林 琳
(長春市城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院 吉林長春 130000)
城市的排水體制主要是指城區(qū)地面的廢水、污水和雨水排泄、排放或收集的方式。城市排水體制通常分為分流制和合流制。分流制排水系統(tǒng)根據排除雨水方式的不同,分為截流式分流制、不完全分流制和完全分流制,合流制排水系統(tǒng)分為截流式和、全處理式和直排式合流制。
隨著我國經濟的快速發(fā)展,中國的城市化進程也隨之加快,城市人口劇增,一些城市的舊排水體制和排水系統(tǒng)已經滿足不了現(xiàn)代城市的生態(tài)環(huán)保,低碳節(jié)能,可持續(xù)發(fā)展的新要求。
近年來,長春市發(fā)展迅速,總體規(guī)模不斷擴大,發(fā)展質量提出新高。然而,由于城市市政排水設施的建設進度落后于城市的發(fā)展進度,城市的排水系統(tǒng)暴露出諸多問題,嚴重制約了城市的快速發(fā)展。就此長春市做了城市排水系統(tǒng)專項規(guī)劃研究,意在為長春市整體發(fā)展創(chuàng)造優(yōu)良環(huán)境提供了良好的基礎設施保障。
然而,排水體制的確定和改造方案的科學實施是排水系統(tǒng)規(guī)劃研究的基礎。排水系統(tǒng)體制的選擇是排水系統(tǒng)規(guī)劃及設計的首要問題,既影響沒計、施工、維護管理,也影響工程投資和管理維護費用,同時對環(huán)保和城市規(guī)劃產生深遠影響。
排水體制的選擇需要綜合考慮環(huán)境保護、經濟造價分析、運行管理等多方面因素,下面從以下三個方面對分流制和合流制排水體制的優(yōu)缺點進行分析。
1.1.1 從環(huán)保方面看,分流制雨季污水管道無溢流,但由于初期雨水污染嚴重,無法收集而污染水體,因此要嚴格控制雨水徑流。合流制系統(tǒng)可收集初期雨水,但當雨量與污水混合量超過流管設計流量時,會產生溢流污染水體。此外,截流式合流制水質波動變化,晴天時管網中污水流速較低,易產生沉淀。在暴雨徑流初期,合流管渠沉積大量污泥被沖起,會溢出溢流井流入水體,,此時混合污水的水質比原有污水還差。
1.1.2 從造價方面看,完全分流制造價較合流制相比通常要高20%~40%。但分流制污水廠及泵站費用比合流制低。
1.1.3 從運行管理方面看,截留式合流制在旱、雨季時所接納的水質水量差別大,這對二級處理造成很大沖擊,處理工藝要求高,運行管理難。分流制系統(tǒng)可保持管內的流速不產生沉淀,同時,流入污水廠水質和水量較穩(wěn)定,污水廠運行易控制。
綜合以上分析,在排水管網造價方面分流制與合流制相比沒有明顯優(yōu)勢,在環(huán)境保護和運行管理方面分流制明顯優(yōu)于合流制。實際上在城市發(fā)展過程中城市的排水體制一般都遵循這樣的發(fā)展規(guī)律:原始的溝渠河流——人工建造的合流制管渠——截流式合流制系統(tǒng)——部分區(qū)域分流,部分區(qū)域合流的混合制——完全分流排水制度,即排水制度從合流制到分流制的總趨勢[1]。
雨污分流制是完善、理想排水體制,適用于新開發(fā)區(qū)、新興城市。其優(yōu)點:(1)符合城市環(huán)保、衛(wèi)生的要求;(2)分流徹底.管理方便;(3)避免雨季雨水給污水處理廠帶來的負荷沖擊;(4)污水處理廠水量、水質趨于穩(wěn)定.運行易控制;(5)污水處理廠處理能力設計規(guī)模小,節(jié)約投資。缺點:(1)改造新建排水管道工程量大,初期投資及維護費用高;(2)對管理水平要求高;(3)初期雨水對水體產生污染;(4)影響城市交通秩序[2]。
《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》(GB50318—2000)和《室外排水設計規(guī)范》(GB50014—2006)都建議新區(qū)或有條件的城市采用分流制,可見分流制是未來城市排水體制的發(fā)展方向。
長春市現(xiàn)有的排水體制為合流制和分流制。合流制的排水體制主要集中在二道區(qū)、寬城區(qū)、南關區(qū)等老城區(qū);分流制主要分布在朝陽區(qū)、綠園區(qū)以及新建高新開發(fā)區(qū)、經濟開發(fā)區(qū)、凈月開發(fā)區(qū)、汽車產業(yè)開發(fā)區(qū)(見圖1、圖2)。
圖1 長春市合流制管渠分布 比例示意圖
圖2 長春市合流制分布示意圖
長春市老城區(qū)合流制向分流制改造過程中面臨的問題如下:
3.1 工程大。涉及居民和單位范圍大,打亂正常生活、生產秩序,還存在錯綜復雜的管線排遷問題。
3.2 費用高。費用包括新建雨水管道費用,原有排水管道改建費、道路破壞恢復費用、管線排遷所需征地拆遷費、因改建造成工廠停產的賠償費等。
3.3 時間長。城市持續(xù)受噪音影響,社會效益和環(huán)境效益差。
3.4 設計和實施難度大。一般實施難度要高于新建一個分流制系統(tǒng)或新建一個合流制系統(tǒng)。在合流制向分流制改造的過渡期內。兩套排水體制的管網系統(tǒng)需同時并存。對于本已地下空間緊張的地區(qū)來說管位是突出矛盾。例如,美國芝加哥市做過預算。將合流制全部改為分流制,預測所需資金22 億美元,新建排水管道破壞的道路需延續(xù)十幾年。
通過調研和現(xiàn)場考察,整理分析資料,確定了長春市老城區(qū)排水體制改造對策:堅持以分流為主,合流為輔原則。對有條件的城區(qū)采用雨污分流制;對于實施污水分流制困難的老城區(qū)保留原有合流制,對現(xiàn)狀管網加以利用和完善,遠期再分階段逐步改造,逐步完善城市排水體系。
4.1.1 近期具備分流改造條件的老城區(qū),下決心進行恢復、改造、完善,使其真正達到雨污分流。
具體措施:一是改造、完善現(xiàn)有的分流制市政管網。特別是對污水管網系統(tǒng)加以改造,完善雨水管網系統(tǒng),將污水管從雨水管網中摘出,使市政管網真正做到雨污分流。二是開展“清源行動”。在源頭上加以理順,按匯水區(qū)、分片區(qū),對住宅小區(qū)、單位庭院徹底排查,精梳細理,不留盲點,在源頭上實現(xiàn)雨污分流。三是加強管理。嚴格執(zhí)行分流制,嚴禁錯接、亂接。四是分流制的雨水管道,在將雨水排入水體之前也要進行截流,通過截流把初期雨水和混入的污水引入到污水管道中。這樣既解決了初期雨水污染問題,又解決了由于管理不當,污水流入雨水管道造成的水質污染問題。
4.1.2 近期不具備改造條件的老城區(qū)暫時保留截流式合流制,結合舊城改造,道路建設分期改造,遠期逐步實現(xiàn)雨污分流制。
長春市可將合流制改為分流制的老城區(qū)應具有以下條件:(1)住房內部有完善的衛(wèi)生設備,便于將生活污水與雨水分流;(2)工廠內部可清濁分流,便于將符合要求的生產污水接入城市污水管道系統(tǒng),將生產廢水接入城市雨水灌渠系統(tǒng),或可將其循環(huán)使用;(3)城市街道下有足夠空間容納新建排水管道,且不對城市交通造成較大影響。具備上述條件的老城區(qū)建議將合流制改為分流制,同時在進行合流制改造時應分期、分區(qū)、分片逐步改造排水系統(tǒng)。
4.1.3 不具備改造條件的老城區(qū)保留原合流制,提出雨水利用新模式。長春市老城區(qū)地下空間有限,管線錯綜復雜,進行完全的分流制改造并不是最優(yōu)方案。解決長春市老城區(qū)排水系統(tǒng)改造問題應兼顧雨水回用的更生態(tài)且經濟的模式。這種雨水利用與排放相結合的模式是解決長春市老城區(qū)排水管網改造的有效途徑。加大推廣會給社會、環(huán)境帶來良性效益。
4.2.1 選擇排水體制,要因地制宜,進行調研并做投資效益分析再決策。排水體制應依據城市總體規(guī)劃、原有排水設施、環(huán)境保護要求、水環(huán)境容量、污水處理利用情況、氣候及地形等條件,參考城市經濟實力、管理業(yè)務水平,綜合上述因素比較后再確定。
4.2.2 不要單一進行分流制改造來解決水體源污染問題,更要重視雨水資源保護利用的理念。把雨水資源利用提上日程,加大雨水的下滲和綜合利用,削減城市洪峰、減少內澇,緩解地面下沉及控制分流制初期雨水的污染和合流制溢流污染。
4.2.3 采用雨水徑流源頭和終端污染控制相結合的資源利用型、生態(tài)型的城市排水系統(tǒng)。
4.2.4 排水體制改造完成后對城市排水管網設施進行檔案數(shù)字化,采用網絡化技術對城市排水系統(tǒng)進行科學化管理,并利用地理信息系統(tǒng),提高城市排水系統(tǒng)管理效率。
4.2.5 選擇排水體制應具有全局性、前瞻性、戰(zhàn)略性,從辯證的角度進行分析研究。既要重視整個流域水體的保護也要滿足城市遠期發(fā)展對環(huán)境的要求,隨著社會經濟發(fā)展和人民生活水平提高,對環(huán)境要求也會越高。因此,對排水體制的選擇應有足夠的超前認識及全局觀[3]。
城市排水體制由合流制向分流制轉型是城市發(fā)展的必然趨勢,是城市未來實現(xiàn)衛(wèi)生環(huán)保集約低碳的重要保障。排水系統(tǒng)規(guī)劃和設計是城市取得良好經濟和社會效益的保障,通過總結長春市排水專項規(guī)劃設計的實踐經驗,不斷提高規(guī)劃設計水平,是城市排水實現(xiàn)良性發(fā)展的重要保障。
[1]吳樹生.舊城區(qū)合流制排水制度改造成分流制的必要性[J].中外建筑,2002,4(3):44-46.
[2]郝永剛,李艷.城市舊城區(qū)排水體制選擇[J].科技情報與開發(fā)與經濟,2007,17(23):294-295.
[3]張林軍.城市舊合流制排水系統(tǒng)的改造[J].彭城職業(yè)大學學報,2002,4(6):33-35.