在城市和工業(yè)企業(yè)中通常有生活污水、工業(yè)廢水和雨水，城市排水系統(tǒng)就是將城鎮(zhèn)的污水、廢水和雨水有組織地排除與處理的工程設施。城市排水系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設施建設的重要組成部分，它通常由排水管網(wǎng)和污水處理廠組成。采用一個管網(wǎng)系統(tǒng)還是用兩個、三個管網(wǎng)系統(tǒng)來排除污廢水和雨水徑流，構(gòu)成了不同的排除方式，稱之為排水系統(tǒng)的體制。城市排水體制的選擇是城市排水系統(tǒng)規(guī)劃中的首要問題。它影響排水系統(tǒng)的設計、施工、維護和管理,對城市規(guī)劃和環(huán)境保護也影響深遠,同時還影響排水系統(tǒng)工程的總投資、初期投資和運行管理費用。城區(qū)的排水體制應根據(jù)城市總體規(guī)劃,環(huán)境保護的要求,污水利用處理情況,原有排水設施,水環(huán)境容量,地形、氣候等條件,從全局出發(fā),通過技術(shù)經(jīng)濟比較,綜合考慮確定。本文討論城市排水系統(tǒng)體制的規(guī)劃、設計與管理問題，目的是對過去和現(xiàn)有思想和理念的局限性進行探索，進而研究基于新技術(shù)條件下城市水管理問題的新思想，提出適合我國國情的新觀念。

1 城市排水系統(tǒng)的功能
 

　　傳統(tǒng)觀念上的排水系統(tǒng)是以防止雨洪內(nèi)澇、排除和處理污水、保護城市公共水域水質(zhì)為目的,認為污水是有害的、應盡快排除到城市下游。這種觀念導致的結(jié)果往往是保護了局部的生活環(huán)境,危害了廣大流域地區(qū)。實際上,良好的水環(huán)境不是局部地域的,它的范圍是整個流域的。21世紀排水系統(tǒng)的定位應從以前的防澇減災、排污減害逐步轉(zhuǎn)向污水的資源化，給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)好比是城市水循環(huán)的動脈與靜脈,排水系統(tǒng)起到回收城市污水和凈化再生,暢通城市水循環(huán)的作用，從而恢復健康水循環(huán)和良好水環(huán)境,維系水資源可持續(xù)利用^[1]。

2 城市排水系統(tǒng)體制的分類

　　城市排水體制一般分為合流制和分流制兩種類型。
　　合流制排水系統(tǒng)是將城市生活污水、工業(yè)廢水和雨水徑流匯集入在一個管渠內(nèi)予以輸送、處理和排放。按照其產(chǎn)生的次序及對污水處理的程度不同，合流制排水系統(tǒng)可分為直排式合流制、截流處理式合流制和全處理式合流制。城市污水與雨水徑流不經(jīng)任何處理直接排入附近水體的合流制稱為直排式合流制排水系統(tǒng)（圖1）。國內(nèi)外老城區(qū)的合流制排水系統(tǒng)均屬于此類。由于污水對環(huán)境造成的污染越來越嚴重，必須對污水進行適當?shù)奶幚聿拍軌驕p輕城市污水和雨水徑流對水環(huán)境造成的污染，為此產(chǎn)生了截流式合流制（圖2）。截流式合流制是在直排式合流制的基礎(chǔ)上，修建沿河截流干管，并在適當?shù)奈恢迷O置溢流井，在截流主干管（渠）的末端修建污水處理廠。該系統(tǒng)可以保證晴天的污水全部進入污水處理廠，雨季時，通過截流設施，截流式合流制排水系統(tǒng)可以匯集部分雨水（尤其是污染重的初期雨水徑流）至污水處理廠，當雨-污混合水量超過截流干管輸水能力后，其超出部分通過溢流井泄入水體。這種體制對帶有較多懸浮物的初期雨水和污水都進行處理，對保護水體是有利的，但另一方面雨量過大，混合污水量超過了截流管的設計流量，超出部分將溢流到城市河道，不可避免會對水體造成局部和短期污染。并且，進入處理廠的污水，由于混有大量雨水，使原水水質(zhì)、水量波動較大，勢必對污水廠各處理單元產(chǎn)生沖擊，這就對污水廠處理工藝提出了更高的要求。在雨量較小且對水體水質(zhì)要求較高的地區(qū)，可以采用完全合流制（圖3）。將生活污水、工業(yè)廢水和降水徑流全部送到污水處理廠處理后排放。這種方式對環(huán)境水質(zhì)的污染最小，但對污水處理廠處理能力的要求高，并且需要大量的投資和運行費用。

　　當生活污水、工業(yè)廢水和雨水用兩個或兩個以上排水管渠排除時，稱為分流制排水系統(tǒng)。其中排除生活污水，工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱為污水排水系統(tǒng)；排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水排水系統(tǒng)。根據(jù)排除雨水方式的不同，又分為完全分流制、不完全分流制和截流式分流制。完全分流制排水系統(tǒng)分設污水和雨水兩個管渠系統(tǒng)，前者匯集生活污水、工業(yè)廢水，送至處理廠，經(jīng)處理后排放或加以利用。后者通過各種排水設施匯集城市內(nèi)的雨水和部分工業(yè)廢水(較潔凈)，就近排入水體^[2]（圖4）。但初期雨水未經(jīng)處理直接排放到水體，對水體污染嚴重。近年來，國內(nèi)外對雨水徑流的水質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雨水徑流特別是初降雨水徑流對水體的污染相當嚴重，因此提出對雨水徑流也要嚴格控制的截流式分流制排水系統(tǒng)（圖5）。截流式分流制既有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)，與完全分流制的不同之處是在于它具有把初期雨水引入污水管道的特殊設施，稱雨水截流井。在小雨時，雨水經(jīng)初期雨水截流干管與污水一起進入污水處理廠處理；大雨時，雨水跳躍截流干管經(jīng)雨水出流干管排入水體^[3]。截流式分流制的關(guān)鍵是初期雨水截流井。要保證初期雨水進入截流管，中期以后的雨水直接排入水體，同時截流井中的污水不能溢出泄入水體。截流式分流制可以較好地保護水體不受污染，由于僅接納污水和初期雨水，截流管的斷面小于截流式合流制，進入截流管內(nèi)的流量和水質(zhì)相對穩(wěn)定，亦減少污水泵站和污水處理廠的運行管理費用。不完全分流制只建污水排水系統(tǒng)，未建雨水排水系統(tǒng)，雨水沿著地面、道路邊溝和明渠泄入水體（圖6）�；蛘咴谠星琅潘芰Σ蛔阒幮藿ú糠钟晁艿�，待城市進一步發(fā)展或有資金時再修建雨水排水系統(tǒng)。該排水體制投資省，主要用于有合適的地形、有比較健全的明渠水系的地方，以便順利排泄雨水。目前還有很多城市在使用，不過它沒有完整的雨水管道，在雨季容易造成徑流污染和洪、澇災害，所以最終還得改造為完全分流制。對于常年少雨、氣候干燥的城市可采用這種體制，而對于地勢平坦，多雨易造成積水地區(qū)，不宜采用不完全分流制。

　　分流制的優(yōu)點是它可以分期建設和實施，一般在城市建設初期建造城市污水下水道，在城市建設達到一定規(guī)模后再建造雨水道，收集、處理和排放降水尤其是暴雨徑流水。
　　在一個城市中，有時采用的是復合制排水系統(tǒng)，即既有分流制也有合流制的排水系統(tǒng)。復合制排水系統(tǒng)一般是在由合流制的城市需要擴建排水系統(tǒng)時出現(xiàn)的。在大城市中，因各區(qū)域的自然條件以及修建情況可能相差較大，因地制宜的在各區(qū)域采用不同的排水體制也是合理的。如美國的紐約以及我國的上海等城市便是這種形勢的復合制排水系統(tǒng)。

3 城市排水系統(tǒng)的體制的研究現(xiàn)狀 

　　在發(fā)達國家,隨著點源污染基本得到有效控制,雨水徑流帶來的非點源污染已成為水體污染的主要因素。如美國約有60%的河流和50%的湖泊污染與非點源污染有關(guān);已實現(xiàn)污水二級處理的城市,水體BOD年負荷約40%～80%來自雨水徑流^[4,5]。我國雨水徑流引起的污染問題也很嚴重。在太湖、滇池等重要湖泊,非點源污染尤其是氮、磷等營養(yǎng)物的污染已成為水質(zhì)惡化的主要原因之一。雨水徑流攜帶大量污染物排入城市水系也造成嚴重污染^[6,7]。初步的保守估算,城區(qū)雨水徑流污染占水體污染負荷的比例,目前在北京和上海約占10 %左右。到2010 年的規(guī)劃實施后,城市雨水徑流污染負荷的比例北京將上升到12%以上,上海將上升至20%左右^[8]；南水北調(diào)東線工程南四湖流域的非點源污染，其COD和BOD5復合占總負荷的15%，而其氮、磷負荷則占總負荷49%^[9]。

3.1 國外排水體制研究現(xiàn)狀

　　河湖水系的污染，在很大程度上是排水體制的不合理造成的。事實上,考慮徑流污染物輸送的非連續(xù)性和爆發(fā)性,其污染負荷所占比例在雨季的短時段內(nèi)會成倍升高,超過點源污染,對城市水體造成沖擊性影響,嚴重制約城市水環(huán)境質(zhì)量的徹底改善,許多城市暴雨后發(fā)生的水污染事件都是很好的例證。近二三十年間,城市雨水污染在發(fā)達國家受到廣泛關(guān)注,許多國家對城市徑流污染及控制進行了深入的研究,制定了系統(tǒng)的法規(guī)、管理和技術(shù)體系。
　　60年代，美國就已經(jīng)開始了對城市雨水徑流和合流制溢流(CSO)污染控制的研究，其對600多個城市的排水系統(tǒng)調(diào)查的結(jié)果表明，把直排式合流制改造為截流式合流制與將合流制改造為分流制的投資比為1：3。1972年通過《清潔水法》后，美國環(huán)保局、各州和地方水污染控制機構(gòu)己經(jīng)采取措施減少排水管道污水的溢流量，同時對雨污混合污水在溢流前進行調(diào)節(jié)、處理及處置, 使之溢流后對水體的水質(zhì)影響在控制的目標之內(nèi)。例如，美國一些州, 要求在溢流之前就地對混合污水作一級處理, 并限制每個溢流口因超載而未加處理的混合污水溢流次數(shù);如果沒有聯(lián)邦政府授權(quán)或州政府的允許，排水管道的污水不允許溢出。同時，對污染嚴重地區(qū)雨水徑流的排放作了更嚴格的要求, 如工業(yè)區(qū)、高速公路、機場等處的暴雨雨水要經(jīng)過沉淀、撇油等處理后才可以排放。到1983年，針對雨水徑流污染研究開發(fā)出各種技術(shù)和非技術(shù)措施，如城市雨水污染的評價與監(jiān)測；科學管理城市雨水資源和控制雨水徑流污染的BMP模式(Best management practice)；水土流失的控制；雨水滲透和入流控制；CSO及雨水處理技術(shù)等。并于1986年修訂了《水質(zhì)法》(Water Quality Act)來控制非點源污染，使美國環(huán)保局(EPA)開始有效地依法參與城市雨水徑流的管理^[10]。
　　美國環(huán)保局最近調(diào)查顯示，在美國31個州和哥倫比亞地區(qū)，市政處理設施每年收集、處理并排放的廢水有50萬億m³，而772個合流制排水管道系統(tǒng)每年排放的未經(jīng)處理的雨污水大約為38.64億m^3[11]。這些合流制排水管道污水溢出會導致海灘遭受破壞，飲用水源及供水系統(tǒng)受到污染，包括野生動物排泄物造成的病源寄生蟲污染，如隱孢子蟲（cryptosporidium）、賈第蟲（Giardium）等，環(huán)境和公眾健康受到影響，甚至威脅人的生命^[12,13]。針對合流制溢流、分流制雨水的污染狀況，采取了相應措施，例如改造合流管道，改進雨水管道中截污裝置的材料來提高裝置的截污效率。同時，增大原有管道的尺寸、污水廠的處理容積，盡量減少溢流量。亞特蘭大還興建了地下隧道、貯存池與管道相連，雨天時，隧道和貯存池用于貯存過多的雨污水，降雨過后，再將這部分雨污水輸送至污水廠。甚至將貯存池進一步改造成帶有礫石床的濕地處理系統(tǒng)，儲存的同時進行凈化，但這種系統(tǒng)的維護管理費用較高^[14]。費城在溢流口采用充氣式橡膠堰，可充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)的貯存容積，減少溢流量。據(jù)統(tǒng)計，通過采用這項技術(shù)，費城一場降雨的溢流量可減少70% ^[15]。
　　以德國為代表的歐洲國家從八十年代開始重視城市雨水徑流污染的控制。他們不是依賴“雨污分流”的辦法來控制城市雨水徑流污染，而是把重點放到源頭污染控制、削減城市雨水徑流量和其它雨水徑流污染控制的技術(shù)性和非技術(shù)性措施上^[16]，在排水系統(tǒng)的上游各子流域內(nèi),將雨水或就地滲入地下,或延長其排放時間,或暫時蓄存,以收到削峰、減流、凈化雨水徑流、補充地下水的效果。其工程設施有滲塘、地下滲渠、地表透水鋪面、屋面或庭院或停車場的受控雨水排放口、以及各種“干”或“濕”的池塘或小型水庫等。近年來城市雨水徑流管理新系統(tǒng)的研究較多地集中在補充地下水、凈化地表徑流的可滲性雨水排放系統(tǒng)上^[17]。例如，西歐國家以及美國一些州要求,新土地開發(fā)規(guī)劃時,必須將開發(fā)所引起的超出原天然狀態(tài)的徑流量,部分或全部就地滲入地下。據(jù)1998年統(tǒng)計，德國共擁有雨水池31044座，總?cè)莘e達到3314萬m³，平均每人0.404 m³。到2002年，德國已擁有3.8萬座雨水池，其中溢流截留池2.4萬座，雨水截留池1.2萬座，雨水凈化池2000座，總?cè)莘e達到4000萬m³，平均每座污水廠擁有近4座雨水池^[18]。
　　在對待合流制溢流的問題上，瑞典和德國是兩個典型的傾向于利用雨水池來控制溢流污染的國家。因為認識到分流制耗資巨大，合流制改造為分流制影響范圍大，耗時長，技術(shù)上又不足以有效地防止城市雨水徑流對水體的繼續(xù)污染，瑞典在八十年代初就放棄了市政管網(wǎng)雨污分流的思想,而是采用修建雨水入滲和雨水滲透設施來減緩暴雨徑流，進行源頭控制，80年代初，僅居民戶就修建滲透設施14000余個^19]。
　　日本在八十年代也開展了對城市雨水利用與管理的研究，提出“雨水抑制型下水道”并納入國家下水道推進計劃，制定相應的政策，己有大量的工程實施。在1992年，日本政府頒布了“第二代城市下水總體規(guī)劃”，正式將雨水滲溝、滲塘及透水地面作為城市總體規(guī)劃的組成部分。本世紀初，又決定在東京建造大深度地下河道，把雨水有計劃的貯存起來，以減小洪峰流量，并作為中水水源^17]。
　　截流式合流制排水系統(tǒng)因與城市的逐步發(fā)展密切相關(guān)，因而它是迄今國內(nèi)外現(xiàn)有排水體制中用的最多的一種。例如德國、英國、法國、日本的合流制排水管道占排水管道總長度的70%左右，丹麥約占45%，德國科隆市合流制管系甚至占94%。據(jù)考察，日本東京的合流制排水管道也占到了90%以上^[19]。
　　總體來看，近幾十年來，歐美國家對已有合流制排水系統(tǒng)，并不是一味盲目地改造為分流制，而是對原有合流制進行改造，并采取相應的溢流污染控制措施，同時實施對分流制排水系統(tǒng)污染的控制。這些國家都有他們自己城市發(fā)展的歷史、現(xiàn)實和自然條件，采取相適應的排水體制戰(zhàn)略，但走過的彎路或積累的經(jīng)驗，以及對待排水體制采取非絕對而務實的態(tài)度和一些重大的戰(zhàn)略性決策很值得我國借鑒。

3.2國內(nèi)排水體制的研究現(xiàn)狀

　　我國在城市排水方面，一直以來偏重于污水處理技術(shù)研究，對城市排水體制方面的關(guān)注極少�？萍歼M步對城市排水管網(wǎng)領(lǐng)域的推動作用不大，作為一個整體系統(tǒng)，城市排水管網(wǎng)領(lǐng)域的現(xiàn)代科學理論和技術(shù)己大大落后，與先進的城市污水處理理論與技術(shù)形成強烈的反差 ^[20]。在對待城市排水體制和雨水問題上，主要還停留在單純“排放”的思考上，簡單地傾向靠分流制來解決點源污染的控制，而忽視雨水資源的保護利用與城市生態(tài)的關(guān)系，忽視雨水的排放和非點源污染的關(guān)系。另外，我國在有關(guān)城市排水管道的污染規(guī)律及雨水徑流，合流制溢流污染控制的基礎(chǔ)理論、工程規(guī)劃與設計、管理與法規(guī)等方面幾乎處于空白狀態(tài)。實際上，僅靠分流制解決點源污染，隱患較多^[16]。
　　我國的新建城市(區(qū))，如深圳市，上海浦東，大連開發(fā)區(qū)等，都是分流制排水系統(tǒng)。由于設計、施工和管理方面的原因，在這些新建城市(區(qū))中，并沒有真正實現(xiàn)完全分流制所期望的目標，也沒有將污水處理廠服務流域內(nèi)的污水全部收集到污水處理廠^[21]。另外，北京、天津、昆明等許多城市也規(guī)劃將合流制完全改造成分流制排水系統(tǒng)。北京已有三分之二的排水系統(tǒng)為分流制，最近幾年，在點源污染治理、河湖水系生態(tài)保護方面加大了力度，但部分河湖在降雨后仍有嚴重的“水華”現(xiàn)象發(fā)生，有的河段、湖泊富營養(yǎng)化現(xiàn)象依然嚴重，這些狀況很大程度上是由非點源污染造成的。分流制排水系統(tǒng)使污染嚴重的初期雨水和部分小雨都直接排入水體，在減少合流制溢流污染的同時卻增加了非點源污染問題。
　　近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展的呼聲越來越高，我國一些學者開始關(guān)注和研究城市雨水徑流的污染和雨水資源的保護與利用，于80年代初期在北京開始了對城市雨水徑流非點源污染的研究,此后其他一些城市也相繼開展過相關(guān)研究。但由于點源污染矛盾一直突出,對城市徑流污染未予以足夠重視。近年來,非點源污染矛盾有加重趨勢,水污染控制的力度也在加大,城市徑流污染開始引起越來越多的重視。如北京1998年開始對城市雨水徑流污染控制和雨水資源利用進行系統(tǒng)研究^[22] ,不僅分析徑流污染指標及變化范圍,對污染物的沖刷輸送規(guī)律、主要影響因素、污染物負荷和控制對策等都進行了研究。對城市雨水利用也在系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，開始全面的工程實施和推廣應用；上海市對城市雨水污染及特性有了初步了解，對控制雨水污染措施提出了建議。珠海市對城區(qū)降雨徑流污染特征有了初步研究；長安大學對城市道路路面徑流水質(zhì)特性及排污規(guī)律進行了探討；南京工業(yè)大學在城市雨水的物化處理技術(shù)方面有一些新的思路。可見，非點源污染(主要指雨水徑流污染)在我國已逐漸引起了重視，降雨徑流水質(zhì)特性、雨水處理技術(shù)、徑流污染防治等方面也有了不少成果，但從排水體制整個系統(tǒng)來探討研究非點源污染控制還有欠缺^[23,24]。
　　但是，排水體制的合理選擇，不僅關(guān)系到城市雨污水的收集排放、排水系統(tǒng)的適用性和經(jīng)濟效益問題，而且更重要的是能否滿足水資源和環(huán)境保護的要求，有效地實現(xiàn)城市點源和非點源污染總量的控制，能否符合城市生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的要求。

4 城市排水體制的選擇

　　在排水體制的選擇上，一方面，我國存在著不切實際地選擇分流制問題。分流制有很多優(yōu)點,但對于經(jīng)濟不發(fā)達城市的老城區(qū)來講,如道路不改造拓寬,小區(qū)不改造, 尤其是深圳等許多城市的住房陽臺改成廚房或裝上洗衣機，其產(chǎn)生的污水排入雨水管道系統(tǒng)，即使污水主干管已經(jīng)建成,那么也無法實施雨、污分流。其結(jié)果只能是:一方面污水總干管未能充分利用，,造成投資浪費;另一方面,污水還是走雨水管道排河,繼續(xù)污染水體。
　　西方國家的實踐表明,為了進一步改善受納水體的水質(zhì),將合流制改造為分流制,其費用高昂而效果有限,而在合流制系統(tǒng)中建造上述補充設施則較為經(jīng)濟而有效。所以,國外排水體制的構(gòu)成中帶有污水處理廠的合流制仍占相當高的比例：英、法等國家的大部分城市也仍保留了合流制體系，以控制非點源污染并保證污水的處理率，修建合流管渠截流干管，即改造成截流式合流制排水系統(tǒng)，結(jié)果萊茵河和泰晤士河的水體都得到了很好的保護^[25]。而前西德1987年其合流制下水道長度占總長度的71.2%, 且該國專家認為通常應優(yōu)先采用合流制,分流制要建造兩套完整的管網(wǎng),耗資大、困難多,只在條件有利時才采用。至八十年代末,前西德建成的調(diào)節(jié)池已達計劃容量的20%,雖然其效果難以量化,但是截送到處理廠的污水量增加了、河湖的水質(zhì)有了顯著的改善。德國魯爾河協(xié)會（Ruhrverband），其管轄流域的城市大都采用合流制排水系統(tǒng)和合流制污水處理廠，其旱季處理流量為污水流量（Q），而雨季處理流量則為兩倍污水流量（2Q）；而且其剩余的雨水徑流進入雨水處理系統(tǒng)-雨水塘和地表徑流型人工濕地。2002年，魯爾和協(xié)會共運行96座污水處理廠，而雨水處理廠則達297座。因此，魯爾河無論是旱季還是雨季，其水質(zhì)保持得非常好，不僅具有良好的生態(tài)景觀，而且成為魯爾工業(yè)區(qū)的主要供水水源^[26]。
　　從以上事實可以看出,建立理想的分流制或?qū)⒑狭髦聘臑橥耆至髦葡到y(tǒng)的成功率較小。在排水體制的選擇上應改變觀念,允許部分地區(qū)在相當長的時間內(nèi)采用合流制截流體系并將工作重點放在提高污水處理率上,這才是保護水體的根本方法。在對老城市合流制排水系統(tǒng)改造時要結(jié)合實際制定可行方案,在各地新建開發(fā)區(qū)規(guī)劃排水系統(tǒng)時也有必要充分分析當?shù)貤l件、資金的合理運作,同時還要從管理水平、動態(tài)發(fā)展角度進行研究,不要盲目模仿、生搬條款。在已有二級污水處理廠的合流制排水管網(wǎng)中,適當?shù)牡攸c建造新型的調(diào)節(jié)、處理設施(滯留池、沉淀滲濾池、塘和濕地等) 是進一步減輕城市水體污染的關(guān)鍵性補充措施。它能攔截暴雨初期“第一次沖刷”起的污染物送往污水廠處理,減少混合污水溢流的次數(shù)、水量和改善溢流的水質(zhì),以及均衡進入污水廠混合污水的水量和水質(zhì),它也能對污染物含量較多的雨水作初步處理。

5 我國的排水系統(tǒng)體制選擇及建設中存在問題及建議

5.1排水管網(wǎng)的建設

　　我國不少城市和地區(qū)，往往只把污水處理廠作為重點工程對待，而放松與之相配套的污水管網(wǎng)的建設。常常是污水處理廠按計劃建成投產(chǎn)，而無水管網(wǎng)卻只建了部分污水干管，由于資金短缺、拆遷量大等原因造成支管未建或支管與主管連接不上。造成一方面污水處理廠處理量不足，一方面污水仍直接排入河體污染環(huán)境。因此，排水管網(wǎng)的建設應與污水處理廠的建設作為一個整體，同步實施。
　　改革開放以來我國的城市排水系統(tǒng)有了較大的發(fā)展,面臨經(jīng)濟發(fā)展對城市基礎(chǔ)設施的需求、水環(huán)境污染造成的水質(zhì)型缺水和城市居民生活質(zhì)量下降等壓力,對排水系統(tǒng)重要性的認識不斷提高,新建改建了許多排水工程^[27]。但是,因歷史欠帳太多,總的水平仍然非常落后。從全國來看,城市排水管總長1995 年為7.5萬km。若城市人口按2億人估算,人均僅0.375m，導致城市污水處理率偏低。即使沿海發(fā)展較快的地區(qū),城市排水設施的水平也不高。如廣東省現(xiàn)日排污水63.8億萬噸/天,其中生活污水量40.7億萬噸/天,污水處理廠總數(shù)為79座，全省城鎮(zhèn)生活污水處理率僅40.2%^[28],而美國和德國的生活污水處理率在2004年以前已經(jīng)達到了90-100%，韓國達到90%，日本也達到了78%^[29]。

5.2 截流倍數(shù)

　　雨水/污水分流制系統(tǒng)一旦形成事實上的混流,就形成了兩個污水-雨水混合流系統(tǒng)。這是由于我國許多城市建設發(fā)展速度很快，多采取分期、分區(qū)、分片建設，規(guī)劃趕不上建設速度，下水道系統(tǒng)建設滯后，造成排水管道錯接亂接現(xiàn)象嚴重；二是居民習慣將污水倒入附近的雨水道路邊的雨水徑流收集格柵槽中；三是現(xiàn)在許住房的陽臺改成廚房或安裝上洗衣機，使本來連接到雨水道的雨水變成生活污水。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗, 對于排入河道、湖泊或近海的排水系統(tǒng)，無論是合流制還是分流制（雨水道），其排水干管或干渠，都應采用截留式排水系統(tǒng)，在其末端加設溢流井，其頂端設置溢流堰，排水干管采用適宜的截留倍數(shù)；其大小直接影響受納水體的潔凈與否，過小會導致受納水體遭受嚴重污染；過大則會造成浪費。故合理選取截流倍數(shù)是關(guān)鍵,其取值應綜合考慮受納水體的水質(zhì)要求、受納水體的自凈能力、城鎮(zhèn)的文明程度(或級別)、人口密度、降雨量、投資等各種因素。對比國內(nèi)外截流倍數(shù)的取值，也會發(fā)現(xiàn)存在很大差異：
　　日本截流管容量一般按計劃時間的最大污水量的3 倍;英國的習慣做法是截流倍數(shù)采用5;德國一般選擇的截流容量為高峰日的4 倍,其中2 倍流到污水處理廠進行處理;美國標準不一,截流倍數(shù)采用1.5～5 倍;前蘇聯(lián)規(guī)范確定:當排入流量大于10 m3/ s 河流時,取1～2 ;當排入流量為5～10 m3/s 河流時,取3～5。目前,國內(nèi)城市截流倍數(shù)采用情況:沈陽截流倍數(shù)采用2,天津采用3～5,截流管不發(fā)生溢流,效果較好。上海地區(qū)采用2.43～2.63 截流倍數(shù),環(huán)境質(zhì)量較好,比截流倍數(shù)為1的地區(qū)有明顯的改善。中國香港地區(qū)、廣州、東莞等地取1,北京取1～2,重慶取3,昆明取2.5。國內(nèi)研究表明:選擇2比選1其工程投資和運轉(zhuǎn)費用約增加一倍,但超標河段數(shù)量及超標歷時卻顯著降低,充分體現(xiàn)出截流倍數(shù)對投資和水環(huán)境的顯著影響^[30]。
　　可見，我國的截流倍數(shù)選取與發(fā)達國家比偏低。而在實際運行的截流式合流制中，有的截流倍數(shù)更小,有的城市甚至僅為0～0.5。出現(xiàn)這種情況原因有二: ①污水流量未預測準確,排水管尺寸不夠,導致一下雨截流井就溢流入河,這時截流干管也只能是一個形式; ②考慮到經(jīng)濟因素,建設單位本身不愿意有截流倍數(shù)^[31]。

5.3 污水處理及工藝方案的選擇

（1）污水處理能力

　　我國目前最大的問題是對分流制排水系統(tǒng)存在誤解，認為合流制排水系統(tǒng)需要有截留倍數(shù)，而分流制雨水道則無需截留倍數(shù)，無需處理雨水徑流，致使我國絕大多數(shù)污水處理廠，只按旱季污水量設計、建造和運行，亦即截留倍數(shù)n=0，一旦進入雨季，對雨水徑流既不能截留，也不能處理，致使降雨時受納水體往往遭受嚴重污染，造成垃圾、糞便漂浮河面，即有礙觀瞻，更影響環(huán)境衛(wèi)生。因此，設計好溢流井的構(gòu)造以充分發(fā)揮其截流雨水徑流作用，而且污水處理廠的處理能力應與截流污水量相適應，以韓國首爾清溪川治理工程為例，清溪川周邊污水管道的截流倍數(shù)取為2，降雨時合流制下水道截流干渠能夠匯集降雨強度為Q=2mm/min的徑流量，因此，盡管其下游的中梁污水處理廠的服務面積內(nèi)污水流量為66萬噸/天，但其設計處理流量則為195萬噸/天；大田污水處理廠的服務人口為150萬，其污水處理能力為90萬噸/天，可見其截流倍數(shù)也是取為：n=2。

（2）污水處理廠選址及工藝選擇

　　我國在城市污水處理廠的建設中一直主張建設大型污水處理廠，因為大型污水處理廠相對建造成本低，但城市集中式污水處理系統(tǒng)應與分散式污水處理系統(tǒng)相結(jié)合。集中式污水處理系統(tǒng)建設周期長，對配套污水收集管網(wǎng)的要求高，耗資巨大，而許多已經(jīng)建成的大型污水處理廠由于選址在城市水網(wǎng)下游，阻礙了污水的再生回用；而分散式污水處理系統(tǒng)容易實現(xiàn)污水的就地回用，有利于實現(xiàn)城市區(qū)域性良性水循環(huán)。因此，應當提倡在居民小區(qū)建造小型污水處理回用廠，為了利于和易于水循環(huán)回用，小區(qū)宜于采用分流制下水道系統(tǒng)，即污水排放于處理回用系統(tǒng)和雨水徑流匯集、儲存、處理與利用系統(tǒng)。小區(qū)雨水系統(tǒng)主要收集屋頂、道路、公用場地等徑流，其水質(zhì)較清，易于處理，如通過沉淀-過濾-消毒處理便可獲得優(yōu)質(zhì)出水，可用魚沖廁、澆灑綠地和做小區(qū)景觀湖、塘的景觀用水。
　　以活性污泥工藝為主的現(xiàn)有污水處理工藝，其主要限制是占地面積大，處理效率低，因此，要進行污水處理工藝的優(yōu)化，采用先進的技術(shù)，如：新一代生物膜工藝，如BAF（Biofor、Biostyr、Biobead、Biopur等），活性污泥和生物膜的復合工藝，包括移動式生物膜工藝（MBBR，Caldnes、Linpor等）和固定式生物膜-活性污泥復合工藝（HYBFAS、EHYBFAS等）^[32-34]。

（3）適當?shù)暮拥谰偷刂卫砑夹g(shù)

　　盡管建設了污水截排系統(tǒng)和污水處理廠，但由于截流倍數(shù)的不徹底，還是會有污水流入河道，因此在河道內(nèi)，尤其是污染嚴重的河道內(nèi)建設適當?shù)奶幚碓O施，以保證河道水質(zhì)，如：污染河道就地生物治理技術(shù)，包括：利用河床鋪設生態(tài)石，種植各種生態(tài)植物，適當增加曝氣復氧設施及其他的人工生物強化措施等^[35]。

5.4 雨水徑流污染物含量及控制

　　表1將我國與發(fā)達國家城市雨水徑流水質(zhì)進行統(tǒng)計對比。從表1可知，巴黎三種匯水面徑流主要污染物的中值和最大值明顯小于北京。巴黎、德國屋面徑流COD低于北京屋面的COD值。美國、德國徑流的主要污染物濃度也都明顯低于對應的北京徑流污染物濃度。考慮目前北京城市地面環(huán)境狀況、大氣質(zhì)量等在中國城市中至少屬于中上等,因此,從定量和定性兩方面分析判斷,我國主要城市徑流污染比一些發(fā)達國家的城市徑流污染程度明顯嚴重，雨水徑流污染控制具有重要性。
　　隨著經(jīng)濟的高速，城市人口密度不斷增加，對污水收集系統(tǒng)容量的要求也不斷增加，這不僅由于不斷擴大的城市產(chǎn)生了越來越多的污水，而且由于不透水排水面積的增加導致了城市暴雨徑流量的增加，最終導致了在大的居民區(qū)內(nèi)，更多的是大城市、超大城市的周邊，水文環(huán)境和城市水源受到嚴重的污染和破壞。無論合流制或分流制排水系統(tǒng)，都應對截留雨水徑流進行處理。尤其當工業(yè)和城市污水處理廠普及程度提高后,這一矛盾會更突出。許多發(fā)達國家的經(jīng)驗已經(jīng)證明,必須及早深入研究和制定控制對策。

5.5 排水管網(wǎng)的管理

　　加強管理，對于建成后排水管網(wǎng)的成效至關(guān)重要。如果一個排水系統(tǒng)已經(jīng)進行了雨、污分流，而管理措施跟不上，沿街居民私自亂接出戶管，或圖方便省錢，將生活污水管就近接入雨水管道，就會造成花大量資金建成的雨污分流系統(tǒng)失去作用，污水由雨水管直接排入水體造成河流污染。因此，城市排水系統(tǒng)能否真正發(fā)揮其應有的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益，必須采取有效措施加強對排水管網(wǎng)的管理，從源頭上做好雨、污分流。

6 小結(jié)

　　隨著城市化的發(fā)展，排水系統(tǒng)在社會可持續(xù)發(fā)展中起著越來越重要的作用。國內(nèi)外針對排水體制的研究表明，建立理想的分流制或?qū)⒑狭髦聘臑橥耆至髦频某晒β屎苄�，且投資巨大，管理困難。我國排水體制的選擇應根據(jù)城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護的要求、污水利用情況、原有排水設施、水質(zhì)、水量、地形、氣候和水體等條件，從全局出發(fā)，通過技術(shù)經(jīng)濟比較綜合考慮確定,而不應該只重政績而盲目的選擇分流制排水系統(tǒng)。
　　今后應加強對城市水系雨水徑流管理和污染控制的工作，借鑒國外城市暴雨雨水的“源控制”及下游控制的蓄排結(jié)合做法，克服偏向靠“雨污分流”來解決污染、重終端治理輕源頭控制、重人工措施輕自然措施等缺陷，加強對源的控制,將雨水徑流污染物從源頭上控制在最低限度的同時，通過研究雨水徑流污染物輸送和擴散機理, 對污染物擴散途徑進行控制,采取適當?shù)拇胧?span lang="EN-US">,減少污染物排入地下或地表水體的數(shù)量，并通過自然生態(tài)技術(shù)或人工凈化技術(shù)等終端治理技術(shù)來降解帶入水體的徑流污染物。

表1 各國雨水徑流中污染物含量統(tǒng)計表^[8]

參考文獻

1 張杰,李捷,熊必永. 城市排水系統(tǒng)新思維. 給水排水.2002, 28(11): 24-26
2 孫慧修, 郝以瓊, 龍騰躍. 排水工程. 第四版. 中國建筑工業(yè)出版社, 1999:10
3 徐承華. 截流式分流制排水系統(tǒng). 中國給水排水. 1999, 15(9):44～45
4 Dikshit A K, Loucks D P. Estimation Nonpoint Pollutant Loadings1In : A Geographical2Information2Based Nonpoint Source Simulation Model. J Environ Sys ,1996 ,24 (4) : 395～408；
5 Taylor M., Henkels J.. STORMWATER2Best Management Practices : Preparing for the Next Decade. STORMWATER ,2001 ,2 (7) :1～11
6 溫灼如,蘇逸深,劉小靖,等. 蘇州水網(wǎng)城市暴雨徑流污染的研究. 環(huán)境科學,1986 ,7 (4) :2～6；
7 車伍 , 歐嵐 , 汪慧貞 ,等. 北京城區(qū)雨水徑流水質(zhì)及其主要影響因素. 環(huán)境污染治理技術(shù)與裝備,2002 ,3 (1) :33～37；
8 車伍，劉燕，李俊奇．國內(nèi)外城市雨水水質(zhì)及污染控制．給水排水，2003，29（10）:38-42
9 Wang Lin, Liu Yanping, Wang Baozhen, Water Basin Management for Nansihu, Shandong, AQUA, 2004:Vol 53, No.1 pp17-28
10 Lee, J. H., Bang, K. W. Characterization of Urban Stormwater Runoff. Water Res. 2000, 34(6):1773～1780
11 Vieux B.E., Vieux J.E.. Statistical Evaluation of a Radar rainfall System for Sewer System Management. Atmospheric Research. 2005, 77:322～336
12 王琳、王寶貞，《優(yōu)質(zhì)飲用水凈化技術(shù)》，科學出版社，北京，2000年；
13 王寶貞、王琳、時雙喜，水源與飲用水中病原原生動物的危害及其控制，哈爾濱建筑大學學報，32（5）：43-46，1999；
14 Thomas D. R.. Site Assessment for a Stormwater Detention Basin Water-Quality Retrofit. Stormwater. 2003:5～6
15 Smullen J.,Dahme J.. Helps Philadephia Manage Combined Sewer Overflow s. Stormwater. 2003:3～4
16 洪嘉年. 對城市排水工程中排水制度的思考. 給水排水. 1999, 25(12):51～52
17 王紫雯, 張向榮. 新型雨水排放系統(tǒng)—健全城市水文生態(tài)系統(tǒng)的新領(lǐng)域. 給水排水. 2003, 22(5):17～20
18 唐建國, 曹飛, 全洪福等. 德國排水管道介紹. 給水排水. 2003, 25(15) 3～5
19 Jago R.. Overflow Management for CSO Control. In Proceedings Of 3rd South Pacific Stormwater Conference, Auckland, New Zealand, 2003
20 周玉文. 城市排水管網(wǎng)事業(yè)面臨的新挑戰(zhàn). 給水排水. 2003, 29(2):137
21 奉桂紅，劉世文，胡永龍. 深圳市實施排水系統(tǒng)分流體制的探討.中國給水排水.2002,18（10）:24-26
22 車伍,劉紅,汪慧貞,等.北京市屋面雨水污染及利用研究.中國給水排水,2001,17(6) :57～61；
23 程炯, 林錫奎, 吳志峰等. 非點源污染模型研究進展. 生態(tài)環(huán)境. 2006, 15(3):641～644
24 郭利平, 李德旺, 韓小波. 城市非點源污染治理與資源化技術(shù)研究. 環(huán)境科學與技術(shù). 2006, 29(1):57～59
25 李樹平. 淺議城市排水體制中的幾個問題. 中國市政工程. 2002:53～55
26 王寶貞，王琳. 水污染治理新技術(shù)－新概念 新理論 新工藝.2003.科學出版社：北京
27 王文遠，王超. 國內(nèi)外城市排水系統(tǒng)的回顧與展望，水利水電科技進展，1997，17（6）：8-11
28 廣東省環(huán)境保護局，2005年廣東省環(huán)境狀況公告
29 唐建國.德國污水處理廠水質(zhì)狀況介紹.給水排水.2006,32（9）:15-16
30 曾賢桂,張智良.深圳市分流制排水系統(tǒng)研究. 工業(yè)安全與環(huán)保.2004,30(10):12-13
31 王阿華.城市排水系統(tǒng)建設中存在的問題及對策.中國給水排水,2003,19(3):27-28
32 Wang B.Z, Jin W.B, Wang S.M., Cao X.D and Ma Z.G. Design and operational performance of a full scale MWWTP with EHYBFAS process. Proceedings of the 2^nd International Conference on Water Conservation and Management in Coastal Areas, held in ANmin Island,South Korea, Nov. 13-15,2006;
33 Wang B.Z, Wang D., Li G.Q, Wang L, Liu Y.P and Liu S. Performance of WWTP using submerged biofilm process with zero sludge discharge. Water in China. Water and Environment Series, IWA Publishing. 2003:221-229
34 Liu S, Wang B.Z., Wang L. and Ding Y.W. Operational performance of combined SBF-AS process for municipal wastewater treatment in small cities in China-A case study, Proceedings of the 1^st International Conference on Water conservation and management I coastal area(WCMCA). Qingdao, 2006, 11. Oral presentation.
35 Wang S.M., Jin W.B, Wang B.Z, Cao X.D and Huang H.Q. In-Situ Remediation of Polluted Streams by Waterspur process with a case study of Futian Stream, published in chinawater.net

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