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

    國務(wù)院辦公廳發(fā)布2013年23號文件——《國務(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》（以下簡稱《通知》），為推進我國城市排水防澇設(shè)施建設(shè)與技術(shù)發(fā)展提供了重大機遇�！锻ㄖ�》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，形成工作合力”，這些既給城市排水行業(yè)發(fā)展帶來機遇，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)模式兩項工作，是當前排水行業(yè)設(shè)計與應(yīng)用研究人員面臨的具體任務(wù)。

1.1  雨污混接對排澇功能的損害

    雨水、污水混接對排澇安全的影響，《通知》給予了高度關(guān)注。雨污混接嚴重影響污水收集效率，為了提高污水收集效率，各地均積極落實混接雨水系統(tǒng)的旱流截污，這對提高污水收集率發(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。對于服務(wù)面積較小的小區(qū)排水系統(tǒng)較易實現(xiàn)雨污分流建設(shè)或改造，而對于服務(wù)面積較大的市政排水系統(tǒng)則很難實現(xiàn)。根據(jù)同濟大學(xué)在上海市以及合肥市的現(xiàn)場調(diào)查經(jīng)驗，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，污染負荷相對較低。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。這是因為，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。根據(jù)同濟大學(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雨水管網(wǎng)。

    實現(xiàn)雨污分流改造不僅是一項長期的、在操作上困難很大的工作，對一些水體缺少環(huán)境容量，面源污染負荷很高的城市，這樣做是否符合今后長期發(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)必須控制相當于5mm降雨產(chǎn)生的徑流，才能保證上海城區(qū)受納水體達到規(guī)劃水質(zhì)標準；而對合流制系統(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，對存在比較多的小區(qū)內(nèi)、建筑物內(nèi)的雨污混接，實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。具體對哪些類型的混接雨水系統(tǒng)適合進行嚴格的雨污分流改造，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?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“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，同濟大學(xué)與上海市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計研究院提出了《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體系對雨污分流改造也具有參考價值。

1.3  改造工程中需關(guān)注的問題

    對難以實現(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)閘門長期不關(guān)閉，造成該時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，從不同支管進入干管的雨水流量與設(shè)計截留相比容易發(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。建議新建截流系統(tǒng)采用排水管網(wǎng)水力模型進行總體評估，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，會增加發(fā)生雨澇的風(fēng)險。

    低影響開發(fā)理念在國內(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，對如何有效地推進低影響開發(fā)技術(shù)的實際應(yīng)用，我們自身的準備不足：缺乏應(yīng)用研究的技術(shù)儲備，對不同應(yīng)用條件下低影響開發(fā)建設(shè)的定位缺少探討，對已建的少數(shù)工程應(yīng)用案例缺少評估總結(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，這點毋庸置疑。然而，不同人口密度、土地開發(fā)強度、經(jīng)濟發(fā)展條件的國家與地區(qū)，對低影響開發(fā)的要求與理解存在差異。一些發(fā)達國家判別是否實行了低影響開發(fā)的標準，是開發(fā)之后場地的水文條件較開發(fā)之前基本保持不變。單個低影響開發(fā)設(shè)施的水量控制標準，按照1年一遇或更高重現(xiàn)期的暴雨設(shè)計是常見的情況。根據(jù)我國的城市人均建設(shè)用地標準，這樣的低影響開發(fā)在國內(nèi)絕大多數(shù)地區(qū)是不可能實現(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荷是原則，貫徹這一原則的措施不能離開當?shù)氐膶嵤�條件。簡言之，對人均城市建設(shè)用地指標85~105m²的國內(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荷，延滯削減暴雨洪峰，彌補傳統(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)計中，明確目標與定位有利于相關(guān)工作穩(wěn)步推進。

2.2 加強技術(shù)研究的重點

    美國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)達國家相比，我國城市的綠地面積少，公共開放空間小，南方地區(qū)土壤透水性差，地下水位很高。按照國外的技術(shù)標準，一些低影響開發(fā)技術(shù)設(shè)施在我國南方地區(qū)不適合應(yīng)用，比如在國外應(yīng)用廣泛的生物滯留設(shè)施（雨水花園）。需要針對各地的具體情況，研究適合當?shù)貤l件的技術(shù)措施與設(shè)計參數(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)場試驗與工程應(yīng)用結(jié)果，發(fā)現(xiàn)與解決具體問題，推動技術(shù)的應(yīng)用。筆者以為，國內(nèi)目前不僅相關(guān)研究的基礎(chǔ)薄弱，投入嚴重不足，而且有限的力量沒有集中到刀口上。比如，對徑流中磷、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，而對徑流中多環(huán)芳烴等持久性有機污染物的去除效果與機制等內(nèi)容，對于低影響開發(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，參照國外的經(jīng)驗或技術(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行效果的評估總結(jié)。加強高校等技術(shù)研究單位與應(yīng)用單位的溝通合作，明確適合當?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)場實驗與應(yīng)用研究，在取得經(jīng)驗的基礎(chǔ)上推動工程應(yīng)用；對已建成的設(shè)施開展運行效果評估，以總結(jié)推廣經(jīng)驗，是今后技術(shù)研發(fā)推廣的主要任務(wù)。

    根據(jù)國內(nèi)城市土地資源嚴重緊缺的狀況，從工程應(yīng)用的角度研究適合當?shù)貤l件的綠色屋面、滲透性鋪面等技術(shù)的實施要點與設(shè)計參數(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)改進措施，是近期應(yīng)用研究工作的重點。我國不同地區(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)用場合的技術(shù)細節(jié)會有明顯不同。正在實施的住建部“十二五”水專項中有關(guān)低影響開發(fā)的項目，可望為相關(guān)技術(shù)研發(fā)提供有力支撐。

2.3 保障機制的建設(shè)

    推進低影響開發(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，同時需要土地開發(fā)主體在開發(fā)地塊內(nèi)按照要求實施徑流源頭控制措施。對后者，《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相關(guān)工作，一方面需要制定技術(shù)標準與指南，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，也會對綠地的景觀效果造成不利影響，會大大增加管理成本。考慮到現(xiàn)有城市綠地面積不足，對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)明確各方責任。采用滲透性鋪面也面臨類似的問題：若要達到相同的承載能力，將會導(dǎo)致建設(shè)投資提高，建成后的維護與修復(fù)工作量也將增加。爭取其他部門的合作，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)標準，而是不同地區(qū)、不同自然地理條件的城市抓緊研究確定適合當?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)驗總結(jié)，編制地方技術(shù)標準與單項設(shè)施的技術(shù)指南。在明確技術(shù)的特點與投資、管理費用的前提下，制定推進低影響開發(fā)建設(shè)的地方管理辦法。厚積薄發(fā)，而后充實而權(quán)威的行業(yè)和國家標準可以較快地編制完成。

    國務(wù)院辦公廳發(fā)布2013年23號文件，為推動城市排水防澇事業(yè)的技術(shù)進步與管理水平提高提供了契機。排水行業(yè)的技術(shù)與管理人員應(yīng)抓住契機，根據(jù)當?shù)嘏潘�系統(tǒng)建設(shè)與管理所面臨的具體問題，開展應(yīng)用研究與工程實踐，以推動《通知》精神的落實�！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)從鼓勵各地開展應(yīng)用研究與工程實踐入手，逐步提升到建立技術(shù)標準與管理法規(guī)。愿我們共同努力推動我國城市防澇事業(yè)不斷發(fā)展。

來源：給水排水