摘要：合流制溢流（CSO）控制子系統(tǒng)之間的銜接關系是科學合理制定CSO控制策略、長期規(guī)劃和實施方案必須解決好的基礎性、系統(tǒng)性問題。結合各城市CSO控制中存在的一些突出問題和誤區(qū)，詳細剖析CSO控制各子系統(tǒng)之間的銜接及制約關系，以及這些基本關系受現(xiàn)實條件的影響。進而提出通過系統(tǒng)優(yōu)化配置實現(xiàn)CSO控制目標的基本思路和原則，并對未來國內(nèi)城市制定CSO控制策略的一些重點工作提出建議。

關鍵詞：合流制溢流控制；排水系統(tǒng)；溢流污染

正 文

我國城市合流制及相關排水系統(tǒng)具有明顯的多樣性、復雜性、差異性等特征，制定控制策略時，如果缺乏對城市排水系統(tǒng)的系統(tǒng)摸排和全面評估，缺乏對排水系統(tǒng)自身特征和外部條件造成影響的深入分析，就容易將不同情況下的污染問題與合流制溢流（CSO）污染混為一談或區(qū)分不清，陷入顧此失彼的混亂或各持所見的窘境，從而影響重大決策和工程建設的科學性、合理性。限于篇幅，文中難以對合流制及其相關排水系統(tǒng)的全系統(tǒng)銜接關系進行全面分析和討論。但本質(zhì)上，不同類型“雨污合流污水”面臨的決策難題、控制策略、系統(tǒng)銜接關系及規(guī)律等，與截流式合流制排水系統(tǒng)具有較多共性且原理基本相通，以“雨污水混流、溢流、截流”為基本特征的截流式合流制排水系統(tǒng)代表了相對較完整、典型的合流污水處置方式，也是未來合流制區(qū)域排水系統(tǒng)更新和完善的重點。因此，主要圍繞截流式合流制排水系統(tǒng)對CSO控制總體思路和各子系統(tǒng)的銜接關系進行深入探討，尤其關注系統(tǒng)真實運行狀況、現(xiàn)實條件等對銜接關系及系統(tǒng)決策產(chǎn)生的影響。

事實上，CSO控制中各子系統(tǒng)的特點及其之間的銜接關系，直接影響了各城市的CSO控制策略及工程決策。美國、德國、日本在CSO控制策略選擇上的傾向與差異，很大程度上就是基于對系統(tǒng)及系統(tǒng)關系的重視和切實的把握，如美國有一定代表性的“大截流”以及德國應用較多的“分散調(diào)蓄”等，都是在對城市基本條件、排水系統(tǒng)現(xiàn)狀及內(nèi)部銜接關系進行綜合評估的基礎上做出的優(yōu)化策略選擇。

而我國城市合流制排水系統(tǒng)面臨的條件更復雜，溢流污染的危害也更為嚴重，但大部分城市長期缺乏系統(tǒng)性控制思路和可持續(xù)的策略。從目前關于CSO控制的一些專業(yè)討論，及當前各城市已開展的相關規(guī)劃、項目設計及實施情況來看，存在幾方面比較普遍的共性問題，極大地影響了CSO控制系統(tǒng)的決策、工程合理性和部分已實施工程的運行效率，并直接導致部分工程難以達到預期目標。這些系統(tǒng)性問題常見于：① CSO控制策略和實施方案中的系統(tǒng)構成不完整；②某些重要控制措施的上、下游子系統(tǒng)能力不匹配，導致“無效投資”，例如盲目改造截流干管和提高截流倍數(shù)或設置大型CSO調(diào)蓄設施，但系統(tǒng)處理能力與之明顯不匹配；③工程項目設計工況與系統(tǒng)的實際工況差異巨大，存在較大隱患；④重大工程決策時對水質(zhì)目標可達性及整體方案技術經(jīng)濟合理性分析和比選不足，缺乏系統(tǒng)角度的優(yōu)化分析和近遠期規(guī)劃，實施項目在整個決策系統(tǒng)中的重要性、貢獻率、優(yōu)先級和時間安排等不清晰；⑤對復雜而龐大的系統(tǒng)工程面臨的實際困難、制約因素和可達性，亦即風險分析不足。

這些共性問題及現(xiàn)實困惑共同反映出，必須對CSO控制系統(tǒng)的銜接關系及其受現(xiàn)實運行條件的綜合影響高度重視，也需要更為深入的探討和剖析。

1 截流式合流制系統(tǒng)污染物轉(zhuǎn)輸及溢流控

典型的截流式合流制排水系統(tǒng)一般包括：雨水和污水的收集、截流、就地處理和污水廠處理、排放等環(huán)節(jié)，具體構成及污染物轉(zhuǎn)輸、排放見圖1。

旱天，合流污水通過污水處理廠全流程處理后排放；雨天，在系統(tǒng)截流及處理能力范圍內(nèi)的合流污水經(jīng)過全流程或單獨處理后排放，超出截流或處理能力的合流污水，主要集中在截流干管溢流口、污水處理廠的廠前緊急溢流口發(fā)生溢流。也有部分城市存在一些特殊情況，暴雨時因管網(wǎng)排放能力不足、地面坡度大等原因綜合導致合流污水地面漫溢排放。

在我國，由于城市管理、居民生活習慣等外部條件造成的系列影響，污染物在合流制排水系統(tǒng)內(nèi)的收集、轉(zhuǎn)輸、排放情況極為復雜，且具有很大的危害性。首先，國內(nèi)城市普遍存在垃圾丟棄、清掃不善、沿街商鋪排污漏污等問題，下墊面及雨水口內(nèi)污染物累積水平高，降雨時大量沖刷至管網(wǎng)系統(tǒng)，導致雨水徑流污染非常嚴重。其次，我國合流制管道防沉積設計不足且缺乏專門的運維沖洗，大量污染物容易沉積在管道內(nèi)，當管道流量達到一定程度時，就會導致嚴重的管內(nèi)沖刷，攜帶高濃度“黑水”的合流污水產(chǎn)生溢流，對河湖水體構成重度水污染威脅，許多城市雨季的黑臭現(xiàn)象即與此有關。而且，暴雨時被大量沖刷和集中排放的合流污水，對污水處理廠處理工藝也構成沖擊性影響。此外，由于管網(wǎng)轉(zhuǎn)輸過程中地下水及其它水源入流入滲、污染物沉積等影響，造成旱天污水處理廠進廠污水濃度低，處理工藝受影響，甚至有些污水處理廠需要持續(xù)添加碳源才能保障正常運行。以上幾方面原因，最終導致合流制系統(tǒng)污染物實際收集、轉(zhuǎn)輸及處理效率低下，溢流污染嚴重。

針對污染物在合流制系統(tǒng)中產(chǎn)生、轉(zhuǎn)輸及排放等關鍵環(huán)節(jié)，主要通過低影響開發(fā)（Low Impact Development，LID）源頭減排、雨污分流改造、管網(wǎng)截流能力提升、調(diào)蓄及回送、調(diào)蓄及就地處理、污水廠升級改造等工程技術措施，綜合達到削減CSO污染負荷的目的，具體如圖2所示。為了最大限度地利用現(xiàn)有系統(tǒng)和減少污染物來源，一些非工程性措施（如公共教育、街道清掃、排污管理、管道沖洗和清淤等）及管道系統(tǒng)的優(yōu)化（如實時控制、管網(wǎng)修復等）等也是CSO控制的重要舉措。

上述CSO控制子系統(tǒng)之間有些呈互補作用，如源頭控制與調(diào)蓄、處理系統(tǒng)的關系；也有些由于自身特點，構成對其他子系統(tǒng)的制約，如處理系統(tǒng)對截流、調(diào)蓄系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。在具體工程中，如何結合合流制區(qū)域基本條件，統(tǒng)籌運用好這些不同類型的技術措施并進行系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)更為經(jīng)濟有效的溢流污染控制，是一項非常復雜和有難度的工作。既要考慮技術體系上的基本關系及統(tǒng)籌銜接，把握溢流控制關系的基本邏輯、重要環(huán)節(jié)和主要方法，也要充分考慮現(xiàn)階段非技術因素（如前述合流制及相關排水系統(tǒng)的復雜特征、政策、技術導則、規(guī)范標準、城市管理等）對CSO控制決策所產(chǎn)生的重要影響，并在瓶頸環(huán)節(jié)取得突破。

2 “源頭-過程及末端”之間的協(xié)同關系

源頭控制既包括同時具有徑流總量減排和徑流污染物處理作用的低影響開發(fā)設施的實施和改造，也包括場地內(nèi)雨污分流改造。其中，低影響開發(fā)（LID）或綠色基礎設施（GI）能直接減少雨水排入合流制或分流制管網(wǎng)系統(tǒng)，同時提供雨水徑流凈化處理的功能。源頭LID改造/建設主要從以下2個層面達到CSO控制效果：①削減進入合流制排水系統(tǒng)的雨水徑流及污染負荷總量，為污水處理廠雨天騰出更多處理余量；②改善下墊面不透水特性，削減峰值流量，延遲峰現(xiàn)時間，降低溢流頻率和總量。“雨污分流改造”則主要是減少進入合流制管網(wǎng)系統(tǒng)的雨水徑流，但雨水徑流仍然需要進行處理，且需要同時建設覆蓋建筑小區(qū)和市政道路的雨污分流管網(wǎng)，才能有效減少污染物排放總量。

源頭控制措施的實施，能有效緩解下游控制系統(tǒng)的壓力；反之，下游調(diào)蓄及處理設施的合理設計，也能一定程度分擔老城區(qū)海綿化改造的源頭減排目標�？傮w上，由于源頭控制是CSO控制的最初始環(huán)節(jié)，受其他子系統(tǒng)的干擾較少。基于這種特性，在美國、日本等國家，局部區(qū)域的雨污分流改造與低影響開發(fā)已經(jīng)被作為CSO控制的重要組成部分，費城、紐約、西雅圖等城市已逐步將低影響開發(fā)作為CSO控制的重要手段之一，并納入長期規(guī)劃，持續(xù)推進建設。我國在海綿城市試點建設推動下，已逐步在試點城市建成連片規(guī)模化的低影響開發(fā)項目，部分城市也將源頭控制納入到規(guī)劃建設管控流程當中，作為新、改（擴）建項目的基本要求，對老城合流制區(qū)域的CSO控制將產(chǎn)生有利的影響。

雖然源頭控制能比較有效地削減CSO，但也應充分認識其比較苛刻的實施條件和大規(guī)模改造的難度。一方面，源頭減排項目要實現(xiàn)對合流管網(wǎng)總體入流量及入流污染的明顯削減作用，需要盡可能地系統(tǒng)連片或規(guī)�；�改造。另一方面，合流制區(qū)域一般處于高密度中心城區(qū)，改造條件復雜、地面和地下空間受限，部分城市還面臨建筑及文物保護、大面積地下結構防護等要求。國內(nèi)外的經(jīng)驗都充分證明，大范圍實施源頭減排改造的難度和代價其實都比較大。從美國費城、紐約、華盛頓等城市推行綠色基礎設施控制CSO的經(jīng)驗看，雖然大部分地區(qū)將GI控制作為CSO控制系統(tǒng)不可或缺的一部分，但總體實施比例<20%，灰色設施仍然承擔了大部分CSO控制任務。這與當?shù)貙嵤�條件和代價有關，也受前期灰色設施完善程度、CSO控制目標的達標要求等因素影響。不過總體而言，合理規(guī)劃實施源頭控制措施往往可以彌補灰色設施的不足，減少項目投資，提高整體效益。

需要強調(diào)，由于國內(nèi)排水系統(tǒng)的建設管理能力地區(qū)差異明顯、復雜程度高，受納水體既受到各類溢流口的影響，也受到管網(wǎng)長期形成的漏損、高水位運行、直排漏排等各種影響，導致不完善的基礎管網(wǎng)短時間內(nèi)全面改造難度大、見效慢，也導致部分城市在短期內(nèi)實施的高投資截流系統(tǒng)提升改造、調(diào)蓄及處理系統(tǒng)建設難以發(fā)揮其設計能力和實現(xiàn)應有效能。相比之下，源頭改造和低影響開發(fā)控制措施具有更高的普適性，在某些城市或地區(qū)有可能起到更為重要的污染減量作用。

3 “截流-處理-調(diào)蓄”之間的制約與匹配

3.1 截流與處理能力的銜接

由于對截流和處理系統(tǒng)的匹配關系理解或重視不足，污水處理廠設計、排放標準限制，以及建設管理過程中人為因素的復雜影響，截流能力與污水處理廠處理能力、處理工藝的不匹配是國內(nèi)城市合流制系統(tǒng)普遍存在的突出問題。一些城市花大力氣進行截污或分流改造，但往往實際截流效果不佳，下游處理系統(tǒng)能力不匹配，造成污染物轉(zhuǎn)移排放，實際的去除效率不高，投資效益低，這必須引起足夠重視并妥善解決。

完善的截流式合流制排水系統(tǒng)中，系統(tǒng)截流能力應與處理能力相匹配，這也是影響CSO控制效果和工程決策的基礎關系。對截流和處理系統(tǒng)的關系而言，截流倍數(shù)是最重要的控制或影響參數(shù)之一。我國規(guī)范標準給出的推薦截流倍數(shù)是2~5，在這個范圍內(nèi)究竟如何取值是一個很關鍵的問題，截留系數(shù)1倍的差異就會帶來整個系統(tǒng)巨大的工程改造和投資，因此千萬不能盲目。事實上，發(fā)達國家也并不都是采用高截流倍數(shù)，即使采用較大的截流倍數(shù)也是有充分的理由和合理的系統(tǒng)銜接支持。脫離了處理能力的匹配談論截流倍數(shù)的取值大小其實是一個偽命題，不僅沒有意義，還可能成為設計和工程敗筆，造成投資浪費。即使污水處理廠有一定接納截流污水的能力，也必須清楚，由于污水處理系統(tǒng)，尤其是生物處理單元承受雨天流量和污染物負荷變化的能力有限（一般不超過3倍旱季平均流量），截流干管的截流倍數(shù)一旦偏高，污水處理廠就難以應對超量合流污水，甚至對生物處理工況造成破壞。通常情況，需要通過調(diào)整雨天處理流程、增設雨天處理工藝或增加就地處理措施等方式應對水量、水質(zhì)變化，或通過調(diào)蓄設施臨時儲存合流污水，并在雨后送回到處理設施處理后排放。

發(fā)達國家在CSO控制長期研究與實踐過程中，不同城市根據(jù)空間條件、既存截流管網(wǎng)的截流能力、污水處理廠處理能力等，選擇不同的CSO控制方式。很重要的是，這些國家一般都有與技術路線相匹配的管理制度和排放標準。有些城市中心區(qū)域密集，但城郊空間廣袤，選擇了高截流倍數(shù)的截流干管轉(zhuǎn)輸合流污水至污水處理廠集中處理，并設置不同處理能力的一級、二級處理系統(tǒng)，兼顧旱天、雨天不同進水流量及水質(zhì)的影響，典型的如西雅圖 West Point 污水處理廠。也有城市采取限制截流倍數(shù)的控制策略，通過強化污水處理廠全流程處理能力，以及調(diào)蓄設施和生態(tài)處理設施的聯(lián)用，綜合控制溢流污染，典型如德國杜塞爾多夫、慕尼黑等城市，都采取了類似的處理策略，而沒有為截污干管設置高截流倍數(shù)。上述不同城市的技術策略選擇，都是長期研究、持續(xù)評估技術路線可行性和系統(tǒng)效率后作出的優(yōu)化選擇，需要透徹理解基于特定條件下的截流與處理能力的關系，并根據(jù)城市實際條件和技術經(jīng)濟分析綜合選取策略和技術手段。

當前我國較多城市合流制排水系統(tǒng)普遍面臨截流能力低、污水處理廠處理余量小以及截流處理能力不匹配等客觀事實，既有歷時及人為原因，也有客觀現(xiàn)實條件的制約影響。主要包含：① 對截流系統(tǒng)實際截流能力及污染物轉(zhuǎn)輸效率評估不足；② 配套法規(guī)政策、標準規(guī)范等不完善；③ 管網(wǎng)流量及污水處理廠規(guī)模、工藝設計，對入流入滲、合流污水的變化影響等考慮不足。

截流干管高水位運行、斷路、漏損等問題，以及合流污水轉(zhuǎn)輸過程中污染物外滲、沉積、沖刷、外源水入流入滲等特征，已經(jīng)比較明顯地反映了截流系統(tǒng)運行工況對實際截流能力及污水處理廠實際進水負荷等所造成的影響。這些實際條件的影響，是具體工程項目里判斷是否額外增設截流系統(tǒng)、是否改造干管/渠提高截流倍數(shù)以及如何有效提高實際截流能力等應首要考慮的問題。

我國《中華人民共和國水污染防治法》、《排污許可管理辦法（試行）》等法規(guī)政策以及國家標準《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中，未明確合流制系統(tǒng)溢流排放、污水處理廠預處理后溢流排放相關的處罰或豁免規(guī)定，也缺乏相應的污水處理廠雨天排放標準作為支撐，難免造成環(huán)保執(zhí)法時不去觸碰這些“真空地帶”，而以較嚴苛的方式進行管理，進而導致污水處理廠雨天廠前溢流或憋高管網(wǎng)水位等現(xiàn)象。這也致使污水處理廠在提標改造時難以充分考慮雨天處理工藝及處理規(guī)模的提升。這些重大問題不解決，一味提高城鎮(zhèn)污水處理廠常規(guī)污水處理水質(zhì)標準，很難從根本上緩解CSO及水質(zhì)污染問題。但值得一提的是，昆明市新發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》（DB5301/T 43-2020）中，對污水處理廠雨天CSO排放制定了單獨的水質(zhì)排放標準，要求超量合流污水經(jīng)一級強化處理并達到E級標準后通過單獨排放口進行排放，而環(huán)保部門對此排放口進行單獨審批和監(jiān)督管理。雖對于E級標準執(zhí)行的難易程度、監(jiān)管方式等尚未形成成熟經(jīng)驗，相對于美國等發(fā)達國家合流制排放管理仍有較大差距，但至少走出了較為開創(chuàng)性的一步，值得業(yè)內(nèi)重視及其它城市學習借鑒。

從基礎設計看，由于對管網(wǎng)漏損及其他原因?qū)е碌娜肓魅霛B水量重視不足，對合流污水的流量及水質(zhì)變化考慮不充分，大部分污水處理廠按分流制系統(tǒng)進行建設和管理，進水水質(zhì)按生活污水及工業(yè)廢水考慮，導致污水處理廠規(guī)模本身偏低，且難以應對雨天進水流量及負荷變化。《排水工程》（第五版）下冊中對于合流制污水處理廠要求“進水泵房前的設計流量為雨天截流量，預處理后超過旱流高峰流量部分溢流排放，后續(xù)處理構筑物均以旱流高峰流量作為設計流量”，基本限定了污水處理廠雨天合流污水的最大處理規(guī)模，且受前述政策及標準影響，污水處理廠內(nèi)預處理后的溢流排放也難以實現(xiàn)，截流與處理系統(tǒng)不匹配、污水處理廠自身應對合流污水處理能力不足等問題很難不存在�！杜潘�工程》（第五版）上冊中對于污水流量計算要求“宜適當考慮地下水滲入量，具體取值可按10%~20%的經(jīng)驗數(shù)據(jù)”，但實際國內(nèi)各城市差異巨大，部分南方水網(wǎng)城市地下水水位高、河湖水倒灌風險較大，管網(wǎng)入流入滲水平可達20%以上。在此基礎上，對比同等人口、面積條件下日本、美國等典型發(fā)達國家合流制區(qū)域污水處理廠，發(fā)現(xiàn)我國污水處理廠處理規(guī)模相對偏小，一些污水處理廠甚至旱天即滿負荷或超負荷運轉(zhuǎn)，雨天的處理能力更無從談起。以某南方城市的合流制區(qū)域污水處理廠為例，其服務面積26.9 km2，服務人口27.8萬人，現(xiàn)狀處理能力為5×104 m³/d。而處于近似降雨條件下的日本大阪平野污水處理廠，服務面積24.86 km2，服務人口29.83萬人，現(xiàn)狀處理能力為27×104 m³/d，即便兩地區(qū)居民用水習慣差距較大，仍然存在數(shù)倍的處理規(guī)模差異。

3.2 調(diào)蓄與截流、處理能力的匹配

調(diào)蓄設施主要包括CSO調(diào)蓄池、深層調(diào)蓄隧道及管道調(diào)蓄等形式，是基于CSO控制系統(tǒng)在“截流-處理”這一基本關系上延伸出的主要技術措施。

是否要增設CSO調(diào)蓄設施以及如何確定CSO調(diào)蓄設施的規(guī)模、位置等，均應建立在統(tǒng)籌考慮截流、處理能力及充分評估系統(tǒng)實際狀況的前提下，包括對未來污水處理廠提標改造機會的考慮。如圖1、圖2所示，在基本確定污水處理廠近、遠期實際處理能力后，評估系統(tǒng)所能承擔的最大截流倍數(shù)。當污水處理廠雨天處理能力相對富余但系統(tǒng)截流能力不足時，盡可能通過既有系統(tǒng)的優(yōu)化（如管網(wǎng)清淤、修復等）提高實際截流能力，在此基礎上評估截流系統(tǒng)改造的可能性。當截流干管截流能力與污水處理廠處理能力基本匹配或截流能力明顯偏高時，可在干管截流井、污水處理廠內(nèi)等處設置調(diào)蓄設施，臨時儲存合流污水，雨后或高峰流量過后及時送回污水處理廠處理；當增設的CSO調(diào)蓄設施規(guī)模進一步超過污水廠處理能力時，應考慮額外增加其他就地處理措施。除系統(tǒng)上下游銜接關系外，當?shù)匮雌诮涤觐l率及平均降雨間隔等，也是影響調(diào)蓄設施的設計規(guī)模、布局的重要因素�？傮w上，污水處理廠旱天處理余量及截流干管旱天輸送能力越充足，汛期的平均降雨間隔越長，越有利于調(diào)蓄后回送污水處理廠進行處理；當污水廠日常處理能力飽和、汛期連續(xù)降雨時，CSO調(diào)蓄設施往往面臨更高的排空壓力，此時因地制宜地選擇就地、分散處理設施，污染控制效率可能更高。

此外，對調(diào)蓄系統(tǒng)而言，優(yōu)化調(diào)蓄設施的位置極其重要，當CSO調(diào)蓄設施位于源頭、支線合流管網(wǎng)、截流干管，甚至污水廠內(nèi)等不同位置時，其所能起到的作用、對系統(tǒng)的貢獻等各不相同，需要綜合評估。由于一些地區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)建設標準較高，或城市改造過程中匯水面積發(fā)生變化，也可以利用既有管網(wǎng)進行錯峰調(diào)節(jié)，如德國的水力自動控制閥、浮控調(diào)流閥、攔蓄截止閥等都是專用于管道調(diào)蓄的設備，近年來我國北京等城市也考慮利用暗渠進行管道內(nèi)調(diào)蓄。實時控制（RTC）則是基于管道調(diào)蓄和其它調(diào)蓄系統(tǒng)衍生出來的智能調(diào)控系統(tǒng)，當前國內(nèi)相關研究和關注也開始增多，一些發(fā)達國家也進行了較多的探索實踐，旨在更高效地利用管道調(diào)蓄空間，使管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)上下游調(diào)蓄、排放能力及與污水廠處理能力建立更良性的匹配關系。但需要強調(diào)，構建管道調(diào)蓄及實時控制系統(tǒng)的重要前提是排水系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)應全面且真實，管網(wǎng)/渠本身處于相對較好的運行狀態(tài)，同時不能降低區(qū)域排水防澇能力。

經(jīng)過多年發(fā)展，調(diào)蓄設施在美國、德國、日本等發(fā)達國家的系統(tǒng)應用比較廣泛，既包括地上、地下調(diào)蓄池，也包括一些兼具調(diào)節(jié)、調(diào)蓄功能的深層隧道，并根據(jù)城市條件和特點、調(diào)蓄與截流處理系統(tǒng)之間的關系等，發(fā)展出多種不同的“截流-調(diào)蓄-處理”技術路線。芝加哥深隧與保護區(qū)建設計劃（Tunnel and Reservoir Plan，TARP）主要對芝加哥主城區(qū)的合流污水進行截流處理，減少CSO對芝加哥河的影響。該項目自1975年開始建設，已經(jīng)建設175.4 km長的深隧截流設施，2015年、2017年分別建成Thornton、MacCook一階段地面調(diào)蓄工程，調(diào)蓄總?cè)莘e超過7000×104m3（折合約20m3/人）。波特蘭市RM Clayton污水廠服務的合流制區(qū)域，在污水處理廠雨天處理能力下，對應可實現(xiàn)的最大截流倍數(shù)約為2。超過RM Clayton污水廠處理能力的合流污水進入調(diào)蓄深隧，并分別輸送至4座CSO處理站進行分散處理后排入查特胡奇河。

近10年來，我國上海、昆明、廣州、鎮(zhèn)江、長春、常德、池州等城市也先后在水系治理、海綿城市建設、黑臭水體整治等相關工作中，開展了較多CSO調(diào)蓄池的工程實踐。這些調(diào)蓄工程有些起到了預期效果，有些則因為系統(tǒng)關系和技術路線缺少深入分析和妥善處理，或規(guī)劃設計階段缺乏對管網(wǎng)和處理廠系統(tǒng)真實運行條件的評估，導致調(diào)蓄設施運行效率不高或引發(fā)新問題。例如，截流的合流污水因無法及時回送、污水廠處理能力不足或處理工藝不匹配而只能原位排放或長時間貯存；截流干管運行水位高，再加上進水、回流、溢流設計不合理，導致調(diào)蓄設施長時間處于滿水狀態(tài)；CSO調(diào)蓄設施建設時未經(jīng)評估而大量封堵上游溢流排口，進而導致區(qū)域內(nèi)澇風險提升�？偠�言之，CSO調(diào)蓄設施投資巨大、系統(tǒng)匹配性和空間要求高，工程決策時，應對系統(tǒng)銜接關系及真實運行工況進行全面評估，盡可能科學合理地進行規(guī)劃設計或系統(tǒng)優(yōu)化改造，減少低效投資項目。

4 基于溢流控制目標的系統(tǒng)優(yōu)化組合

評估及分析CSO控制系統(tǒng)的銜接關系及不同技術措施的適用性、可行性和經(jīng)濟性，核心目的在于通過子系統(tǒng)優(yōu)化配置有效實現(xiàn)溢流控制目標及溢流污染的削減，最終實現(xiàn)受納水體的水質(zhì)管理要求。

① 溢流控制目標的確定

CSO控制目標的制定，直接影響控制措施的選擇及子系統(tǒng)優(yōu)化組合，以及下一步詳細方案的制定。我國CSO溢流控制目標的研究偏滯后，近年來逐漸開始在相關規(guī)范或規(guī)劃中予以明確，主要包括溢流頻次、溢流體積削減率、溢流污染物濃度及總量控制等指標，如《海綿城市建設評價標準（GB51345-2018）》中要求“CSO排放口的年溢流體積控制率不應小于50%，且處理設施懸浮物排放濃度的月平均值不應大于50mg/L”。但不得不提，在水質(zhì)管理目標、水質(zhì)排放標準及CSO控制目標之間欠缺科學合理的量化關系研究，CSO控制目標缺乏考量不同城市真實條件下的彈性要求等，是當前CSO控制系統(tǒng)及其它水污染防治工程合理性、有效性的重要阻礙之一，而這既需要務實的基礎理論研究，也需要環(huán)保、城建、規(guī)劃等部門共同作為。此外，我國不同城市受納水體污染狀況已然不容樂觀，即使實現(xiàn)溢流控制目標，也并不一定能在短期內(nèi)完全有效解決水質(zhì)污染問題及達到相對嚴苛的水質(zhì)標準，需要客觀理性地對待。

② 方案的技術經(jīng)濟分析與系統(tǒng)的優(yōu)化組合

有了明確的CSO控制目標后，應進一步確定采用哪些控制措施，以及這些措施的規(guī)模、布局、計劃實施時間等，提出實現(xiàn)CSO控制目標可能的不同組合方案。組合方案的技術經(jīng)濟分析和優(yōu)化比選，需要綜合考慮系統(tǒng)銜接關系的合理性，衡量經(jīng)濟因素及其他制約因素，如：組合方案的投資、實施難度、有效性、真實運行條件下影響后期運行管理保障等。在此基礎上，明確源頭、截流、調(diào)蓄、處理等子系統(tǒng)最優(yōu)組合方案，通過科學、合理的評估計算方法、設計工況與實際運行工況的嚴謹推敲等，對組合方案進一步細化要求，并結合非工程性保障措施，形成本地區(qū)CSO控制清晰的技術路線及實施計劃�；�于溢流控制目標的系統(tǒng)組合與優(yōu)化關系詳見圖3。

從發(fā)達國家經(jīng)驗看，實現(xiàn)一個城市CSO控制系統(tǒng)的基本完善，往往需要10~50年，而這期間，水質(zhì)管理目標可能愈發(fā)嚴格、適用技術措施也在發(fā)展，也面臨城市規(guī)劃及用地的調(diào)整，加上對現(xiàn)有系統(tǒng)的準確把握很難達到盡善盡美，因此，在把握系統(tǒng)銜接關系及CSO控制基本規(guī)律的基礎上，也應根據(jù)未來可能出現(xiàn)的變化，給規(guī)劃及方案在具體執(zhí)行過程中留有調(diào)整和優(yōu)化的余地。

不同開發(fā)強度的城市區(qū)域，源頭海綿化改造、污水處理廠提升改造的大致比例及規(guī)�；�本可確定，進而可對截流或調(diào)蓄的設施規(guī)模進行推測，但同時也可結合城市發(fā)展情況考慮大范圍舊城改造或基礎設施提升改造的可能。受類似基礎建設條件、地理及氣候特征、經(jīng)濟水平等方面真實存在的差異性影響，以及不同CSO控制子系統(tǒng)所存在的明顯優(yōu)勢和局限，不同地區(qū)和城市在在進行CSO控制措施選擇及系統(tǒng)組合時，具有一定傾向性或有一定規(guī)律可循。

有些城市人口規(guī)模及經(jīng)濟體量巨大，CSO污染情況及影響重大，開發(fā)密度又極高，城市污水處理廠規(guī)模大、相對完善，在一定程度源頭控制的基礎上，主要采用高截流倍數(shù)或大型CSO調(diào)蓄設施的傾向可能更明顯，形成如圖3中組合1、2形式的決策方案。截流或調(diào)蓄的超量合流污水通過污水處理廠一級處理或其他單獨工藝處理，或通過截流到其它郊區(qū)污水處理廠全流程處理后排放。典型城市案例如芝加哥、西雅圖、東京等，國內(nèi)廣州、上海等也在探索這種模式。

有些城市人口規(guī)模和經(jīng)濟體量適中，CSO污染情況及影響明顯，具備一定的空間改造條件，出于最大限度利用城市既存設施的考量，側(cè)重保留和利用現(xiàn)有截流系統(tǒng)的截流能力和處理系統(tǒng)的常規(guī)處理能力，不盲目提高截流倍數(shù)，傾向于適中比例的源頭海綿化改造再加分散調(diào)蓄及處理，形成如圖3中組合3形式的決策方案，典型如杜塞爾多夫、池州、常德等城市。

而在一些經(jīng)濟欠發(fā)達、規(guī)模小且城市建設密度相對較低的地區(qū)，既有系統(tǒng)的更新完善以及海綿化的持續(xù)改造效益更高也更為迫切；還有一些城市合流制區(qū)域較小、城市更新改造速度快、后期運維管理水平也較好，則高比例的海綿化改造以及完整的雨污分流改造可能更為適宜，分別形成如圖3中組合4、5形式的決策方案。

當然，這種模式化的組合分析僅僅為一般性規(guī)律總結和方法論上的闡述，具體還應結合各城市實際情況因地制宜地進行系統(tǒng)分析。但總體而言，大城市、超大城市由于涉及更多的排水分區(qū)，空間條件復雜且多樣，相對于中小城市，會更明顯地呈現(xiàn)出多種模式或多種技術措施綜合應用的特點，一般也具有更大的難度和需要更長的實施時間，做長期規(guī)劃也顯得更為重要和迫切。

5 結 語

科學合理地制定CSO控制策略、長期規(guī)劃及實施方案，必須深刻理解我國城市合流制及其相關系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系和制約關系，把握各系統(tǒng)和子系統(tǒng)的本質(zhì)特征、主要功能、適用場景，以及其在實施中所需要耗費的投資、時間、能產(chǎn)生的效果等不同方面的優(yōu)勢和劣勢。在明確污染物控制目標與控制系統(tǒng)之間對應關系的基礎上，結合城市更新改造、污水處理廠網(wǎng)的提質(zhì)增效、流域水環(huán)境保護與治理等重大機遇，基于各城市合流制及其相關排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀及基本特征、真實運行工況、制約因素和其它相關條件，通過技術經(jīng)濟分析進行系統(tǒng)組合和實施方案的優(yōu)化，統(tǒng)籌各種工程及非工程性措施。現(xiàn)階段尤其應重視現(xiàn)狀排水系統(tǒng)的調(diào)查與評估、污水處理廠雨天排放標準的研究與合理制定、污水處理廠雨天處理流程及工藝的技術探索與創(chuàng)新實踐、建成區(qū)大型灰色調(diào)蓄設施和綠色基礎設施的技術經(jīng)濟比較分析等方面重要工作。