007，33：323～327.

［9］吳振華.不同排水體制比較研究的發(fā)展與展望.環(huán)境科學與管理，2014，39（11）：35～37.

TU992

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2095-2066（2016）30-0275-02

2016-10-12