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   0915中國給水排水2020年中國污水處理廠提標(biāo)改造（污水處理提質(zhì)增效）高級研討會(huì).docx

 

題目：對我國城市排水防澇工程體系構(gòu)建的思考  

報(bào)告人：中規(guī)院（北京）規(guī)劃設(shè)計(jì)公司生態(tài)市政院  王家卓  院長/教授級高工

對我國合流制排水系統(tǒng)及其溢流污染控制的思考（作者：王家卓等）

來源 ：小沁 沁聚環(huán)保 

 

合流制排水系統(tǒng)作為主要的排水系統(tǒng)之一，在我國和世界其他地區(qū)都普遍存在。合流制和分流制排水系統(tǒng)互有優(yōu)劣勢。2015年，國務(wù)院頒布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（以下簡稱《水十條》）以后，全國各地迅速行動(dòng)，在黑臭水體的治理方面取得了積極的成就，在社會(huì)上引起了很好的反響。在黑臭水體的治理過程中，控源截污是所有工程措施的核心。在控源截污的過程中，不可回避的一個(gè)問題就是排水體制。尤其是針對建成區(qū)已經(jīng)是合流制的排水系統(tǒng)怎么辦，是保持合流制還是要完全雨污分流，這是很多城市都面臨的艱難選擇。有些人錯(cuò)誤地認(rèn)為，只要是合流制排水系統(tǒng)都必須進(jìn)行雨污分流改造，有些地方主管部門不顧實(shí)際情況，“一刀切”要求雨污分流，不僅花費(fèi)高，實(shí)施難度大，而且效果也不好。實(shí)際上，合流制排水系統(tǒng)并不是導(dǎo)致我國水體黑臭的根本原因。放眼世界，倫敦、巴黎、東京、漢堡、西雅圖、紐約、華盛頓等很多城市都是以合流制為主的排水系統(tǒng)[1]，這些城市的水環(huán)境都治理得較好。因此，有必要對合流制排水系統(tǒng)做出深刻的、新的認(rèn)識，以科學(xué)指導(dǎo)我國城市排水工程建設(shè)和城市水環(huán)境治理工作。

合流制與分流制：不存在誰更好的簡單答案

眾所周知，根據(jù)雨水排放系統(tǒng)和污水排放系統(tǒng)的關(guān)系，可以簡單地將城市排水系統(tǒng)分為合流制排水系統(tǒng)和分流制排水系統(tǒng)。如果雨水和污水共用一根管道排放，這種排水系統(tǒng)就稱為合流制排水系統(tǒng)。世界上很多城市最早建設(shè)的大多是合流制排水系統(tǒng)。如英國倫敦在1860年左右建設(shè)的，一直沿用至今的排水系統(tǒng)都是合流制排水系統(tǒng)[2]。

合流制排水系統(tǒng)有一個(gè)很明顯的優(yōu)點(diǎn)，那就是只用建設(shè)一根管道，投資小，地下管位空間需求小。如果考慮水環(huán)境的問題，合流制排水系統(tǒng)還有管理簡單、不存在雨污水混錯(cuò)接等優(yōu)點(diǎn)。而且在降雨時(shí)，面對中小降雨，如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)脑�，初期降雨也有可能被收集進(jìn)入到污水處理廠進(jìn)行處理，不會(huì)存在初期雨水污染的問題。然而，合流制的弊端也很明顯。在面臨較強(qiáng)降雨的時(shí)候，可能會(huì)有未經(jīng)處理的雨污水混合水，通過溢流口溢流排入受納水體，從而污染水環(huán)境。另一種排水系統(tǒng)是分流制排水系統(tǒng)，即雨水和污水分別走不同的管網(wǎng)系統(tǒng)，污水經(jīng)過污水管網(wǎng)收集后進(jìn)入污水處理廠，雨水徑流經(jīng)過雨水排放系統(tǒng)收集以后就近排放進(jìn)入受納水體。分流制排水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)很明顯，那就是不存在雨天溢流污染的問題。但分流制排水系統(tǒng)也并不是完美的排水系統(tǒng)。首先，沖洗空氣，然后又沖刷房頂、馬路，再?zèng)_刷管網(wǎng)的雨水，尤其是初期雨水。

合流制排水系統(tǒng)不是導(dǎo)致水體黑臭的根本原因

2015年，國務(wù)院發(fā)布《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》以后，我國295個(gè)地級及以上城市，除了74個(gè)沒有黑臭水體外，其他城市共有2100條黑臭水體納入生態(tài)環(huán)境部和住房城鄉(xiāng)建設(shè)部的名單[4]�！端�污染防治行動(dòng)計(jì)劃》明確要求，2020年地級及以上城市黑臭水體控制在10%以內(nèi)，2030年城市建成區(qū)的黑臭水體總體得到消除。要治理好黑臭水體，必須搞清水體黑臭的根本原因。水體黑臭的表面原因是水中因?yàn)槿毖�，水體呈現(xiàn)厭氧狀態(tài)，較為嚴(yán)重時(shí)表現(xiàn)為發(fā)黑、發(fā)臭。其實(shí)質(zhì)問題是入河污染物量超出了水體自凈能力。進(jìn)入河道的污染物有工業(yè)、農(nóng)業(yè)面源、城鎮(zhèn)生活、城鎮(zhèn)面源、農(nóng)村生活廢水、廢棄物等，此外還有內(nèi)源污染，必須全面排查，科學(xué)評估，不可上來就把水體黑臭的原因歸結(jié)為合流制排水系統(tǒng)。“黑臭在水里，根源在岸上，核心在管網(wǎng)，關(guān)鍵在排口”，這是當(dāng)今已經(jīng)公認(rèn)的觀點(diǎn)。水體黑臭的根本原因在于污水（包括工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水等）沒有能夠徹底截留從而進(jìn)入河湖水體中。使用合流制排水系統(tǒng)的地區(qū)，如果存在黑臭水體，一般在旱天水體會(huì)表現(xiàn)為黑臭，甚至是非降雨期，連續(xù)數(shù)月不降雨，水體也表現(xiàn)為黑臭。主要原因一般也是旱天污水沒有完全截留導(dǎo)致直排入河，加上內(nèi)源污染沒有治理。黑臭水體的問題實(shí)質(zhì)是城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施存在短板的問題，這個(gè)短板是幾十年的歷史欠賬形成的，不可能兩三年之內(nèi)就完全補(bǔ)齊這些短板。切實(shí)可行的目標(biāo)，就是先消除旱天污水直排，先解決旱天水體黑臭的問題，這是當(dāng)今的主要矛盾。先解了這個(gè)問題，下一步才是解決雨天合流制溢流污染的問題，再進(jìn)一步提升水體質(zhì)量，確保穩(wěn)定消除水體黑臭。所以合流制溢流污染治理，不是消除水體黑臭階段的主要矛盾和主要問題，而是基本消除水體黑臭之后，下一階段進(jìn)一步提升水環(huán)境質(zhì)量需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。

國外合流制排水系統(tǒng)的運(yùn)用狀況

日本：大城市合流制比例高日 本 合 流 制 下 水 道 覆 蓋 的 城 市 有 1 9 2 個(gè)（8.7%），覆蓋面積2270km2（20%），服務(wù)人口約30%。1982年日本發(fā)布了《合流制下水道溢流對策與暫定指南》，沒有強(qiáng)制要求合流制改為分流制，而是提出對合流制排水系統(tǒng)進(jìn)行溢流控制，標(biāo)準(zhǔn)為等同于分流制的污染水平。東京都地區(qū)更是以合流制為主的排水系統(tǒng)，合流制的比例占到82%。東京采用了源頭雨水抑制（類似于我國海綿城市建設(shè)中的源頭雨水控制，或者是美國的低影響開發(fā)）、調(diào)蓄管渠建設(shè)、調(diào)蓄池建設(shè)、高速過濾系統(tǒng)處理和溢流口改造等多種措施控制合流制溢流污染，取得了明顯的成效。東京都雖然82%的排水系統(tǒng)都是合流制，但是水環(huán)境總體質(zhì)量較好，并沒有出現(xiàn)水體黑臭問題。特別值得一提的是，東京都收納合流制排水系統(tǒng)污水的污水處理廠，大多進(jìn)行了一級處理改造，以應(yīng)對雨天合流制排水系統(tǒng)流量變化大的特點(diǎn)。具體來說，就是污水處理廠的一級處理部分采用了高速過濾系統(tǒng)，雨天的處理能力可以達(dá)到旱天的3～4倍，其中旱天同等設(shè)計(jì)流量污水進(jìn)入生化池進(jìn)行生化處理，而其他污水則是一級強(qiáng)化處理之后排放，二者并不執(zhí)行同樣的排放標(biāo)準(zhǔn)。如芝浦污水處理廠，旱天處理能力14.25萬噸/日，雨天采用快速過濾技術(shù)的一級處理，處理能力可達(dá)到42萬噸/日，而生化處理部分還是14.25萬噸/日。英國：沿用150年的合流制排水系統(tǒng)歐洲很多國家都是以合流制為主的排水系統(tǒng)，英國、法國合流制排水系統(tǒng)比例約為70%[3]，德國合流制比例約為54%。這些國家這些年已經(jīng)不再推行雨污分流改造，而且通過雨水源頭控制、管網(wǎng)截留、調(diào)蓄等措施相結(jié)合的辦法，控制溢流污染。以英國倫敦為例，倫敦沿用至今的排水系統(tǒng)主干管網(wǎng)仍然是1860年左右建設(shè)的合流制排水系統(tǒng)。但是當(dāng)時(shí)倫敦人口僅有200萬人，今天倫敦人口超過800萬人。由于人口增加，地面過度硬化，城市建設(shè)面積增大等多重原因，倫敦的合流制排水系統(tǒng)面臨經(jīng)常溢流問題，基本每周都要溢流一次[2]。為了解決倫敦市合流制溢流污染問題，倫敦市2007年啟動(dòng)了一個(gè)旨在解決此問題的研究。研究中比選了雨污分流，源頭改造，河道原位治理，保持合流制但是采用包括深隧建設(shè)在內(nèi)的措施控制溢流污染四個(gè)方案。其中，雨污分流改造因?yàn)榛ㄙM(fèi)巨大（超過140億英鎊）、時(shí)間過長（25年以上）而被否定。最后采用的是保持合流制排水系統(tǒng)，但是建設(shè)一個(gè)深層排水隧道儲蓄溢流污水的解決方案。該解決方案預(yù)計(jì)2023年完工，工程總投資約42億英鎊。工程完工以后，倫敦市每年合流制溢流污染的次數(shù)將由現(xiàn)在每年50次左右削減到每年4～6次，平均年溢流污水量將由現(xiàn)在的3950萬米3削減到235萬米3，泰晤士河的污染將被大大減輕[2]。美國：提倡合流制溢流污染控制美國合流制排水系統(tǒng)服務(wù)人口4000萬～5000萬人，主要分布在西北部和五大湖地區(qū)。紐約、華盛頓特區(qū)、費(fèi)城、波特蘭、西雅圖等都是以合流制為主的排水系統(tǒng)。目前美國共有32個(gè)州存在合流制排水系統(tǒng)，共有9438個(gè)溢流口，每年溢流污水量約為8500億加侖（約合32億米3）[6]。歷史上曾經(jīng)有一些美國城市提出徹底雨污分流改造，但是大多都放棄了。美國近年新建的排水系統(tǒng)基本都是采用雨污分流制的排水體制，但是對于現(xiàn)狀合流制排水系統(tǒng)不再進(jìn)行雨污分流改造。為了控制合流制溢流污染，美國聯(lián)邦環(huán)保局在1989年發(fā)布了合流制溢流污染控制戰(zhàn)略，確認(rèn)合流制溢流污染（CSO）是點(diǎn)源污染，適用于國家污染物排放削減系統(tǒng)（National  Pollutant Discharge Elimination System, NPDES）[7]。1994年，美國聯(lián)邦環(huán)保局發(fā)布合流制溢流污染控制政策并確定9種最低控制措施（NineMinimum  Control），要求各城市最遲于1997年1月1日之前，都要實(shí)施9種最低控制策略[8]。1995年，美國聯(lián)邦環(huán)保局發(fā)布了9種最低控制措施指南，提出美國要完成合流制溢流污染削減計(jì)劃，需要412億美元的投入。1995年，美國聯(lián)邦環(huán)保局發(fā)布了合流制溢流污染控制長期規(guī)劃（Long-term  Control  Plan, LTCP）編制指南[9]。目前美國合流制為主的城市都在按照綠色基礎(chǔ)設(shè)施與灰色基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合的辦法控制溢流污染。紐約、費(fèi)城、華盛頓特區(qū)、西雅圖做得較好，較為典型的是紐約市。紐約合流制排水系統(tǒng)約占60%。為了控制合流制溢流污染，2010年紐約編制了《紐約市綠色基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃》，規(guī)劃中經(jīng)過詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選和論證，提出紐約要采用綠色基礎(chǔ)設(shè)施加必要的灰色基礎(chǔ)設(shè)施相結(jié)合的辦法，控制合流制溢流污染，20年需要投入53億美元，這比傳統(tǒng)的灰色基礎(chǔ)設(shè)施控制合流制溢流污染少15億美元[10]。對合流制排水系統(tǒng)的幾點(diǎn)基本判斷我國沒有法律法規(guī)和政策文件要求強(qiáng)制實(shí)施雨污分流迄今為止，我國沒有法律法規(guī)或者政策文件，提出現(xiàn)狀合流制地區(qū)必須進(jìn)行雨污分流改造。2013年國辦發(fā)23號文件《國務(wù)院辦公廳關(guān)于做好城市排水防澇設(shè)施建設(shè)工作的通知》中提到，力爭用5年的時(shí)間完成雨污分流改造。但在這個(gè)文件的關(guān)于加快設(shè)施的建設(shè)的部分，也有這樣的要求：在雨污合流區(qū)域加大雨污分流排水管網(wǎng)改造力度，暫不具備改造條件的，要盡快建設(shè)截流干管，適當(dāng)加大截流倍數(shù)，提高雨水排放能力，加強(qiáng)初期雨水的污染防治。前后文聯(lián)系起來看，不難看出，國務(wù)院并沒有要求所有的合流制管網(wǎng)都進(jìn)行雨污分流改造。

合流制和分流制各有優(yōu)劣勢

合流制存在雨天溢流污染，分流制存在雨天降雨徑流污染，兩種排水體制都不是絕對完美的排水體制，不能簡單地理解為將合流制排水系統(tǒng)改為分流制就可以解決一切問題。合流制、分流制各有優(yōu)勢，各有弊端，關(guān)鍵是要用好其優(yōu)勢，避免其缺點(diǎn)。具體來說，對于合流制排水系統(tǒng)，要控制其溢流污染到一個(gè)可以接受的水平；對于分流制排水體系，要分徹底，分干凈，并通過海綿城市建設(shè)，控制雨水徑流污染。合流制排水小流在我國還將長期存在合流制排水系統(tǒng)在全球很多城市和地區(qū)都普遍存在，也必將在我國長期存在。城市再怎么發(fā)展，也不可能在所有的城市里消滅現(xiàn)狀合流制管網(wǎng)，將其完全改造為分流制排水系統(tǒng)，這既不科學(xué)，也不現(xiàn)實(shí)，更不經(jīng)濟(jì)。

雨污分流不是解決問題的唯一路徑

雨污分流在解決一個(gè)溢流污染問題的同時(shí)，又創(chuàng)造出一個(gè)新的問題：初期雨水污染。合流制的核心問題是溢流污染，所以控制溢流污染是最直接的解決方案。合流制需允許溢流，合流制溢流口不是非法排污口所有的合流制排水系統(tǒng)都必須設(shè)置溢流口，否則雨天的時(shí)候雨水就沒有排放出路，勢必會(huì)帶來城市積水內(nèi)澇問題。東京、西雅圖等城市采用了非常嚴(yán)格的合流制溢流污染控制的標(biāo)準(zhǔn)，但是在遭遇極端降雨時(shí)，合流制溢流口也要溢流。溢流次數(shù)和溢流量的合理控制是關(guān)鍵合流制排水系統(tǒng)都會(huì)溢流，差別只是在于溢流次數(shù)的多少，溢流污水量的多少。溢流次數(shù)控制是世界上最常采用的合流制溢流污染控制標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)指標(biāo)一般指在典型降雨年，一個(gè)合流制溢流口溢流的次數(shù)，或者多年平均溢流次數(shù)。經(jīng)過合理控制溢流的合流制不比分流制差美國、日本、歐洲的成功經(jīng)驗(yàn)都表明，只要是經(jīng)過科學(xué)、合理控制的合流制排水系統(tǒng)，其每年入河排放的污染物不會(huì)比分流制多，水環(huán)境可能比分流制沒有分徹底，或者沒有初期雨水污染控制的分流制更好。

合流制溢流污染問題，短期之內(nèi)不可能完全解決

合流制溢流污染對我國很多城市來說都是全新的話題和挑戰(zhàn)，要解決這個(gè)問題，需要一定的時(shí)間。美國1989年就發(fā)布了合流制溢流污染控制戰(zhàn)略，但實(shí)際上，包括西雅圖、紐約在內(nèi)的很多城市都是最近才完成合流制溢流污染控制的長期規(guī)劃，這些城市要想完全達(dá)標(biāo)，可能要到2030年，甚至更晚。

對我國合流制排水系統(tǒng)改善的建議

因地制宜推動(dòng)雨污分流改造，不可“一刀切”對于新建地區(qū)，尤其是年降雨量大于400mm的地區(qū)，應(yīng)該堅(jiān)定不移地推行雨污分流的排水體制。但是對于現(xiàn)狀是合流制的地區(qū)，不可“一刀切”地推行雨污分流改造，應(yīng)該因地制宜，具體情況具體分析，通過對改造的必要性、可行性、經(jīng)濟(jì)性，以及實(shí)施的難度、時(shí)間、社會(huì)影響等方面進(jìn)行綜合分析和比選，科學(xué)確定方案。具備改造條件的，可以進(jìn)行分流改造；分流無法實(shí)施或者不經(jīng)濟(jì)的，可以保持合流制，轉(zhuǎn)而控制溢流污染。

用海綿城市的理念，盡量從源頭解決合流制溢流污染問題

海綿城市是我國近些年啟動(dòng)的一項(xiàng)重大民生工程。利用海綿城市的理念來控制合流制溢流污染，不只是更加經(jīng)濟(jì)，也更加綠色、更加可持續(xù)。美國、日本等國的成功經(jīng)驗(yàn)早就說明了這一點(diǎn)。2015年國辦發(fā)75號文件《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見》中也提出，要控制合流制溢流污染。通過源頭綠色措施，進(jìn)行雨水減排、緩排，輔以管網(wǎng)截留，排放口改造，污水調(diào)蓄，加上污水處理廠設(shè)施改造等多種措施相結(jié)合，是控制合流制溢流污染的最佳方案。更改針對合流制排水系統(tǒng)的污水處理廠的設(shè)計(jì)方法和出水標(biāo)準(zhǔn)我國合流制地區(qū)的污水處理廠也是按照分流制的污水處理廠來設(shè)計(jì)的，這個(gè)是目前面臨的一大問題，即使截留倍數(shù)達(dá)到了3～5倍，截留污水還是要直接排放。更大的問題是，環(huán)保部門目前執(zhí)行的污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)也是針對旱天的，并沒有針對雨天合流制溢流污水的處理標(biāo)準(zhǔn)，即目前的監(jiān)管，不支持采用日本東京那種模式，將一部分污水進(jìn)入生化階段處理，執(zhí)行旱天污水排放標(biāo)準(zhǔn)；另一部分通過一級快速處理，削減大部分SS和部分COD、TP之后，直接排放，執(zhí)行雨天的合流制污水排放標(biāo)準(zhǔn)。如果排放標(biāo)準(zhǔn)的問題不解決，我國合流制溢流污染控制就是一個(gè)死結(jié)，永遠(yuǎn)無法解開。盡早啟動(dòng)監(jiān)測，摸清底數(shù)我國很多地方合流制排放口，一年溢流多少次，溢流污水多少量，什么情況下會(huì)溢流，底數(shù)都不清晰。建議各地盡快啟動(dòng)監(jiān)測調(diào)查，積累翔實(shí)的數(shù)據(jù)，摸清基本情況，為合流制溢流污染控制奠定基礎(chǔ)。

結(jié)語

我國正在大力推進(jìn)黑臭水體治理攻堅(jiān)戰(zhàn)、渤海綜合治理攻堅(jiān)戰(zhàn)和長江保護(hù)修復(fù)攻堅(jiān)戰(zhàn)等工作，在這些和城市水環(huán)境改善相關(guān)的攻堅(jiān)戰(zhàn)中，排水體制的選擇均是一個(gè)重要的問題。合流制排水系統(tǒng)雖然有雨天溢流問題，但是國際經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)實(shí)踐均表明，合流制和分流制排水系統(tǒng)各有優(yōu)劣勢，不能一味地認(rèn)為合流制就是不好的排水體制，分流制就是好的排水體制。當(dāng)前我國城市水體黑臭的一個(gè)重要原因是旱天污水直排，河道黑泥淤積嚴(yán)重，以及部分工業(yè)廢水不能達(dá)標(biāo)排放。要消除城市黑臭水體，進(jìn)一步提升水質(zhì)，改善城市水環(huán)境，就必須解決合流制溢流污染問題。對于現(xiàn)狀合流制排水系統(tǒng)，要進(jìn)行系統(tǒng)分析，能夠進(jìn)行雨污分流的應(yīng)該徹底分流，對于不具備分流條件的，可以通過雨水源頭減量、截留、調(diào)蓄等措施相結(jié)合，控制合流制溢流污染的頻次。我國要解決合流制溢流污染問題，當(dāng)前亟須出臺雨天合流制污水處理排水的排放標(biāo)準(zhǔn)，允許通過快速處理技術(shù)處理截流的污水后排放。此外，還要盡早出臺相關(guān)政策和技術(shù)指導(dǎo)文件，盡早啟動(dòng)監(jiān)測以摸清底數(shù)。國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)都證明，合流制溢流污染技術(shù)復(fù)雜，實(shí)施難度大，需要資金量大，加之我國城市排水管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)低，基礎(chǔ)差，欠賬多，城市建設(shè)密度又大，在應(yīng)對合流制溢流污染的問題上，還要做好打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備。

 

 

調(diào)蓄池在區(qū)域水系生態(tài)治理中的應(yīng)用（作者：楚小龍 ）

來源 ：小沁 沁聚環(huán)保  

 

串湖流域水系生態(tài)治理工程，是包含海綿城市、點(diǎn)源截污、調(diào)蓄、濕地生態(tài)處理等一系列措施的系統(tǒng)工程，調(diào)蓄池作為串湖流域黑臭水體污染治理的一個(gè)子項(xiàng)，承擔(dān)著合流污水截流及初期雨水面源污染控制的重要功能。根據(jù)排水分區(qū)的不同，本工程設(shè)置了合流制區(qū)域調(diào)蓄池 6 座、分流制區(qū)域調(diào)蓄池 5 座。調(diào)蓄池的實(shí)施可以妥善解決長春主城區(qū)生活污水在雨季時(shí)的收集、處理問題，減少合流水溢流量，減少初期雨水對于串胡流域帶來的面源污染，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)部分雨水的資源化利用，減少生態(tài)水資源的消耗。本文著重介紹了長春市不同類型調(diào)蓄池建設(shè)規(guī)模的計(jì)算及調(diào)蓄池的排空模式，為不同體制排水系統(tǒng)中調(diào)蓄池的計(jì)算提供了技術(shù)支持，并可推廣應(yīng)用于其他城市區(qū)域水系生態(tài)治理當(dāng)中。

1  概述

1.1  調(diào)蓄池概述

長春市串湖流域總面積 80.4km2，建成區(qū)面積 49.7km2。共跨越兩個(gè)行政區(qū)，分別為綠園區(qū)及寬城區(qū)；主要涉及三個(gè)匯水分區(qū)：鐵西匯水區(qū)、宋家匯水區(qū)、小南（串湖）匯水區(qū)。根據(jù)地形標(biāo)高、現(xiàn)狀管網(wǎng)及匯流情況共分 77 個(gè)小分區(qū)，其中雨水散排區(qū) 6 個(gè)，分流制排水分區(qū) 26 個(gè)，合流制排水分區(qū) 45 個(gè)。

 

 

根據(jù)匯水分區(qū)的劃分，串湖流域共設(shè)置 11 座調(diào)蓄池，總?cè)莘e130500m³，其中屬于合流制區(qū)域的調(diào)蓄池 6 座，屬于分流制區(qū)域的調(diào)蓄池 5 座。以上調(diào)蓄池主要規(guī)模及位置詳見表 1 和圖 1。

1.2  污水處理廠概況

目前，串湖流域包括在運(yùn)行的、擬建的共有 3 座污水處理廠，即翟家污水處理廠、天嘉污水處理廠及串湖污水處理廠。設(shè)計(jì)規(guī)模見表 2。

 

 

2  調(diào)蓄池規(guī)模計(jì)算

2.1  降雨特征分析

根據(jù)長春地區(qū) 2004-2015 年的年降雨量資料（其中 2004-2011 年只獲得汛期 5-9 月份的降雨資料），從 12 年降雨資料可知，平均降雨量為 550.33mm，年降雨量極大值為 724.7mm（2013 年），年降雨量極小值為 347.4mm（2009 年）。

 

 

選取 2013 年降雨數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，2013 年降雨總量為 742.7mm，6-8月所下雨量在年總降雨量的占比達(dá) 63%。2013 年 總 降 雨 場 次 125 次， 總 降 雨 量 742.7mm， 總 降 雨 時(shí) 長661h，單次降雨極大值為 41.8mm。

 

 

2.2  合流制區(qū)域調(diào)蓄池規(guī)模計(jì)算

本工程 11 個(gè)調(diào)蓄池中，6 個(gè)是雨污合流調(diào)蓄池。目前，德國、美國、日本等國家已經(jīng)有了各自成熟的調(diào)蓄池計(jì)算方法，其中，德國和日本調(diào)蓄池設(shè)計(jì)的目標(biāo)值都是設(shè)定合流制排水系統(tǒng)排放的污染負(fù)荷量與分流制排水系統(tǒng)排放的污染負(fù)荷量達(dá)到相同水平。我國上海合流制調(diào)蓄池在研究國外調(diào)蓄池計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合上海的實(shí)際情況，制定了上海的調(diào)蓄池計(jì)算方法。即先確定污染負(fù)荷目標(biāo)削減率后，反推出系統(tǒng)調(diào)蓄池的容積。

本工程合流制調(diào)蓄池容積的計(jì)算方法參考上海合流制調(diào)蓄池計(jì)算方法，同時(shí)根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）2016 版中用于合流制排水系統(tǒng)的徑流污染控制時(shí)，雨水調(diào)蓄池的有效容積可用V=3600ti（n-n0）Qdrβ 計(jì)算。在合流制管網(wǎng)系統(tǒng)中，增加調(diào)蓄池可以在雨季時(shí)提高系統(tǒng)的截流倍數(shù) n0，從而增加截流初期雨污水量。根據(jù)本區(qū)域服務(wù)范圍面積、平均旱季污水量，計(jì)算出相當(dāng)于旱季污水量的基準(zhǔn)降雨強(qiáng)度，合流制片區(qū)為 0.23mm/h。根據(jù)全年降雨量資料統(tǒng)計(jì)不同截流倍數(shù)對應(yīng)的降雨次數(shù)、降雨量、降雨歷時(shí)及截流量占降雨量的比例如圖 5 所示。

 

 

當(dāng)截留倍數(shù) n 取 22 時(shí)，截流量占降雨量的比例曲線出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)，進(jìn)一步提高截流倍數(shù)則截流效益不明顯。由此確定截流倍數(shù) n 取 22。當(dāng)截流倍數(shù) n 取 22 時(shí)，全年累積截流降雨量為688.5mm，占全年降雨量的比例為 92.7%。合流制調(diào)蓄池容積計(jì)算表如表 3 所示：

 

 

注：（1）對于進(jìn)水管上游有截流井的調(diào)蓄池，根據(jù)截流管道設(shè)計(jì)參數(shù)，原截流倍數(shù) n0取 1，上游無截流井則 n0取 0；（2）截流倍數(shù)計(jì)算法是一種簡化計(jì)算方法，該方法建立在降雨事件為均勻降雨的基礎(chǔ)上，而實(shí)際降雨強(qiáng)度，特別是雨季暴雨頻發(fā)時(shí)會(huì)遠(yuǎn)大于平均降雨強(qiáng)度，會(huì)導(dǎo)致溢流頻率增加，因此 1、2、3、9、11號調(diào)蓄池安全系數(shù)取1.5，小城子水庫調(diào)蓄池位于水庫邊，根據(jù)因地制宜的原則，考慮用地條件限制，安全系數(shù)取 1.1。

2.3  分流制區(qū)域調(diào)蓄池規(guī)模計(jì)算

本工程 11 個(gè)調(diào)蓄池中，5 個(gè)是初期雨水調(diào)蓄池。國外有研究認(rèn)為，1h  雨量達(dá)到 12.7mm  的降雨能沖刷掉 90%  以上的地表污染物；同濟(jì)大學(xué)對上海芙蓉江、水域路等地區(qū)的雨水地面徑流研究表明，在降雨量達(dá)到 10mm  時(shí)，徑流水質(zhì)已基本穩(wěn)定；國內(nèi)還有研究認(rèn)為一般控制量在 6 ～ 8mm  可控制 60% ～ 80%  的污染量。因此，結(jié)合我國實(shí)際情況，調(diào)蓄量可取 4mm ～ 8mm；同時(shí)根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）2016 版中分流制調(diào)蓄池主要通過設(shè)置調(diào)蓄量來控制溢流次數(shù)，進(jìn)一步控制初期雨水面源污染。雨水調(diào)蓄池的有效容積可用 V=10DFψβ 計(jì)算。將全年降雨量從小到大排列，統(tǒng)計(jì)同一降雨量對應(yīng)的降雨次數(shù)，根據(jù)次數(shù)累計(jì)頻率與調(diào)蓄量的關(guān)系做圖，如圖 6。

 

 

由圖可見，7 ～ 8mm 段截留次數(shù)隨調(diào)蓄量增加的增長幅度最大，曲線曲率變化最大，因此調(diào)蓄量 D 取 8mm，全年截留次數(shù)為 95 次，溢流次數(shù)為 30 次。全年溢流量與截流量隨調(diào)蓄量變化曲線如圖 7 所示。

 

 

由圖可知，當(dāng)調(diào)蓄量為 6 ～ 9mm 時(shí)，對應(yīng)的截留率及截流量分別為：

(1) 調(diào)蓄量 6mm，截流率 70.4%，截流量 197.4mm/a，占全年降雨量比例 26.6%；(2) 調(diào)蓄量 7mm，截流率 72.8%，截流量 222.8mm/a，占全年降雨量比例 30%；(3) 調(diào)蓄量 8mm，截流率 76.0%，截流量 239.1mm/a，占全年降雨量比例 32.2%；(4) 調(diào)蓄量 9mm，截流率 78.4%，截流量253.0mm/a，占全年降雨量比例 34.1%。即當(dāng)截流 8mm 降雨量時(shí)，76% 的降雨日不會(huì)出現(xiàn)溢流，以此類推。分流制調(diào)蓄池容積計(jì)算表如表 4 所示：

 

 

注：（1）根據(jù)因地制宜的原則，考慮到建設(shè)用地的限制，調(diào)蓄池安全系數(shù)取 1.1。

3  調(diào)蓄池排空模式

雨季降雨較頻繁時(shí)，調(diào)蓄池蓄滿水后應(yīng)盡快放空，綜合考慮周圍管網(wǎng)敷設(shè)情況及受納污水廠處理能力，合理確定放空方案。考慮到翟家污水處理廠位于系統(tǒng)上游，故調(diào)蓄池放空收納污水處理廠主要為天嘉污水處理廠及串湖污水處理廠。各污水處理廠承擔(dān)調(diào)蓄池清空情況見表 5。

 

 

根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）2016 版中調(diào)蓄池放空計(jì)算方法為 t0=V/（3600Q’η）。由此計(jì)算得各調(diào)蓄池放空時(shí)間及放空方案如表 6。

 

 

4  工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

本工程由于征地拆遷等原因，雁鳴湖調(diào)蓄池 1#、綠園明溝調(diào)蓄池暫無法設(shè)計(jì)，因此投資僅包含 9 個(gè)調(diào)蓄池。本工程調(diào)蓄池建安費(fèi)為26635.16 萬元，調(diào)蓄池造價(jià)為 2041 元 /m³。

5  工程設(shè)計(jì)總結(jié)

（1）通過分析長春地區(qū)連續(xù)十一年降雨資料確定該地區(qū)分流區(qū)域、合流區(qū)域調(diào)蓄池的計(jì)算參數(shù)。同時(shí)針對串湖流域內(nèi)不同體制排水分區(qū)進(jìn)行分區(qū)計(jì)算，該方法可推廣至其他地區(qū)水系生態(tài)治理當(dāng)中。

（2）針對下游污水處理廠處理能力確定調(diào)蓄池放空時(shí)間，利用污水廠低峰期排放調(diào)蓄池內(nèi)儲存的雨水。

 

 

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