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城市排水系统选择及其设施研究 摘要 城市排水系统的规划和设计是城市快速扩张时所面临的一项重大决策问 题，不仅关系到巨额资金投入，还关系到这些资金的投资效益，关系城市水生态 环境的保护和城市的可持续发展本文阐述了国内外对城市排水系统体制的研究 进展，通过对比分析国内外摔水系统体制选择上差距，提出了城市排水系统体制 的规划、设计与管理问题，论述了我国捧水系统体制的科学选择，目的是对过去 和现有思想和理念的局限性进行探索，进而研究基于新技术条件下城市水管理问 题的新思路，提出适合我国国情的新观念并对关键设施进行了研究 城市排水系统是城市基础设施建设的重要组成部分，通常由捧水管网和污水 处理厂组成，是将城镇的污水、废水和雨水有组织地捧除与处理的工程设施城 市捧水体制一般分为合流制和分流制两种类型。随着城市的扩张，城市基础设施 的不断完善，城市捧水系统出现了多种形式，尤其是近年来，国内外对雨水径流 的水质调查发现，雨水径流特别是初降雨水径流对水体的污染相当严重，因此提 出了对雨水径流也要严格控制的截流式合流制排水系统。 我国多数的城市排水系统不同程度的存在着布局混乱、各种管网并存、排水 能力小、雨污合流等问题。但我国目前最大的问题是对分流制排水系统存在误解， 认为只有实现雨污分流才是最终出路，结果耗巨资进行了雨污分流改造，但仍然 不能达到雨污分流的目的。主要原因是：虽然污水主干管已经建成，但小区、单 位、庭院不改造，建筑单体捧水系统不改造，那么仍然无法实现雨、污分流；在 一些新兴城市即便较好的实现了雨污分流，但却无法解决面源污染问题，随着高 浓度的初期雨水排入水体，城市水体“水华”现象频频发生。 6 0 年代，欧美等西方发达国家开始了对城市雨水径流和合流制溢流( c s o ) 污 染控制的研究，针对合流制溢流、分流制雨水的污染状况，采取了相应措施，例 如改造合流管道，改进雨水管道中截污装置的材料来提高装置的截污效率。 以 德国为代表的欧洲国家从八十年代开始重视城市雨水径流污染的控制。他们不是 依赖。雨污分流”的办法来控制城市雨水径流污染，而是把重点放在以截流式合 流制排水系统为主技术性措旌上 截流式合流制排水系统因与城市的逐步发展密切相关，因而它是迄今国内外 现有排水体制中用的最多的一种。例如德国、英国、法国、日本的合流制排水管 道占排水管道总长度的7 0 左右，丹麦约占4 5 ，德国科隆市合流制管系甚至占 9 4 。据考察，日本东京的合流制排水管道也占到了9 0 以上。西方国家的实践 表明，为了迸一步改善受纳水体的水质，将合流制改造为分流制，其费用高昂而效 果有限，而在合流制系统中建造上述补充设施则较为经济而有效。 因此，在我国建立理想的分流制或将合流制改为完全分流制系统的成功率较 小。在对老城市合流制排水系统改造时要结合实际制定可行方案，在各地新建开 发区规划捧水系统时也有必要充分分析当地条件、资金的合理运作，同时还要从 管理水平、动态发展角度进行研究，不要盲目模仿、生搬条款。在排水体制的选 择上应改变观念，允许部分地区在相当长的时间内采用合流制截流体系。 截流式合流制的关键是初期雨水截流井，要保证初期雨水进入截流管，中期 以后的雨水直接排入水体，同时截流井中的污水不能溢出泄入水体。截流井的核 心是雨污分流装置，截流井和雨污分流装置的设计甚至左右着整个排水系统的成 败。 截流井和雨污分流装置的作用是将污水经污水千管和截流管输送至污水处 理后排放，初期雨水亦进入截流管送至污水处理厂，而降雨中期污染较小的雨水 则直接排入水体。截流式合流制排水系统同时汇集了生活污水、工业废水和部分 雨水送到污水处理厂，减轻了较脏的初期雨水对水体的冲击；但暴雨时通过截流 井将部分生活污水、工业废水泄入水体，给水体带来一定程度的污染，因此要选 择一个合理的截流倍数来消除这部分污水排入水体所带来的影响。本文研究了各 种雨污分流装置的特点，通过大量的实验和实际测试最终确定了几种截流井和雨 污分流装置的形式，以供实际应用时参考。 雨污分流装置在截流式合流制中的应用，对传统的截流式合流制和完全分 流制作了改进，避免了分流制初期雨水和截流式合流制混合污水对水体的污染， 又比截流式合流制的截流管断面小，从而节省了管道投资。因减少了进入污水泵 站和污水处理厂的流量，从而节省了污水泵站和污水处理厂的投资及运行管理费 用，具有较好的环境效益、社会效益和经济效益。本装置的成功使用会给全国中 小城市及大城市老城区排水管道的改造带来一种新的思路，不但可解决城市排水 系统的问题而且可节约大批资金。它的推广实施对尽快改善城市水环境有着十分 重要的意义。 关键词：排水系统，雨污合流，雨污分流，截流井装置 2 r e s e a r c ho fc l i olc ea n dr e q uir e m e n t s 0 fc i t yd r a i n a g es y s t e m a b s t r c t p i a na n dd e s i 卵o fc i t yd r a i n a g es y s t e mi sas i g n i f i c a n td e c i s i o n 1 舱k i n gq u e s t i o f fw h e nac i t yi sd o i n gf a s te x p a n s i o n ，w h i c hi n o i u d e sb o t h t h eia r g ea m o u n tf u n din v e s t m e n tf u n din v e s t m e n tb e n e f ita n dw a t e r e c o i o g i c a ie n v ir o n m a n t e v e ns u s t a i n a b i e d e v e i o p m e n t t h i sp a p e ri sa b o u t t h er e s e a r c ho fc i t yd r a i n a g es y s t e mo fd o m e s t i ca n df o r e i g na c c o r d i n g t oc o n t r a s ta n a i y s i so ft h es y s t e mc h o o s e st h ed i s p a r i t y s o m eq u e s t i o n s o fp l a n d e s i g na n dm a n a g e m e n ta n ds c i e n c ec h o i c eo fc j t yd r aj n a g es y s t e m a r es t u d i e d 1 t i st r yt og e ts o m en e wi d e a sd e p e n do nt h ei ；m i t a t i o n c a r r i e so nt h ee x p i o r s t i o nb a s e do nn e we n g i n e e r i n gf a c t o ru n d e ro u r c o u n t r yn a t i o n a it e n d i t i o n 0 i t yd r a i n a g es y s t e mi sl m p o r t a n tc o n s t i t u e n to fc i t yb a s i c c o n s t r u c t i o ni n o i u d i n go r a i n i n gw a t e rp i p en e t w o r ka n ds e w a g et r e a t m e 盹 p i a n t 。t h es e w a g e w a s t ew a t e ra n dr a i nw a t e ro fc i t y o r g a n i z e d e ii m i n a t i o f ta n dp r o c e s s i n g g e n e r a ii y c i t yd r a i n i n gw a t e rs y s t e mi s d e p a r t e db yc o m b i n e ds y s t e m a n ds e p a r a t es y s t e m a i o n g w i t h c i t ye x p a n s i o n a n di n f r a s t r u c t u r eu n c e a s i n gc o n s u m m a t i o n c i t yd r a i n a g es y s t e ma p p e a r s m a n yk i n d so ff o r m s ，i np a r t i c u i a rr e c e n ty e a r s a c c o r d i n gt ow a t e r q u a ii t yi n v e s t i g a t i o n o fr a i nw a t e rr u n o f f ，i n i t i a ii yf a ii so fr a i n w a t e rr u n o f fist h em o s ti m p o r t a n tw a t e rb o d yp oi iu tio r s od a m st h e - 瞵 c u r r e n tt h et y p ec o m b i n e ds y s t e md r a i n a g es y s t e mf o rr a i nw a t e rr u n o f f iss t a t e a e n t t h e r ea r et h ev a r y i n gd e g r e ei a y o u t st ob ec h a o t i c ：e a c hk i n do fp i p e n e t w o r kc c e x i s t i n g s m a iif i 洲c a p a c i t ya n dr a i nd ir t yo o n f i u e n c e o fc i t yd r a i n a g es y s t e ma r et ob ei nm o s tc i t i e so fc h i n a n o w a d a y s ，t h e m o s ti m p o r t a n tq u e s t i o ni se x i s t e n c em i s u n d e r s t a n d i n gf o r s e p a r a t e - s e w a g es y s t e mi nc h i n a w h i c hi st h ef i n a io u t l e t 。t h e nt h e r e a i z a t i o no fr a i nd ir td i v e r g e n c ef i n a ii yc o n s u m e dt h ei a r g ea m o u n to f m o n e yt oc a r r yo nt h er a i nd i r td i v e r g e n c et r a n s f o r m a t i o n b u ti ts t ii i c o u i dn o ta c h i e v et h er a i nd ir td i v e r g e n c et h eg o a i t h ep r i m a r yc a u s e s is ：ait h o u g ht h es e w a g eb r a n c ht u b eair e a d yh a v eb e e nc o m pie t e d b u tt h e pio t ，t h eu n it t h eg a r d e ndidn o tt r a n s f o r m ，t h ec o n s t r u c t i0 nm o n o m e r d r a i n a g es y s t e md i dn o tt r a n s f o r 吼t h e nw a ss t i i iu n a b i et or e a ii z et h e r a i n t h ed ir td i v e r g e n c e e v e ni ns o m ee m e r g i n gc i t i e s , g o o d r e a ii z a t i o no fr a i nd ir td i v e r g e n o e 。b u ti ti su n a b i ot os o i v et h e s u r f a c es o u r c ec o n t a m i n a t i o nc o n c e r na o t u a ii y i n i t i a ip e r i e dr a i nw a t e r 1 d is p e r s e si n t ot h ew a t e rb o d ya i o n gw j t ht h eh i g h i yc o n c e n t r a t e d t h e p h e n o m e n o no c c u r sr e p e a t e d iy t h e6 0 s 。w e s t e r nd e v e i o p e do o u n t ri e ss t a r t e dt or e s e a r c ht h ec i t y r a i nw a t e rr u n o f fa n dt h ec o n t a m i n a t i o nc o n t r o io fc o m b i n e ds y s t e m o v e r f i o w ( c s 0 ) i nv i e wo ft h ec o m b i n e ds y s t e mo v e r f i o w ，t h es e p a r a t e s y s t e mr a i nw a t e rp c ii u t i o nc o n d i t i o n 。t h ec o r r e s p o n d i n g m e a s u r eh a sb e e n t a k e n f o re x a m pie t r a n s f o r m st h eo o n f iu e n c epip eiir e t oim p r o v et h e i n s t a i j m e n tt h et r u n c a t i o nd ir t ye f f i c i e n c yb yr a i nw a t e rp i p e ii n et h e t r u n c a tio ndir tin s t ai lm e n t g e r m a n y 。a sr e p r e s e n t a tiv e se u r o p e a n c o u n t r y s t a r t e dt ot a k et h ec o n t r o io fo i t yr a i nw a t e rr u n o f fp c ii u t i o n s i r i c et h e8 0 s t h e yd on o td e p e n d e n c eo nr a i nd ir td i v e r g e n c et oc e n t r e it h eo i t y r a i nw a t e rr u n o f fp o ii u t i o n b u ti sp i a c e sw i t he m p h a s i sd a m st h ec u r r e n t i nt h et y p ec o m b i n e ds y s t e ma n df o c u so np r i m a r ii yt e c h n i c a im e a s u r eo f d r ain a g es y s t e r m b e c a u s et h eo u rr e n tt h et y p ec o m bin e ds y s t e md r ain a g as y s t e miscio s e d c o r r e i a t i o nw i t ht h eo i t yg r a d u a ii yd e v e i o p m e n t t h u si ti so n ek i n d sa n d e x i s t i n g d r a i n i n gw a t e rs y s t e mu s e du n t i ln o wi n t h ed o m e s t i ca n d f o r e i g n f o re x a m pie t h ec o _ ，l bin e ds y s t e md r ain a g ec h a n n eia c c o u n t sf o rt h e d r ain a g ec h a n n eit o t aiie n g t ha b o u t7 0 ing e r m a n y ，e n gia n d 。f r e n c ha n d j a p a n e s e 。d e n m a r ka p p r o x im a t eiyc o m p o s e s4 5 x ，t h eg e r m a nc oio g n e c o m b i n e ds y s t e mp i p ea r r a n g e m e n te v e na c c o u n t sf o r9 4 a c c o r d i n gt ot h e in s p e c tio n t o k y o sc o m bin e ds y s t e md r ain a g ec h a n n eiais oa c c o u n t e df o r a b o v e9 0 t h ew e s t e r nn a t i 0 1 1p r a c t i c ei n d i c a r e d i no r d e rt of u r t h e r i m p r o v et h eb o d yt h ew a t e rq u a ii t y i ti se x p e n s e da n dii m i t a t i o no fe f f e c t b yt r a n s f o r mc o m b in e ds y s t e mt r a n s f o r m a tio nt oas e p a r a t es y s t e m h o w e v e r i ti s m e r e e c o n o m i c a ie f f e c t i v e t o c o n s t r u c t t h ea b o v es u p p i e m e n t f a c i i i t y i nt h ec o b b i n e ds y s t e m t h e r e f o r e i ti se m a i ir a t i oo fs u o c e s s f u it oe s t a b i i s ht h ei d e a i s e p a r a t es y s t e mo rc h a n g et h ec o m b in e ds y s t e mt h ec o m pie t es e p a r a t es y s t e m i no u rc o u n t r y w h e no i dc i t yc o m b i n e ds y s t e md r a i n a g es y s t e mn e e d st o b et r a n s f o r m a t i o n w h i c hm u s tm r i f yt h ea c t u a if o r m u i a t i o nf e a s i b i ep i a n w h e nt ob u ii td e v e i o p m a n tz o n ep i a ni ne a c hp i a c en e w i y ，d r a i n a g es y s t e m a is oh a sb e e nt h en e c e s s i t yf u iia n a i y s i sw j t hi o c a io o n d i t i o na n dt h e f u n dr e a s o n a bieo p e r a tio n t h em a n a g e m e n tla v eim u s tb et h o u g h t s i m u i t a n a o u s i y t h ed y n a m i cd a v e i o p m e n ta n g l ec o n d u c tt h er e s e a r c h d o n o th a v et oi m i t a t eb ii n d i y t oc o p yt h ep r o v i s i o n t h e ys h o u i dc h a n g e t h ei d e ai nt h ed r a i n i n gw a t e rs y s t e mc h o i c a ，a n ds e tu pt h ep e r m i a s i o n p a r t i a ia r e a st ou s et h ec o m b i n e ds y s t e mi nt h eq u i t ei o n gt i m et od a m t h ec u r r e n tt h es y s t e m t h ek e yo fd a m sc o m b i n e ds y s t e mi st h ed a m sw e iio fi n i t i a lp e r i o d r a ；n w a t e r m u s tg u a r a n t e e t h ei n i t i a ip e r i o dr a i n w a t e rt oe n t e rt h e t u b e 。 t h ein t e r m e dia t es t a g eia t e rr ainw a t e rdis p e r s e sin t ot h ew a t e rb o d y d ir e c t i y s i m u i t a n e o u s i yd a m st h ec u r r e n ti nt h ew e iis e w a g en o tt ob e 2 a b l et oo v e r f i 佣r e i e a s e si n t ot h ew a t e rb o d y t h ec o r eo fd a m sw e iii a t h ei n s t a ii m e n to fr a i nd ir td i v e r g e n c e ，t h ed e s i g no fd a m sw a iia n dt h e r a i nd ir td i v a r g e n c ei n s t a ii m n ti st h ek e ye i e m e n to fs u c c e s so rf a ii u r e o fd r ain a g es y s t e m t h ef u n c t i o no fd a m sw e iia n dt h er a i nd ir td i v e t g a n c ei n s t a li m e n t i st ot r a n s p o r td i s c h a r g e saa f t e rt h es e w a g ec o ii a c t i n gn l a i nt h es e w a g e t r e a t m e n t t h ei n i t i a ip e r i o dr a i nw a t e ra is oe n t e r sd a m st u b et od e ii v e r t ot h es e w a g et r e a t m e n tp i a n t b u tr a i n sp c ii u t i o l ld i s p e r s e si n t ot h e w a t e rb o d yd ir e c t i y t h e r e f o r ei ti sa s s e n t i a it oc h o o s eo n er a a s o n a b i y d a mi b m l t i p i at od i s p a r s et h ei n f i u e n c ew h ；c ht h ew a t e rb o d yb r i n g s t h ec o m b i n e ds y s t e md r a i n a g es y s t e ms i m u i t a n e o u s i yo o ii a c tt h es a n i t a r y s e w a g e t h ei n d u s t r i a lw a s t ea n dt h ep a r t i s ir a i nw a t e r sd e ii v e r st h e s e w a g et r e a t m e n tp i a n t ，r e d u c e dt h ei m p a c to fd j r t yj n j t j a ip e r i o dr a i n w a t e rt ot h ew a t e rb o d y t h i sa r t i c i eh a ss t u d i e de a c hk i n do fr a i nd ；r t d i v e r g e n c ei n s t a ii m e n tc h a r a c t e r i s t i c h a df i n a ii yd e t e r m i n e dt h r o u i g h t h em e s s i v ee x p e r i 肌 n t sa n dt h ea c t u a it e s ts e v e r a lk i n d sd a mw a iia n d t h er a i nd ir td i v e r g e n c ei n s t a ii b e n tf o r 札a n ds u p p ii e st h ep r a t t i c a i r e f e r e n c e s t h er a i nd ir td i v e r g e n c ei n s t a ii m o n tc o l n p i e r e i yh a sb e e ni m p r o v e m e n t i nt h et y p ec o m b i n e ds y s t e ma p p i i c a t i o l la n dt r a d i t i o n a ic o f l 由i n e ds y s t e m h a ss v o i d e dt h es e p a r a t es y s t e mi n i t i a ip e r i o dr a i nw a t e ra n dd a m s c o m b i n e ds y s t e mm i xs e w a g et ot h ew a t e rb o d yp o ii u t i o nc r o s ss e c t i o nt o b es m ai le t 。t h u sh a ss a v e dt h epip el in ein v e s t m e n t b e c a u s er e d u c e d c a p a cit yo ft h es e w a g ep u m pin gs t a rio na n d t h es e w a g et r e a t m e n tpia n tt h u s h a ss a v e dt h es e w a g ep u m pin gs t a rio na n dt h es e w a g et r e a t m e n tpia n t in v e s t j a e n ta n dt h em o v e m e n to v e r h e a dc h a r g e ，h a dt h eg o o de n vir o r l 9 6 n t b e n e f i t t h es a c i a le f f i c i e n o ya n dt h ee c o n o m i ce f f i c i e n o y t h es u c c e s u s eo ft h i si n s t a ii m e n tc a nb ri n go n ek i n do fn e wm a n t a ii t yf o rs m a iia n d m a d i 恤l r s i z e dt o w na n dc i t i e sa n dt r a n s f o r m a t i o no fd r a i n a g ec h a n n e li n t h eb i gc i t yo ro i dc i t y i tn o to n i ym a ys o i v ep r o b i 鲫o ft h ec i t y d r a i n a g es y s t e m b u t c a ns a v ei a r g eq u a n t i t i e so ff u n d s t h e r ei 8 i m p o r t a n tm a n i n gt op r o m o t ei m p i e m e n t a t i o nt oi m p r o v et h ec i t yw a t e r e n v ；r o n m e n t k e y i i o r d s ：d r a i n a g es y s t e m ，r a i n d ir t yc o n f l u e n c e ，t h er a i nd ir t d i v o r g e n c e ，d a m sw e ii i n s t a ii m e n t ， 3 独立完成与诚信声明 本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果并撰写完成的。没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为 文中除已经标注引用的内容外，本学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研 究成果，也不包含为获得华北水利水电学院或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本 人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名：远家角乏 保证人c 导师，签名：遣垡霍卜 签字日期：。矗上形 签字日期；一_ 7 一，哆 学位论文版权使用授权书 本人完全了解华北水利水电学院有关保管、使用学位论文的规定特授权华北水利水 电学院可以将学位论文的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、 缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机 构送交论文原件或复印件和电子文档( 涉密的学位论文在解密后应遵守此规定) 学位论文作者签名：窟癌球 签字日期： 砷f ，石 导师签名： 签字日期： 8 公 i 州- q 华北水利水电学院硕士学位论文 1 1 研究的目的与意义 1 绪论 随着经济社会的飞速发展，城市的不断扩张，在城市建设过程中，城市排水 管网建设、管理中的问题日益突出中国目前的城市化水平4 3 9 9 6 ，距发达国家 有较大差距，距4 6 的世界平均水平也有较大距离。落后的城镇化水平明显地影 响国民经济持续、稳定地快速发展。加快城镇建设，提高城镇化水平已成为一项 基本国策。但我国城镇水资源短缺、水污染和生态环境恶化的矛盾非常突出，如 全国6 0 0 多城市中有4 0 0 多存在资源性或水质性缺水问题，一些大中城市和地区出 现大面积地下水位下降和地面的下沉，水涝灾害、水污染严重，生态环境恶化等 城镇的快速发展还会加剧这些矛盾，尤其在广阔的西部地区，面临经济落后、资 金严重不足、资源、环境和生态问题等尖锐矛盾，它们甚至可能成为我国城镇可 持续发展的制约因素。 城市捧水体制是城市规划和基础设施建设中面临的一项重大决策问题，不仅 关系到捧水管道和污水处理系统的巨额资金投入，还关系到这些资金的投资效 益，关系城市水生态环境的保护和城市的可持续发展。我国许多城市旧的摔水系 统存在老化、捧水能力小、雨季溢流污染等问题，因此不少城市都在逐步改造城 市捧水系统。事实上，如何有效地改造和利用这些系统，是彻底将这些老的合流 制排水系统改建为完全的分流制系统，还是因地制宜地保留、改造和利用，最大 限度地提高投资效益，这的确是一道难题，也是一个很值得研究的课题。即使是 新建的城市捧水系统也需要根据当地具体条件，因地制宜地进行投资效益分析后 作出科学的选择。 因此，总结我国发达地区的城市和发达国家在城市排水体制方面的一些经验 和教训显得十分重要本文讨论城市捧水系统体制的规划、设计与管理问题，目 的是对过去和现有思想和理念进行梳理归纳，进而研究基于新技术条件下城市排 水管理问题的新思路，提出适合我国国情的新观念。 第1 页共5 5 员 华北水利水电学院硕士学位论文 1 2 国内外研究概况 1 2 1 国内城市排水体制研究概况 我国在城市排水方面，一直以来偏重于污水处理技术研究，对城市排水体制 方面的关注极少。科技进步对城市排水管网领域的推动作用不大，作为一个整体 系统，城市排水管网领域的现代科学理论和技术己大大落后，与先进的城市污水 处理理论与技术形成强烈的反差。在对待城市摊水体制和雨水问题上，主要还停 留在单纯“捧放”的思考上，简单地倾向靠分流制来解决点源污染的控制，而忽 视雨水资源的保护利用与城市生态的关系，忽视雨水的排放和非点源污染的关 系。另外，我国在有关城市排水管道的污染规律及雨水径流，合流制溢流污染控 制的基础理论、工程规划与设计、管理与法规等方面几乎处于空白状态。实际上， 仅靠分流制解决点源污染，隐患较多。 我国的新建城市( 区) ，如深圳市，上海浦东，大连开发区等，都是分流制排 水系统。由于设计、施工和管理方面的原因，在这些新建城市( 区) 中，并没有真 正实现完全分流制所期望的目标，也没有将污水处理厂服务流域内的污水全部收 集到污水处理厂。另外，北京、天津、昆明等许多城市也规划将合流制完全改造 成分流制排水系统。北京已有三分之二的排水系统为分流制，最近几年，在点源 污染治理、河湖水系生态保护方面加大了力度，但部分河湖在降雨后仍有严重的 “永华”现象发生，有的河段、湖泊富营养化现象依然严重，这些状况很大程度 上是由非点源污染造成的。分流制排水系统使污染严重的初期雨水和部分小雨都 直接排入水体，在减少合流制溢流污染的同时却增加了非点源污染问题。 近年来，随着可持续发展的呼声越来越高，我国一些学者开始关注和研究城 市雨水径流的污染和雨水资源的保护与利用，于8 0 年代初期在北京开始了对城市 雨水径流非点源污染的研究，此后其他一些城市也相继开展过相关研究。但由于 点源污染矛盾一直突出，对城市径流污染未予以足够重视。近年来，非点源污染矛 盾有加重趋势，水污染控制的力度也在加大，城市径流污染开始引起越来越多的 重视。如北京1 9 9 8 年开始对城市雨水径流污染控制和雨水资源利用进行系统研究， 不仅分析径流污染指标及变化范围，对污染物的冲刷输送规律、主要影响因素、 污染物负荷和控制对策等都进行了研究。对城市雨水利用也在系统研究的基础 上，开始全面的工程实旄和推广应用；上海市对城市雨水污染及特性有了初步了 第2 页共驺页 华北水利水电学院硕士学位论文 解，对控制雨水污染措施提出了建议。珠海市对城区降雨径流污染特征有了初步 研究；长安大学对城市道路路面径流水质特性及捧污规律进行了探讨；南京工业 大学在城市雨水的物化处理技术方面有一些新的思路。可见，非点源污染( 主要 指雨水径流污染) 在我国已逐渐引起了重视，降雨径流水质特性、雨水处理技术、 径流污染防治等方面也有了不少成果，但从排水体制整个系统来探讨研究非点源 污染控制还有欠缺。 但是，排水体制的合理选择，不仅关系到城市雨污水的收集排放、排水系统 的适用性和经济效益问题，而且更重要的是能否满足水资源和环境保护的要求， 有效地实现城市点源和非点源污染总量的控制，能否符合城市生态和可持续发展 的要求。 1 2 2 国外排水体制研究概况 河湖水系的污染，在很大程度上是排水体制的不合理造成的事实上，考虑 径流污染物输送的非连续性和爆发性，其污染负荷所占比例在雨季的短时段内会 成倍升高，超过点源污染，对城市水体造成冲击性影响，严重制约城市水环境质量 的彻底改善，许多城市暴雨后发生的水污染事件都是很好的例证。近二三十年问， 城市雨水污染在发达国家受到广泛关注，许多国家对城市径流污染及控制进行了 深入的研究，制定了系统的法规、管理和技术体系。 6 0 年代，美国就已经开始了对城市雨水径流和合流制溢流( c s o ) 污染控制的 研究，其对6 0 0 多个城市的排水系统调查的结果表明，把直排式合流制改造为截 流式合流制与将合流制改造为分流制的投资比为1 ：3 。1 9 7 2 年通过清洁水法 后，美国环保局、各州和地方水污染控制机构己经采取措施减少排水管道污水的 溢流量，同时对雨污混合污水在溢流前进行调节、处理及处置，使之溢流后对水 体的水质影响在控制的目标之内。例如，美国一些州，要求在溢流之前就地对混 合污水作一级处理，并限制每个溢流口因超载而未加处理的混合污水溢流次数： 如果没有联邦政府授权或州政府的允许，排水管道的污水不允许溢出同时，对 污染严重地区雨水径流的排放作了更严格的要求，如工业区、高速公路、机场等 处的暴雨雨水要经过沉淀、撇油等处理后才可以排放。多j 1 9 8 3 年，针对雨水径流 污染研究开发出各种技术和非技术措施，如城市雨水污染的评价与监测；科学管 理城市雨水资源和控制雨水径流污染的b m p 模式( b e s tm a n a g e m e n tp r a c t i c e ) ； 第3 页共5 5 页 华北水利水电学院硕士学位论文 水土流失的控制；雨水渗透和入流控制：c s o 及雨水处理技术等。并于1 9 8 6 年修 订了水质法( w a t e rq u a l i t ya c t ) 来控制非点源污染，使美国环保局( e p a ) 开始有效地依法参与城市雨水径流的管理。 美国环保局最近调查显示，在美国3 1 个州和哥伦比亚地区，市政处理设施每 年收集、处理并排放的废水有5 0 万亿m 3 ，而7 7 2 个合流制排水管道系统每年排放 的未经处理的雨污水大约为3 8 6 4 乙u 3 。这些合流制排水管道污水溢出会导致海 滩遭受破坏，饮用水源及供水系统受到污染，包括野生动物排泄物造成的病源寄 生虫污染，如隐孢子虫( c r y p t o s p o r i d i u m ) 、贾第虫( g i a r d i u m ) 等，环境和 公众健康受到影响，甚至威胁人的生命。针对合流制溢流、分流制雨水的污染状 况，采取了相应措施，例如改造合流管道，改进雨水管道中截污装置的材料来提 高装置的截污效率。同时，增大原有管道的尺寸、污水厂的处理容积，尽量减少 溢流量。亚特兰大还兴建了地下隧道、贮存池与管道相连，雨天时，隧道和贮存 池用于贮存过多的雨污水，降雨过后，再将这部分雨污水输送至污水厂甚至将 贮存池进一步改造成带有砾石床的湿地处理系统，储存的同时进行净化，但这种 系统的维护管理费用较高。费城在溢流口采用充气式橡胶堰，可充分利用现有系 统的贮存容积，减少溢流量。据统计，通过采用这项技术，费城一场降雨的溢流 量可减少7 0 以德国为代表的欧洲国家从八十年代开始重视城市雨水径流污染的控制。他 们不是依赖“雨污分流”的办法来控制城市雨水径流污染，而是把重点放到源头 污染控制、削减城市雨水径流量和其它雨水径流污染控制的技术性和非技术性措 施上，在排水系统的上游各子流域内，将雨水或就地渗入地下，或延长其排放时间， 或暂时蓄存，以收到削峰、减流、净化雨水径流、补充地下水的效果。其工程设 施有渗塘、地下渗渠、地表透水铺面、屋面或庭院或停车场的受控雨水排放口、 以及各种“干”或“湿”的池塘或小型水库等。近年来城市雨水径流管理新系统 的研究较多地集中在补充地下水、净化地表径流的可渗性雨水捧放系统上。例如， 西欧国家以及美国一些州要求，新土地开发规划时，必须将开发所引起的超出原 天然状态的径流量，部分或全部就地渗入地下。据1 9 9 8 年统计，德国共拥有雨水