上海城市雨水排水的管理与实践_排水管道养护

表3 国内外雨水管理体系

Table 3 Rainwater management system at home and abroad

4 城市雨水排水实践

4.1 完善城市排水系统

4.1.1 新建与改造排水系统

据《上海市城镇雨水系统专业规划(2020)》，全市共规划建设排水系统361个，中心城区共规划建设排水系统281个^[14]。“十一五”期间新建、改建排水系统67个，基本消除中心城建成区排水设施空白点，完成低标排水系统改造，新增泵排能力500 m³/s。截至到2009年底，己建成排水系统227个排水系统，2009年中心城区的重大排水系统工程见表4。上述新建的重大排水工程，使得中心城区一般地区排水设计标准达到为1年一遇，重要地区达到3~5年一遇，但当遇到超过设计规模的雨量，城市道路还是会出现积水现象。由于中心城区有限的地下已很难再提供空间用作排水管网扩容，当遇到超标降雨后，如何增加道路积水退水速度是目前上海城市雨水排水面临的重要问题中国论文下载中心。近年来，本市已经投入了超过6亿元改造城市排水管网，完成了超过50余条道路的积水改造，累积改造排水管网达60 km，到2009年底已经有70%左右的积水改善工程在汛期中发挥作用。同时，近3年来，上海市排水管理处开展的全市排水管网养护工作排水管道养护，保障了强降雨时，所有道路积水争取在2小时内消退。目前，中心城区排水设施空白点已基本消除，中到大雨情况下的道路积水问题基本根治。

表4 2009年上海中心城区重大排水系统工程概况

Table 4 Key drainage systemprojects survey in central Shanghai at 2009

4.1.2 建造雨水调蓄设施

(1)雨水调蓄池

为了减少排水系统汛期暴雨溢流次数、减排溢流污染和进一步改善苏州河干流水质，上海在苏州河环境综合整治二期工程中开展了苏州河沿岸市政泵站雨天排江量削减工程，率先利用调蓄池控制初期雨水径流污染排水管道养护，规划、设计和建设了5座大型雨水调蓄池(成都路、芙蓉江、梦清园、新昌平和江苏路调蓄池)，设计参数和容积见表5和表6。

为确保中国2010上海世博会举办期间世博园区排水和防汛安全，上海在世博园浦西和浦东场馆区分别新建了4个独立的分流制排水系统。系统整体采用3 a一遇设计标准，适当放大下游部分雨水总管，以提高整个系统的抗风险能力，并选用德国经验公式设计建设了后滩、浦明、南码头和蒙自等4座调蓄池(表5)，在确保世博园区排水、防汛安全的基础上，降低合流污水对黄浦江水质的污染。

表5 上海采用德国调蓄池经验公式设计案例

Table 5 Detension tanks designed by Germany empirical equationin Shanghai city

表6 上海采用截流时间计算公式设计调蓄池案例

Table 6 Detension tanks designed by intercepted-time method in Shanghai city

注：① 扣除调蓄管道有效调蓄容积12182 m³后，取有效容积25000 m³；② 由于场地问题，经上海市有关部门专题会议协调，江苏路调蓄池体积缩小30%，由原设计15300 m³缩小为10800 m³。

(2)调蓄池环境效应

成都路雨水调蓄池是国内首座投入运行的雨水调蓄池，2006年试运行。至2009年底，成都路雨水调蓄池共有效运行54次，年均削减暴雨溢流量为8.24×10⁴ m³，溢流量削减率年均为8.37%(表7)，接近数学模型计算出的8.7%~13.5%年削减率。依据2006~2009年近20场初期雨水和溢流污水监测浓度，以及调蓄池调蓄量和排水系统溢流量数据，计算出2006~2009年间调蓄池对COD、SS、NH₄⁺-N和TP等4类典型初期雨水溢流污染物质的年均削减率分别为：10.71%，11.96%，14.44%和11.82%(表7)。研究显示当暴雨溢流进入苏州河的COD被削减5%时，苏州河市区段的COD浓度平均可下降13.8 mg/L。据此初步推断，调蓄池成功运行对改善苏州河尤其是暴雨期间的水环境质量可发挥重要作用。

表7 2006~2009年成都路调蓄池削减暴雨溢流污染统计

Table 7 CSO pollution reduction statistic using Chendulucombined detenson tank from 2006 to 2009

4.2 排水管道维护

4.2.1 排水管道检测

上海市已建的城市排水管道中排水管道养护，接近和超过耐用年限(一般为30~40年)的有约1200 km，占已建排水管道的12%。且由于管道存在结构性和功能性病变，部分地区的地下水入渗量已达到平均污水量的30%~40%，远超过10%的设计值，使管道的实际输送能力大大下降，影响排水能力，危及防汛安全中国论文下载中心。传统的量泥斗检查、标准牛检查、地面塌陷判断、井下通光检查、污泥成分判断、潜水员检查和空洞检查已不能满足城市排水管网快速发展的要求。为更好的检测排水管道存在的缺陷，上海市水务部门结合国外先进技术，2005年颁布了国内第一部排水管道电视声纳检测技术规程――《上海市公共排水管道电视和声纳检测评估技术规程》，2009年成为上海市地方标准。规程对：① 管道检测分类、检测周期、检测程序、前期资料收集、现场检测内容等；② 电视检查、声纳检查的一般规定、检测设备技术要求、检测方法、数据判读等；③ 管道病害的定义、等级、权重，规定了损坏率及修复指数的计算方法等作了详细规范。为上海城市公共排水管道的现代化、规范化检测提供了依据。

从2008年5月起，上海市排水管理处利用上海市排水行业数据库及其管理信息系统中的排水管道养护维修抽查路段查询功能随机抽取检测路段，委托第三方中介机构利用声纳和窥无忧等管道检测手段对全市开展了排水管道养护情况抽检，并配套出台了《排水管道电视声纳抽查办法》和《上海市排水管道养护管理工作考核评分办法（试行）》，明确了市区两级监管职责，加强了对全市排水管道养护工作的监管，促进了全市排水管道的养护工作。2009年1~10月份数据显示，全市19个区（县），结合全市排水管道养护大会战的开展，共抽查了排水管道主管1720条、连管6691条，主管平均合格率为77.6%，较去年（2008年6~8月试点抽查三个月的平均合格率）提高了10.6个百分点，连管平均合格率为78.3%排水管道养护，较去年提高了8.6个百分点。

4.2.2 排水管道养护

管道沉积物是合流制排水系统溢流污染的三大污染来源。与国摘要因素，也是今后排水管理养护部门值得探讨的问题^[23]。

图3 2001~2010年上海中心城区通沟污泥量

Fig.3 Amount of sewer sludge in central Shangai from2001 to 2010

在2010上海世博期间，水务部门精心策划组织了全市排水行业“迎世博，保安全”排水管道养护大会战，进一步落实排水管道的养护责任，促进养护计划落实；进一步提升排水管道的疏通率，确保管通水畅；进一步提高进水口、检查井等附属设施的完好率，确保排水设施安全运行；进一步深化市区联手、行业联动的防汛工作机制，努力做到暴雨积水少、雨停退水快，全面提高排水设施养护管理水平，确保了为上海世博会的防汛排水工作圆满完成。

4.2.3 排水管道非开挖修复

上海地处软土地质带，特别在一些流沙地区，由于管道地基处理不当，排水管道损坏情况相当严重，近年来投入抢修、维护的费用均在2000万元以上。与传统的开挖修理相比，非开挖修理技术具有分利用原有管道的基础上，避免因开挖管道对交通和周边居民、商业造成不利影响的显著特点，已在国外发展迅速，并被广泛采用。尽管采用某些非开挖技术修复管道费用高于开挖修理，但这种费用的计算仅是就工程本身而言的，如果考虑社会的间接成本，非开挖修理的总成本则低于开挖修理。目前，英国水研究中心(WRC)编制的《污水管道修复指南》(Sewerage Rehabilitation Manual)已成为国内外排水管道修复的主要技术法则。上海在20世纪90年代起开展排水管道非开挖技术研究排水管道养护，1995年前只有钢套环、接口嵌补二种局部修理方法，近年来，随着技术引进和研究深入，采用非开挖技术进行排水管道预防性修理的比例逐年提高，已有近10种方法得到应用，逐渐缩小了与发达国家的差距^[24](表8)中国论文下载中心。

表8 上海目前已采用的非开挖修理方法

Table 8 Trenchless technology in Shanghai sewer rehabilitation

4.3 雨水利用

加强雨水资源的收集利用，尤其是水质较好的屋面雨水，一方面开拓了非传统水资源的利用，另一方面可以削峰填谷，减轻排水系统和非点源污染符合^[25]。屋面雨水利用设施可设置为单体建筑物的分散式系统，也可在建筑群或小区中集中设置，其集水面主要是屋顶，屋顶材料以瓦质屋面和水泥混凝土屋面为主。系统主要由集雨区(通常是屋顶)、输水系统、截污净化系统(如过滤)、储存系统(地下水池或水箱)以及配水系统等组成^[26]。有时还设有渗透设施(如下凹式绿地)，并与贮水池溢流管相连。当集雨量较多或降雨较频繁时，部分溢流雨水进入自然水文循环过程。图4是典型的几类家庭屋面雨水利用设施。

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