中国城市合流制及相关排水系统的主要特征

摘要：鉴于城市合流制排水系统本身的复杂性，以及我国不同城市和地区发展过程中由于历史和人为原因，政策导向等因素的综合影响，我国城市合流制及相关排水系统呈现出极其复杂的特征。基于对我国城市合流制排水系统问题的长期观察与思考，结合对多个城市近年来合流制排水系统改造与溢流控制的跟踪调研与项目实施经历，对城市合流制及其相关的代表性排水系统进行分类梳理，综合分析政策法规，规范标准，综合建设管理水平和城市改造等外部条件对合流制及相关排水系统的复合性影响，提出我国城市合流制排水系统的复杂性和多样性，溢流问题的特殊严重性，各地改造条件显著差异性的主要特征。

关键词：排水系统特征；合流制；分流制；溢流控制

我国在快速城镇化发展过程中形成了多种排水系统，这些排水系统除了排水体制有所不同，在持续、高速的城市建设和改造过程中，部分排水系统由于本身就不完善，又加上后来不断组合、叠加、异化等作用，形成与真正意义上的分流制、合流制不同的排水系统类型。各城市所处建设阶段和发展水平不同，建设管理中的人为因素与当地自然条件共同作用，进一步强化了我国城市不同排水系统复杂的多样化状态。有些相对完善，有些处于过渡阶段，有些由于大范围混接等既成事实已经转化为不同特征的排水系统，有些则破损严重甚至处于“废弃状态”。

我国城市合流制及相关排水系统的上述特点，造成政策制定者、职能部门管理者、专业人员在讨论合流制问题时，很难将现实中复杂的排水系统与常规整治策略一一对照，制定对策时容易陷入混乱与困惑，继而转向对特定城市、局部问题、某种典型解决方案和措施的讨论，因而得出许多莫衷一是的见解。有专家认为，我国城镇排水管网在理论和规划设计上的分流制与合流制，在实际中都是不存在的；分流制污水管道和合流制管道长期“满管流”是很多城市排水口或溢流口阶段性污水冒溢的根本原因。由于对我国城市合流制及其相关排水系统的多样性和复杂性缺乏全面、透彻的理解，难以取得基本的共识，严重影响了制定策略的科学性、合理性和有效性。

在实际工作中，讨论我国城市合流制问题及其系统决策，必须客观认识由多种原因形成的不同排水体制与运行状态的排水系统并存的真实现况。不仅需要深入理解合流制排水系统本身系统决策的基本逻辑和方法，还必须区分、把握和兼顾与其相关的多种排水系统交织所呈现的实质特征，并借鉴国际上已形成的合流制排水系统改造及合流制溢流（CSO）污染控制的经验和教训，才有助于提出具有针对性、系统性和强指导性的决策思路和实施策略。

1. 我国城市合流制排水系统概况

1.1 排水系统截污改造

新中国成立初期，全国只有少数城市建设了排水工程设施，主要采用直排式的合流制排水体制，部分城市新建排水系统仍然选择合流制排水体制。20世纪80年代与90年代，长期雨污合流直排使城市水环境受到严重污染，多个城市开始实施排水系统的截污改造工程，将直排式合流制排水系统改造为截流式合流制排水系统。但在城市发展中，随着截污系统服务范围的快速增长，原本设计就偏低的截流倍数进一步降低，污水处理厂的规模、工艺和排放标准又缺少对合流制系统截流水量的配套设计，很快造成系统的截流和处理能力不足，这种“半拉子”的截污工程没有充分发挥出应有的功能，水体污染依然严重，需要对其重新进行评估和设计。一些城市重新进行了系统评估与设计，但实施又面临拆迁改造、地面与地下空间选择等涉及的跨专业和跨部门的综合协调，这些大量与城市发展相关的“非技术”限制因素影响面极大，造成系统改造困难重重，推进缓慢，有些工程甚至被搁置或延续至今。如贵阳南明河从20世纪80年代就开始修建截污沟以整治水环境、上海在1996年启动的苏州河综合整治，至今仍在持续开展截污与溢流污染控制的相关工作。

1.2 合流制排水系统向分流制改造

在1987年《室外排水设计规范》（GBJ 14-87）中,开始提出城市新建城区宜采用分流制排水体制。此后,在新建城区基本按分流制排水体制进行建设的同时,许多城市也在排水系统相关规划中,提出要将原有的合流制排水系统逐步改造成分流制。但彻底的“合改分”始终面临如下难题：① 对比合流制排水系统,分流制排水系统排放的污染总量是否有所减少，以及削减的污染总量与“合改分”所付出的巨额工程投资和社会影响是否匹配；② 逐一改造建筑与小区排水系统的巨大工程量、巨额投资和实施难度；③ 市政道路地上与地下空间极为紧张,管线错综复杂；④ 需要衡量城市历史遗产改造带来的长期影响与代价；⑤ 基础设施大规模改造带来严重社会影响和阻碍；⑥ 社区改造与改造后移交涉及的相关物权、管理权等部门责权和司法问题；⑦ 改造后的持续性违规混接和排放问题及其监管等。这些难题既包括技术问题，也包括“非技术” 问题,而且往往后者更难解决，形成决策的重要限制性因素。因此，大部分城市在核心区域的雨污分流改造工作举步维艰，有些城市完成了部分城区的改造，也有些城市只在局部区域市政主干线路完成了部分不完全的分流改造，这些工程如果不能顺利完成后续的整体改造并做好系统衔接，又将会成为低效的“夹生”或“半拉子”工程。

昆明、南京、广州、北京、武汉等许多城市多年前便陆续开展了局部或大范围的“合改分” 工程,实际上,即便以巨大的决心经过长期的改造，仍然难以全面实施，至今仍然保留了大量合流制排水系统。也有部分发展水平较高、财政支付能力强的城市通过艰苦的努力并付出巨大的代价，基本完成了部分合流制区域的雨污分流改造，但绝大部分城市至今仍未完成全面“合改分”的艰巨任务。

1.3 合流制排水系统溢流污染控制

由于水污染治理的压力和雨污分流的艰难，部分城市经过多年的实践摸索和实效检验，暂时放弃了完全实施“合改分”的策略，开展了针对合流制排水系统溢流污染控制的探索和实践。部分城市根据空间条件和既存系统特征，主要利用深层地下或城郊空间进行分散或集中的调蓄和处理实施溢流控制。例如，上海市在2003年启动的苏州河整治二期工程中开始建设合流制溢流调蓄池，2017年又进一步开展了深层调蓄隧道试验段的建设，2019年最新排水规划通过投资分析，提出实施绿色基础设施和建设临河雨水净化后排放的“蓝带”配套措施，并结合深隧等工程建设，形成综合的溢流控制方案；镇江市2018年启动沿金山湖CSO污染治理项目,以期通过“深层截流主干管+末端调蓄及处理”系统建设,控制老城区CSO污染；昆明市从2010年开始已陆续建成17座合流制溢流调蓄池，并在2020年发布《城镇污水处理厂主要水污染物排放限值》（DB 5301/T 43-2020），针对雨天合流制溢流污染控制提出专门的排放标准。部分城市结合海绵城市建设、老旧小区改造等机遇，对建成区实施低影响开发改造,通过绿色与灰色基础设施共同减少溢流总量，但很多城市在合流制老城区广泛推进海绵城市改造时，仍然面临空间狭窄、绿地不足、投资巨大等实施难题的制约。面对达标压力和实践过程中的各种困惑，也有部分城市近年来又重新启动了大规模的雨污分流改造，有些则陷入盲目决策而带来的困境。

除了上述合流制排水系统本身的雨污分流改造和溢流控制面对的困境外，由于社会各界普遍对排水管网系统重视不足，监督、执法管理不严，造成大量新建城市的分流制排水系统也存在不同程度的混接、乱接与错接问题，个别城市大面积区域形成实质上的两套“雨污合流管网”，甚至形成比截流式合流制系统更严重的污染。以深圳市为例，早在1990年对最早建设的罗湖、上步两区的排水系统进行检测时，就发现雨、污排水系统已全部混流沿河暗涵截排的“大截排”模式，也引发了一些争议。

截至2016年，根据《中国城市建设统计年鉴》数据，我国仍有城市合流制管道10.9×104km，占城市排水管道总长度的18.8%，且在31个省级行政区（港澳台地区未列入统计）均有分布。但如果将长期以来实质上雨水、污水合流的管网系统统计在内，估计合流制管道占城市排水管道总长度的比例还将大幅提升，且有很高比例仍未形成完善的截流式合流制排水系统。

2. 我国城市合流制及相关排水系统类型

在城市发展过程中，排水系统受到建设之初的排水体制、城市建设管理水平、发展过程中的经济水平、城市空间条件的急剧变化，以及短期整治措施等因素的综合影响，形成多种实质上”雨污合流”的排水系统。既有建设之初即是合流制且至今仍未形成完善的截流式合流制排水系统，也存在由于各种原因实际上已形成”雨污合流”并呈现溢流污染问题的各类混杂的排水系统。后者并非真正意义上的合流制系统，但经过多年演变，不仅实质上承担雨水与污水混合排放的功能并造成严重的污染问题，而且面临与截流式合流制系统改造相同的难题。如果不将这些实质上形成“雨污合流”的排水系统纳入分析的范畴，就难以客观面对许多城市排水系统错综复杂的现状和治理困境，难以妥善解决合流制系统的决策与实施问题。

鉴于文章篇幅所限，为便于清晰分析和概括性地阐述观点，根据不同排水系统类型的构成原因与特征将其分为4大类：

一是合流制排水系统，主要包括完善的截流式合流制排水系统、不完整的截流式合流制排水系统，以及局部区域现今仍然存在的直排式合流制排水系统；

二是实际形成“雨污合流”的分流制排水系统，如高比例混错接的分流制排水系统（即“假的”分流制排水系统）、不完整的分流制排水系统（只建了污水或雨水系统的分流制系统）、截流式分流制排水系统；

三是合流制改造过程中形成的处于过渡阶段的排水系统，如“小区合流、道路分流”的排水系统；

四是城市建设过程中形成的比较特殊的排水系统，如山水、雨水、污水混合的排水系统。值得注意的是，很多城市不止存在一种排水系统类型，上述的多种排水系统也常常共存于同一城市的不同区域。

不同排水系统的具体分类与系统特征如下：

① 完善的截流式合流制排水系统（见图1）。所谓“完善”的截流式合流制排水系统，应具备源头控制、收集、截流、调蓄、处理等各子系统，并基本形成良好的衔接关系，尤其雨天的截流、调蓄能力与污水处理厂和就地处理设施的处理能力需要相互匹配，真正起到对合流制溢流污染的有效控制。值得注意的是，由于溢流控制目标的不断提升，以及现代城市雨洪管理的发展，截流式合流制系统本身也在不断创新发展，并在不同国家、城市或地区呈现出不同的措施组合形式，其“完善”是一个相对概念。例如，传统的截流式合流制主要包含合流污水的收集与截流管网、调蓄设施、处理厂等灰色设施，早期一些发达国家的截流式合流制属于这一种，如美国城市早期开展的合流制长期规划所采取的系统。而近年来随着绿色设施的发展及其对合流制溢流控制的实效的提高，使源头低影响开发改造也逐渐成为完善的截流式合流制系统需要重点考虑的组成部分之一，而成为一种“新型的截流式合流制系统”，美国一些城市近年所做的合流制区域水治理新的规划就属于这一类，在我国海绵城市建设和黑臭水体治理中也开始得到应用。

② 不完整的截流式合流制排水系统（见图2）。经过多年改造，部分城市已经投入巨大资金建设了比较完整的截流干管或一些调蓄设施，但由于缺少系统思路，这些排水系统普遍存在各子系统之间缺乏合理匹配的问题，有些就形成“假截流式合流制系统”，造成合流雨污水的溢流频次、溢流总量、污染负荷都明显高于完善的截流式合流制排水系统，修建的截流干管与调蓄设施实际上也没有发挥出应有的功效，甚至只是转移了污染物排放的位置。该类型排水系统中的典型问题包括：a.因雨天污水处理厂处理能力与截流干管截流能力不匹配而形成大量厂前溢流；b.因污水处理厂处理能力与调蓄设施调蓄量不匹配，或污水厂旱天处理能力饱和，造成调蓄设施临时储存的合流污水无法送回污水厂处理。这些问题目前常见于我国许多城市的排水系统，大量城市的现状合流制系统属于该类型，其中污水厂处理能力和处理工艺与合流制系统不相匹配的情况最为普遍和严重，是今后一个时期需要重点解决的大问题，尤其是结合正在推进的污水处理“提质增效”行动。

③ 直排式合流制排水系统（见图3）。大部分城市的直排式合流制系统已被逐步改造为不完整的截流式合流制系统或其他排水系统，但在少数欠发达地区，以及某些城市的局部区域，仍然存在该类型的排水系统，旱天、雨天都对水体造成直接污染，也面临改造策略的选择问题。

④ 高比例混错接的分流制排水系统（见图4）。部分新建区域虽按分流制规划建设，但由于存在大量雨污混错接问题，实际形成了雨水管和污水管均为“雨污混（合）流”的状态，形成了两套混流管网。这类“假分流制排水系统”在很多城市的不同区域都存在，混错接程度有所不同。有些可通过改造实现雨污完全分流，有些则已不具备重新分流的改造条件或难度太大、成本太高。如上所述，很多城市的这类分流制系统实际面临与合流制系统相似的决策难度和困境，需要对混错接严重程度做出基本判断，并需开展大量细致的分析工作。

延伸阅读：

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