技術交流 | 唐建國總工談：中國城市合流制排水系統的問題與改造
合流制、分流制是城市排水兩種并存的排水體制，都有各自的優缺點、且都是合理的形式。合流制因造價低、占用道路資源和維護管理工作量相對少，多被世界很多較早建設排水系統的城市（地區）所采用，并沿用至今，甚至占有很高的比例。我國也不例外，合流制在很多城市的老城區所采用。但是合流制會在雨天產生超過截流倍數的溢流，造成的環境污染。故日本、美國、德國等國家的城市長時間來一直致力于合流制的改造，如日本制定了詳細和著名的“合流制完善計劃”。
國內合流制與國外的相比，則因雨水排水標準低、可能不是真正的合流制、系統內合流與分流混存、一年四季滿高水位（滿管流）、清通養護水平低下、截流方式不正確、溢流口溢流污染嚴重等問題，讓合流制成了“眾矢之的”，“溢流污染”更被環保督察所詬病。合流制改造和如何改造就成了當下我們必須解答的命題。
對于我們“不一樣”的合流制，應該怎么改？談點自己的觀點，供討論，一起為改造好我們國家的合流制出力。
1 認識一下我們不一樣“合流制”
在我國很多城市老城區的合流制普遍存在雨水排水標準偏低的問題，難于滿足現在排水管道標準達到3年~5年的要求。但是，除此之外，還有如下特有的問題：
1.不應該被稱為合流制的“合流制”。很多城市就埋了“一根管”，其按照什么標準的污水量、雨水量設計的，現在都無從查起。實際狀況是旱天走污水也許大了點，雨天走雨水又遠不夠，如圖1。其雨天不就是“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”的結果，這種溢流因為有堰的原因，可是把旱天留存在管道中污水都會溢到水體中，這個“一根管”可真不是合流制。
（這就是個污水直排口，這點堰高，有啥截流效果？是合流制？）
圖1 “一根管”排水
還有不少城市沿河對排水口進行截流，截的是小區合流排水口、雨污水混接的排水口。這種“整整齊齊”沿著河道都是“溢流口”，雖然名稱叫截污，實際根本起不到截污作用，如圖2。不還是個“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”嗎！就算截流范圍是合流制，它也不是一個合格的截流式合流制。
（“整整齊齊”截流溢流口，有啥截流效果？是合流制？）
圖2 不正確的截流
2.系統內合流制與分流制交錯并存。一個系統內要是合流制、分流制都“混”在一起了，該叫個“啥制”？如圖3。這個區域什么管渠都有，設想把旱天污水、各種管道的“存水”、地下水等都截入到污水處理廠，要污水處理廠“扛起來”。進不了的就存在截污槽（管）、截流槽（管）中，但是水“太多”了，雨天還就是向河道溢。污水處理廠“扛不動”，不還是個“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”嗎！這個系統改造可就比前面那個不是合流制的系統難多了。
（夠復雜的一個排水系統，也沒有讓河道水質好起來！）
圖3 某地排水系統概化圖
3.合流管滿管流讓合流制失去截流功能。一個合格的合流制，應該是旱天污水低水位，雨天降雨達到一定排水標準時，合流管雨天滿管流，且截流管有一定的截流倍數，末端污水處理廠處理能力也能夠與截流倍數相適應。但是實際上，很多合流制因為地下水入滲、河水倒灌（排水口淹沒在水位下），甚至河湖水直接排入合流管中，導致合流管一年四季都是滿管流，仍然是個“小雨小溢、大雨大溢、暴雨全溢”，如圖4。因城市河湖水入侵，甚至旱天就在溢流，如圖5。“滿管流”哪里會有截流倍數，水位再高于管頂，截流倍數就是個“負”值；加之污水處理廠又僅是按照地區污水量設計的，雨天有哪里能夠處理得掉所謂截流倍數內的水。
（合流管旱天低水位、雨天滿管流才對啊！）
圖4 排水管網滿管流
（這個水體沒有溢流出口，就溢到合流管道里，這怎么可以啊，外水是排水管道的“敵人”！）
（進到合流管道的水體水，旱天就把污水沿途溢到河里了）
圖5 河湖水（外水）直接入侵
4.雨天溢流污染太嚴重。排水管道養護管理工作最最重要的兩個字是“清、通”。雨水管是“清”，“清”就是把雨水管道中的積泥“清”出來，讓雨水管做到旱天無積泥、少積泥！污水管是“通”，把積泥“通”到下游去，進到污水處理廠，讓污水管無淤積、無堵塞、水暢流！合流管既要“清”、也要“通”，旱天多多“通”，保證低水位時，像污水管一樣，無淤積、無堵塞、水暢流；降雨前還應該好好再進行“清”。雨水管和合流管都有排河道水體的口門，“清”的目的就是雨天少點污染物入河。只有最大限度地減少管道中的積泥，才能夠減少雨天溢流污染。可是污水管、合流管和雨水管往往一年四季都是高水位，甚至是滿管流，這就讓“清、通”養護變得十分困難，就不可能做到有效地將雨水、合流管中的積泥“清出來”！好比煮了一鍋稀飯，想把米粒都撈干凈，是件很難的事道理是一樣的。圖6是奧地利排水管道中的積泥情況，其大部分管道積泥不超過管徑的1/40。這比我們養護后要求積泥厚度不大于1/8可好得多啊！管道積泥少了，合流管、雨水管雨天排水口溢流和出流的污染物就少了。圖7是某平原河網地區城市雨天排水口出流污染的構成，在總污染負荷中，管道積泥的污染負荷要占到60%以上，可見合流管道、雨水管道清淤工作的重要性之高。圖8是某山地城市雨天合流制排水口污染物變化情況，COD最高可以高達2000mg/L之巨。
（人家水環境好，和排水管道養護質量很有關系！）
圖6 奧地利排水管道的積泥情況
（積泥污染要占總污染負荷的70%，不清泥行嗎？）
圖7 某平原河網地區排水口出流污染構成情況
圖8 某山地城市合流管排水口雨天污染物排放情況
5．占“別人”便宜的“合流渠箱”。很多城市，特別是山地和丘陵城市，有很多的原來用于排山溪水、山泉水、雨天排山洪水的渠道，其與城市內河水體相連，他們的存在甚至早于城市地區的開發。但是在城市開發中，就把這些渠道當成排水主干渠，污水、雨水統統接到了渠道中。甚至因為開發把山水也不知道“擠”到哪去了，導致旱天排污水，雨天又是污水、雨水和山水混合水，把山水渠道搞成了又黑又臭，那就再蓋上蓋板，稱為“合流渠箱”，詳見圖9。這是開發者的偷懶學位，占“別人”的便宜，何以能夠稱為合流？
圖9 占“別人”便宜的合流渠箱
2 我們的合流制該怎么改
正是因為我們的合流制與國外相比不一樣，問題更多。面對我們的這種不一樣“合流制”，在改造的同時，不但要解決雨天雨水排水標準提高的問題，還要解決溢流污染問題，甚至要將溢流污染控制到比雨水排水標準提高改造前的現狀還要小；不但要修復好現有合流管的結構性缺陷，減少外水入滲、杜絕河水倒灌，解決旱天滿管流的問題，還要優化調度、增強養護管理，減少管道積泥；不但要建設灰色設施，還要綠色應對、減少徑流污染。所以，我們的合流制不是簡單地將現狀合流制廢除了，改成分流制，而是要多措并舉，應地施策。
1.改造前必須要做的事。針對一個城市合流制系統，或者所謂的“合流制”系統，改造前必須要做的工作是：第一，盡可能收集原有的合流系統的資料，了解現狀合流制當初是按照什么標準設計的，調查現狀排水戶和地表狀況，了解現狀與當初設計時服務范圍的差異；第二，結合收集的資料，深入現場調查現有排水系統真實的構成，了解現狀合流制系統與后建排水系統的關系；第三，收集相關排水規劃、海綿城市建設規劃和地區發展規劃資料，理解地區的發展要求；第四，要按照現狀條件，對合流系統進行必要的驗算，掌握其在目前情況下的排水能力情況，并結合規劃要求，驗算現有設施與規劃目標的差距，確定改造的排水標準目標；第五，在旱天打開井蓋看看，現狀合流管道系統水位情況，畫出類似于圖4的管道水位“彩超圖”，判斷合流管的運行狀態，初步判斷管道質量狀況和外水來源和量的情況；第六，調查了解當地排水管道的養護情況，初步判斷合流管網總的積泥情況；第七，實測合流制排水口在雨天的溢流污染和所屬污水處理廠雨天進水、溢流等情況，掌握溢流污染物的構成、隨降雨歷時的溢流污染物變化情況。這些調查是非常必要的，當然調查的內容也遠不止上述所敘。要杜絕“情況不明，辦法多”。
2.主要改造的對策
1）與雨水排水標準提升相結合。現有合流制排水系統普遍面臨不能夠滿足雨水排水規劃標準的問題，甚至由于后期的發展，都不滿足原來設計標準要求，那么合流制改造就要與雨水排水標準提升相結合。改造時要考慮到：第一，原有合流管怎么辦？最好是將現有合流管作為污水管，按照新的雨水排水標準敷設道路雨水排水管，這樣做的優點是可先不涉及排水戶污水的納管問題，逐步進行排水戶內部的分流改造和現有合流管結構性缺陷的修復，道路雨水排水管也先只是先與道路雨水口銜接。上海市水務局一位領導稱其為“準分流制”改造，倒是很有見地和符合實際的稱謂。第二，現有道路沒有管位，這是制約敷設道路雨水排水管的難題；王盈盈等《現狀道路下空間集約型排水系統設計》（給水排水，2021年7月）中提出“雨水口一體溝”的做法不失是一種解決道路雨水管管位問題的方法，詳見圖10；目前與雨水排水口相結合的溝渠產品也很多，如圖11所示；這種占用雨水口位置做法的優點為：一是在充分利用道路雨水口位置，解決管位的同時，可與雨水口的改造進行有效的結合；二是可最大限度地降低了原有合流管雨天的合流水量，大大減少了雨天原合流排水口的溢流，減少了污水處理廠的入廠水量；三是新建道路雨水排水管為現有合流管的缺陷修復的分段調水提供了轉輸通道。在實踐中，也有人提出將現有合流管改為雨水排水管，原因是：現有合流管因存在結構性缺陷需要修復，新建污水管，老合流管就不用修復了。但是現有合流管不滿足雨水排水標準時，豈不是還要建設新的雨水管？就是作為雨水管，它不是也要修復嗎？不修復現有合流管，作為雨水管還是旱天就是滿管流，滿管流就不能夠有效地把積泥從管道中清出來，積泥清不出來，溢流污染就會很嚴重。
圖10 雨水口一體溝渠示意圖
（雨水口與雨水排水管渠同位，占用的是雨水口的位置，省去了連管，方便了與雨水口的銜接）
圖11 線型排水溝渠產品圖
2）與“海綿措施”實施相結合。合流制改造最大目的是減少雨天的溢流污染。溢流污染主要來自管道積泥和污水，管道積泥又主要來自于地表徑流。減少了徑流污染，不就減少了積泥嗎！而減少徑流污染最有效的措施就是“海綿措施”。“海綿措施”不但可以減少徑流水量，減少了徑流水量，就減少了道路雨水排水管的規模，讓新建雨水管道更加容易實施；而且更可以有效減少徑流污染，這就是“海綿措施”的兩大功能，何樂不為！“海綿城市”不能夠當工程建，但是城市工程可以海綿化，這就是“全域海綿”的對策，如圖12所示。若沒有“海綿措施”，雨水排水標準越高，豈不是雨天雨水管道、合流管道的出流污染、溢流污染越高嗎！紐約、費城的綠色經驗真的可以借鑒，費城的“綠色英畝計劃”，不就是有效解決了合流制雨水截留和溢流污染控制問題嗎？詳見圖13。“海綿城市”可真不能夠僅僅掛在嘴邊上，停留在所謂的“海綿城市規劃”上。“海綿規劃”不落實在城市排水上，就是個“花花綠綠”的“圖畫”而已。“海綿城市”理念需要用心去落實，需要知行合一去實現。
（綠化不給雨水“開放”，何談綠色？何談“多用自然力排水”何談韌性城市）
圖12 城市設施“海綿措施”改造（示意）
圖13 美國費城“綠色英畝計劃”效果
3）與綜合施策相結合。合流制，或者所謂“合流制”的改造的確還需要綜合施策。第一，對于圖1“一根管排水”，那只能夠新建雨水排水管，新開雨水排水口；把現有的排水口封堵掉，污水截流到污水處理廠。第二，對于圖2沿河“整整齊齊溢流口”，必須首先進行小區、企事業單位內部排水單元的雨污分流，若這個“截流管”還能夠使用，那就得毫不猶豫地將“整整齊齊”的溢流口統統封堵掉；一定要學習廣州“排水單元達標”的先進經驗，不但實現排水單元內部污水、雨水各行其道，還要實現雨水排水達標，甚至“海綿化”改造，詳見圖14所示，并落實管理責任主體；這些沿河的“排水單元”在實現內部分流改造后，其雨水就可以直接排放到水體中，詳見圖15所示；把雨水排水口露出來，老百姓的眼睛比任何監管設備都管用。第三，對于圖3分流、合流系統交錯在一起的，則首先要把理清楚這個“亂麻”，分流系統雨水不能夠進入合流系統，合流系統也不能夠與分流系統相接；其次進行分流系統的混接改造、缺陷修復，合流管道該怎么改，就怎么改；污水處理廠不是“無底洞”，“扛不起”這些混在一起的水。第四滿管流的“合流管”，那就得做檢測，真真切切地找出導致滿管流的問題原因，扎扎實實地去做“趕外水”工作；不恢復旱天低水位，就不是合流制。第五，哪有不需要養護的排水管道，把管道水位真真降下去了，把積泥旱天趕到下游，進到污水處理廠，降雨前再有效清一次，溢流污染還會嚴重嗎？“排水管道滿管流是減少地下水入滲、防止道路坍塌的好辦法。”的說法真是欠考慮。第五，對于所謂的“合流渠箱”，那就是還債，世上沒有“光占便宜，不用還帳”的好事；污水是“合流渠箱”的外水，那就毫不猶豫地將污水這個外水“趕出去”，恢復原來山水渠“走清水”的本來面目；在“合流箱涵”中加設截流管，戲稱“三車道”的做法是恢復“走清水”最簡單和有效的辦法，詳見圖16所示。
（排水單元達標，混接改造的“標志性成果”就是屋頂雨水落水管在地面處的斷接，進入海綿體、綠地不是很好嗎！）
圖14 廣州“排水單元”達標示例
圖15 沿河排水單元的分流制雨水管直接排河
（兩側截污水，中間“走清水”的“三車道”）
圖16 “合流渠箱”改造示例
3最后再提醒幾點：
一是，環保督察稱“溢流污染嚴重”，只是說了問題的表象，不能就表象說咋辦，而是要踏踏實實地去找問題的原因。只有把原因找清楚了，再結合排水規劃目標進行符合實際的改造，管、建并重，才是走正道。當然這種“溢流污染”也可能出現在現狀混接嚴重的分流制，有人說是“半吊子”分流制，其也不會比合流制好到哪里去，可能更嚴重。
二是，合流制改造不是簡單地說“合流制就是保持合流制”、“合流制一定要改為分流制”，真的要根據實際來，該怎么改就怎么改，不改永遠解決不了問題，當然“趕外水、降水位、通管道、清積泥”永遠是趕快補上和要做好重要的工作。
三是，在合流制（包括“半吊子”分流制）沒有改造清爽之前，就在末端按照所謂若干毫米“初期雨水”做個“調蓄池”，可真不能夠實現設計的“初心”。旱天都是“滿管流”合流管，調蓄池截流的可真不是想象中的“初期雨水”，當然“初期雨水”真實的概念也不是按照“若干毫米”定義的。管道中的積泥，沒有清干凈，調蓄池的沖洗堰門怎么可能把池子中的淤泥清干凈，沖不干凈，那就得靠人工去挖了。另外，德國、日本的“調蓄池”（合理的名稱應該是“截流池”）可不是按照“若干毫米”來設計的，而是按照水環境要求來設計的。世上沒有“一招鮮”的方法。
四是，還得把雨水口好好管住才行，往雨水口倒各種亂七八糟的臟水，就是污水直排，如圖17所示。不要說分流制雨水管，合流管污水沒有考慮這部分污水。消除污水直排是硬任務，不管咋行。
圖17 雨水口唯一功能是收集地表徑流雨水
4小結
污水雨水同管流，
排水體制稱合流。
占用道路資源少，
維護管理量還小。
國外普遍都采用，
管大質佳挺好用。
溢流污染也是禍，
綠色灰色來換貌。
我國合流不一樣，
排水標準不夠高。
一根管道來充當，
沿河截流處處溢。
分流合流系統混，
管道滿流泥難搞。
下雨進河稱溢流，
污染水體莫玩笑。
認真調查找問題，
辨析原因心有底。
腳踏實地來改造，
兩手一攤咋能行。
趕出外水降水位，
清出積泥少污染。
管理為先莫為難，
不維不修就該罰。
雨水提標促改造，
海綿措施真有效。
符合實際謂好招，
保證質量才算好。
