同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院   李 田

    國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布2013年23號(hào)文件——《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知》（以下簡(jiǎn)稱《通知》），為推進(jìn)我國(guó)城市排水防澇設(shè)施建設(shè)與技術(shù)發(fā)展提供了重大機(jī)遇。《通知》要求“將城市排水防澇設(shè)施建設(shè)規(guī)劃納入城市總體規(guī)劃和土地利用總體規(guī)劃”,“明確城市排水、交通、氣象、消防、園林綠化、市容、環(huán)衛(wèi)、防洪等有關(guān)部門的職責(zé)，形成工作合力”，這些既給城市排水行業(yè)發(fā)展帶來機(jī)遇，也使得我們面臨巨大的挑戰(zhàn)。

    《通知》第三部分，提出了加快設(shè)施建設(shè)的具體工作要求，其中，加快推進(jìn)雨污分流管網(wǎng)改造與建設(shè)，積極推行低影響開發(fā)建設(shè)模式兩項(xiàng)工作，是當(dāng)前排水行業(yè)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究人員面臨的具體任務(wù)。

1.1  雨污混接對(duì)排澇功能的損害

    雨水、污水混接對(duì)排澇安全的影響，《通知》給予了高度關(guān)注。雨污混接嚴(yán)重影響污水收集效率，為了提高污水收集效率，各地均積極落實(shí)混接雨水系統(tǒng)的旱流截污，這對(duì)提高污水收集率發(fā)揮了很好的效果。然而，現(xiàn)有的雨水系統(tǒng)截污設(shè)施，截流能力很小、多數(shù)不具備雨天截流能力。比如，上海市新建雨水系統(tǒng)，要求配套的旱流截污設(shè)施的截流能力不小于服務(wù)區(qū)域旱流污水流量的40%。與完善的合流制系統(tǒng)相比，這類截污設(shè)施降雨之前難以將系統(tǒng)水位控制在合理的高程。雨水管網(wǎng)在暴雨發(fā)生之前充滿度很高，原有調(diào)節(jié)空間被擠占，在設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期下容易發(fā)生路面積水，暴雨事件發(fā)生澇災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)增大。管網(wǎng)內(nèi)旱流污水水量很大，降雨事件的不確定性與高發(fā)生頻率，使得運(yùn)行管理人員在保證排澇安全與減少雨天污染方面陷于兩難困境。

1.2  雨污分流改造的適用范圍

    實(shí)現(xiàn)雨污分流改造，消除雨水管網(wǎng)的旱流污染問題，自然消除了雨水管網(wǎng)不便預(yù)降水位的困難。對(duì)于服務(wù)面積較小的小區(qū)排水系統(tǒng)較易實(shí)現(xiàn)雨污分流建設(shè)或改造，而對(duì)于服務(wù)面積較大的市政排水系統(tǒng)則很難實(shí)現(xiàn)。根據(jù)同濟(jì)大學(xué)在上海市以及合肥市的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查經(jīng)驗(yàn)，最近幾年新建的分流制小區(qū)，有一部分旱流流量很小，基本上實(shí)現(xiàn)了雨污分流；另外一部分分流制小區(qū)，旱流水量以洗滌廢水為主，污染負(fù)荷相對(duì)較低。然而，服務(wù)面積較大的市政排水系統(tǒng)，大多數(shù)存在明顯的雨污混接，旱流水質(zhì)與合流制系統(tǒng)相差無幾。這是因?yàn)�，排水系統(tǒng)服務(wù)范圍內(nèi)新舊建筑混雜，老的小區(qū)內(nèi)部以及市政系統(tǒng)的管道混亂，不少地塊中的管網(wǎng)名義上是分流制，實(shí)際上雨水、污水2套管網(wǎng)都不完整，雨水、污水的確切排除路徑難以確認(rèn)。根據(jù)同濟(jì)大學(xué)在上海與合肥開展的多年水質(zhì)調(diào)查結(jié)果，混接率大于40%，雨水系統(tǒng)旱流污水的濃度就與合流制系統(tǒng)接近，只要數(shù)天沒有明顯降雨，旱流污水即充斥整個(gè)雨水管網(wǎng)。

    實(shí)現(xiàn)雨污分流改造不僅是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、在操作上困難很大的工作，對(duì)一些水體缺少環(huán)境容量，面源污染負(fù)荷很高的城市，這樣做是否符合今后長(zhǎng)期發(fā)展的要求，仍存在疑問。以上海市為例，根據(jù)上海城市河網(wǎng)的環(huán)境容量，結(jié)合上海分流制系統(tǒng)雨天出流水質(zhì)，上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院在近期提交的上海市面源污染控制規(guī)劃中提出：分流制系統(tǒng)必須控制相當(dāng)于5mm降雨產(chǎn)生的徑流，才能保證上海城區(qū)受納水體達(dá)到規(guī)劃水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；而對(duì)合流制系統(tǒng)，需要控制的溢流水量的相應(yīng)估算值為相當(dāng)于11mm降雨，也就是采用分流制系統(tǒng)不能解決雨天污染問題，且分流制系統(tǒng)需要控制的雨天水量與合流制相差不很大。綜合上述情況，筆者建議，對(duì)存在比較多的小區(qū)內(nèi)、建筑物內(nèi)的雨污混接，實(shí)行分流制后仍然需要處理較多的雨天出流水量的城市，完善排水管網(wǎng)的功能的努力方向，宜采用提高現(xiàn)有雨水系統(tǒng)的截流能力，同時(shí)增加雨天水量的處理能力，這與《通知》提出的暫不具備改造條件的混接雨水系統(tǒng)的改造要求一致。具體對(duì)哪些類型的混接雨水系統(tǒng)適合進(jìn)行嚴(yán)格的雨污分流改造，哪些宜首先考慮完善排水系統(tǒng)的功能，各地可以結(jié)合當(dāng)?shù)馗脑旃こ痰陌咐�分析結(jié)果總結(jié)確定。作為“十一五”水專項(xiàng)“城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化模式和管理技術(shù)研究”課題的成果之一，同濟(jì)大學(xué)與上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院提出了《城市排水模式選擇技術(shù)指南》，雖然該指南主要目的是為新建排水系統(tǒng)的規(guī)劃方案決策提供指導(dǎo)，其提出的決策思路與指標(biāo)體系對(duì)雨污分流改造也具有參考價(jià)值。

1.3  改造工程中需關(guān)注的問題

    對(duì)難以實(shí)現(xiàn)雨污分流的混接雨水系統(tǒng)的改造，在增加截流能力、提高雨天水量處理能力的過程中，需要關(guān)注以下問題。

   （1）重力淹沒出流排放口的河水倒灌控制。大口徑拍門工作不可靠，目前采用鴨舌閥的城市不多，采用閘閥的城市很多。閘閥啟閉不方便，經(jīng)常是降雨季節(jié)閘門長(zhǎng)期不關(guān)閉，造成該時(shí)段旱流污水收集率下降，增加雨天截流能力更無從談起。據(jù)悉寧波城區(qū)已普遍采用了鴨舌閥并妥善解決了鴨舌閥的安裝空間問題。

   （2）重力截留干管中雨天流量的控制與分配。新建沿河重力截流干管通常具有一定的雨天截流容量。然而，同一干管服務(wù)區(qū)域不同地塊的高程可能存在明顯差異。在截流輸送雨天水量時(shí)，從不同支管進(jìn)入干管的雨水流量與設(shè)計(jì)截留相比容易發(fā)生差別，低洼地塊的雨污水不能有效截流，并可能增加積水的風(fēng)險(xiǎn)。建議新建截流系統(tǒng)采用排水管網(wǎng)水力模型進(jìn)行總體評(píng)估，考慮采用流量調(diào)節(jié)器等流量控制設(shè)施。此外，為提高泵排系統(tǒng)的排澇安全程度，上海市排水管理部門通常將相鄰的雨水或合流制系統(tǒng)的管道側(cè)向連通，在2個(gè)系統(tǒng)的干管高程或坡度相差明顯的情況下，這種連通易造成越流，會(huì)增加發(fā)生雨澇的風(fēng)險(xiǎn)。

    低影響開發(fā)理念在國(guó)內(nèi)已經(jīng)逐步受到重視，《通知》要求在推行低影響開發(fā)過程中，排水系統(tǒng)建設(shè)與城市開發(fā)、道路建設(shè)、園林綠化部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，筆者理解這意味著在與相關(guān)部門的溝通協(xié)調(diào)方面已給予排水行業(yè)較多的話語權(quán)。然而，對(duì)如何有效地推進(jìn)低影響開發(fā)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，我們自身的準(zhǔn)備不足：缺乏應(yīng)用研究的技術(shù)儲(chǔ)備，對(duì)不同應(yīng)用條件下低影響開發(fā)建設(shè)的定位缺少探討，對(duì)已建的少數(shù)工程應(yīng)用案例缺少評(píng)估總結(jié)。

2.1 低影響開發(fā)設(shè)施的合理定位

    低影響開發(fā)理念是可持續(xù)發(fā)展思想在城市雨水管理領(lǐng)域的體現(xiàn)，是今后排水系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)的指導(dǎo)思想，這點(diǎn)毋庸置疑。然而，不同人口密度、土地開發(fā)強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件的國(guó)家與地區(qū)，對(duì)低影響開發(fā)的要求與理解存在差異。一些發(fā)達(dá)國(guó)家判別是否實(shí)行了低影響開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，是開發(fā)之后場(chǎng)地的水文條件較開發(fā)之前基本保持不變。單個(gè)低影響開發(fā)設(shè)施的水量控制標(biāo)準(zhǔn)，按照1年一遇或更高重現(xiàn)期的暴雨設(shè)計(jì)是常見的情況。根據(jù)我國(guó)的城市人均建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)，這樣的低影響開發(fā)在國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)地區(qū)是不可能實(shí)現(xiàn)的。貫徹源頭控制的理念，盡可能自源頭開始全方位控制徑流水量和面源污染負(fù)荷是原則，貫徹這一原則的措施不能離開當(dāng)?shù)氐膶?shí)施條件。簡(jiǎn)言之，對(duì)人均城市建設(shè)用地指標(biāo)85~105m²的國(guó)內(nèi)大中城市，傳統(tǒng)的排水管渠仍是排水設(shè)施的主要組成部分，低影響開發(fā)設(shè)施宜主要用于控制發(fā)生頻率高的中小降雨事件的污染負(fù)荷，延滯削減暴雨洪峰，彌補(bǔ)傳統(tǒng)排水設(shè)施的不足，這應(yīng)該成為推行低影響開發(fā)建設(shè)的主導(dǎo)思想。在低影響開發(fā)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)中，明確目標(biāo)與定位有利于相關(guān)工作穩(wěn)步推進(jìn)。

2.2 加強(qiáng)技術(shù)研究的重點(diǎn)

    美國(guó)許多州均有自己的低影響開發(fā)技術(shù)指南，而且經(jīng)常更新。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)城市的綠地面積少，公共開放空間小，南方地區(qū)土壤透水性差，地下水位很高。按照國(guó)外的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一些低影響開發(fā)技術(shù)設(shè)施在我國(guó)南方地區(qū)不適合應(yīng)用，比如在國(guó)外應(yīng)用廣泛的生物滯留設(shè)施（雨水花園）。需要針對(duì)各地的具體情況，研究適合當(dāng)?shù)貤l件的技術(shù)措施與設(shè)計(jì)參數(shù)。低影響開發(fā)技術(shù)研究，本應(yīng)屬于技術(shù)應(yīng)用研究范疇，目的在于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與工程應(yīng)用結(jié)果，發(fā)現(xiàn)與解決具體問題，推動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用。筆者以為，國(guó)內(nèi)目前不僅相關(guān)研究的基礎(chǔ)薄弱，投入嚴(yán)重不足，而且有限的力量沒有集中到刀口上。比如，對(duì)徑流中磷、氨氮以及重金屬等污染物的高效吸附材料研究，多年前在農(nóng)業(yè)面源污染的濕地治理等方面已有類似的研究，而對(duì)徑流中多環(huán)芳烴等持久性有機(jī)污染物的去除效果與機(jī)制等內(nèi)容，對(duì)于低影響開發(fā)的工程應(yīng)用似乎并不重要。出現(xiàn)這樣的問題，與應(yīng)用技術(shù)研究缺少必要的支持，未能與工程建設(shè)需要結(jié)合有關(guān)。另一方面，地方政府與土地開發(fā)商等技術(shù)應(yīng)用主體，在缺乏基本的前期研究情況下，參照國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)或技術(shù)指南，直接建造了一些低影響開發(fā)工程設(shè)施，設(shè)施建成后很少開展運(yùn)行效果的評(píng)估總結(jié)。加強(qiáng)高校等技術(shù)研究單位與應(yīng)用單位的溝通合作，明確適合當(dāng)?shù)貤l件的主要低影響開發(fā)技術(shù)類型，由地方政府與技術(shù)應(yīng)用單位提供支持以開展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用研究，在取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上推動(dòng)工程應(yīng)用；對(duì)已建成的設(shè)施開展運(yùn)行效果評(píng)估，以總結(jié)推廣經(jīng)驗(yàn)，是今后技術(shù)研發(fā)推廣的主要任務(wù)。

    根據(jù)國(guó)內(nèi)城市土地資源嚴(yán)重緊缺的狀況，從工程應(yīng)用的角度研究適合當(dāng)?shù)貤l件的綠色屋面、滲透性鋪面等技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)與設(shè)計(jì)參數(shù)，研究地下水位高、土壤滲透性能差的地區(qū)應(yīng)用雨水花園的技術(shù)改進(jìn)措施，是近期應(yīng)用研究工作的重點(diǎn)。我國(guó)不同地區(qū)的土壤、地下水位、降雨特性、地面坡度以及土地緊缺程度不同，同一類設(shè)施在不同應(yīng)用場(chǎng)合的技術(shù)細(xì)節(jié)會(huì)有明顯不同。正在實(shí)施的住建部“十二五”水專項(xiàng)中有關(guān)低影響開發(fā)的項(xiàng)目，可望為相關(guān)技術(shù)研發(fā)提供有力支撐。

2.3 保障機(jī)制的建設(shè)

    推進(jìn)低影響開發(fā)建設(shè)，需要得到城市規(guī)劃、園林綠化與市政道路等部門的配合與支持，同時(shí)需要土地開發(fā)主體在開發(fā)地塊內(nèi)按照要求實(shí)施徑流源頭控制措施。對(duì)后者，《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》已經(jīng)提出了一些要求，2006年版規(guī)范正在修改完善。而在城市尺度上推進(jìn)相關(guān)工作，一方面需要制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與指南，另一方面需要建立法規(guī)與管理辦法。

    即使在地下水位較低、土壤滲透性較好的地區(qū)，采用下凹綠地、雨水花園等徑流滯留滲透設(shè)施，也會(huì)對(duì)綠地的景觀效果造成不利影響，會(huì)大大增加管理成本�？紤]到現(xiàn)有城市綠地面積不足，對(duì)綠地的景觀等主要功能非常重視，要求園林綠化等部門給予配合，重要的不是宣傳可持續(xù)發(fā)展的理念，而是確定存在的問題，提出解決問題的技術(shù)措施，并通過政策法規(guī)明確各方責(zé)任。采用滲透性鋪面也面臨類似的問題：若要達(dá)到相同的承載能力，將會(huì)導(dǎo)致建設(shè)投資提高，建成后的維護(hù)與修復(fù)工作量也將增加。爭(zhēng)取其他部門的合作，不僅需要政府的支持，更需要排水行業(yè)的專業(yè)人員拿出具有說服力的數(shù)據(jù)與解決方案。鑒于目前在技術(shù)與工程經(jīng)驗(yàn)方面均缺乏積累，筆者以為，迫切的工作不是組織力量編制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而是不同地區(qū)、不同自然地理?xiàng)l件的城市抓緊研究確定適合當(dāng)?shù)貤l件的低影響開發(fā)設(shè)施的類型，開展應(yīng)用研究與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，編制地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與單項(xiàng)設(shè)施的技術(shù)指南。在明確技術(shù)的特點(diǎn)與投資、管理費(fèi)用的前提下，制定推進(jìn)低影響開發(fā)建設(shè)的地方管理辦法。厚積薄發(fā)，而后充實(shí)而權(quán)威的行業(yè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可以較快地編制完成。

    國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布2013年23號(hào)文件，為推動(dòng)城市排水防澇事業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與管理水平提高提供了契機(jī)。排水行業(yè)的技術(shù)與管理人員應(yīng)抓住契機(jī)，根據(jù)當(dāng)?shù)嘏潘�系統(tǒng)建設(shè)與管理所面臨的具體問題，開展應(yīng)用研究與工程實(shí)踐，以推動(dòng)《通知》精神的落實(shí)�！锻ㄖ�》在“加快設(shè)施建設(shè)”部分所提出的要求是排水行業(yè)技術(shù)人員在今后工作中的主要任務(wù)。雨污分流排水管網(wǎng)的改造工作，宜根據(jù)現(xiàn)狀管網(wǎng)的具體情況與今后水環(huán)境保護(hù)的需要，選擇合適的改造策略。推行低影響開發(fā)建設(shè)，應(yīng)從鼓勵(lì)各地開展應(yīng)用研究與工程實(shí)踐入手，逐步提升到建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與管理法規(guī)。愿我們共同努力推動(dòng)我國(guó)城市防澇事業(yè)不斷發(fā)展。

來源：給水排水