防汛泵站放江污染削減對(duì)策探索

顧一鳴，馬 艷

(1. 上海城投水務(wù)〈集團(tuán)〉有限公司，上海 200002；2. 上海城市水資源開(kāi)發(fā)利用國(guó)家工程中心有限公司，上海 200082)

近年來(lái)，我國(guó)出臺(tái)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》《關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《城市黑臭水體整治工作指南》等一系列文件，加強(qiáng)了對(duì)河道溢流污染的重視，“問(wèn)題在水里，根源在岸上，核心在管網(wǎng)，關(guān)鍵在排口”已成為各方共識(shí)。點(diǎn)源、面源、內(nèi)源、外源污染物輸入是上海河道污染的成因[1-2]。防汛泵站承擔(dān)著城市防汛安全保障和城市正常運(yùn)行的重要職責(zé)，但在放江過(guò)程中，大量下水道還原性污染物、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物、重金屬、致病微生物也一同排放入河[3]。本文對(duì)上海市城區(qū)防汛泵站放江污染關(guān)鍵問(wèn)題現(xiàn)狀開(kāi)展分析，梳理自國(guó)家“水十條”頒布以來(lái)，在技術(shù)改造、管理優(yōu)化、精準(zhǔn)調(diào)度、規(guī)劃實(shí)施、法規(guī)政策相關(guān)層面，從源頭到終端防汛泵站排口放江污染削減主要對(duì)策，梳理定量評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)上海市XJ河沿線分流制地區(qū)防汛泵站的放江特征、對(duì)策與改善效果開(kāi)展討論。

1 關(guān)鍵問(wèn)題與治理對(duì)策

1.1 排水管網(wǎng)源頭分流

上海市中心城區(qū)，排水系統(tǒng)水位偏高是較普遍現(xiàn)象，有些防汛泵站常水位甚至可達(dá)3 m(絕對(duì)標(biāo)高)，還有些地區(qū)降雨時(shí)污水系統(tǒng)水量和水位也會(huì)顯著提升。排水系統(tǒng)水位偏高主要有以下3個(gè)原因。(1)分流制地區(qū)雨污混接。這其中既有大量生活污水接入雨水管，也有雨水錯(cuò)接入污水管的情況，較為突出的是居民陽(yáng)臺(tái)的洗衣機(jī)水、街邊餐飲水、洗車(chē)水等污水進(jìn)入雨水管道；還有部分企事業(yè)單位、居住小區(qū)因歷史原因存在的內(nèi)部管網(wǎng)合流問(wèn)題，外接市政管網(wǎng)后導(dǎo)致混接。(2)管網(wǎng)滲漏。地下水滲入量的大小與建設(shè)年代、管材、接口、土壤入滲率、地下水位等密切相關(guān)。王夢(mèng)江等[4]曾對(duì)上海市內(nèi)的典型管段、封閉小區(qū)和合流一期工程的地下水滲入進(jìn)行調(diào)查分析，合流一期工程范圍內(nèi)平均滲入量為27%，蘇州河以北平均為23%，蘇州河以南平均為31%。(3)河水倒灌。河水通過(guò)入河排口、破損的倒虹管、高潮位倒灌等方式進(jìn)入雨水系統(tǒng)或污水管網(wǎng)也時(shí)有發(fā)生。排水系統(tǒng)長(zhǎng)期高水位會(huì)產(chǎn)生4個(gè)不利現(xiàn)象：一是不利于控制泵站旱天放江，造成混接地區(qū)的居民小區(qū)排水困難和路面污水冒溢；二是不利于提升管網(wǎng)通溝污泥清撈效率，通溝污泥含水率高；三是增大雨天的污水輸送總量，提高水量變化系數(shù)，同時(shí)降低污水濃度，不利于平穩(wěn)輸送和末端污水處理；四是擠占雨水管網(wǎng)存蓄水空間，遭遇暴雨時(shí)影響防汛安全。

排水系統(tǒng)水位偏高的主因是外水侵入，治理關(guān)鍵是聚焦管網(wǎng)，源頭治理，讓雨水、污水各行其道，減少外水侵入。

上海市水務(wù)部門(mén)治理措施如下。一是啟動(dòng)大規(guī)模雨污分流排查和改造工作。專(zhuān)項(xiàng)編制了《上海市分流制地區(qū)雨污混接調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則》，規(guī)范排查統(tǒng)計(jì)方法，截至2017年，共查出混接點(diǎn)1.29萬(wàn)個(gè)，郊區(qū)多于中心城區(qū)?；旖狱c(diǎn)包括市政項(xiàng)目、住宅小區(qū)、企事業(yè)單位、沿街商戶和其他(露天洗車(chē)、餐飲排檔)，其中，企事業(yè)單位和沿街商戶占71%。針對(duì)大規(guī)模的混接點(diǎn)改造，計(jì)劃2019年完成全部企事業(yè)單位、沿街商戶的混接整治，截至2020年底基本完成上海市雨污混接整治工作，按“一點(diǎn)一措施”開(kāi)展改造工作。二是通過(guò)大規(guī)模的入河排污(水)口調(diào)查和“一河一策”編制，對(duì)河道內(nèi)的每一個(gè)排口逐一進(jìn)行登記，上門(mén)調(diào)查排口管理單位掌握排放特征，對(duì)污水直排口或可能存在河水倒灌的排口進(jìn)行封堵或改造。三是加強(qiáng)老舊雨污水管網(wǎng)的巡檢排查，結(jié)合道路改造工程加快老舊管網(wǎng)的更新，應(yīng)用內(nèi)襯法、固化法、涂層法等非開(kāi)挖修復(fù)技術(shù)對(duì)老舊管道、檢查井等設(shè)施進(jìn)行修復(fù)。推廣應(yīng)用新型接口的管材，一體化預(yù)制型排水井等，減少因管網(wǎng)滲漏造成的地下水侵入。四是通過(guò)立法建立長(zhǎng)效機(jī)制。2019年12月19日新修訂通過(guò)的《上海市排水與污水處理?xiàng)l例》進(jìn)一步明確：(1)市、區(qū)水務(wù)部門(mén)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)源頭減排，加強(qiáng)雨污分流等排水知識(shí)的宣傳；(2)在雨水、污水分流地區(qū)，雨水管道和污水管道不得相互混接。

1.2 加強(qiáng)管泥清撈和垃圾攔截

排水泵站的污染物均來(lái)源于管網(wǎng)，這其中既有管道沉積的污泥，也有通過(guò)路面雨水口或其他渠道進(jìn)入管網(wǎng)的垃圾。管網(wǎng)垃圾導(dǎo)致入河漂浮垃圾和污染物增多，使水體黑臭影響感觀。此外，垃圾和管道沉積物增加易淤塞小口徑管道，甚至損壞水泵設(shè)備，造成設(shè)備停運(yùn)隱患。主要表現(xiàn)在：(1)高水位地區(qū)管道的沉積污泥較稀薄，不易撈取，通溝污泥含水率高，運(yùn)輸和處理困難。(2)馬路雨水篦子攔截功能不佳或損壞，路面垃圾易進(jìn)入雨水管道。(3)泵站雨水格柵間距一般為6～10 cm，難以對(duì)小型輕質(zhì)漂浮垃圾、浮泥浮渣進(jìn)行攔截。

在通溝污泥清撈和處置方面有以下措施。(1)提升排水行業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)，在疏通率定額基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高管道疏通頻率。同時(shí)，管內(nèi)積泥深度由原標(biāo)準(zhǔn)低于管徑高度的20%為合格提高到10%。(2)加大對(duì)雨污水調(diào)蓄池、泵站集水井的垃圾、淤泥沉砂的清撈頻次，要求防汛泵站每年汛前和汛中各清撈1次，水環(huán)境敏感區(qū)域進(jìn)一步提高頻次。(3)改進(jìn)清撈方式，針對(duì)高水位地區(qū)排水管道，部分采用兩頭封堵、中間抽水后沉淀清撈或啟用聯(lián)合疏通車(chē)處理，禁止“一沖了之”的情況。(4)規(guī)范處理處置，嚴(yán)禁對(duì)通溝污泥隨意傾倒和堆放，加快通溝污泥處理能力建設(shè)，規(guī)劃新建9座標(biāo)準(zhǔn)化泥、水、渣分離的通溝污泥站，寶山地區(qū)還建成了日處理量為133 t的通溝污泥熱脫附處理示范項(xiàng)目，未建處理站的地區(qū)通過(guò)購(gòu)買(mǎi)服務(wù)規(guī)范處理處置。

在垃圾漂浮物攔截方面有以下措施。(1)推廣道路雨水口垃圾攔截裝置，并列入排水行業(yè)年度考核，盡量減少地表徑流攜帶的垃圾進(jìn)入管道。(2)在防汛泵站推廣集水井水面垃圾清撈裝置和排口漂浮物攔截裝置技術(shù)改造。集水井水面垃圾清撈裝置利用水的表面張力與水泵抽吸，形成漏斗區(qū)域，將集水井區(qū)域漂浮垃圾吸入收集筒并通過(guò)機(jī)械提升自動(dòng)傾倒，大幅改善清撈效率。(3)推廣泵站排口漂浮物攔截裝置。該裝置可把放江后進(jìn)入河道的漂浮垃圾、浮泥等集中在排口區(qū)域防止擴(kuò)散，與河道保潔部門(mén)建立信息互通，放江結(jié)束后盡快清撈。

1.3 完善泵站截污和試泵運(yùn)行設(shè)施

防汛泵站設(shè)施不完善導(dǎo)致旱天放江主要有2種情況：(1)建設(shè)年代較早的防汛泵站，沒(méi)有配套建設(shè)截流設(shè)施，或截流能力偏小，截流出路不暢，當(dāng)服務(wù)地區(qū)旱天水位偏高時(shí)，容易出現(xiàn)旱流放江;(2)部分泵站因缺少試泵回籠設(shè)施，在按規(guī)定試泵期間出現(xiàn)旱天放江。

相關(guān)運(yùn)行管理單位開(kāi)展對(duì)中心城區(qū)部分防汛泵站的截污設(shè)施與回籠水設(shè)施的改造工作。一是對(duì)有條件的泵站開(kāi)展截流小泵換大泵或增加截流裝置的措施，并完善截流外排管網(wǎng)翻排新建。二是受場(chǎng)地限制無(wú)法增設(shè)回籠水設(shè)施的泵站，通過(guò)改造加裝變頻試泵設(shè)備，在低轉(zhuǎn)速下試泵并保證泵站存水不外流。三是對(duì)于無(wú)法實(shí)施截流改造且有旱流放江的防汛泵站，對(duì)其排水系統(tǒng)梳理后實(shí)施停運(yùn)或遷建。四是對(duì)泵站進(jìn)、出水閘門(mén)、拍門(mén)等進(jìn)行全面自查，對(duì)未安裝出水閘門(mén)或存在操作機(jī)構(gòu)不靈、關(guān)閉不嚴(yán)密的出水閘門(mén)、拍門(mén)逐步開(kāi)展更新改造。五是在部分區(qū)域探索試點(diǎn)就地一體化水處理裝置，最大日處理能力為5 000 m3，對(duì)旱天混接水中的污染物削減有一定效果。

1.4 運(yùn)行調(diào)度思路轉(zhuǎn)變與升級(jí)

在水環(huán)境整治工作開(kāi)展之前，防汛泵站的運(yùn)行調(diào)度總體思路是“水安全優(yōu)先，兼顧水環(huán)境”，具體體現(xiàn)在：(1)保證高水位地區(qū)不發(fā)生道路積水和排水類(lèi)投訴，實(shí)施旱流放江降低水位;(2)設(shè)施檢修期間的檢修放江、服務(wù)范圍內(nèi)的配合放江、暴雨前的預(yù)降水位放江執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)寬松;(3)對(duì)泵站排口環(huán)境面貌和放江水質(zhì)監(jiān)測(cè)無(wú)具體要求。

在治理對(duì)策中體現(xiàn)“兩水平衡、精準(zhǔn)調(diào)度”的工作理念。根據(jù)“旱天不放江、雨天多截流”的總體要求，泵站運(yùn)行管理單位運(yùn)行思路轉(zhuǎn)變?yōu)椤八h(huán)境保護(hù)”與“水安全保障”相融合的運(yùn)行調(diào)度策略：在非汛期或小到中雨階段，以保障“水環(huán)境”優(yōu)先，兼顧防汛安全；在汛期暴雨、臺(tái)風(fēng)階段以保障“水安全”優(yōu)先，兼顧“水環(huán)境”。在具體操作中，一是全面實(shí)施了“運(yùn)行水位摸底”，查找歷史數(shù)據(jù)庫(kù)確定每個(gè)排水系統(tǒng)的最佳運(yùn)行水位，編制成“一站一策”的運(yùn)行方案。二是嚴(yán)格規(guī)范檢修放江、配合放江、預(yù)降水位放江等工作流程，根據(jù)運(yùn)行平臺(tái)統(tǒng)一調(diào)度指揮，嚴(yán)控不合理的泵機(jī)操作，雨后必須關(guān)閉出水閘門(mén)，遇應(yīng)急情況放江及時(shí)匯報(bào)排水主管部門(mén)和環(huán)保部門(mén)備案。三是密切關(guān)注天氣預(yù)報(bào)和雷達(dá)云圖變化，并判斷可能出現(xiàn)的雨量、雨型、過(guò)程時(shí)段。泵站運(yùn)行單位由泵站值班員按水位自行開(kāi)泵調(diào)整為上級(jí)統(tǒng)一集中調(diào)度，不同時(shí)段差異化控制精準(zhǔn)施策。四是充分運(yùn)行使用調(diào)蓄設(shè)施，增加使用頻率，提升降雨期間的調(diào)蓄總量，部分參與旱天干線平穩(wěn)輸送調(diào)峰填谷。五是完善信息平臺(tái)開(kāi)發(fā)，在原有基礎(chǔ)上擴(kuò)展接入500余個(gè)上游易積水點(diǎn)和管網(wǎng)水位，為合理開(kāi)泵提供重要依據(jù)。六是實(shí)施對(duì)每場(chǎng)降雨的放江水質(zhì)檢測(cè)，規(guī)范采樣標(biāo)準(zhǔn)和間隔時(shí)間，人工采樣監(jiān)測(cè)和在線監(jiān)測(cè)相結(jié)合，同時(shí)接受政府主管部門(mén)監(jiān)管。七是在排口安裝視頻監(jiān)控或拍攝雨后河道圖片，及時(shí)傳入調(diào)度中心供調(diào)閱。此外，水利管理部門(mén)針對(duì)不同區(qū)域也制定專(zhuān)項(xiàng)引水方案，在暴雨臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣影響過(guò)后，積極開(kāi)展河道引清調(diào)水，有條件的實(shí)施兩潮引排水，關(guān)閘時(shí)可利用水利泵站實(shí)施動(dòng)力引排水。

1.5 暢通出路提升截流運(yùn)行效果

2015年—2019年，隨著污水收集系統(tǒng)不斷完善，小型污水廠功能調(diào)整和泵站截流設(shè)施改造擴(kuò)容，上海市中心城區(qū)日均污水輸送總量已由510萬(wàn)m3/d提升至570萬(wàn)m3/d，降雨期間其最大日輸送量可達(dá)800萬(wàn)m3/d以上，雨天和旱天污水量最大變化系數(shù)接近1.5，部分末端污水廠還存在旱天處理能力不足的情況。環(huán)保部門(mén)對(duì)污水處理廠的尾水達(dá)標(biāo)監(jiān)管為瞬時(shí)量達(dá)標(biāo)，因此，在降雨階段，控制好污水廠上游干線截流總量和進(jìn)水峰值至關(guān)重要。與此同時(shí)，末端峰值限流會(huì)影響部分上游防汛泵站截流設(shè)施能力的發(fā)揮。還有些截流設(shè)施，因下游污水輸送能力不足、截流管口徑偏小、無(wú)調(diào)蓄設(shè)施等造成截流運(yùn)行受限。

若要全面發(fā)揮截流設(shè)施最大功效，必須完善和升級(jí)與其相匹配的下游污水輸配、初雨調(diào)蓄和終端處理能力,主要對(duì)策如下。一是擴(kuò)建初雨調(diào)蓄設(shè)施。2014年至今，中心城區(qū)已新增建成投運(yùn)新大連、大定海、新宛平3座合流初雨調(diào)蓄池，還新建成泰和、虹橋、石洞口3座干線污水調(diào)蓄池；目前，正在開(kāi)展結(jié)合天山、桃浦、曲陽(yáng)等 6 座污水處理廠功能調(diào)整為調(diào)蓄池，帶動(dòng)周邊 24 個(gè)排水系統(tǒng)初期雨水調(diào)蓄及系統(tǒng)提標(biāo)工程。容量為50萬(wàn)m3的竹園調(diào)蓄池以及大武川、肇嘉浜、桃浦智慧城等分散調(diào)蓄設(shè)施也已在加緊建設(shè)。二是開(kāi)展終端處理設(shè)施擴(kuò)容建設(shè)與規(guī)劃。2017年和2019年相繼建成投運(yùn)虹橋、泰和2座污水處理廠，新增日處理能力60萬(wàn)m3，竹園片區(qū)四期120萬(wàn)m3/d的污水處理設(shè)施也已啟動(dòng)建設(shè)程序。三是在《上海市污水處理系統(tǒng)及污泥處理處置規(guī)劃(2017—2035年)》中，要求建設(shè)城鎮(zhèn)污水處理廠出水水質(zhì)執(zhí)行不低于一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)域污水處理廠應(yīng)滿足1.5倍日均污水量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的要求。初雨截流控污按合流制11 mm、分流制地區(qū)5 mm進(jìn)行規(guī)劃，全市強(qiáng)排系統(tǒng)初期雨水截流量約為300萬(wàn)m3。

1.6 “海綿城市”助力削減徑流

海綿城市建設(shè)遵循生態(tài)優(yōu)先原則，將自然途徑與人工措施相結(jié)合，在確保防澇安全的前提下，最大限度實(shí)現(xiàn)雨水在城市區(qū)域的滲透、調(diào)蓄和凈化，改善城市下墊面不透水面積，削減初期徑流污染，促進(jìn)雨水資源的利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。根據(jù)上海市海綿建設(shè)總體目標(biāo)，到2020年，基本形成生態(tài)保護(hù)和低影響開(kāi)發(fā)雨水技術(shù)與設(shè)施體系。試點(diǎn)區(qū)域年徑流總量控制率不低于80%，新建和改建地區(qū)年徑流污染控制率分別不低于80%和75%。在綠地系統(tǒng)建設(shè)、建筑與小區(qū)、道路與廣場(chǎng)建設(shè)中廣泛推進(jìn)海綿建設(shè)理念，確保建成區(qū)綠地率不低于34%，新建和改建項(xiàng)目透水鋪裝率分別不低于50%和30%，支持鼓勵(lì)綠色屋頂改造，使雨水調(diào)蓄設(shè)施與綠地、水體的建設(shè)相結(jié)合。在改造策略中：一是結(jié)合城市升級(jí)，在地區(qū)整體更新改造或地塊更新改造過(guò)程中施行海綿理念建設(shè)；二是結(jié)合灰色基礎(chǔ)設(shè)施工程，帶動(dòng)已建成區(qū)域的綠色基礎(chǔ)設(shè)施完善更新。

2 定量評(píng)價(jià)指標(biāo)

防汛泵站排口放江污染削減關(guān)鍵是解決兩個(gè)問(wèn)題：減少泵站放江水量和改善泵站放江水質(zhì)。針對(duì)上海地區(qū)現(xiàn)狀，9個(gè)定量指標(biāo)可用于綜合評(píng)價(jià)放江改善效果：泵站旱天水位、放江水質(zhì)質(zhì)量濃度、截流量、初雨截流能力、旱天放江量、降雨放江閾值、降雨放江次數(shù)、年徑流總量控制率和年徑流污染控制率，分別對(duì)應(yīng)6條治理對(duì)策(表1)。

表1 放江污染削減定量評(píng)價(jià)指標(biāo)Tab.1 Quantitative Evaluation Index of Discharge Pollution Reduction

定量指標(biāo)對(duì)比評(píng)價(jià)應(yīng)在固定范圍和時(shí)段內(nèi)，對(duì)比工程性措施或非工程性措施實(shí)施后的效果。針對(duì)泵站降雨放江的2個(gè)指標(biāo)，即降雨放江閾值和降雨放江次數(shù)，建議在小到中雨期間或非汛期等雨強(qiáng)較小的雨型下統(tǒng)計(jì)分析。當(dāng)遇到較強(qiáng)降雨如汛期中大到暴雨，因運(yùn)行調(diào)度策略不同不建議采用。

3 案例分析

3.1 放江量削減案例

XJ河位于上海市中心城區(qū)西部，總長(zhǎng)度為11.37 km，河道平均面寬為20 m。河道沿線有10個(gè)分流制市管防汛泵站，服務(wù)范圍為17.92 km2，綜合徑流系數(shù)為0.6。2015年運(yùn)行資料顯示，在10座泵站中，5座泵站未配備截流設(shè)施，1座泵站存在試車(chē)放江。

本案例雨量采用沿河區(qū)域2個(gè)特征站點(diǎn)平均雨量。選取2015年非汛期小到中雨期間特征日的XJ河沿線泵站截流量和放江量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(圖1)。日累計(jì)雨量按升序進(jìn)行排列，泵站平均截流量為1.44萬(wàn)m3/d，當(dāng)降雨量達(dá)到2.7 mm時(shí)有泵站出現(xiàn)放江。在降雨放江日中，最少時(shí)有1座泵站放江，最多時(shí)有6座泵站放江。此外，1座泵站因試泵回籠設(shè)施不完善，2015年—2016年試車(chē)放江年均約8萬(wàn)m3。在治理對(duì)策中，泵站運(yùn)行管理單位新增完善了泵站的截流設(shè)施、截流輸送管和回籠管設(shè)施，并對(duì)下游污水接納能力進(jìn)行了評(píng)估復(fù)核。新增14個(gè)管網(wǎng)水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)水位接入信息平臺(tái)，并結(jié)合泵站水位開(kāi)展精準(zhǔn)調(diào)度，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)和實(shí)時(shí)雨量圖，在非汛期和汛期的不同雨型或雨量下，實(shí)施差異化水位控制放江策略，在保證排水安全的同時(shí)，最大限度控制泵站放江次數(shù)和放江總量。

圖1 2015年(小到中雨期間)XJ河沿線泵站放江特征Fig.1 Discharge Characteristics along XJ River in 2015 (Light and Moderate Rain)

選取2019年非汛期小到中雨期間特征日的XJ河沿線泵站截流量和放江量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(圖2)。日累計(jì)雨量按升序進(jìn)行排列，泵站平均截流量為3.75萬(wàn)m3/d，當(dāng)降雨量達(dá)到15 mm時(shí)有泵站出現(xiàn)放江，且只有2座泵站有降雨放江。泵站平均截流總量較之前提升160%，降雨放江閾值提升到13 mm，過(guò)程平均雨強(qiáng)為1.5 mm/h。在此類(lèi)雨型降雨階段，防汛泵站進(jìn)行高水位控制，10座泵站前池水位分別抬升0.3～1.1 m。計(jì)算降雨徑流理論總量，分析樣本日降雨量在13～15 mm時(shí)，估算徑流總量扣除日截流量和放江量后，城市下墊面和管網(wǎng)存蓄量為10.5萬(wàn)m3，計(jì)算2015年2.7 mm放江時(shí)該數(shù)值為0.9萬(wàn)m3，同比提升9.6萬(wàn)m3。

圖2 2019年(小到中雨期間)XJ河沿線泵站放江特征Fig.2 Discharge Characteristics along XJ River in 2019 (Light and Moderate Rain)

匯總2015年XJ河沿岸非汛期降雨日共46次，其中，放江45次，放江總量為261萬(wàn)m3。按優(yōu)化運(yùn)行后可達(dá)到的降雨量13 mm設(shè)定降雨放江閾值，小于13 mm的29個(gè)降雨日按實(shí)際放江量扣除，可削減88萬(wàn)m3；大于13 mm的17個(gè)降雨日按日雨量估算徑流總量，取城市下墊面和管網(wǎng)存蓄量(10.5萬(wàn)m3)與日截流量(3.75萬(wàn)m3)合計(jì)值，計(jì)算按2019年優(yōu)化運(yùn)行下的理論放江量，估算可削減70萬(wàn)m3(圖3)。通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行，2015年非汛期的降雨中理論能削減放江量合計(jì)158萬(wàn)m3，削減60%，放江次數(shù)下降63%，取得明顯成效。

圖3 優(yōu)化運(yùn)行后放江削減估算量Fig.3 Discharge Reduction Estimate after Optimization

在汛期中，防汛泵站調(diào)度以保障“水安全”優(yōu)先，兼顧“水環(huán)境”。對(duì)比非汛期和汛期不同雨量和雨型下泵站運(yùn)行水位，2019年2月13日站點(diǎn)降雨量為14 mm，過(guò)程雨強(qiáng)為1.55 mm/h，在運(yùn)行監(jiān)測(cè)中，泵站水位由1.84 m抬升至2.73 m，未進(jìn)行泵站放江，服務(wù)區(qū)域無(wú)冒溢報(bào)告。2019年8月18日，站點(diǎn)降雨量為43 mm，過(guò)程雨強(qiáng)為37 mm/h，泵站水位抬升至2.11 m后啟動(dòng)泵站放江，確保地區(qū)防汛安全。

3.2 小結(jié)

(1)防汛泵站通過(guò)截流設(shè)施和回籠水設(shè)施改造，消除因設(shè)施短板造成的放江，并在深入分析確保防汛安全的基礎(chǔ)上，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)和歷史分析經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同時(shí)段、不同雨型下防汛泵站放江水位進(jìn)行差異化控制，最大限度挖掘城市下墊面和管網(wǎng)存蓄能力，延長(zhǎng)截流設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，能有效控制削減放江總量。

(2)XJ河沿線排水系統(tǒng)依然存在常水位偏高現(xiàn)象，暴雨后停泵約2 h，水位從停泵水位回升常態(tài)，若繼續(xù)開(kāi)泵則判定旱天放江。因此，關(guān)鍵要解決源頭減量。一是要減少地下水、河水、混接污水等進(jìn)入雨水管網(wǎng)。二是要推進(jìn)海綿城市建設(shè)，進(jìn)一步擴(kuò)展城市下墊面存蓄能力，削減徑流的產(chǎn)生。三是進(jìn)一步提升地區(qū)調(diào)蓄工程、截流外排和終端處理能力，確保排水出路通暢并最終得到處理。四是考慮地表雨水漫流下滲等因素，研究較大降雨雨停后一定時(shí)段內(nèi)的高水位放江可參照降雨放江判定，盡可能排空管道存水。

4 結(jié)論與展望

本文對(duì)上海市城區(qū)防汛泵站排口放江污染的關(guān)鍵問(wèn)題和治理對(duì)策進(jìn)行研究，總結(jié)綜述管網(wǎng)源頭分流、管泥清撈與垃圾清撈攔截、完善截污和試泵設(shè)施、運(yùn)行思路轉(zhuǎn)變升級(jí)、暢通截流出路和海綿城市建設(shè)6項(xiàng)對(duì)策，并梳理了9個(gè)定量指標(biāo)用于評(píng)價(jià)泵站放江改善效果。分析上海XJ河沿線分流制地區(qū)防汛泵站運(yùn)行案例，通過(guò)泵站改造和優(yōu)化調(diào)度方案，并充分利用城市下墊面和管網(wǎng)存蓄水能力，放江量削減效果顯著。

防汛泵站排口放江污染問(wèn)題的改善，從理念轉(zhuǎn)變升級(jí)到合理統(tǒng)籌規(guī)劃，既要在雨污分流、清污分流、源頭減排、設(shè)施升級(jí)、技術(shù)創(chuàng)新等工程性措施上下功夫，也要在部門(mén)聯(lián)動(dòng)、強(qiáng)化監(jiān)管、精細(xì)管理、提升養(yǎng)護(hù)等方面非工程性措施上出力氣，“灰-綠-藍(lán)-管”方式相結(jié)合，城市運(yùn)行中的精細(xì)管理相配套，系統(tǒng)性、整體性、長(zhǎng)期性、持續(xù)性地治理排水泵站放江污染難題。

后續(xù)對(duì)泵站放江污染削減開(kāi)展的工作中，一方面應(yīng)進(jìn)一步聚焦強(qiáng)化上游管網(wǎng)系統(tǒng)治理力度，拒絕外水和污水進(jìn)入雨水管道，降水位、撈管泥、重維修，提升初雨截流效果[5]，是長(zhǎng)期奮斗的目標(biāo)；另一方面可以學(xué)習(xí)國(guó)外的溢流削減治理經(jīng)驗(yàn)，制定混合溢流雨污水的就地快速處理、污水廠雨季超負(fù)荷處理的政策和標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)變治理思路，在大流量時(shí)段允許污染物總量削減運(yùn)行策略，進(jìn)一步發(fā)揮截流設(shè)施最大能力和污染物減排總量。