前沿关注纵观：国内城市合流制及相关排水系统类型

查看全部 · 发表于 2021-7-6 09:56:26

在城市发展过程中，排水系统受到建设之初的排水体制、城市建设管理水平、发展过程中的经济水平、城市空间条件的急剧变化，以及短期整治措施等因素的综合影响，形成多种实质上”雨污合流”的排水系统。既有建设之初即是合流制且至今仍未形成完善的截流式合流制排水系统，也存在由于各种原因实际上已形成”雨污合流”并呈现溢流污染问题的各类混杂的排水系统。后者并非真正意义上的合流制系统，但经过多年演变，不仅实质上承担雨水与污水混合排放的功能并造成严重的污染问题，而且面临与截流式合流制系统改造相同的难题。如果不将这些实质上形成“雨污合流”的排水系统纳入分析的范畴，就难以客观面对许多城市排水系统错综复杂的现状和治理困境，难以妥善解决合流制系统的决策与实施问题。

鉴于文章篇幅所限，为便于清晰分析和概括性地阐述观点，根据不同排水系统类型的构成原因与特征将其分为4大类：

一是合流制排水系统，主要包括完善的截流式合流制排水系统、不完整的截流式合流制排水系统，以及局部区域现今仍然存在的直排式合流制排水系统；

二是实际形成“雨污合流”的分流制排水系统，如高比例混错接的分流制排水系统（即“假的”分流制排水系统）、不完整的分流制排水系统（只建了污水或雨水系统的分流制系统）、截流式分流制排水系统；

三是合流制改造过程中形成的处于过渡阶段的排水系统，如“小区合流、道路分流”的排水系统；

四是城市建设过程中形成的比较特殊的排水系统，如山水、雨水、污水混合的排水系统。值得注意的是，很多城市不止存在一种排水系统类型，上述的多种排水系统也常常共存于同一城市的不同区域。

不同排水系统的具体分类与系统特征如下：

1、完善的截流式合流制排水系统

如图1，所谓“完善”的截流式合流制排水系统，应具备源头控制、收集、截流、调蓄、处理等各子系统，并基本形成良好的衔接关系，尤其雨天的截流、调蓄能力与污水处理厂和就地处理设施的处理能力需要相互匹配，真正起到对合流制溢流污染的有效控制。值得注意的是，由于溢流控制目标的不断提升，以及现代城市雨洪管理的发展，截流式合流制系统本身也在不断创新发展，并在不同国家、城市或地区呈现出不同的措施组合形式，其“完善”是一个相对概念。例如，传统的截流式合流制主要包含合流污水的收集与截流管网、调蓄设施、处理厂等灰色设施，早期一些发达国家的截流式合流制属于这一种，如美国城市早期开展的合流制长期规划所采取的系统。而近年来随着绿色设施的发展及其对合流制溢流控制的实效的提高，使源头低影响开发改造也逐渐成为完善的截流式合流制系统需要重点考虑的组成部分之一，而成为一种“新型的截流式合流制系统”，美国一些城市近年所做的合流制区域水治理新的规划就属于这一类，在我国海绵城市建设和黑臭水体治理中也开始得到应用。

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2、不完整的截流式合流制排水系统

如图2，经过多年改造，部分城市已经投入巨大资金建设了比较完整的截流干管或一些调蓄设施，但由于缺少系统思路，这些排水系统普遍存在各子系统之间缺乏合理匹配的问题，有些就形成“假截流式合流制系统”，造成合流雨污水的溢流频次、溢流总量、污染负荷都明显高于完善的截流式合流制排水系统，修建的截流干管与调蓄设施实际上也没有发挥出应有的功效，甚至只是转移了污染物排放的位置。该类型排水系统中的典型问题包括：a.因雨天污水处理厂处理能力与截流干管截流能力不匹配而形成大量厂前溢流；b.因污水处理厂处理能力与调蓄设施调蓄量不匹配，或污水厂旱天处理能力饱和，造成调蓄设施临时储存的合流污水无法送回污水厂处理。这些问题目前常见于我国许多城市的排水系统，大量城市的现状合流制系统属于该类型，其中污水厂处理能力和处理工艺与合流制系统不相匹配的情况最为普遍和严重，是今后一个时期需要重点解决的大问题，尤其是结合正在推进的污水处理“提质增效”行动。

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3、直排式合流制排水系统

如图3，大部分城市的直排式合流制系统已被逐步改造为不完整的截流式合流制系统或其他排水系统，但在少数欠发达地区，以及某些城市的局部区域，仍然存在该类型的排水系统，旱天、雨天都对水体造成直接污染，也面临改造策略的选择问题。

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4、高比例混错接的分流制排水系统

如图4，部分新建区域虽按分流制规划建设，但由于存在大量雨污混错接问题，实际形成了雨水管和污水管均为“雨污混（合）流”的状态，形成了两套混流管网。这类“假分流制排水系统”在很多城市的不同区域都存在，混错接程度有所不同。有些可通过改造实现雨污完全分流，有些则已不具备重新分流的改造条件或难度太大、成本太高。如上所述，很多城市的这类分流制系统实际面临与合流制系统相似的决策难度和困境，需要对混错接严重程度做出基本判断，并需开展大量细致的分析工作。

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5、不完整的分流制排水系统

如图5，受限于地方经济发展水平，存在只建设污水管网的排水系统（少量地区也有只建设雨水管网的情况）。而后在城市建设过程中，由于实施空间不足、资金不足、拆迁协调难度大等各种原因，有些城区已经难以新增或改造管网系统，形成了所谓长期处于过渡阶段的特殊排水系统。这类排水系统也是按分流制排水系统设计和建设的，但实际也形成了“雨污合流”状态，其中少量只建设雨水排水系统的区域还存在旱季污水直排现象。该类排水系统目前不仅存在于局部落后地区，也多存在于由于城市发展速度过快而无法实施新增管网的城市建成区或城乡结合部，新增或改造管网同样面临已经建成的复杂城市空间等条件的限制。

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6、截流式分流制排水系统

如图6，部分城市的分流制排水系统混错接问题严重，在短期内难以全面排查与改造的现实下，对分流制的雨水系统进行末端截流改造，将旱季混接进雨水管的污水截流至污水处理厂。降雨时，一旦雨污混流污水水量超过系统截流和处理能力，会产生与合流制系统相似的溢流污染问题。例如，高学珑针对混接、错接、乱接明显、合流制排水系统和分流制排水系统混合的部分地区，提出沿城市水体两岸敷设截流干管系统的“截流式综合排水体制”，以及在“截流式分流制”基础上衍生出的“分散式截流排水系统”，限于篇幅，不再一一列举。

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7、雨污分流改造中形成的不彻底的分流制排水系统

如图7，部分城市由于短期内全面实施建筑与地块内的雨污分流改造难度巨大，选择优先实施市政道路分流改造，形成了“源头合流、市政干线分流”的排水系统。这类排水系统中的雨水管网的收集范围通常比较有限，有些只能收集道路雨水径流，原有合流制管网仍然收集绝大部分汇水面的雨水和污水。如果缺乏综合评估、长期可持续规划与可落实的实施计划，盲目实施这类工程，对合流制系统污染物总量的削减效果非常有限，短期内投资收效较差。

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8、山水、雨水、污水合流的排水系统

如图8，城市化过程中部分水道演变为排污渠，后续改造为具有行洪、排污、排涝等多种功能的暗渠、大型管涵或开放渠道，造成山水、雨水、污水、河水等多水源合流的状态，常见于沿海地区或山地为主的地区。该类型排水系统由于旱天管网内混有大量山水，进厂污水浓度很低，同时截流了部分河道自然流量；雨天截流干管迅速被山洪占满，大量溢流排放。

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