技術(shù)交流 | 唐建國(guó)總工談：中國(guó)城市合流制排水系統(tǒng)的問題與改造
合流制、分流制是城市排水兩種并存的排水體制，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)、且都是合理的形式。合流制因造價(jià)低、占用道路資源和維護(hù)管理工作量相對(duì)少，多被世界很多較早建設(shè)排水系統(tǒng)的城市（地區(qū)）所采用，并沿用至今，甚至占有很高的比例。我國(guó)也不例外，合流制在很多城市的老城區(qū)所采用。但是合流制會(huì)在雨天產(chǎn)生超過截流倍數(shù)的溢流，造成的環(huán)境污染。故日本、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家的城市長(zhǎng)時(shí)間來(lái)一直致力于合流制的改造，如日本制定了詳細(xì)和著名的“合流制完善計(jì)劃”。
國(guó)內(nèi)合流制與國(guó)外的相比，則因雨水排水標(biāo)準(zhǔn)低、可能不是真正的合流制、系統(tǒng)內(nèi)合流與分流混存、一年四季滿高水位（滿管流）、清通養(yǎng)護(hù)水平低下、截流方式不正確、溢流口溢流污染嚴(yán)重等問題，讓合流制成了“眾矢之的”，“溢流污染”更被環(huán)保督察所詬病。合流制改造和如何改造就成了當(dāng)下我們必須解答的命題。
對(duì)于我們“不一樣”的合流制，應(yīng)該怎么改？談點(diǎn)自己的觀點(diǎn)，供討論，一起為改造好我們國(guó)家的合流制出力。
1 認(rèn)識(shí)一下我們不一樣“合流制”
在我國(guó)很多城市老城區(qū)的合流制普遍存在雨水排水標(biāo)準(zhǔn)偏低的問題，難于滿足現(xiàn)在排水管道標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到3年~5年的要求。但是，除此之外，還有如下特有的問題：
1.不應(yīng)該被稱為合流制的“合流制”。很多城市就埋了“一根管”，其按照什么標(biāo)準(zhǔn)的污水量、雨水量設(shè)計(jì)的，現(xiàn)在都無(wú)從查起。實(shí)際狀況是旱天走污水也許大了點(diǎn)，雨天走雨水又遠(yuǎn)不夠，如圖1。其雨天不就是“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”的結(jié)果，這種溢流因?yàn)橛醒叩脑�，可是把旱天留存在管道中污水都�?huì)溢到水體中，這個(gè)“一根管”可真不是合流制。
（這就是個(gè)污水直排口，這點(diǎn)堰高，有啥截流效果？是合流制？）
圖1 “一根管”排水
還有不少城市沿河對(duì)排水口進(jìn)行截流，截的是小區(qū)合流排水口、雨污水混接的排水口。這種“整整齊齊”沿著河道都是“溢流口”，雖然名稱叫截污，實(shí)際根本起不到截污作用，如圖2。不還是個(gè)“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”嗎！就算截流范圍是合流制，它也不是一個(gè)合格的截流式合流制。
（“整整齊齊”截流溢流口，有啥截流效果？是合流制？）
圖2 不正確的截流
2.系統(tǒng)內(nèi)合流制與分流制交錯(cuò)并存。一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)要是合流制、分流制都“混”在一起了，該叫個(gè)“啥制”？如圖3。這個(gè)區(qū)域什么管渠都有，設(shè)想把旱天污水、各種管道的“存水”、地下水等都截入到污水處理廠，要污水處理廠“扛起來(lái)”。進(jìn)不了的就存在截污槽（管）、截流槽（管）中，但是水“太多”了，雨天還就是向河道溢。污水處理廠“扛不動(dòng)”，不還是個(gè)“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”嗎！這個(gè)系統(tǒng)改造可就比前面那個(gè)不是合流制的系統(tǒng)難多了。
（夠復(fù)雜的一個(gè)排水系統(tǒng)，也沒有讓河道水質(zhì)好起來(lái)�。�
圖3 某地排水系統(tǒng)概化圖
3.合流管滿管流讓合流制失去截流功能。一個(gè)合格的合流制，應(yīng)該是旱天污水低水位，雨天降雨達(dá)到一定排水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，合流管雨天滿管流，且截流管有一定的截流倍數(shù)，末端污水處理廠處理能力也能夠與截流倍數(shù)相適應(yīng)。但是實(shí)際上，很多合流制因?yàn)榈叵滤霛B、河水倒灌（排水口淹沒在水位下），甚至河湖水直接排入合流管中，導(dǎo)致合流管一年四季都是滿管流，仍然是個(gè)“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”，如圖4。因城市河湖水入侵，甚至旱天就在溢流，如圖5。“滿管流”哪里會(huì)有截流倍數(shù)，水位再高于管頂，截流倍數(shù)就是個(gè)“負(fù)”值；加之污水處理廠又僅是按照地區(qū)污水量設(shè)計(jì)的，雨天有哪里能夠處理得掉所謂截流倍數(shù)內(nèi)的水。
（合流管旱天低水位、雨天滿管流才對(duì)啊�。�
圖4 排水管網(wǎng)滿管流
（這個(gè)水體沒有溢流出口，就溢到合流管道里，這怎么可以啊，外水是排水管道的“敵人”�。�
（進(jìn)到合流管道的水體水，旱天就把污水沿途溢到河里了）
圖5 河湖水（外水）直接入侵
4.雨天溢流污染太嚴(yán)重。排水管道養(yǎng)護(hù)管理工作最最重要的兩個(gè)字是“清、通”。雨水管是“清”，“清”就是把雨水管道中的積泥“清”出來(lái)，讓雨水管做到旱天無(wú)積泥、少積泥！污水管是“通”，把積泥“通”到下游去，進(jìn)到污水處理廠，讓污水管無(wú)淤積、無(wú)堵塞、水暢流！合流管既要“清”、也要“通”，旱天多多“通”，保證低水位時(shí)，像污水管一樣，無(wú)淤積、無(wú)堵塞、水暢流；降雨前還應(yīng)該好好再進(jìn)行“清”。雨水管和合流管都有排河道水體的口門，“清”的目的就是雨天少點(diǎn)污染物入河。只有最大限度地減少管道中的積泥，才能夠減少雨天溢流污染�？墒俏鬯堋⒑狭鞴芎陀晁芡荒晁募径际歉咚唬踔潦菨M管流，這就讓“清、通”養(yǎng)護(hù)變得十分困難，就不可能做到有效地將雨水、合流管中的積泥“清出來(lái)”！好比煮了一鍋稀飯，想把米粒都撈干凈，是件很難的事道理是一樣的。圖6是奧地利排水管道中的積泥情況，其大部分管道積泥不超過管徑的1/40。這比我們養(yǎng)護(hù)后要求積泥厚度不大于1/8可好得多��！管道積泥少了，合流管、雨水管雨天排水口溢流和出流的污染物就少了。圖7是某平原河網(wǎng)地區(qū)城市雨天排水口出流污染的構(gòu)成，在總污染負(fù)荷中，管道積泥的污染負(fù)荷要占到60%以上，可見合流管道、雨水管道清淤工作的重要性之高。圖8是某山地城市雨天合流制排水口污染物變化情況，COD最高可以高達(dá)2000mg/L之巨。
（人家水環(huán)境好，和排水管道養(yǎng)護(hù)質(zhì)量很有關(guān)系�。�
圖6 奧地利排水管道的積泥情況
（積泥污染要占總污染負(fù)荷的70%，不清泥行嗎？）
圖7 某平原河網(wǎng)地區(qū)排水口出流污染構(gòu)成情況
圖8 某山地城市合流管排水口雨天污染物排放情況
5．占“別人”便宜的“合流渠箱”。很多城市，特別是山地和丘陵城市，有很多的原來(lái)用于排山溪水、山泉水、雨天排山洪水的渠道，其與城市內(nèi)河水體相連，他們的存在甚至早于城市地區(qū)的開發(fā)。但是在城市開發(fā)中，就把這些渠道當(dāng)成排水主干渠，污水、雨水統(tǒng)統(tǒng)接到了渠道中。甚至因?yàn)殚_發(fā)把山水也不知道“擠”到哪去了，導(dǎo)致旱天排污水，雨天又是污水、雨水和山水混合水，把山水渠道搞成了又黑又臭，那就再蓋上蓋板，稱為“合流渠箱”，詳見圖9。這是開發(fā)者的偷懶學(xué)位，占“別人”的便宜，何以能夠稱為合流？
圖9 占“別人”便宜的合流渠箱
2 我們的合流制該怎么改
正是因?yàn)槲覀兊暮狭髦婆c國(guó)外相比不一樣，問題更多。面對(duì)我們的這種不一樣“合流制”，在改造的同時(shí)，不但要解決雨天雨水排水標(biāo)準(zhǔn)提高的問題，還要解決溢流污染問題，甚至要將溢流污染控制到比雨水排水標(biāo)準(zhǔn)提高改造前的現(xiàn)狀還要�。徊坏迯�(fù)好現(xiàn)有合流管的結(jié)構(gòu)性缺陷，減少外水入滲、杜絕河水倒灌，解決旱天滿管流的問題，還要優(yōu)化調(diào)度、增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理，減少管道積泥；不但要建設(shè)灰色設(shè)施，還要綠色應(yīng)對(duì)、減少?gòu)搅魑廴�。所以，我們的合流制不是�?jiǎn)單地將現(xiàn)狀合流制廢除了，改成分流制，而是要多措并舉，應(yīng)地施策。
1.改造前必須要做的事。針對(duì)一個(gè)城市合流制系統(tǒng)，或者所謂的“合流制”系統(tǒng)，改造前必須要做的工作是：第一，盡可能收集原有的合流系統(tǒng)的資料，了解現(xiàn)狀合流制當(dāng)初是按照什么標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，調(diào)查現(xiàn)狀排水戶和地表狀況，了解現(xiàn)狀與當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)服務(wù)范圍的差異；第二，結(jié)合收集的資料，深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查現(xiàn)有排水系統(tǒng)真實(shí)的構(gòu)成，了解現(xiàn)狀合流制系統(tǒng)與后建排水系統(tǒng)的關(guān)系；第三，收集相關(guān)排水規(guī)劃、海綿城市建設(shè)規(guī)劃和地區(qū)發(fā)展規(guī)劃資料，理解地區(qū)的發(fā)展要求；第四，要按照現(xiàn)狀條件，對(duì)合流系統(tǒng)進(jìn)行必要的驗(yàn)算，掌握其在目前情況下的排水能力情況，并結(jié)合規(guī)劃要求，驗(yàn)算現(xiàn)有設(shè)施與規(guī)劃目標(biāo)的差距，確定改造的排水標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)；第五，在旱天打開井蓋看看，現(xiàn)狀合流管道系統(tǒng)水位情況，畫出類似于圖4的管道水位“彩超圖”，判斷合流管的運(yùn)行狀態(tài)，初步判斷管道質(zhì)量狀況和外水來(lái)源和量的情況；第六，調(diào)查了解當(dāng)?shù)嘏潘艿赖酿B(yǎng)護(hù)情況，初步判斷合流管網(wǎng)總的積泥情況；第七，實(shí)測(cè)合流制排水口在雨天的溢流污染和所屬污水處理廠雨天進(jìn)水、溢流等情況，掌握溢流污染物的構(gòu)成、隨降雨歷時(shí)的溢流污染物變化情況。這些調(diào)查是非常必要的，當(dāng)然調(diào)查的內(nèi)容也遠(yuǎn)不止上述所敘。要杜絕“情況不明，辦法多”。
2.主要改造的對(duì)策
1）與雨水排水標(biāo)準(zhǔn)提升相結(jié)合�，F(xiàn)有合流制排水系統(tǒng)普遍面臨不能夠滿足雨水排水規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)的問題，甚至由于后期的發(fā)展，都不滿足原來(lái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，那么合流制改造就要與雨水排水標(biāo)準(zhǔn)提升相結(jié)合。改造時(shí)要考慮到：第一，原有合流管怎么辦？最好是將現(xiàn)有合流管作為污水管，按照新的雨水排水標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)道路雨水排水管，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可先不涉及排水戶污水的納管問題，逐步進(jìn)行排水戶內(nèi)部的分流改造和現(xiàn)有合流管結(jié)構(gòu)性缺陷的修復(fù)，道路雨水排水管也先只是先與道路雨水口銜接。上海市水務(wù)局一位領(lǐng)導(dǎo)稱其為“準(zhǔn)分流制”改造，倒是很有見地和符合實(shí)際的稱謂。第二，現(xiàn)有道路沒有管位，這是制約敷設(shè)道路雨水排水管的難題；王盈盈等《現(xiàn)狀道路下空間集約型排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)》（給水排水，2021年7月）中提出“雨水口一體溝”的做法不失是一種解決道路雨水管管位問題的方法，詳見圖10；目前與雨水排水口相結(jié)合的溝渠產(chǎn)品也很多，如圖11所示；這種占用雨水口位置做法的優(yōu)點(diǎn)為：一是在充分利用道路雨水口位置，解決管位的同時(shí)，可與雨水口的改造進(jìn)行有效的結(jié)合；二是可最大限度地降低了原有合流管雨天的合流水量，大大減少了雨天原合流排水口的溢流，減少了污水處理廠的入廠水量；三是新建道路雨水排水管為現(xiàn)有合流管的缺陷修復(fù)的分段調(diào)水提供了轉(zhuǎn)輸通道。在實(shí)踐中，也有人提出將現(xiàn)有合流管改為雨水排水管，原因是：現(xiàn)有合流管因存在結(jié)構(gòu)性缺陷需要修復(fù)，新建污水管，老合流管就不用修復(fù)了。但是現(xiàn)有合流管不滿足雨水排水標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，豈不是還要建設(shè)新的雨水管？就是作為雨水管，它不是也要修復(fù)嗎？不修復(fù)現(xiàn)有合流管，作為雨水管還是旱天就是滿管流，滿管流就不能夠有效地把積泥從管道中清出來(lái)，積泥清不出來(lái)，溢流污染就會(huì)很嚴(yán)重。
圖10 雨水口一體溝渠示意圖
（雨水口與雨水排水管渠同位，占用的是雨水口的位置，省去了連管，方便了與雨水口的銜接）
圖11 線型排水溝渠產(chǎn)品圖
2）與“海綿措施”實(shí)施相結(jié)合。合流制改造最大目的是減少雨天的溢流污染。溢流污染主要來(lái)自管道積泥和污水，管道積泥又主要來(lái)自于地表徑流。減少了徑流污染，不就減少了積泥嗎！而減少?gòu)搅魑廴咀钣行У拇胧┚褪?ldquo;海綿措施”。“海綿措施”不但可以減少?gòu)搅魉�，減少了徑流水量，就減少了道路雨水排水管的規(guī)模，讓新建雨水管道更加容易實(shí)施；而且更可以有效減少?gòu)搅魑廴荆@就是“海綿措施”的兩大功能，何樂不為！“海綿城市”不能夠當(dāng)工程建，但是城市工程可以海綿化，這就是“全域海綿”的對(duì)策，如圖12所示。若沒有“海綿措施”，雨水排水標(biāo)準(zhǔn)越高，豈不是雨天雨水管道、合流管道的出流污染、溢流污染越高嗎！紐約、費(fèi)城的綠色經(jīng)驗(yàn)真的可以借鑒，費(fèi)城的“綠色英畝計(jì)劃”，不就是有效解決了合流制雨水截留和溢流污染控制問題嗎？詳見圖13。“海綿城市”可真不能夠僅僅掛在嘴邊上，停留在所謂的“海綿城市規(guī)劃”上。“海綿規(guī)劃”不落實(shí)在城市排水上，就是個(gè)“花花綠綠”的“圖畫”而已。“海綿城市”理念需要用心去落實(shí)，需要知行合一去實(shí)現(xiàn)。
（綠化不給雨水“開放”，何談綠色？何談“多用自然力排水”何談韌性城市）
圖12 城市設(shè)施“海綿措施”改造（示意）
圖13 美國(guó)費(fèi)城“綠色英畝計(jì)劃”效果
3）與綜合施策相結(jié)合。合流制，或者所謂“合流制”的改造的確還需要綜合施策。第一，對(duì)于圖1“一根管排水”，那只能夠新建雨水排水管，新開雨水排水口；把現(xiàn)有的排水口封堵掉，污水截流到污水處理廠。第二，對(duì)于圖2沿河“整整齊齊溢流口”，必須首先進(jìn)行小區(qū)、企事業(yè)單位內(nèi)部排水單元的雨污分流，若這個(gè)“截流管”還能夠使用，那就得毫不猶豫地將“整整齊齊”的溢流口統(tǒng)統(tǒng)封堵掉；一定要學(xué)習(xí)廣州“排水單元達(dá)標(biāo)”的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，不但實(shí)現(xiàn)排水單元內(nèi)部污水、雨水各行其道，還要實(shí)現(xiàn)雨水排水達(dá)標(biāo)，甚至“海綿化”改造，詳見圖14所示，并落實(shí)管理責(zé)任主體；這些沿河的“排水單元”在實(shí)現(xiàn)內(nèi)部分流改造后，其雨水就可以直接排放到水體中，詳見圖15所示；把雨水排水口露出來(lái)，老百姓的眼睛比任何監(jiān)管設(shè)備都管用。第三，對(duì)于圖3分流、合流系統(tǒng)交錯(cuò)在一起的，則首先要把理清楚這個(gè)“亂麻”，分流系統(tǒng)雨水不能夠進(jìn)入合流系統(tǒng)，合流系統(tǒng)也不能夠與分流系統(tǒng)相接；其次進(jìn)行分流系統(tǒng)的混接改造、缺陷修復(fù)，合流管道該怎么改，就怎么改；污水處理廠不是“無(wú)底洞”，“扛不起”這些混在一起的水。第四滿管流的“合流管”，那就得做檢測(cè)，真真切切地找出導(dǎo)致滿管流的問題原因，扎扎實(shí)實(shí)地去做“趕外水”工作；不恢復(fù)旱天低水位，就不是合流制。第五，哪有不需要養(yǎng)護(hù)的排水管道，把管道水位真真降下去了，把積泥旱天趕到下游，進(jìn)到污水處理廠，降雨前再有效清一次，溢流污染還會(huì)嚴(yán)重嗎？“排水管道滿管流是減少地下水入滲、防止道路坍塌的好辦法。”的說(shuō)法真是欠考慮。第五，對(duì)于所謂的“合流渠箱”，那就是還債，世上沒有“光占便宜，不用還帳”的好事；污水是“合流渠箱”的外水，那就毫不猶豫地將污水這個(gè)外水“趕出去”，恢復(fù)原來(lái)山水渠“走清水”的本來(lái)面目；在“合流箱涵”中加設(shè)截流管，戲稱“三車道”的做法是恢復(fù)“走清水”最簡(jiǎn)單和有效的辦法，詳見圖16所示。
（排水單元達(dá)標(biāo)，混接改造的“標(biāo)志性成果”就是屋頂雨水落水管在地面處的斷接，進(jìn)入海綿體、綠地不是很好嗎�。�
圖14 廣州“排水單元”達(dá)標(biāo)示例
圖15 沿河排水單元的分流制雨水管直接排河
（兩側(cè)截污水，中間“走清水”的“三車道”）
圖16 “合流渠箱”改造示例
3最后再提醒幾點(diǎn)：
一是，環(huán)保督察稱“溢流污染嚴(yán)重”，只是說(shuō)了問題的表象，不能就表象說(shuō)咋辦，而是要踏踏實(shí)實(shí)地去找問題的原因。只有把原因找清楚了，再結(jié)合排水規(guī)劃目標(biāo)進(jìn)行符合實(shí)際的改造，管、建并重，才是走正道。當(dāng)然這種“溢流污染”也可能出現(xiàn)在現(xiàn)狀混接嚴(yán)重的分流制，有人說(shuō)是“半吊子”分流制，其也不會(huì)比合流制好到哪里去，可能更嚴(yán)重。
二是，合流制改造不是簡(jiǎn)單地說(shuō)“合流制就是保持合流制”、“合流制一定要改為分流制”，真的要根據(jù)實(shí)際來(lái)，該怎么改就怎么改，不改永遠(yuǎn)解決不了問題，當(dāng)然“趕外水、降水位、通管道、清積泥”永遠(yuǎn)是趕快補(bǔ)上和要做好重要的工作。
三是，在合流制（包括“半吊子”分流制）沒有改造清爽之前，就在末端按照所謂若干毫米“初期雨水”做個(gè)“調(diào)蓄池”，可真不能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)的“初心”。旱天都是“滿管流”合流管，調(diào)蓄池截流的可真不是想象中的“初期雨水”，當(dāng)然“初期雨水”真實(shí)的概念也不是按照“若干毫米”定義的。管道中的積泥，沒有清干凈，調(diào)蓄池的沖洗堰門怎么可能把池子中的淤泥清干凈，沖不干凈，那就得靠人工去挖了。另外，德國(guó)、日本的“調(diào)蓄池”（合理的名稱應(yīng)該是“截流池”）可不是按照“若干毫米”來(lái)設(shè)計(jì)的，而是按照水環(huán)境要求來(lái)設(shè)計(jì)的。世上沒有“一招鮮”的方法。
四是，還得把雨水口好好管住才行，往雨水口倒各種亂七八糟的臟水，就是污水直排，如圖17所示。不要說(shuō)分流制雨水管，合流管污水沒有考慮這部分污水。消除污水直排是硬任務(wù)，不管咋行。
圖17 雨水口唯一功能是收集地表徑流雨水
4小結(jié)
污水雨水同管流，
排水體制稱合流。
占用道路資源少，
維護(hù)管理量還小。
國(guó)外普遍都采用，
管大質(zhì)佳挺好用。
溢流污染也是禍，
綠色灰色來(lái)?yè)Q貌。
我國(guó)合流不一樣，
排水標(biāo)準(zhǔn)不夠高。
一根管道來(lái)充當(dāng)，
沿河截流處處溢。
分流合流系統(tǒng)混，
管道滿流泥難搞。
下雨進(jìn)河稱溢流，
污染水體莫玩笑。
認(rèn)真調(diào)查找問題，
辨析原因心有底。
腳踏實(shí)地來(lái)改造，
兩手一攤咋能行。
趕出外水降水位，
清出積泥少污染。
管理為先莫為難，
不維不修就該罰。
雨水提標(biāo)促改造，
海綿措施真有效。
符合實(shí)際謂好招，
保證質(zhì)量才算好。
