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有时候,就要坚持合流制——排水系统改造技术研究与实践

时间:2020-06-04 09:11

来源:给水排水

作者:张辰、徐文征、李春光

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  导读:住房和城乡建设部最近在污水处理提质增效要求中提出,加强排水管网改造和完善。排水体制有合流制和分流制两种,上海市中心城区有较多的合流制排水系统,20世纪末对合流制溢流污染采取调蓄池控制及合流制排水系统改为分流制系统等内容进行了研究,并在服务范围202hm²的汉阳排水系统开展实践,经过10多年的建设,最终仍然决定采用合流制排水系统。本文所转载的文章为《给水排水》杂志2020年第5期由上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司张辰、徐文征、李春光三位作者撰写的文章——《中心城区合流制排水系统改造技术研究与实践》,研究结果可为城市中心城区合流制改造提供借鉴。

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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

  我国合流制排水系统雨天溢流污染是城市水环境质量难以持续提升的重要原因之一,迫切需要解决。国内外合流制溢流污染控制的手段多种多样,有采取彻底的“合流制改为分流制”策略;有采取完善合流制管道系统并提高截流倍数;也有采用设置溢流污染调蓄池控制CSO。美、日、德等发达国家在20世纪80年代开始开展了一系列的“合流制改为分流制”研究和实践,始终关注完善排水系统,加强城市雨水的综合管理,对雨水径流和CSO进行控制,并提出合流制系统全年排放污染物削减总量和分流制污水管道排放的削减总量相同为目标。上海从20世纪90年代开始对合流制排水系统雨天溢流污染开展系统研究并进行综合治理,通过合流污水治理一期工程截污系统,使旱流污水截流到污水处理厂处理,通过苏州河环境综合整治工程对中心城区苏州河沿线的37个合流制排水系统进行了改造,建设了梦清园等6座合流制雨天溢流调蓄池,水环境质量得到大大改善,苏州河黑臭问题得到解决。同时上海也结合实际,开展排水系统雨污混接研究,并对合流制改分流制方案进行了实践,汉阳排水系统合流制改造是研究过程中的重要一步。

  国际上许多大城市仍然保留相当范围的合流制排水系统

  根据美国环保局2004年统计,美国合流制排水系统服务人口4 000万~5 000万人,有32个州存在合流制排水系统,共有9 348个溢流口,每年溢流污水量约为8 500亿gal(约合32亿m³),费城、纽约、华盛顿特区、波特兰、西雅图等所应用系统都是以合流制为主的排水系统。费城城市建成区总面积约为334 km²,建成区内约70%以上的排水管网为合流制排水系统,中心城区均为合流制系统。纽约是美国第一大城市和第一大港,其人口密度高出美国城市平均水平,城市建成区面积约为790 km²,城区合流制排水系统约占60%。

  欧洲国家的很多城市都有合流制排水系统。英国、法国合流制排水系统比例约为70%。1990年初英国大约有25 000处合流制管道。德国从20世纪80年代开始重视城市雨水径流和CSO污染的控制,并且保留了大量合流制排水系统,根据2013年的统计数据,合流制服务人口比例平均约为54%,南方各州合流制比例高于北方地区,汉堡等城市合流制系统服务人口超过90%。

  日本的多数城市仍然保留了合流制管道系统。采用合流制的城市共192个,其中12个人口100万以上采用合流制系统的城市中,合流制排水系统服务面积占城市总面积的比例平均为47.6%。东京都地区更是以合流制为主,合流制服务面积的比例占到82%。大阪市约97%的地区采用合流制管道系统。

  显然,合流制排水系统仍然是国际上许多城市的选择,特别是历史悠久的大城市和其老城区及合流制系统比较完善的城区。

  上海汉阳排水系统改造方案

  2.1 排水系统概况

  上海汉阳排水系统位于上海市虹口区北外滩,为中心城区62个合流制排水系统之一,建设之初服务面积为91 hm²,雨水管渠设计重现期为P=1年。2004年服务范围调整为202 hm²,雨水管渠设计重现期为P=3年,新建汉阳泵站雨水泵站雨水规模为18.5 m³/s,截流污水泵规模为0.8 m³/s,雨水排入黄浦江。与汉阳排水系统相邻的排水系统有大名、虹镇和大连排水系统,均为已建合流制排水系统,汉阳排水系统服务范围见图1。

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图1 汉阳排水系统服务范围

  2.2 合流制改为分流制方案设计

  2004年,为配合北外滩“高起点、高标准”的建设要求,规划对汉阳排水系统进行合流制改为分流制改造。根据当时的北外滩总体规划,汉阳排水系统内超过90%的地区和道路规划重建,最有条件实施合流制排水系统改为分流制排水系统。当时的北外滩开发建设初步安排为3年内建成标志性建筑,5年内初具规模,10年全面完成综合开发。对排水系统而言,污水管可以重力接入地区已建污水干管,不需设污水泵站,对分流制改造十分有利。雨水管渠设计重现期可以提高至P=3年的标准,规划原有管道基本废弃,新建污水管道8 km,污水重力接入两港截流总管,最终至竹园污水处理厂处理;新建雨水管道10.9 km和雨水泵站1座,雨水泵规模18.5 m³/s,雨水排入黄浦江,系统总管走向及泵站位置见图2。

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图2 雨污水总管布置

  汉阳排水系统合流制改分流制提出规划设计方案分2个阶段实施。第一阶段为过渡期,采用分流制改造和合流制并存模式。该阶段结合地区开发和道路建设,新建雨水系统总管和泵站,新建污水收集系统。雨水泵站内按照合流制截流标准设置污水截流泵,截流泵出水总管和新建污水系统总管合建,过渡期间雨水系统总管作为合流总管使用,雨水泵站截流合流污水。第二阶段为全面建成期,全面完成雨污水管道和泵站建设,严格实施雨污水管道混接断接,雨水泵站内截流设施改为初雨截流。

  2.3 合流制改为分流制工程实践和问题分析

  根据规划设计方案,北外滩地区从2004年开始实施地区开发和排水系统改造。经过5年的开发建设,至2009年地区开发率仅为10%左右,雨污水管道实施率仅为13.3%,系统雨污水总管尚未实施,仅完成雨水泵站土建建设,期间仍依靠老汉阳泵站排水,地区开发和合流制系统改造进度大大滞后于原计划。

编辑:徐冰冰

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