前言

　　上海世博園選址在黃浦江兩岸濱水區(qū)。“水”是貫穿上海世博園設(shè)計的重要特色，一個潔凈的生態(tài)水環(huán)境將使世博園區(qū)的環(huán)境更為優(yōu)美寧靜，更富有回歸自然，接近自然的感覺。充分體現(xiàn)人與自然和諧相處和上海這座現(xiàn)代化國際大都市與水相依美好生活的魅力。但目前黃浦江的水問題令人擔(dān)憂，面臨安全防汛壓力大、水環(huán)境污染和水生態(tài)破壞等問題，已直接影響到上海的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，離成功舉辦世博會的要求有著很大的差距。作為上海世博會的建設(shè)，城市讓生活更美好，迫切需要建設(shè)一種可持續(xù)性的、生態(tài)型的新型城市排水系統(tǒng)。

　　 城市排水系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，它通常由排水管網(wǎng)和污水處理廠組成。對于生活污水、工業(yè)廢水和雨水所采用的不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱作排水系統(tǒng)體制。城市排水系統(tǒng)體制的選擇是城市排水系統(tǒng)規(guī)劃中首要問題，它影響排水系統(tǒng)的設(shè)計、施工、維護(hù)和管理，對城市規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)。本文通過對上海排水系統(tǒng)過去和現(xiàn)有思想和理念的局限性進(jìn)行探索，進(jìn)而闡述排水系統(tǒng)在功能、規(guī)劃和設(shè)計方面可持續(xù)發(fā)展的必然性。

1 上海排水系統(tǒng)的體制變遷和發(fā)展

1.1直排式合流制排水系統(tǒng)
　　
        上海開埠前，城區(qū)建有傳統(tǒng)的排水溝渠，雨、污水就近排入河道。開埠初，租界在辟路的同時，只在路旁挖明溝或暗渠。1862年起，英、法租界相繼開始規(guī)劃和建設(shè)雨水管道。這些管道都是以黃浦江、蘇州河、虹口港和肇嘉浜等作為泄水河道。當(dāng)時各地區(qū)各自為政，采用的設(shè)計原則和標(biāo)準(zhǔn)各不相同，管網(wǎng)不成系統(tǒng)，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，排水不暢，在暴雨期間很多地區(qū)積水嚴(yán)重。

1.2直排式合流制為主，不完全分流制為輔
　　
        20世紀(jì)初，西式建筑啟用衛(wèi)生水廁，大量未經(jīng)處理的污水排入河道，造成嚴(yán)重水質(zhì)污染。1921年起，公共租界相繼埋設(shè)糞便污水管道，建造北區(qū)污水處理廠等3座采用活性污泥法的污水處理廠，部分地區(qū)實行雨、污水不完全分流制，全市多數(shù)地區(qū)的排水管網(wǎng)為雨、污水合流制。到1949年，共有雨水管道531.5km，雨水泵站11座，排水能力為16m3/s；污水管道117km，污水處理廠3座，日處理能力為3.55萬立方米；排水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不全。

1.3 完全分流制和直排式合流制并存

　　50年代，市政府先后作出開辟新居住區(qū)、近郊工業(yè)區(qū)和衛(wèi)星城的建設(shè)部署并確定新區(qū)建設(shè)時，采用雨、污水分流制的排水體系。近10年間，在新居住區(qū)建設(shè)6個污水排放系統(tǒng)和6座小型污水處理廠；在新建工業(yè)區(qū)中建有閔行、桃浦等3個污水系統(tǒng)和處理廠。同時還對原有3座污水處理廠進(jìn)行技術(shù)改造。1983年，市政府對污水治理提出“綜合治理，管治并舉”的方針，采取分流制和合流制并存，集中和分散相結(jié)合的原則，以集中治理為主進(jìn)行建設(shè)。為住宅建設(shè)服務(wù)，新、改建曲陽、天山、龍華、閔行等中型規(guī)模污水處理廠，以及泗塘、吳淞等4座小型污水處理廠。城市污水處理工程得到相應(yīng)重視。

1.4 截流式合流制排水系統(tǒng)成為主體

　　80年代，國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，市區(qū)污水量每日約為490m3，未經(jīng)任何處理通過合流管道直接排入黃浦江、蘇州河等河道，以致嚴(yán)重污染了河水水質(zhì)。為此合流污水治理一期工程、污水治理二期工程相繼動工，分別截流蘇州河兩岸及黃浦江沿岸的合流污水和生活污水，并排放至長江大水體擴(kuò)散稀釋。近期將竣工投入使用的污水治理三期工程是又一重大截污治污工程，該工程建成后，使污水收集、處理系統(tǒng)在整個中心城區(qū)覆蓋面擴(kuò)大，形成石洞口、竹園、白龍港等污水排放系統(tǒng)，極大地削減了黃浦江、蘇州河和中小河流的污染壓力。為水生態(tài)環(huán)境的修復(fù)奠定扎實的基礎(chǔ)。

1.5截流式合流制和雨污分流制組合系統(tǒng)

　　隨著上海經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，上海已分別在三個最大的外排系統(tǒng)末端建設(shè)污水處理廠，使其達(dá)到一定的要求后排入接納水體，上海市為充分利用新建污水收集系統(tǒng)，將合流一期、二期污水收集系統(tǒng)附近的污水處理廠取消，原有污水管網(wǎng)納入合流一期、二期系統(tǒng)保留了8座離污水收集主干網(wǎng)較遠(yuǎn)的城市污水處理廠，將其改建，增加脫氮除磷功能。

2 上海城市排水系統(tǒng)體制科學(xué)研究的現(xiàn)狀與面臨挑戰(zhàn)

　　作為特大型城市的上海，近 150 年來， 隨著城市化進(jìn)程不斷加快，地下管線也不斷更新，在新建的采用雨污分流排水系統(tǒng)的同時，也存在大量的老的雨污合流排水系統(tǒng)。城市排水體制和管道系統(tǒng)是整個水污染控制和水生態(tài)環(huán)境保護(hù)體系中的重要環(huán)節(jié)。由于防汛壓力大、河道污染嚴(yán)重，上海在排水系統(tǒng)規(guī)劃中著重于及時排除雨、污水，防止市區(qū)內(nèi)澇和集中處理污水，達(dá)標(biāo)排放，防止公共水域水質(zhì)污染這兩項功能。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，科技進(jìn)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(xué)理論和技術(shù)已大大落后，與先進(jìn)的城市污水處理理論與技術(shù)形成強(qiáng)烈反差[1]。在對待城市排水體制和和雨水問題上，主要還停留在單純“排放”的思考上，靠分流制來解決點源污染，而忽視雨水資源的保護(hù)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。實際上，僅靠分流制解決點源污染，隱患較多。[2]

　　目前為減少合流制系統(tǒng)初期雨水對蘇州河的污染，上海也在加緊對合流制排水系統(tǒng)初期雨水污染控制的研究，總體目標(biāo)服務(wù)于合流污水調(diào)蓄池的建設(shè)，對初期雨水進(jìn)行調(diào)蓄處理并配套相應(yīng)的管理措施，以工程措施和非工程措施相結(jié)合，加強(qiáng)污染源頭的治理與控制，實行防洪與面源污染控制并重的城市排水綜合管理�？梢�，非點源污染已逐漸引起了重視，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。[3]

　　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，而且關(guān)系到水資源和環(huán)境保護(hù)是否符合城市生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的要求。

3 制約上海城市排水體制可持續(xù)發(fā)展的五大因素

3.1嚴(yán)重的雨污水管混接抵消了分流的作用，污染依舊，效益降低

　　中心城區(qū)的雨污分流制排水系統(tǒng)存在大量的雨污混接現(xiàn)象：新建污水管接不進(jìn)原有污水系統(tǒng)，而接入市政雨水系統(tǒng)，造成雨污水系統(tǒng)局部連通。在民用建筑內(nèi)部裝修過程中，改變建筑功能，如將陽臺改成廚房，甚至改成廁所，以致原設(shè)計的陽臺雨水落水管成為生活污水管，其出水接入雨水系統(tǒng)。有的原辦公建筑改成餐飲業(yè)或娛樂業(yè)，造成整個市政排水系統(tǒng)的不良運行，這些有意混接，只顧解決眼前問題，犧牲長遠(yuǎn)環(huán)境利益的做法造成分流制排水系統(tǒng)失敗。

3.2 污水廠數(shù)目減少，不利于污水再生回用事業(yè)發(fā)展

　　建設(shè)大型污水處理廠可以發(fā)揮規(guī)模效益，降低建設(shè)費用，但這種觀點并沒有考慮到污水再生回用的因素，如果考慮到再生水的回用所需鋪設(shè)的輸水管道、提升泵站等費用，考慮到改善城市水環(huán)境以及因為污水再生回用而減輕城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，那么可以肯定，在城市下游建立集中的大型污水處理廠在經(jīng)濟(jì)上并不是最優(yōu)的，也是和促進(jìn)污水再生回用相悖的。

3.3雨水資源大量流失，地下水位和地面下沉，水澇增加，城市生態(tài)環(huán)境惡化

　　隨著城市化的發(fā)展，樹木、農(nóng)作物、草地等面積逐步減小，工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)和居民區(qū)的面積不斷增加，使相當(dāng)部分的流域為不透水地表所替代，減少了蓄水空間。由于不透水地表的入滲量幾乎為零，使雨水徑流總量增大，地區(qū)的入滲量減小，地下水補(bǔ)給量相應(yīng)減小，地下水位逐年下降；另一方面大量地排放雨水又帶來城市水澇、城市生態(tài)環(huán)境惡化等一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題,城市雨水利用隨著城市化帶來的水資源緊缺和環(huán)境與生態(tài)問題應(yīng)引起我們的重視。

3.4 污水收集系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)達(dá)國家相比仍然滯后

　　目前中心城區(qū)污水輸送、處理的框架雖已基本建成，但污水收集系統(tǒng)還有不少空白點，沿河污染源錯綜復(fù)雜、面廣量大，特別是城鄉(xiāng)結(jié)合部地區(qū)污水直排現(xiàn)象仍比較嚴(yán)重，仍有不少企業(yè)、作坊在直排或偷排超標(biāo)廢水入河。上海的污水收集率和處理率盡管處于國內(nèi)領(lǐng)先，但相比發(fā)達(dá)國家還有差距，預(yù)計2008年上海城鎮(zhèn)污水處理率達(dá)到75％，而美國和德國的污水處理率在2004年以前已達(dá)到了90~100%，韓國達(dá)到90%，日本也達(dá)到了78%。[4]

3.5排水系統(tǒng)泵站放江對河道的污染嚴(yán)重

　　無論是分流制還是合流制系統(tǒng)，其出流污染的主要來源均為管道沉積、地表徑流、旱流污水，其中約60%的出流污染負(fù)荷來自管道沉積物的沖刷，從合流制溢流污染和分流制初期雨水的污染所產(chǎn)生的后果來講，上海市合流制、分流制系統(tǒng)都不具有工程意義上的初期效應(yīng)。

4水污染控制和水生態(tài)環(huán)境保護(hù)效果不容樂觀

　　據(jù)環(huán)境部門最近對上海主要河道的斷面監(jiān)測，上海符合飲用水水源國家標(biāo)準(zhǔn)的地表水僅剩下1％，劣V類水質(zhì)卻占到68.6％。黃浦江被稱為上海的“母親河”，上海市民80％的飲用水來自黃浦江。盡管近年來上海市政府加大了對黃浦江環(huán)境整治力度，但“隱形”污染依然觸目驚心。目前，每天仍有數(shù)百萬噸廢污水排入黃浦江，一年則高達(dá)20億噸，比全年平均降水產(chǎn)生的徑流量還多，致使黃浦江及其支流的水質(zhì)終年維持在Ⅲ類至V類之間(國家規(guī)定飲用水水源水質(zhì)必須在Ⅱ類水以上)，這已經(jīng)給黃浦江上游水源保護(hù)區(qū)形成較大壓力。由于黃浦江取水量的不斷增加，而上游來水不足以稀釋排入的污水，影響到黃浦江的自凈能力，加重了水質(zhì)污染程度。同時，又因黃浦江是潮汐型河流，咸潮入侵更使得黃浦江下游污水上溯，對城區(qū)的水廠取水口造成極大威脅,上海已成為典型的水質(zhì)性缺水城市。

5 21世紀(jì)上海建設(shè)可持續(xù)性的、生態(tài)型的新型城市排水系統(tǒng)展望與對策

5.1 世博將是帶動生態(tài)環(huán)境“起飛”的最好契機(jī)

　　上海世博會是世博會154年的歷史上首次以“城市”作為主題，表達(dá)了全人類對未來美好生活的追求，并圍繞主題承前啟后，探索城市未來發(fā)展的前景。世博會將帶來一個新的學(xué)科：一個支撐城市和自然和諧發(fā)展的和諧城市新概念，即生態(tài)城市。圍繞生態(tài)城市，世博在環(huán)境保護(hù)與資源循環(huán)利用上有六大科技項目，“人水和諧項目”是其中之一。這一項目研究目標(biāo)主要包括世博園區(qū)提供優(yōu)質(zhì)安全供水技術(shù)；實現(xiàn)園區(qū)的雨水和污水的資源化利用； 提供園區(qū)水景觀建設(shè)和水生態(tài)修復(fù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的組合技術(shù)；實現(xiàn)給水一污水一水資源循環(huán)永續(xù)。有專家建議，到2010年科技發(fā)展將取得許多新突破，整個世博場館可以借此打造成生態(tài)建筑。屋頂會大量使用上海研發(fā)的濾水膜，天上降下的雨水經(jīng)過層層過濾，可以直接用來飲用，水質(zhì)還超過桶裝飲用水。世博科研項目向我們傳遞了這樣的信息，雨水的收集利用和污水回用是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。

5.2 上海城市排水系統(tǒng)體制可持續(xù)規(guī)劃目標(biāo)和對策

　　在污水深度處理、超深度處理和污水再生利用已經(jīng)實用化了的今天，上海排水系統(tǒng)在規(guī)劃設(shè)計中如果還只停留在如何盡快地將城市雨水直接排放和簡單地依賴“雨污分流”等傳統(tǒng)觀念上，已明顯地不能滿足現(xiàn)代城市發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求。作為百年大計的城市排水系統(tǒng)，應(yīng)與城市雨水資源的利用相結(jié)合，與城市徑流污染控制相結(jié)合，與削弱城市徑流和水澇相結(jié)合，與城市的生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合，應(yīng)建設(shè)一種符合可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)型的新型體系。

5.2.1排水系統(tǒng)體制規(guī)劃與城市雨水資源利用相結(jié)合

　　 城市雨水資源利用涉及到城市雨水資源的科學(xué)管理、雨水徑流的污染控制、雨水作中水等雜用水源的直接收集利用、用各種滲透設(shè)施將雨水回灌地下的間接利用、城市生活小區(qū)水系統(tǒng)的合理設(shè)計及其生態(tài)環(huán)境建設(shè)等方面，是一項涉及面很廣的系統(tǒng)工程。我國雨水資源利用盡管有悠久的歷史，但真正意義上的城市雨水利用研究與應(yīng)用卻開始于20世紀(jì)80年代，發(fā)展于90年代。但總的來說技術(shù)還較落后，缺乏系統(tǒng)性，更缺少法律法規(guī)保障體系。發(fā)達(dá)國家的雨水資源利用技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化階段,他們的先進(jìn)經(jīng)驗值得我們國內(nèi)借鑒。城市雨水資源利用是一項造福子孫后代的系統(tǒng)工程，應(yīng)納入排水系統(tǒng)體制規(guī)劃。

5.2.2 排水系統(tǒng)體制規(guī)劃與源頭污染控制和終端污染控制相結(jié)合

　　 因地制宜地選擇排水體制，可能是保留并改造原有較完善的合流制，也可能是新型的混合制或不完全分流制等，但必須考慮投資效益。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(shè)施來減緩暴雨徑流[5]，削減城市洪峰和水澇,以緩解地面下沉和改善城市生態(tài)，減少并控制合流制溢流污染和分流制初期雨水的污染。

5.2.3 排水系統(tǒng)體制規(guī)劃與城市的生態(tài)環(huán)境保護(hù)相結(jié)合

        21世紀(jì)的上海排水系統(tǒng)體制規(guī)劃原則應(yīng)重在污水再生，回收利用于工業(yè)生產(chǎn)和市政用水；重在雨水調(diào)蓄、貯存和開發(fā)利用，這是規(guī)劃原則的根本變革。[6]在規(guī)劃中應(yīng)調(diào)查現(xiàn)有和潛在的再生水需求，結(jié)合城市的功能分區(qū)以及現(xiàn)有排水系統(tǒng)現(xiàn)狀，從方便于污水再生利用的目的出發(fā)，恰當(dāng)?shù)貏澐峙潘謪^(qū)，確定污水再生水廠的個數(shù)和位置，做到適度集中，以便節(jié)省污水收集處理、再生利用的整套系統(tǒng)的投資和日常能耗，降低再生水成本。在規(guī)劃設(shè)計污水處理廠時，將它視為污水凈化再生水廠或工業(yè)供水廠，全面規(guī)劃設(shè)計污水再生凈化的全流程，應(yīng)特別重視污水深度處理并考慮超深度處理的可能，因為污水深度處理與再生回用勢在必行。

6 結(jié)束語

　　上海21世紀(jì)的城市排水系統(tǒng)將成為城市用水健康循環(huán)，恢復(fù)水環(huán)境的生命線工程，它的任務(wù)早就超出了排除雨污水、保護(hù)城市生活環(huán)境、防止公共水域污染的范疇。
　　
        城市排水系統(tǒng)將成為用水健康循環(huán)的紐帶、資源與能源回收的基地，起著社會水循環(huán)與自然水文循環(huán)和諧連接的橋梁作用。
　　 
        世博會本身不能改變一個城市的狀況，但它能起到一種催化劑的作用，加速先前就已經(jīng)啟動的改革舉措。它不是奇跡，只是一個完成計劃的時間。世博會不是一條終止線，而是城市發(fā)展新階段的起點。為了讓世博科技成果延讀下去，必須規(guī)劃建設(shè)一個可持續(xù)性的、生態(tài)型的新型城市排水系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn):

       [1] 周玉文.城市排水管網(wǎng)事業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)[J].給水排水. 2003,29(2):137.

       [2] 洪嘉年.對城市排水工程中排水制度的思考[J].給水排水.1999, 25(12):51～52.

       [3] 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[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2006 ,29(1):57～59.

       [4] 唐建國. 德國污水處理廠水質(zhì)狀況介紹[J].給水排水.2006 32（9）:15-16.

       [5] Jago R..Overflow Management for CSO Control. In Proceedings Of 3rd South Pacific Stormwater Conference, Auckland, New Zealand, 2003.

       [6]郭曉,張杰.中國都市排水系統(tǒng)功能的變革[J].中國給水排水. 2005,21(10):21~24
 

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