王磊波 楊建明 李冠貴

（1. 壽光市市政公用事業(yè)服務(wù)中心，山東壽光 262700；2. 壽光市宏建市政設(shè)施養(yǎng)護管理有限責(zé)任公司，山東壽光 262700；3. 山東龍建設(shè)計集團有限公司，山東壽光 262700）

1 引言

理論上排水系統(tǒng)分為合流制和分流制，實際上伴隨雨污分流工作的開展，形成了混合制排水系統(tǒng)。特別是老城區(qū)地下管線已成型，建筑密集，市政路面狹窄，雨污分流改造難度很大，所以混合制城市排水系統(tǒng)短時間內(nèi)不會消失。

隨著城市化進程加快和規(guī)模的擴大，排水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、污水的處理能力及管理水平滯后于城市發(fā)展速度，使得混合制城市排水系統(tǒng)雨天污水溢流現(xiàn)象頻繁發(fā)生。污水溢流嚴(yán)重影響了受納水體環(huán)境質(zhì)量，因此，需對混合制城市排水系統(tǒng)污水溢流形成原因進行研究，進一步探索解決雨天污水溢流問題的對策，以便有效控制污水溢流。

2 混合制城市排水系統(tǒng)污水溢流形成原因

混合制城市排水系統(tǒng)的污水溢流分為3 種形式：一是上游合流制管網(wǎng)混合污水溢流至雨水管網(wǎng)；二是主污水管道末端污水量超出污水處理廠處理能力的溢流；三是污水管道局部低洼檢查井地面溢流。

2.1 截留倍數(shù)設(shè)計偏低

截留倍數(shù)是排水系統(tǒng)截留雨水能力的重要參數(shù)。我國新規(guī)范GB 50014—2021《室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中截流倍數(shù)為2.0～5.0，現(xiàn)有排水系統(tǒng)一般用0.5～1.0，總體來說，我國以前排水系統(tǒng)的截流倍數(shù)取值偏小，增加了污水溢流概率和水量。對于混合制排水系統(tǒng)來說，若截流倍數(shù)取小值，則會導(dǎo)致上游合流制管網(wǎng)混合污水溢流至雨水管網(wǎng)，污水量增大；若截留倍數(shù)取大值，則導(dǎo)致主污水管網(wǎng)水量劇增，主污水管網(wǎng)局部檢查井污水由地面溢流，或管網(wǎng)末梢污水量超出污水處理廠的處理能力而產(chǎn)生污水溢流現(xiàn)象，同時主污水管網(wǎng)和污水處理廠規(guī)模就要增大，基本投資、運行成本也將增大?？傊?，我國截流倍數(shù)取偏小值，使得混合制城市排水系統(tǒng)雨天污水溢流水量極大增加。

2.2 徑流系數(shù)不斷變大

伴隨城市化進程的加快，綜合徑流系數(shù)迅速變大，在降雨量相同的情況下，更多的雨水形成徑流進入城市排水系統(tǒng)，使得混合污水量急劇增加，極大增加了污水溢流的概率。

2.3 城市排水系統(tǒng)雨污分流改造不徹底

將城市合流制排水系統(tǒng)改造成分流制排水系統(tǒng)，理論上需要排水單位同步進行雨污分流改造，才能達到理想的效果。城市排水系統(tǒng)雨污分流改造不徹底主要表現(xiàn)在：一是沿途排水單位內(nèi)部雨污分流改造不徹底。在改造實施過程中通常會造成大量路面、綠化帶等已有設(shè)施的破壞，會消耗大量物力和人力，更需要巨大的經(jīng)濟投入，故排水單位對內(nèi)部進行分流改造在思想上比較抵觸。另外，有些排水單位內(nèi)部管網(wǎng)建設(shè)年代久遠(yuǎn)，建筑物密集，路面狹窄，完全不具有雨污分流改造的條件?；谝陨显?，建設(shè)單位及施工單位為了自己的工作好開展，在雨污分流改造過程中將排水單位合流制排水管道直接接入市政污水管道，市政污水管道僅接收來自城市路面的雨水，使雨污分流改造效果大打折扣。二是城市排水系統(tǒng)雨污分流改造過程中存在錯接現(xiàn)象，使得大量雨水進入污水管網(wǎng)，增大了污水溢流概率。

2.4 城市排水系統(tǒng)養(yǎng)護管理不到位

大部分城市排水系統(tǒng)的養(yǎng)護管理一直都處在“堵了通，塌了修”和“你不理，我不管”的狀態(tài)。無管理狀態(tài)下的城市排水系統(tǒng)，存在以下污水溢流的原因：一是排水單位私自亂接。排水單位為降低投資而將合流制排水系統(tǒng)私自接入市政污水系統(tǒng)，降雨時排水單位內(nèi)的雨水全部進入污水系統(tǒng)，使污水量急劇增加，導(dǎo)致污水外溢［1］。二是雨污水管網(wǎng)的串聯(lián)。雨污水管網(wǎng)經(jīng)過多年運行后，因建設(shè)質(zhì)量及養(yǎng)護管理不到位等，經(jīng)常會出現(xiàn)串聯(lián)現(xiàn)象，通常情況下污水管道高程低于雨水管道，晴天時很難發(fā)現(xiàn)串聯(lián)問題，降雨時雨水首選流進污水管道，使污水管道內(nèi)水量增加發(fā)生溢流。三是未對排水管網(wǎng)內(nèi)水量進行連續(xù)監(jiān)控。日常水量數(shù)據(jù)是確定排水量呈規(guī)律變化的依據(jù)，通過對以往排水量數(shù)據(jù)的預(yù)判分析，可以及時確定增加污水處理廠處理能力，既降低發(fā)生污水溢流的可能，又避免盲目增加污水處理能力帶來的重大經(jīng)濟損失。四是排水泵站無組織開啟。排水泵站以上游水位高低為啟動信號，不考慮收納排水內(nèi)水量和水位，極容易導(dǎo)致下游管網(wǎng)水量劇增而發(fā)生污水溢流。

3 混合制城市排水系統(tǒng)污水溢流控制措施

從20 世紀(jì)60 年代起，美國、德國及日本等國家就開展了研究，已經(jīng)形成較完善的控制污水溢流的體系，例如低影響開發(fā)、最佳管理措施和可持續(xù)排水系統(tǒng)等［2］?？偟膩碚f，控制混合制城市排水系統(tǒng)污水溢流的措施包括非工程措施和工程措施。通過源頭控制、雨污水管道分流改造、推進海綿城市建設(shè)、完善管理制度、建設(shè)存儲調(diào)蓄設(shè)施等綜合措施能夠有效控制污水溢流。

3.1 非工程措施

3.1.1 健全雨污分流改造工程管理體系

實現(xiàn)城市排水系統(tǒng)雨污分流的徹底改造，需要健全嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的管理體系。一是雨污分流改造工程設(shè)計階段就需要與沿途排水單位對接。將排水單位接入口設(shè)計在雨污分流改造的圖紙上，同時，對排水單位排水方案進行確定。對排水單位內(nèi)部具備雨污分流改造條件的，堅決要求其在城市排水分流改造過程中同步實施雨污分流；對排水單位內(nèi)部不具備雨污分流改造條件的，經(jīng)聯(lián)合仲裁鑒定后，允許其以截流式合流制方式接入市政排水系統(tǒng)，同時出具鑒定書并存檔。二是在雨污分流改造工程實施過程中，要求沿途排水單位同步接入分流后的市政排水系統(tǒng)。排水單位雨污分流改造經(jīng)驗收合格后，方可在城市雨污分流改造工程實施過程同步接入市政排水系統(tǒng)，并嚴(yán)格督促排水單位辦理許可。三是明確各方權(quán)責(zé)，健全雨污分流改造工程完工后的交接制度。工程完工未交接前，由建設(shè)單位負(fù)責(zé)新建工程養(yǎng)護管理；工程完成交接后，由接收即運營養(yǎng)護單位負(fù)責(zé)日常養(yǎng)護管理。工程交接時建設(shè)單位需向養(yǎng)護管理單位提供完整的施工圖紙、標(biāo)有排水單位接入位置的圖紙、工程驗收證明、排水單位雨污分流改造驗收證明及圖紙、同意其以截流式合流制方式接入城市排水系統(tǒng)的鑒定書、排水許可等材料后，方能進行工程交接。養(yǎng)護管理單位要根據(jù)圖紙現(xiàn)場進行檢查落實，并將相關(guān)材料進行備案收檔，對符合要求的出具同意接收證明。

3.1.2 城市排水系統(tǒng)養(yǎng)護管理要到位

改變城市排水系統(tǒng)養(yǎng)護管理“堵了通，塌了修”和“你不理，我不管”的狀態(tài)，要求養(yǎng)護管理單位加強日常的巡查、養(yǎng)護、管理，最大程度上降低發(fā)生溢流的概率。一是加強排水單位接管管理。在雨污分流區(qū)域，嚴(yán)格要求新排水單位內(nèi)部徹底實行雨污分流后接入市政雨污水管道。在合流區(qū)域，也要求新排水單位內(nèi)部實行雨污分流后暫時接入合流制管道，在該區(qū)域?qū)嵤┯晡鄯至鞲脑鞎r，同步改入對應(yīng)市政管道。二是嚴(yán)格落實排水許可制度。依據(jù)《城鎮(zhèn)排水與污水處理條例》（國務(wù)院令第641 號）和《城鎮(zhèn)污水排入排水管網(wǎng)許可管理辦法》（建設(shè)部令第21 號）等規(guī)章制度，對排水單位進行管理，保證城市排水系統(tǒng)正常運行，不出現(xiàn)污水溢流現(xiàn)象。三是加強日常排水管網(wǎng)的巡查。市政排水管道的養(yǎng)護管理單位要建立健全巡查制度，建立臺賬，確保及時發(fā)現(xiàn)私接亂接、雨污串流、雨污混排問題。四是嚴(yán)格對主管排水流量進行監(jiān)控。通過對排水流量數(shù)據(jù)的分析判斷，推測水量變化規(guī)律，能夠從宏觀上確定是否出現(xiàn)私接亂接、雨污串聯(lián)、集中偷排現(xiàn)象，為提前增加污水處理能力提供數(shù)據(jù)支持，同時根據(jù)排水量數(shù)據(jù)可以科學(xué)調(diào)配排水管網(wǎng)的水量，降低污水溢流的可能。五是建立泵站之間、污水處理及排水管網(wǎng)之間的聯(lián)動機制，降低污水外溢概率，確保污水處理廠能正常處理運行。六是提升養(yǎng)護管理智能化程度。在發(fā)達國家，很多大城市利用計算機技術(shù)對城市排水系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，綜合調(diào)度系統(tǒng)中的各種控制、調(diào)節(jié)設(shè)施及流量，以實現(xiàn)消除地面污水外溢，減少污水溢流頻率、水量，均衡污水處理廠進水量等多重目標(biāo)。通過對排水系統(tǒng)各控制點的降雨量、管道流量等信息以及泵站和閘門等設(shè)備遙測和遙控，利用計算機技術(shù)確定最佳的調(diào)度方案。七是建立專業(yè)化運營維護隊伍。國家發(fā)展和改革委員會、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合編制的《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》中提出，建立立足本地、人員穩(wěn)定的專業(yè)化隊伍，建立常態(tài)化建設(shè)管養(yǎng)機制，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)定額實施運行維護。

3.2 工程措施

控制混合制城市排水系統(tǒng)污水溢流的工程措施包括源頭控制、管路控制、末端處理3 類。

3.2.1 源頭控制

源頭控制是減少進入排水管道的雨水徑流量，能有效降低污水溢流頻率和水量，同時降低處理構(gòu)筑物所需規(guī)模。源頭控制就是降低綜合徑流系數(shù)，通過構(gòu)建低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)能有效降低綜合徑流系數(shù)［3］。詳見住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部出臺的《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建》。

3.2.2 管路控制

（1）因地制宜地實施雨污水分流改造工程。進行雨污分流改造能有效減少進入污水系統(tǒng)的雨水量，降低受納水體污染。通常進行雨污分流改造要具備以下條件：一是建筑內(nèi)部衛(wèi)生設(shè)備完善，方便實現(xiàn)雨污分流；二是城市街道橫斷面有足夠的位置，允許設(shè)置因改造成分流制而增加的管道［4］。

（2）合理選取截流倍數(shù)。截流倍數(shù)選取需綜合考慮受納水體對水質(zhì)的要求、受納水體的納污能力、污水處理廠處理能力等因素。從控制污水溢流方面考慮，應(yīng)采用較大的截流倍數(shù)，但也要考慮截流倍數(shù)增大后，是否會超出污水處理廠處理能力，所以需要權(quán)衡上述因素后方能合理選取截流倍數(shù)。

3.2.3 末端處理

對溢流污水進行處理，能夠有效控制對受納水體的污染。溢流污水處理可分為兩類：一是直接將溢流污水處理達標(biāo)后排放至自然水體。目前對溢流污水處理的工藝較多，人工濕地技術(shù)、強化混凝沉淀技術(shù)、高效過濾技術(shù)、消毒技術(shù)等都有成功應(yīng)用；二是在污水溢流處設(shè)置暫時存蓄池，降雨時將溢流污水暫時存蓄，晴天后將暫存污水再調(diào)至污水處理廠進行處理［5］。

4 結(jié)語

目前將合流制城市排水系統(tǒng)改為分流制，存在投資大、施工困難或者不具備分流條件等問題，因此混合制城市排水系統(tǒng)一段時間內(nèi)將持續(xù)存在。要降低混合制城市排水系統(tǒng)溢流污水對受納水體的污染，必須對污水溢流進行有效控制。通過因地制宜采取綜合的、系統(tǒng)的控制措施，能有效控制混合制城市排水系統(tǒng)污水溢流。