時(shí) 萌 嵇文暉 楊成昊 彭曉晗

（1 中煤科工集團(tuán)上海有限公司 上海 200030 2 華東師范大學(xué)生態(tài)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 上海 200241）

引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷豐富，工業(yè)企業(yè)迅速發(fā)展，污水排放帶來的水環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。2021 年11 月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》，也表明打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)的重要性。而污水治理作為打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的重要內(nèi)容，近年來在國家的緊抓、緊管之下，我國各地方都在全力持續(xù)深入做好污水治理工作，對(duì)污水集中收集、控制污水達(dá)標(biāo)排放，污水治理工作開展的如火如荼。但在污水排放的過程中，污水收集系統(tǒng)是排水系統(tǒng)中不可或缺的重要組成，其具有污水收集、污水轉(zhuǎn)運(yùn)的功能，是污水治理過程中的首要環(huán)節(jié)，不僅能從根本上影響市政排水管網(wǎng)的規(guī)劃、建設(shè)與維護(hù)，還對(duì)后續(xù)污水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)、運(yùn)行有著深遠(yuǎn)的影響。

目前 ，由于城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，人口快速增長，污水收集系統(tǒng)壓力也在持續(xù)增加，同時(shí)地鐵、高架、隧道的建設(shè)對(duì)污水管網(wǎng)造成了一定的隱患，大大影響了污水收集質(zhì)量。而污水收集的質(zhì)量也會(huì)對(duì)污水后續(xù)的處理效率產(chǎn)生較大影響，因此保證污水收集系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行非常重要。一般而言，影響污水收集系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的因素包括污水流量、污水流速、污水水質(zhì)等。但在我國，污水收集系統(tǒng)與排水體制密切相關(guān)。我國的排水體制一般為合流制、分流制[1]。由于不同排水體制具有不同的特點(diǎn)，不同城市間的基礎(chǔ)設(shè)施與地質(zhì)條件也差別較大，因此不同的城市往往會(huì)選擇不同的排水體制，但我國也有很多城市選擇混合型的排水體制。本文綜述了近年來部分城市排水體制情況，梳理不同城市在建設(shè)污水管網(wǎng)時(shí)存在的問題，總結(jié)存在的問題及原因，并提出優(yōu)化改進(jìn)建議，為污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃提供參考。

1 我國排水體制現(xiàn)狀

我國城市的排水體制一般與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平息息相關(guān)，小型城市一般為合流制，中大型城市為合流、分流混合或分流制。而從城市建設(shè)角度分析，老城區(qū)多為合流制，新城區(qū)多為分流制。因此，在多數(shù)的老城區(qū)改造案例中，往往還是以合流制為基礎(chǔ)，只是增設(shè)截留干管將排水體制升級(jí)為截留式合流制，實(shí)現(xiàn)在控制預(yù)算的前提下滿足環(huán)保的需求。本文對(duì)全國31個(gè)省份的32 個(gè)地區(qū)排水體制及年GDP 排名情況總結(jié)見表1。

表1 31 個(gè)省份的32 個(gè)地區(qū)排水體制及2021 年GDP 排名情況

張靖晨等[2]對(duì)湖南省岳陽市羅家坡片區(qū)進(jìn)行調(diào)研，選取了2 個(gè)典型區(qū)域，均為截流式合流制的排水體制，發(fā)現(xiàn)因污水直排、溢流污染、混接錯(cuò)接、管道問題等原因?qū)е麓嬖谑芗{污水水質(zhì)差、污水廠進(jìn)水濃度低等問題，因此結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)情況及基礎(chǔ)設(shè)施情況，建議老城區(qū)處保留截流式合流制，末端增設(shè)溢流污染控制錯(cuò)輸，遠(yuǎn)期規(guī)劃為雨污分流制；建成區(qū)設(shè)計(jì)為雨污分流制。張榮芳等[3]對(duì)廣東省肇慶市四會(huì)市排水體制進(jìn)行了評(píng)估，四會(huì)市舊城區(qū)為合流制，為了提高污水收集率，建成了污水截流系統(tǒng)，新城區(qū)為雨污分流制，評(píng)估發(fā)現(xiàn)存在溢流污染、城市水面率下降、排水管道淤積不暢、排水配套設(shè)施不足等問題，建議采用小型、分散的方式建設(shè)于水深偷襲套，控制雨水徑流量，老城區(qū)采用截流式合流制，其他采用完全分流制。朱富坤[4]對(duì)江蘇省鎮(zhèn)江市揚(yáng)中市進(jìn)行了分析與研究，揚(yáng)中市建市時(shí)間較短，現(xiàn)采用的是在原農(nóng)田排管系統(tǒng)上建設(shè)的直排式合流制，因此建議老城區(qū)保留合流管道，采用截流式合流制，新城區(qū)采用雨污分流制。姚娟[5]對(duì)廣東省廣州市城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了分析，廣州市是合流制、分流制并存，存在大量的由自然河道、排洪溝渠組成的合流渠箱，不利于污水收集，但通過采用雨污分流、管網(wǎng)修復(fù)、排水戶管理等措施有效提高了污水收集效率。王江海等[6]對(duì)山東省濟(jì)南市進(jìn)行了探討，濟(jì)南市老城區(qū)的排水體制多為合流制，存在水量負(fù)荷大、污染物濃度低、管道淤積破損等問題，應(yīng)采用嚴(yán)控污水直排口、優(yōu)化溢流、防止河水倒灌等措施，并逐步建立“分流制為主，困難地區(qū)合流制為輔”的排水體制。

除此之外，陜西省西安市藍(lán)田縣以合流制為主，存在管理不嚴(yán)、管道老化、覆蓋不全面、缺乏管理措施等問題[7]。上海市排水體制以“分流制為主，合流制為輔”，對(duì)已建合流制采用截流調(diào)蓄處理等措施進(jìn)行完善[8]。吉林省長春市為合流制、分流制并存，老城區(qū)為合流制，朝陽區(qū)、綠園區(qū)一級(jí)新建開發(fā)區(qū)等主要為分流制[9]。遼寧省沈陽市主城區(qū)以分流制為主，渾河以北主城區(qū)合流制區(qū)域?yàn)?8%，分流不徹底的區(qū)域占13%，渾河以南主城區(qū)為分流制[10]。河北省石家莊市總體規(guī)劃指出排水體制采用雨污分流制。青海省西寧市以合流制為主，新區(qū)建設(shè)實(shí)現(xiàn)雨污分流，并逐步推動(dòng)污水的截流、收集、納管與雨污分流改造。河南省鄭州市排水體制采用雨污分流制。山西省新建城區(qū)及道路均按照雨污分流制進(jìn)行建設(shè)，不具備條件的要盡快建設(shè)截流管道；晉城市合流制、分流制并存，舊城區(qū)以外的新建城區(qū)采用雨污分流制排水系統(tǒng)，因使用時(shí)間較長存在管道破損、堵塞、塌陷情況，同時(shí)存在設(shè)計(jì)管徑偏小的情況[11]。湖北省宜昌市夷陵區(qū)以合流制為主，地勢(shì)復(fù)雜管道較為分散。四川省成都市排水體制為雨污分流制，存在污水管道缺乏調(diào)控措施、連接管的情況。貴州省貴陽市中心城區(qū)主要以雨污分流制為主，存在污水處理廠進(jìn)水污染物濃度低、雨污混接等情況[12]。云南省昆明市主城區(qū)二環(huán)路內(nèi)為截流式合流制，外為分流制，也存在入水濃度普遍偏低的情況[13]。浙江省杭州市主城區(qū)以“分流制為主，合流制為輔”，合流制排水管網(wǎng)中直排式、截流式并存。江西省南昌市以雨污分流制為主，部分區(qū)域?yàn)橛晡酆狭?，存在管線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、管道老化、設(shè)備老化、未及時(shí)清淤等問題[14]。福建省福州市以分流制為主，分流制建設(shè)困難區(qū)域以截流式合流制過渡，存在雨污混接、溢流污染、初期雨水污染嚴(yán)重等問題。海南省海口市舊城區(qū)以合流制為主，新改建區(qū)域以分流制為主，存在排水系統(tǒng)破損、排水體制混亂、管道建設(shè)滯后等問題[15]。新疆維吾爾自治區(qū)烏魯木齊氣候較為干旱，以合流制為主，部分區(qū)域建設(shè)了雨水管網(wǎng)。內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市的排水體制是雨污分流制。寧夏回族自治區(qū)銀川市興慶區(qū)主要采用截流式雨污合流制排水體制。廣西壯族自治區(qū)南寧市降水量豐富，舊城區(qū)截流式為合流制，新城區(qū)為分流制。西藏自治區(qū)拉薩市合流制、分流制并存，要求新建排水管網(wǎng)為分流制。天津市合流制、分流制并存，雨污分流不完善，排水建設(shè)不足[16]。北京市舊城區(qū)以合流制為主、重慶市小城鎮(zhèn)為合流制、安徽省馬鞍山市舊城區(qū)以合流制為主、甘肅省武威市民勤縣以合流制為主、黑龍江省牡丹江市老城區(qū)主要為合流制。

2 我國排水體制現(xiàn)狀分析

我國排水體制調(diào)研結(jié)果如圖1 所示，可見沿海區(qū)域、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域分流制占比更多。同時(shí)，結(jié)合各地降雨量情況，干旱地區(qū)合流制占比較多，因此我國排水體制與地理位置、降水量、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素息息相關(guān)。但分流制與合流制相比，雖然環(huán)保程度增加，但其工程預(yù)算卻也隨之增長，因而整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力成為城市選擇排水體制的重要條件。此外，部分地區(qū)受各種因素影響排水體制以合流制為主，很明顯無法滿足城市發(fā)展需要，而采用截流管道改造的方式將直排式合流制升級(jí)為截流式合流制，可大大提高污水的收集與處理效率。其實(shí)，綜合來看，我國排水體制為合流制、分流制混合，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)分流制優(yōu)先，各城市根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)積極向完全分流制靠攏，并根據(jù)實(shí)際情況采用截流式合流制過渡。

圖1 排水體制調(diào)研示意圖

3 我國排水體制存在的問題

3.1 污水收集系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模不足

我國城市發(fā)展、人口增長速度快，新老城區(qū)污水管網(wǎng)建設(shè)青黃不接，部分城區(qū)未建設(shè)污水管網(wǎng)，現(xiàn)有污水收集系統(tǒng)無法滿足城市污水處理需求。污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)使用年限短，設(shè)計(jì)用材質(zhì)量較差，到達(dá)使用年限后未及時(shí)進(jìn)行維保、改造。污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)無法滿足實(shí)際需求，如埋深較淺、設(shè)計(jì)管徑較小等，設(shè)計(jì)不合理，存在雨水管道、污水管道混接、錯(cuò)接的情況，或造成雨水口、污水口堵塞。污水管網(wǎng)使用時(shí)間長，管道老化，無法正常使用。排水機(jī)制設(shè)計(jì)不合理，未充分考慮經(jīng)濟(jì)情況盲目采用完全分流制，導(dǎo)致工期較長或無法正常施工。

3.2 污水管網(wǎng)質(zhì)量保障與運(yùn)維管理能力不足

中小型城市或大型城市老城區(qū)早期污水管網(wǎng)主要以混凝土管材為主，同時(shí)未能進(jìn)行持續(xù)、規(guī)范有效地維護(hù)及保養(yǎng)，在使用中容易出現(xiàn)滲漏的情況，同時(shí)存在破損、淤積、堵塞等不同程度的結(jié)構(gòu)性、功能性缺陷。雨水篦、下水道等由于清理不及時(shí)，易發(fā)生堵塞，會(huì)導(dǎo)致污水直接溢流至水體，使城市污水管網(wǎng)利用率與污水收集率降低。管材到達(dá)使用壽命后缺乏后期的維護(hù)及更換。工業(yè)廢水的排放沒有進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管。施工時(shí)施工單位未嚴(yán)格按照?qǐng)D紙及建設(shè)要求進(jìn)行施工，使得后期維護(hù)保養(yǎng)、檢查維修等工作開展困難。

3.3 污水管網(wǎng)規(guī)劃不足

各城市進(jìn)行污水管網(wǎng)規(guī)劃時(shí)受地理位置、設(shè)計(jì)理念、資金情況等影響，存在埋深不足、走線隨意等情況，易在地鐵、高鐵等軌道交通建設(shè)或其他管道建設(shè)中出現(xiàn)沖突。市政管網(wǎng)與小區(qū)管網(wǎng)的連接中存在錯(cuò)接、亂接等情況。由于規(guī)劃及施工過程中的建設(shè)問題，造成后期管路堵塞，維修困難。我國南北方氣候差異較大，降水量、排水量不同，有些設(shè)計(jì)規(guī)劃無法滿足防洪排澇要求，同時(shí)規(guī)劃初期污水管網(wǎng)服務(wù)范圍、服務(wù)人口、單位人口排水量等與城市發(fā)展規(guī)劃不一致，導(dǎo)致污水管網(wǎng)建成后，廢水收集能力較差。

4 建議與展望

污水改造應(yīng)與城市發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合，進(jìn)行實(shí)地調(diào)研與規(guī)劃,應(yīng)保證各污水管道節(jié)點(diǎn)能夠及時(shí)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)與維修,并結(jié)合信息化、數(shù)字化技術(shù)，強(qiáng)化污水管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)管，以及結(jié)合工程造價(jià)及實(shí)際情況進(jìn)行多方案對(duì)比，充分考慮設(shè)計(jì)流速、設(shè)計(jì)充滿度等方面對(duì)污水流量、管徑等因素的影響。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況優(yōu)化管網(wǎng)布置，考慮平行式、交叉式在實(shí)際應(yīng)用時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。充分調(diào)研現(xiàn)有管網(wǎng)情況，在升級(jí)改造前要對(duì)現(xiàn)有的管網(wǎng)資料進(jìn)行分析與調(diào)研，并進(jìn)行實(shí)地考察，將原有污水管網(wǎng)充分利用，同時(shí)使用在耐腐蝕、使用壽命、運(yùn)輸、施工效率等方面有顯著的進(jìn)步的新型材料進(jìn)行管網(wǎng)改造；掌握各區(qū)域的埋深、走向、布線方式等信息，梳理是否存在漏接、錯(cuò)接等問題，并對(duì)小區(qū)、街坊、商業(yè)街等較為復(fù)雜的連接區(qū)域進(jìn)行整體把握，結(jié)合城市污水處理設(shè)施的情況，合理規(guī)劃管道走線，在保障施工的前提下降低對(duì)周圍居民的影響，為群眾的正常生活打好基礎(chǔ)。另外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工過程中污水泄露、管道爆裂等重大安全隱患的管理，做好應(yīng)急預(yù)案，盡可能填補(bǔ)城市污水收集的空白區(qū)，做好污水處理的前提工作（污水收集），保證污水管網(wǎng)的完整性。施工時(shí)要在施工各個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)材料質(zhì)量檢測(cè)，防止運(yùn)輸、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)導(dǎo)致的管道破損以及給工程質(zhì)量帶來的隱患。

結(jié)語

排水體制關(guān)系到城市環(huán)境保護(hù)、排水暢通、居民生活品質(zhì)，對(duì)城市的發(fā)展有很大影響。因此，在排水體制規(guī)劃設(shè)計(jì)與優(yōu)化改造過程中要充分參考不同城市的案例，對(duì)本城市的地理?xiàng)l件、基礎(chǔ)設(shè)施、水文信息等資料進(jìn)行調(diào)研與核實(shí)，要保障施工全過程的質(zhì)量及后續(xù)的維護(hù)、保養(yǎng)檢修，通過建設(shè)合理的污水管網(wǎng)與持續(xù)優(yōu)化，為城市的穩(wěn)定發(fā)展提供保障。