旅游小城镇排水体制优化选择探讨

镇祥华，张怀宇，李 露，李跃增

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，湖北 武汉 430010）

1 国内外排水体制概述

城镇排水体制分为合流制和分流制两种类型，合理选择排水体制，是城镇排水系统规划和设计的重要问题，通常，排水系统体制的选择应满足环境保护的需求，同时应该根据当地条件，通过技术经济比较确定，这其中环境保护应是选择排水体制时所优先考虑的问题。

1.1 国外排水体制概况

在近些年里，大部分发达国家基于对水生态环境的保护，投入了大量资金研究雨水径流及合流管系溢流（CSO）污染控制，在完善城市排水系统和雨水资源的合理利用与管理方面，取得了显著的成果。

瑞典在20世纪80年代初就放弃了“雨污分流”的思想［1］。因为认识到分流制耗资巨大，合流制改造为分流制影响范围大，耗时长，经济上不划算，技术上又不足以有效防止城市雨水径流对水体的继续污染。

德国目前也还保留着大量的合流制管路系统，并没有走上完全分流制的道路，而是将重点放在源头污染控制和终端污染控制的结合、排水系统的改造与削减径流量以及其他雨水径流污染控制的技术性和非技术性措施的结合［2］。

英国施行的是可持续排放体系，强调对城市雨水问题采用多层次、全过程控制的对策，从解决大暴雨管道排放问题发展到综合雨洪控制体系。英国要求可持续排放体系首先须包括在当地地方发展规划之内，这既可作为当地规划部门颁发规划许可的条件之一，也是开发商建设可持续排放体系的法律依据之一。

日本的排水体系基本是采用分流制。但在一些大中城市，合流制则占有更大的比例。在日本全国63.5%下水道中，合流制约占20%，而东京的合流制超过90%，东京下水道系统以合流制管道系统（污水和雨水采用同一管道排放）为主，包括管渠、抽水泵站和污水处理场［3］。

1.2 国内排水体制概况

由于我国的城市排水系统起步晚，与发达国家相比对此方面的研究还相当薄弱，在城市排水系统的规划设计方面，还只是停留在简单的“雨污分流”上面，对雨水径流带来的面源污染重视不足。

在国内大多数城市新建市区中，正处于由“合流制”向“分流制”的转化阶段。基于以往的经验认为将污水和工业废水收集后统一集中处理，然后达标排放就能保护受纳水体的水生态环境，实际上在一些新建的城镇中，由于设计、施工和管理方面的原因，很难做到真正的雨污分流，往往会出现雨污混接、错接的情况，导致一些原本送往污水厂处理的污水却通过雨水管直接流走。而即便能将绝大部分污水收集，但对降雨所带来的地表径流污染却未能引起足够的重视，导致一部分水体水质越来越差，富营养化严重，特别是在降雨后，有严重的“水华”现象发生。这些状况很大程度上是由非点源污染造成的。分流制排水系统使污染严重的初期雨水直接排入水体，在减少点源污染的同时却增加了面源污染问题。

2 旅游小城镇排水系统现状及特点

目前，小城镇排水体制基本以雨污合流的截流式排水系统为主，整个排水管网系统比较分散，覆盖范围相对较小，缺乏统一的规划设计，排水体制的选择不合理，市政基础设施落后，污水管网收集率低且污水管道维护管理差，使得污水的收集比较困难。根据对四川、重庆、湖北、福建、浙江、广东、山东、河南、天津等9省市小城镇有关调查，发现这些小城镇道路排水管网面积普及率约40%～60%，多数小城镇没有排水系统的总体规划。东部沿海地区尚有不少小城镇没有系统排污管道。中西部经济发展一般地区和欠发达地区许多小城镇尚只有明渠或简单排水渠道，更没有系统排污管渠。

总的来看，小城镇的排水管网不完善，管网建设质量较差，污水收集率较低，雨水和地下水大量混入污水收集管网。平常的管理和日常维护工作不到位，甚至没有专门的管理部门。维护管理技术人员及运行管理经验严重缺乏。

旅游小城镇排水系统作为小城镇排水系统中的一个特殊类别，具有以下突出的特点。

（1）受季节影响较大，旅游旺季和淡季的水质水量变化较大，污水总变化系数大。

（2）对排入水体的要求高。

（3）部分作为历史古迹的旅游小城镇，排水利用自然的原有沟渠，大规模管道改造的难度大甚至几无可能。

3 旅游小城镇排水体制的优化选择

河湖水系的污染，在很大程度上是排水体制的不合理造成的。传统的观点认为，采用分流制排水系统将污水全部送至污水厂进行处理，将雨水就近排放入水体，就可以保证水污染得到有效的控制。但是对雨水携带的大量地表污染物却视而不见，特别是初降雨水径流未经任何处理直接排入水体而造成的污染。

事实上，考虑径流污染物输送的非连续性和爆发性，其污染负荷所占比例在雨季的短时段内会成倍升高，超过点源污染，对城市水体造成冲击性影响，严重制约城市水环境质量的彻底改善，许多城市暴雨后发生的水污染事件都是很好的例证。无论是完全合流制系统在截流倍数之外的合流污水的溢流污染，还是完全的雨污分流制系统中的雨水径流污染，如果这些污染不能得到有效处理，很可能使得仅靠收集工业、生活污水送至污水厂处理所做出的努力全部化为泡影。

基于国内外排水体制的现状、旅游小城镇排水管网所存在的问题，如何找出绝大部分旅游小城镇适用的、优化的、合理的排水体制具有重大意义。因此，为了进一步改善受纳水体的水质，建立理想的排水体制，在排水体制的选择上应改变观念，不管是否采用何种排水体制，都应对截流的雨水径流进行处理，这才是保护水体的根本方法。

对雨水径流采取的技术控制措施，主要有调蓄和截流倍数控制两种方法。

3.1 调蓄控制

调蓄池的主要作用是把雨水径流的高峰流量暂存其内，待最大流量下降后再从调蓄池中将雨水慢慢地输送至排水管道、泵站或者污水处理厂。对雨水的调蓄控制既能规避雨水洪峰，实现雨水循环利用，又能减少雨污水溢流的次数、水量和改善溢流的水质，避免初期雨水对承受水体的污染，还能均衡进入污水厂混合污水的水量和水质，对排水区域间的排水调度起到积极作用。

德国20世纪80～90年代已基本实现对城市雨水的污染控制，到2002年，德国已拥有38000座雨水池，其中溢流截留池24000座，雨水截留池12000座，雨水净化池2000座，总容积达到4000×104m3，平均每座污水厂拥有近4座雨水池［4］。研究表明，德国一年内仅有5%的暴雨水量排放至水体。英国从1858年开始，为拯救泰晤士河，修建了大型下水道及调蓄池等［5］。在过去的半个世纪，发达国家为保护城市水环境，先后对排水系统进行了改造，且都把建设调蓄池作为重要措施。

参考国内外类似工程实例，初期雨水最终解决办法是在溢流口处设调蓄池，结合场地因素，调蓄池可分散设置，也可集中设置，将一处或几处溢流口的初期溢流雨水集中收集起来（自排或强排），集中至调蓄池，将初期污染物浓度高、超过水体自净能力的这部分水量调蓄，在降雨过后，在一定时间段内输送至合流污水截流干管或附近污水厂，避免初期雨水直排河道，较大限度地减少雨水径流对河道的污染，这对保护水环境质量具有重要意义。

3.2 截流倍数（n0）控制

对于分流制雨水管、合流制管道采用截流的方式来控制溢流污染，截流倍数的选择至关重要，与工程规模、造价、污染物排放总量以及受纳水体的环境容量，都有着直接的关系，如果确定的截流倍数n0过小，大部分需要截流的污水就会直接溢流排入受纳水体而导致严重的环境问题，如果截流倍数n0过大，就会大大增加截流管道的工程投资以及后续污水处理厂一级二级处理构筑物的规模和造价，甚至在有的情况下导致工程的不可实施，而这些工程在旱季的时候是闲置不用的。要想确定合理的截流倍数，需要考虑合流的水量、水质、受纳水体环境容量及受纳水体的自净能力等因素。

国内外对于截流倍数的取值，存在很大差异，比如日本截流管容量一般按计划时间的最大污水量的3倍；英国的习惯做法是截流倍数采用5；德国一般选择的截流容量为高峰日的4倍，其中2倍流到污水处理厂进行处理；而目前国内城市截流倍数采用1倍较为普遍，但是从实施效果来看对减轻水体污染方面不是很显著，可见根据现场水质水量等实际情况来确定合理的截流倍数是非常有必要的，这能在比较经济的情况下最大程度减轻溢流水的环境污染。

4 结语

发达国家的经验告诉了我们，一味依靠分流制来控制水体污染，而对雨水径流污染视而不见是不可取的。无论采用何种排水体制，对于分流制的雨水和合流制的溢流污染都必须进行有效的处理，才能保证江河湖泊水体的安全，而对于这种雨污溢流水的处理现在确实可行的方法就是增加截流倍数和采用调蓄的方法。

对于旅游小城镇水体污染控制来说，由于历史原因，大部分旅游小城镇的建设已经确定，原有的排水体制基本固定，形成了比较稳定的合流制系统，一些地方很难进行改造，单单依靠改造来进行污水的收集不太现实，确实可行的方法是保证现在的合流管的维护保养，依靠调蓄池来对雨污水溢流污染进行处理，这比单纯雨污分流更有利于减轻溢流污染，这是由于：

（1）旅游小城镇街道狭窄，受保护古老建筑较多，建设规模基本固定，排水系统基本形成，进行改造几无可能。

（2）小城镇污水总变化系数大，完全可以利用晚间或者污水厂空闲时间，利用原有的管道来输送调蓄的雨水进行处理，不需要因为增加截流倍数而放大管径，同时污水厂的一级处理构筑物也可以不用改变。

（3）旅游小城镇的区域面积较小，与大区域大城市的雨水径流试验结果不一样，大区域的雨水径流初期效应不明显，整个径流过程中的污染物浓度变化差别不是很大，导致大部分溢流污染物溢流，但是对于初期效应明显的小区域排水来说，调蓄池可以保证在降雨的初期就可以对大部分污染物进行截留。

（4）现在采用沉淀池构造的调蓄池，可以使经过调蓄的雨污水都能经过一个初期的预处理，这对污染物的截留效果非常明显。

（5）小城镇的周边空地大，适合建造调蓄池。

［1］Jago R.Overflow Management for CSO Control［C］.In Proceedings Of 3rd South Pacific Storm water Conference，Auckland，New Zealand，2003.

［2］洪嘉年.对城市排水工程中排水制度的思考［J］.给水排水，1999，25（12）：51～52.

［3］Shoichi Fujita.Full－Fledged Movement on Improvement of the Combined Sewer System and Flood Control Underway in Japan［C］.Japan，2002.

［4］唐建国，曹 飞，全洪福，等.德国排水管道状况介绍［J］.给水排水，2003，29（5）：4～9.

［5］奉桂红，刘世文，胡永龙.深圳市实施排水系统分流制的探讨［J］.中国给水排水，2002，18（10）：24～26.