摘  要:上海以“治水為中心，治污為核心”的截污治污和河道整治，在水環境治理和保護上確實獲得一定的成效，實現近期規劃目標。但排水系統改造在工程實踐中也暴露出許多矛盾和問題，嚴重制約了水污染控制和水生態環境保護效果。圍繞成功舉辦2010年上海世博會而亟待解決的重大水問題，作為上海世博會的建設，城市讓生活更美好，迫切需要建設一種可持續性的、生態型的新型城市排水系統。
關鍵詞:世博會;排水系統體制; 可持續性發展  
An overview of the Sustained Development of Shanghai City Sewer System
WangWei  Shanghai Central Municipal Drainage CO.,LTD.
    Abstract: “Centered by water treatment with focus on pollution control” as an initiative in retaining and controlling pollution, and waterway realignment, Shanghai has made significant environment improvement, and achieved the short term goal. However many issues immerged in the process and limited the effectiveness of pollution control and ecological improvement. With the fast approaching of Shanghai World Expo 2010, the major water quality issues must be resolved. A sustained and ecological model of city sewer system is the insurance for the success of Shanghai World Expo 2010, as well as the quality living in Shanghai.
    Key words:world‘s fair, sewer system, sustained development
    前言
　　上海世博園選址在黃浦江兩岸濱水區。“水”是貫穿上海世博園設計的重要特色，一個潔凈的生態水環境將使世博園區的環境更為優美寧靜，更富有回歸自然，接近自然的感覺。充分體現人與自然和諧相處和上海這座現代化國際大都市與水相依美好生活的魅力。但目前黃浦江的水問題令人擔憂，面臨安全防汛壓力大、水環境污染和水生態破壞等問題，已直接影響到上海的經濟發展，離成功舉辦世博會的要求有著很大的差距。作為上海世博會的建設，城市讓生活更美好，迫切需要建設一種可持續性的、生態型的新型城市排水系統。
　　城市排水系統是城市基礎設施建設的重要組成部分，它通常由排水管網和污水處理廠組成。對于生活污水、工業廢水和雨水所采用的不同排除方式所形成的排水系統，稱作排水系統體制。城市排水系統體制的選擇是城市排水系統規劃中首要問題，它影響排水系統的設計、施工、維護和管理，對城市規劃和環境保護影響深遠。本文通過對上海排水系統過去和現有思想和理念的局限性進行探索，進而闡述排水系統在功能、規劃和設計方面可持續發展的必然性。
    1  上海排水系統的體制變遷和發展
    1.1直排式合流制排水系統 
　　上海開埠前，城區建有傳統的排水溝渠，雨、污水就近排入河道。開埠初，租界在辟路的同時，只在路旁挖明溝或暗渠。1862年起，英、法租界相繼開始規劃和建設雨水管道。這些管道都是以黃浦江、蘇州河、虹口港和肇嘉浜等作為泄水河道。當時各地區各自為政，采用的設計原則和標準各不相同，管網不成系統，設計標準偏低，排水不暢，在暴雨期間很多地區積水嚴重。

1.2直排式合流制為主，不完全分流制為輔
　　20世紀初，西式建筑啟用衛生水廁，大量未經處理的污水排入河道，造成嚴重水質污染。1921年起，公共租界相繼埋設糞便污水管道，建造北區污水處理廠等3座采用活性污泥法的污水處理廠，部分地區實行雨、污水不完全分流制，全市多數地區的排水管網為雨、污水合流制。到1949年，共有雨水管道531.5km，雨水泵站11座，排水能力為16m3/s；污水管道117km，污水處理廠3座，日處理能力為3.55萬立方米；排水系統網絡不全。
    1.3 完全分流制和直排式合流制并存
　　50年代，市政府先后作出開辟新居住區、近郊工業區和衛星城的建設部署并確定新區建設時，采用雨、污水分流制的排水體系。近10年間，在新居住區建設6個污水排放系統和6座小型污水處理廠；在新建工業區中建有閔行、桃浦等3個污水系統和處理廠。同時還對原有3座污水處理廠進行技術改造。1983年，市政府對污水治理提出“綜合治理，管治并舉”的方針，采取分流制和合流制并存，集中和分散相結合的原則，以集中治理為主進行建設。為住宅建設服務，新、改建曲陽、天山、龍華、閔行等中型規模污水處理廠，以及泗塘、吳淞等4座小型污水處理廠。城市污水處理工程得到相應重視。
    1.4 截流式合流制排水系統成為主體
　　80年代，國民經濟迅速發展，市區污水量每日約為490m3，未經任何處理通過合流管道直接排入黃浦江、蘇州河等河道，以致嚴重污染了河水水質。為此合流污水治理一期工程、污水治理二期工程相繼動工，分別截流蘇州河兩岸及黃浦江沿岸的合流污水和生活污水，并排放至長江大水體擴散稀釋。近期將竣工投入使用的污水治理三期工程是又一重大截污治污工程，該工程建成后，使污水收集、處理系統在整個中心城區覆蓋面擴大，形成石洞口、竹園、白龍港等污水排放系統，極大地削減了黃浦江、蘇州河和中小河流的污染壓力。為水生態環境的修復奠定扎實的基礎。
    1.5截流式合流制和雨污分流制組合系統
　　隨著上海經濟的發展，上海已分別在三個最大的外排系統末端建設污水處理廠，使其達到一定的要求后排入接納水體，上海市為充分利用新建污水收集系統，將合流一期、二期污水收集系統附近的污水處理廠取消，原有污水管網納入合流一期、二期系統保留了8座離污水收集主干網較遠的城市污水處理廠，將其改建，增加脫氮除磷功能。
    2 上海城市排水系統體制科學研究的現狀與面臨挑戰
　　作為特大型城市的上海，近 150 年來， 隨著城市化進程不斷加快，地下管線也不斷更新，在新建的采用雨污分流排水系統的同時，也存在大量的老的雨污合流排水系統。城市排水體制和管道系統是整個水污染控制和水生態環境保護體系中的重要環節。由于防汛壓力大、河道污染嚴重，上海在排水系統規劃中著重于及時排除雨、污水，防止市區內澇和集中處理污水，達標排放，防止公共水域水質污染這兩項功能。在城市排水方面一直以來偏重于污水處理技術研究，對城市排水體制方面的關注極少，科技進步對城市排水管網領域的推動作用不大，作為一個整體系統，城市排水管網領域的現代科學理論和技術已大大落后，與先進的城市污水處理理論與技術形成強烈反差[1]。在對待城市排水體制和和雨水問題上，主要還停留在單純“排放”的思考上，靠分流制來解決點源污染，而忽視雨水資源的保護利用與城市生態的關系，忽視雨水的排放和非點源污染的關系。實際上，僅靠分流制解決點源污染，隱患較多。
　　目前為減少合流制系統初期雨水對蘇州河的污染，上海也在加緊對合流制排水系統初期雨水污染控制的研究，總體目標服務于合流污水調蓄池的建設，對初期雨水進行調蓄處理并配套相應的管理措施，以工程措施和非工程措施相結合，加強污染源頭的治理與控制，實行防洪與面源污染控制并重的城市排水綜合管理�？梢�，非點源污染已逐漸引起了重視，降雨徑流水質特性、雨水處理技術、徑流污染防治等方面也有了不少成果，但從排水體制整個系統來探討研究非點源污染控制還有欠缺。[3]
　　排水體制的合理選擇，不僅關系到城市雨污水的收集排放，而且關系到水資源和環境保護是否符合城市生態和可持續發展的要求。
    3 制約上海城市排水體制可持續發展的五大因素
    3.1嚴重的雨污水管混接抵消了分流的作用，污染依舊，效益降低
　　中心城區的雨污分流制排水系統存在大量的雨污混接現象：新建污水管接不進原有污水系統，而接入市政雨水系統，造成雨污水系統局部連通。在民用建筑內部裝修過程中，改變建筑功能，如將陽臺改成廚房，甚至改成廁所，以致原設計的陽臺雨水落水管成為生活污水管，其出水接入雨水系統。有的原辦公建筑改成餐飲業或娛樂業，造成整個市政排水系統的不良運行，這些有意混接，只顧解決眼前問題，犧牲長遠環境利益的做法造成分流制排水系統失敗。
    3.2 污水廠數目減少，不利于污水再生回用事業發展
　　建設大型污水處理廠可以發揮規模效益，降低建設費用，但這種觀點并沒有考慮到污水再生回用的因素，如果考慮到再生水的回用所需鋪設的輸水管道、提升泵站等費用，考慮到改善城市水環境以及因為污水再生回用而減輕城市排水管網系統的負擔所帶來的經濟效益，那么可以肯定，在城市下游建立集中的大型污水處理廠在經濟上并不是最優的，也是和促進污水再生回用相悖的。
    3.3雨水資源大量流失，地下水位和地面下沉，水澇增加，城市生態環境惡化
　　隨著城市化的發展，樹木、農作物、草地等面積逐步減小，工業區、商業區和居民區的面積不斷增加，使相當部分的流域為不透水地表所替代，減少了蓄水空間。由于不透水地表的入滲量幾乎為零，使雨水徑流總量增大，地區的入滲量減小，地下水補給量相應減小，地下水位逐年下降；另一方面大量地排放雨水又帶來城市水澇、城市生態環境惡化等一系列嚴重的環境問題,城市雨水利用隨著城市化帶來的水資源緊缺和環境與生態問題應引起我們的重視。
    3.4 污水收集系統建設與發達國家相比仍然滯后
　　目前中心城區污水輸送、處理的框架雖已基本建成，但污水收集系統還有不少空白點，沿河污染源錯綜復雜、面廣量大，特別是城鄉結合部地區污水直排現象仍比較嚴重，仍有不少企業、作坊在直排或偷排超標廢水入河。上海的污水收集率和處理率盡管處于國內領先，但相比發達國家還有差距，預計2008年上海城鎮污水處理率達到75％，而美國和德國的污水處理率在2004年以前已達到了90~100%，韓國達到90%，日本也達到了78%。[4]
    3.5排水系統泵站放江對河道的污染嚴重
　　無論是分流制還是合流制系統，其出流污染的主要來源均為管道沉積、地表徑流、旱流污水，其中約60%的出流污染負荷來自管道沉積物的沖刷，從合流制溢流污染和分流制初期雨水的污染所產生的后果來講，上海市合流制、分流制系統都不具有工程意義上的初期效應。
    4水污染控制和水生態環境保護效果不容樂觀
　　據環境部門最近對上海主要河道的斷面監測，上海符合飲用水水源國家標準的地表水僅剩下1％，劣V類水質卻占到68.6％。黃浦江被稱為上海的“母親河”，上海市民80％的飲用水來自黃浦江。盡管近年來上海市政府加大了對黃浦江環境整治力度，但“隱形”污染依然觸目驚心。目前，每天仍有數百萬噸廢污水排入黃浦江，一年則高達20億噸，比全年平均降水產生的徑流量還多，致使黃浦江及其支流的水質終年維持在Ⅲ類至V類之間(國家規定飲用水水源水質必須在Ⅱ類水以上)，這已經給黃浦江上游水源保護區形成較大壓力。由于黃浦江取水量的不斷增加，而上游來水不足以稀釋排入的污水，影響到黃浦江的自凈能力，加重了水質污染程度。同時，又因黃浦江是潮汐型河流，咸潮入侵更使得黃浦江下游污水上溯，對城區的水廠取水口造成極大威脅,上海已成為典型的水質性缺水城市。
    5 21世紀上海建設可持續性的、生態型的新型城市排水系統展望與對策
    5.1  世博將是帶動生態環境“起飛”的最好契機
　　上海世博會是世博會154年的歷史上首次以“城市”作為主題，表達了全人類對未來美好生活的追求，并圍繞主題承前啟后，探索城市未來發展的前景。世博會將帶來一個新的學科：一個支撐城市和自然和諧發展的和諧城市新概念，即生態城市。圍繞生態城市，世博在環境保護與資源循環利用上有六大科技項目，“人水和諧項目”是其中之一。這一項目研究目標主要包括世博園區提供優質安全供水技術；實現園區的雨水和污水的資源化利用；提供園區水景觀建設和水生態修復協調統一的組合技術；實現給水一污水一水資源循環永續。有專家建議，到2010年科技發展將取得許多新突破，整個世博場館可以借此打造成生態建筑。屋頂會大量使用上海研發的濾水膜，天上降下的雨水經過層層過濾，可以直接用來飲用，水質還超過桶裝飲用水。世博科研項目向我們傳遞了這樣的信息，雨水的收集利用和污水回用是保護生態環境、實現城市的可持續發展的必然趨勢。
    5.2 上海城市排水系統體制可持續規劃目標和對策
　　在污水深度處理、超深度處理和污水再生利用已經實用化了的今天，上海排水系統在規劃設計中如果還只停留在如何盡快地將城市雨水直接排放和簡單地依賴“雨污分流”等傳統觀念上，已明顯地不能滿足現代城市發展和生態環境保護的要求。作為百年大計的城市排水系統，應與城市雨水資源的利用相結合，與城市徑流污染控制相結合，與削弱城市徑流和水澇相結合，與城市的生態環境保護相結合，應建設一種符合可持續發展、生態型的新型體系。
    5.2.1排水系統體制規劃與城市雨水資源利用相結合
　　城市雨水資源利用涉及到城市雨水資源的科學管理、雨水徑流的污染控制、雨水作中水等雜用水源的直接收集利用、用各種滲透設施將雨水回灌地下的間接利用、城市生活小區水系統的合理設計及其生態環境建設等方面，是一項涉及面很廣的系統工程。我國雨水資源利用盡管有悠久的歷史，但真正意義上的城市雨水利用研究與應用卻開始于20世紀80年代，發展于90年代。但總的來說技術還較落后，缺乏系統性，更缺少法律法規保障體系。發達國家的雨水資源利用技術已經進入標準化、產業化階段,他們的先進經驗值得我們國內借鑒。城市雨水資源利用是一項造福子孫后代的系統工程，應納入排水系統體制規劃。
    5.2.2 排水系統體制規劃與源頭污染控制和終端污染控制相結合
　　因地制宜地選擇排水體制，可能是保留并改造原有較完善的合流制，也可能是新型的混合制或不完全分流制等，但必須考慮投資效益。分流制耗資巨大，合流制改造為分流制影響范圍大，耗時長，技術上又不足以有效地防止城市雨水徑流對水體的繼續污染，瑞典在八十年代初就放棄了市政管網雨污分流的思想,而是采用修建雨水入滲和雨水滲透設施來減緩暴雨徑流[5]，削減城市洪峰和水澇,以緩解地面下沉和改善城市生態，減少并控制合流制溢流污染和分流制初期雨水的污染。
    5.2.3 排水系統體制規劃與城市的生態環境保護相結合
　　21世紀的上海排水系統體制規劃原則應重在污水再生，回收利用于工業生產和市政用水；重在雨水調蓄、貯存和開發利用，這是規劃原則的根本變革。[6]在規劃中應調查現有和潛在的再生水需求，結合城市的功能分區以及現有排水系統現狀，從方便于污水再生利用的目的出發，恰當地劃分排水分區，確定污水再生水廠的個數和位置，做到適度集中，以便節省污水收集處理、再生利用的整套系統的投資和日常能耗，降低再生水成本。在規劃設計污水處理廠時，將它視為污水凈化再生水廠或工業供水廠，全面規劃設計污水再生凈化的全流程，應特別重視污水深度處理并考慮超深度處理的可能，因為污水深度處理與再生回用勢在必行。
    6  結束語
　　上海21世紀的城市排水系統將成為城市用水健康循環，恢復水環境的生命線工程，它的任務早就超出了排除雨污水、保護城市生活環境、防止公共水域污染的范疇。
　　城市排水系統將成為用水健康循環的紐帶、資源與能源回收的基地，起著社會水循環與自然水文循環和諧連接的橋梁作用。
　　世博會本身不能改變一個城市的狀況，但它能起到一種催化劑的作用，加速先前就已經啟動的改革舉措。它不是奇跡，只是一個完成計劃的時間。世博會不是一條終止線，而是城市發展新階段的起點。為了讓世博科技成果延讀下去，必須規劃建設一個可持續性的、生態型的新型城市排水系統。
    參考文獻:
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