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有時候,就要堅持合流制——排水系統改造技術研究與實踐

時間:2020-06-04 09:11

來源:給水排水

作者:張辰、徐文征、李春光

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  導讀:住房和城鄉建設部最近在污水處理提質增效要求中提出,加強排水管網改造和完善。排水體制有合流制和分流制兩種,上海市中心城區有較多的合流制排水系統,20世紀末對合流制溢流污染采取調蓄池控制及合流制排水系統改為分流制系統等內容進行了研究,并在服務范圍202hm2的漢陽排水系統開展實踐,經過10多年的建設,最終仍然決定采用合流制排水系統。本文所轉載的文章為《給水排水》雜志2020年第5期由上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司張辰、徐文征、李春光三位作者撰寫的文章——《中心城區合流制排水系統改造技術研究與實踐》,研究結果可為城市中心城區合流制改造提供借鑒。

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王家卓:合流制并不落后,如何做好溢流污染控制

  前言

  我國合流制排水系統雨天溢流污染是城市水環境質量難以持續提升的重要原因之一,迫切需要解決。國內外合流制溢流污染控制的手段多種多樣,有采取徹底的“合流制改為分流制”策略;有采取完善合流制管道系統并提高截流倍數;也有采用設置溢流污染調蓄池控制CSO。美、日、德等發達國家在20世紀80年代開始開展了一系列的“合流制改為分流制”研究和實踐,始終關注完善排水系統,加強城市雨水的綜合管理,對雨水徑流和CSO進行控制,并提出合流制系統全年排放污染物削減總量和分流制污水管道排放的削減總量相同為目標。上海從20世紀90年代開始對合流制排水系統雨天溢流污染開展系統研究并進行綜合治理,通過合流污水治理一期工程截污系統,使旱流污水截流到污水處理廠處理,通過蘇州河環境綜合整治工程對中心城區蘇州河沿線的37個合流制排水系統進行了改造,建設了夢清園等6座合流制雨天溢流調蓄池,水環境質量得到大大改善,蘇州河黑臭問題得到解決。同時上海也結合實際,開展排水系統雨污混接研究,并對合流制改分流制方案進行了實踐,漢陽排水系統合流制改造是研究過程中的重要一步。

  國際上許多大城市仍然保留相當范圍的合流制排水系統

  根據美國環保局2004年統計,美國合流制排水系統服務人口4 000萬~5 000萬人,有32個州存在合流制排水系統,共有9 348個溢流口,每年溢流污水量約為8 500億gal(約合32億m3),費城、紐約、華盛頓特區、波特蘭、西雅圖等所應用系統都是以合流制為主的排水系統。費城城市建成區總面積約為334 km2,建成區內約70%以上的排水管網為合流制排水系統,中心城區均為合流制系統。紐約是美國第一大城市和第一大港,其人口密度高出美國城市平均水平,城市建成區面積約為790 km2,城區合流制排水系統約占60%。

  歐洲國家的很多城市都有合流制排水系統。英國、法國合流制排水系統比例約為70%。1990年初英國大約有25 000處合流制管道。德國從20世紀80年代開始重視城市雨水徑流和CSO污染的控制,并且保留了大量合流制排水系統,根據2013年的統計數據,合流制服務人口比例平均約為54%,南方各州合流制比例高于北方地區,漢堡等城市合流制系統服務人口超過90%。

  日本的多數城市仍然保留了合流制管道系統。采用合流制的城市共192個,其中12個人口100萬以上采用合流制系統的城市中,合流制排水系統服務面積占城市總面積的比例平均為47.6%。東京都地區更是以合流制為主,合流制服務面積的比例占到82%。大阪市約97%的地區采用合流制管道系統。

  顯然,合流制排水系統仍然是國際上許多城市的選擇,特別是歷史悠久的大城市和其老城區及合流制系統比較完善的城區。

  上海漢陽排水系統改造方案

  2.1 排水系統概況

  上海漢陽排水系統位于上海市虹口區北外灘,為中心城區62個合流制排水系統之一,建設之初服務面積為91 hm2,雨水管渠設計重現期為P=1年。2004年服務范圍調整為202 hm2,雨水管渠設計重現期為P=3年,新建漢陽泵站雨水泵站雨水規模為18.5 m3/s,截流污水泵規模為0.8 m3/s,雨水排入黃浦江。與漢陽排水系統相鄰的排水系統有大名、虹鎮和大連排水系統,均為已建合流制排水系統,漢陽排水系統服務范圍見圖1。

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圖1 漢陽排水系統服務范圍

  2.2 合流制改為分流制方案設計

  2004年,為配合北外灘“高起點、高標準”的建設要求,規劃對漢陽排水系統進行合流制改為分流制改造。根據當時的北外灘總體規劃,漢陽排水系統內超過90%的地區和道路規劃重建,最有條件實施合流制排水系統改為分流制排水系統。當時的北外灘開發建設初步安排為3年內建成標志性建筑,5年內初具規模,10年全面完成綜合開發。對排水系統而言,污水管可以重力接入地區已建污水干管,不需設污水泵站,對分流制改造十分有利。雨水管渠設計重現期可以提高至P=3年的標準,規劃原有管道基本廢棄,新建污水管道8 km,污水重力接入兩港截流總管,最終至竹園污水處理廠處理;新建雨水管道10.9 km和雨水泵站1座,雨水泵規模18.5 m3/s,雨水排入黃浦江,系統總管走向及泵站位置見圖2。

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圖2 雨污水總管布置

  漢陽排水系統合流制改分流制提出規劃設計方案分2個階段實施。第一階段為過渡期,采用分流制改造和合流制并存模式。該階段結合地區開發和道路建設,新建雨水系統總管和泵站,新建污水收集系統。雨水泵站內按照合流制截流標準設置污水截流泵,截流泵出水總管和新建污水系統總管合建,過渡期間雨水系統總管作為合流總管使用,雨水泵站截流合流污水。第二階段為全面建成期,全面完成雨污水管道和泵站建設,嚴格實施雨污水管道混接斷接,雨水泵站內截流設施改為初雨截流。

  2.3 合流制改為分流制工程實踐和問題分析

  根據規劃設計方案,北外灘地區從2004年開始實施地區開發和排水系統改造。經過5年的開發建設,至2009年地區開發率僅為10%左右,雨污水管道實施率僅為13.3%,系統雨污水總管尚未實施,僅完成雨水泵站土建建設,期間仍依靠老漢陽泵站排水,地區開發和合流制系統改造進度大大滯后于原計劃。

編輯:徐冰冰

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