城市排水体制浅谈

沈盼（同济大学环境科学与工程学院，上海200092；南昌市城市规划设计研究总院，江西南昌330038）

城市排水体制浅谈

沈盼（同济大学环境科学与工程学院，上海200092；南昌市城市规划设计研究总院，江西南昌330038）

简单介绍了国内外对城市排水体制的研究，分析了国内排水系统的现状，提出了截流式分流制排水系统。

排水体制；合流制；分流制；选择

近年来，我国经济高速发展，城镇化开发力度越来越大，大范围的新建城区及城区改造，使我国居民的生活环境得到了极大的改善。然而，随着城区人口的增加，工业企业的入驻，一方面城市河流湖泊水质变差，水体发臭，水体富营养化现象越来越严重；另一方面城区范围内的城镇污水处理厂却面临着进水水量严重不足，实际进水水质低于设计进水水质等种种问题。这些问题如何解决，笔者认为可以从城市的排水体制进行研究，进而找到解决问题的措施与方法。

1 城镇排水体制概述

排水体制是指雨水、污水（生活污水、工业废水）的收集、输送和处置的系统方式［1］。

排水体制一般大体上分为雨、污合流制和雨、污分流制两种。

雨污合流制是将雨水及污（废）水混合在一条排水管网中排放的排水系统，又分为完全合流制和截流式合流制两种。其中前者是将合流污水直接排放城市自然水体，如图1所示；后者城区范围内仍然是采用合流管网，只是在自然受纳水体岸边设置截流干管，并在合流干管与截流干管相交处设置溢流井，在截流干管末端设置城镇污水处理厂，旱季污水及雨季截流干管输水能力范围内的合流污水直接经截流干管送入末端城镇污水处理厂处理达标排放，雨季超出截流干管输水能力的合流污水经溢流井溢出，直接排入水体，如图2所示。前者对城市环境的破坏太严重，国内外城市的排水体制基本已经把完全合流制逐步改造为截流式合流制。

完全分流制是将雨水及污（废）水在两条或两条以上排水管网中排放的排水系统，雨、污水各自分离排放，雨水直接放入城市自然水体，污水送入城镇污水处理厂处理达标排放，如图3所示。

图1 完全合流制排水系统

图2 完全合流制排水系统

图3 完全分流制排水系统

2 国内排水体制的问题

按照我国现行的《室外排水设计规范》（GB50014-2006，2016年版）的相关规定：“排水制度的选择，应根据城镇的总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度和处理后出水利用等综合考虑确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水制度。除降雨量少的干旱地区外，新建地区的排水系统应采用分流制。现有合流制排水系统，应按城镇排水规划的要求，实施雨污分流改造。暂时不具备雨污分流条件的地区，应采取截流、调蓄和处理相结合的措施，提高截流倍数，加强降雨初期的污染防治［2］。”

上述规范要求国内新建城区采用雨污分流制，老城区逐步由雨、污合流制改造成雨污分流制。

我国深圳建设之初就严格按雨污分流制排水系统进行规划、设计、建设。但是，近年来王母河、龙岗河、皇岗河、观澜河等城市内河污染越来越严重。而作为城市污水管网末端的污水处理厂，旱季时进水水量不足，雨季时进入污水处理厂的水量又超量，进水水质波动范围大，使得城市污水处理厂运行困难。

我们开始寻找原因，为什么分流制排水系统下的城市水体仍然会受到污染？为什么分流制排水系统下的城市污水处理厂在雨季和旱季时进水水量与水质会存在如此大的差异？

其实我们不难发现：雨污分流制排水系统中依然存在雨、污水管网错接、混接的现象，特别是新建城区，在下游污水管网建成之前，雨污水管网错接混接率还比较高；对于多雨且环境差的的城市，初期雨水也是对城市水体造成污染的一个重要原因；由于不良的生活习惯，把本该排入污水管的生活废水直接排入雨水管道，进而对城市水体造成污染。

越来越多的相关事件与事实，让我们意识到城市排水体制的重要性。

3 国外的排水体制研究

发达国家很早就开始研究城市水环境的污染问题。从20世纪70年代起，国外一些研究机构在建立模型分析和实测数据的前提下，开始研究分析不同排水体制下城市雨天排放污水对受纳水体的影响。

Lindholm发现，当雨水径流中污染物负荷较大时，分流制系统对受纳水体的污染要高于合流制系统；在合流制系统中建设调蓄设施可降低其对受纳水体的污染；当有很少一部分的生活污水混接或渗漏进入分流制系统的雨水管道时，会大大增加分流制系统对受纳水体的污染［3］。

Carleton发现，影响两种系统出流水量的最主要因素是降雨强度和降雨历时；两个系统的年出流频率相当，且出流水质也相当［4］。

Brombach发现，对于SS、COD、TOC和重金属，合流制排水系统排放的污染负荷低于分流制排水系统；对于BOD和营养元素，分流制排水系统排放的污染负荷低于合流制排水系统；分流制排水系统中的雨水有时会携带大量污染物，有时水质堪比旱季污水水质；污水处理厂的尾水排放对城市水体影响不容忽视［5］。

4 国内的排水体制研究

在国内，我们一直致力于污水处理技术的研究，而忽略了城市排水体制的影响。近年来随着越来越多的水环境污染问题的揭露，国内学者慢慢开始探讨城市排水体制对水环境污染控制的意义。

福州市对雨季合流制排水系统溢流污水和分流制排水系统的出流雨水的水质进行对比，发现降雨初期分流制排水系统的出流雨水污染物浓度相当高，有时居然高于城镇污水处理厂设计进水水质，但是随着降雨进行，出流雨水污染物浓度开始降低；同时，合流制排水系统溢流污水污染物浓度波动不大［6］。

珠海市对两种不同排水体制下城镇污水处理厂实际进水浓度进行检测分析，发现对于截流式合流制系统，雨季与旱季城镇污水处理厂进水浓度中“SS”、“TN”“TP”指标的变化幅度较大，这可能是雨季水量较大，对原有合流制管道内淤积的底泥造成了一定冲刷，而后带入城镇污水处理厂［7］。

5 排水体制的选择

在排水体制的选择上，国内总是一边倒的选择雨污分流制。雨污分流制的优点不少，但对于建筑密集，道路狭窄、地下管线众多且分布杂乱无章的老城区来讲，将原有合流制排水系统强行改为分流制排水系统，是不切实际的。

纵观国内外的研究及工程实例，为进一步改善城市水体的水质，将合流制排水系统简单改造为分流制排水系统的费用高且控制效果有限。但是，若仅在合流制系统中设置截流、调蓄、处理等工程设施，效果还是比较不错的。因此，对于老城区排水体制的改造应当慎重，从更为经济合理的角度进行选择。

对于新建城区，考虑到初期雨水恶劣的水质情况以及城区开发过程中不可避免的雨、污水管混接、错接现象，在排水体制的选择上不能单纯的依靠简单的分流制，应当结合以往的工程案例及工程实际综合考虑。

目前，一种被称为截流式分流制的新的排水系统正被人们慢慢认识和接受。所谓截流式分流制排水系统就是在原有分流制排水系统的基础上，结合截流式合流制排水系统的特点，在分流制雨水管网的出水口位置设置截流干管，将初期雨水以及旱季错排入雨水管的污水进行截流，排入截流干管沿线配套设置的调蓄设施，在旱季或靠自流或靠泵抽，错峰送入城镇污水处理厂进行处理，如图4所示［8］。截流式分流制可以克服完全分流制的缺点，能够较好地保护水体不受污染，由于仅接纳部分错接的污水和初期雨水，截流管的断面小于截流式合流制，进入截流管内的流量和水质相对稳定；一般截流干管沿城市水体两岸布置，而城市水体两岸多为绿化景观用地，具有比较好的可实施性；将截流的污水错峰送入城镇污水处理厂也能有效解决现阶段城镇污水处理厂面临的进水水量不足的问题；截流干管沿线设置的调蓄设施，有利于削减单场降雨的峰值，并能与当下国家倡导的海绵城市的理念有效的结合起来。

图4 截流式分流制排水系统

近年来，宁波、无锡、镇江、南昌，福州、深圳等按照完全分流制进行规划建设的南方城市，长期以来雨污水管网混接造成的旱季污水经雨水管排河、雨天的初期雨水对城市水体的污染等问题一直无法得到有效解决，为了确保城市水体水质，基本都将原有的完全分流制排水系统改造成为了截流式分流制排水体制，沿城市水体两岸设置截流干管。也都取得了不错的效果。

对于新建城区而言，截流式分流制排水系统不失为一种好的选择。

6 结语

以往人们对一座城市的认可几乎都停留在地面以上，那是人们能看见的能感知的，对于地下的管网设施几乎不重视。现如今，随着城市水体问题、城市内涝等问题的出现，人们将目光聚焦在了地面以下。城市排水系统作为一座城市的脉络，城市的健康发展与之息息相关，如何让这些脉络保持畅通，这就要求我们排水管理部门正确的了解掌握相关知识，科学选择城市排水体制。

［1］王永恒，王秀芬.论城镇排水制度的选择［J］.水利天地，2002，6：14～15.

［2］《室外排水设计规范》（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，FuchsS.Anewdatabaseonurbanrunoffpollution：comparisonofseparateandcombinedsewersystems［J］.WATER SCIENCEANDTECHNOLOGY，2005，51（2）：119～128.

［6］福州市规划设计研究院.福州雨天入河污染研究报告［R］.2012.

［7］朝晖.珠海市吉大片区排污系统改造方案研究.市政技术，2003，21（5）：268～269.

［8］潘国庆.车伍.国内外城镇排水体制的探讨.给水排水，2007，33：323～327.

［9］吴振华.不同排水体制比较研究的发展与展望.环境科学与管理，2014，39（11）：35～37.

TU992

A

2095-2066（2016）30-0275-02

2016-10-12