典型发达国家合流制溢流控制的分析与比较

　　即便部分城市的合流制区域占比较小，也必须对整体改造效果、难度和可行性进行全面分析。例如，亚特兰大市合流制排水系统服务范围总体占比不足15%，但几乎全部位于城市最高建设密度的中心城区。其在制定CSO长期控制规划时对“合改分”的可行性和预期效果进行了评估分析，如果对80%的合流制区域进行分流改造，且同时需要对雨水径流污染进行控制，与保留合流制系统新建调蓄和处理设施对CSO污染进行控制的方案进行对比，前者的总投资约是后者的2倍。因此，最终亚特兰大市未选择全面实施“合改分”，而是采用部分区域“合改分”与溢流污染控制相结合的综合方案。

　　值得注意的是，也有极少数城市由于其具备特定的改造条件，几乎全面实现了“合改分”。美国明尼苏达州的明尼阿波利斯市就是美国极少数通过长期全面推进“合改分”来解决合流制溢流问题的成功案例。该市合流制区域面积约15km2，约占城市总面积的10%，面积较小。19世纪50—60年代，在联邦政府发布的《示范城市与大城市发展法案》的影响下，明尼阿波利斯城市管理部门大规模推进“城市重建”工程，占市中心面积约40%、跨越25个街区的区域内约200座建筑被夷为平地，对近600英里（1英里≈1.6 km）城市街道全部进行重建，其间同步实施排水系统的改造与新建，是其决策全面实施“合改分”的重要基础条件。1986年，该市实施CSO控制项目，通过技术经济分析得出，若沿用并改造原有合流制截流干管，同时升级污水厂达到CSO控制要求，其总投资要远高于雨污分流改造，随即加快推进“合改分”。至1996年，通过10年实现95%的合流制区域基本完成改造，剩余的5%位于城市中心城区，至2007年基本全部完成改造，虽仍剩余8个沿河溢流排口，但近10年均未再发生溢流事件，改造总历时近50年。

　　1.2.2 合流制溢流的控制策略

　　CSO长期控制规划需要首先明确当地CSO具体控制目标。CSO控制政策提出长期控制规划中CSO控制目标可以通过“推定法”与“实证法”确定，推定法即综合水环境保护要求与技术经济分析等，提出可实现的CSO控制水平，常以CSO总量控制或频次控制为目标；实证法则需要进一步明确与水体水质控制指标的关系，例如针对受损水体，需制定最大日负荷总量（TMDL）计划，明确合流制溢流污染负荷需达到的削减要求。

　　在确定CSO控制总体目标后，根据不同类型措施的溢流污染控制效果、实施可行性、投资金额，综合确定具体的溢流控制策略，涉及管网、污水厂、CSO分散处理设施、CSO调蓄设施与源头减排等各子系统控制标准的综合衔接与系统决策。美国EPA在2001年提交国会的研究报告中，对全国439个地区CSO长期控制规划进行统计，分析了不同类型技术措施的应用占比，结果如表1所示。

　　由表1可以看出，管网系统的分流改造（包括完全分流和不完全分流）是应用最为广泛的技术措施，需要指出，这里的分流改造并非整个城市范围的全面“合改分”，而是作为技术措施的一种，大部分城市均在适宜区域进行了局部改造，以尽可能减少雨水径流入流对合流制管网系统的影响。

　　此外，对管网系统的优化是应用最多的设施类别。在“9项基本控制措施”中便要求城市合流制区域首先应充分利用管网与污水处理厂的控制能力。1994年，美国EPA发布针对合流制区域污水处理厂的“混合”政策，即在达到一定排放标准要求的前提下，允许暴雨时，超过污水厂二级处理能力但未超过一级处理能力的雨污水，只经过一级处理单元处理后与二级处理单元出水混合，经消毒处理后排放。考虑到大量城市污水处理厂位于郊区，有较为充足的空间条件可以建设雨季来水的调蓄设施及一级强化处理设施，基于此，部分城市选择尽可能发挥管网的截流能力与污水处理厂的综合处理能力，由此形成的“大截流系统”在美国合流制溢流控制中具有一定的代表性。以西雅图市West Point污水处理厂服务的合流制区域为例，污水厂一级处理单元最大处理能力匹配的截流倍数约为4，二级处理单元最大处理能力匹配的截流倍数约为2。

　　绿色基础设施近年来被广泛关注，其在减少合流制系统雨水径流入流的同时，又发挥了对雨水径流的净化、下渗回补地下水等多重效益，同时与新建管网系统相比，可部分减少工程实施成本。2007年，美国EPA发布声明，推广结合绿色雨水基础设施控制CSO。多个城市在其CSO长期控制规划的修编中，也相应补充了结合绿色基础设施的实施方案。费城在2009年重新编制了CSO长期控制规划，更名为“绿城清水”计划，重点推进绿色基础设施控制CSO污染，绿色设施投资占比超过65%；芝加哥于1972年开始实施深隧与调蓄水库计划（TARP），预计于2029年完全完工，届时实现溢流频次削减超过90%，2014年，芝加哥市政府发布绿色雨水管理战略，推广绿色雨水基础设施，预期通过绿色基础设施结合深隧与调蓄水库，可基本完全消除芝加哥市408个溢流口的雨季溢流。

　　1.3 小结

　　综上所述，美国在逐步认识合理推进合流制溢流控制的过程中，主要体现的特点和经验包括：

　　① EPA始终作为主管的责任部门，持续推动国家层面针对CSO控制的立法、政策和相关管理要求，明确CSO作为重要点源污染进行管控，为制定区别于城市污水与雨水径流污染的控制要求，开辟了可行性通道；

　　② 从CSO国家策略中比较宽泛的控制要求到后期更综合的控制政策的制定，既有国家层面总体的统一控制框架，又强调了各地条件的巨大差异，各地具体采取“因地制宜”与“经济高效”的对策；

　　③ 绝大部分城市仍然保留并沿用了合流制系统，未全面推行“合改分”，重点控制溢流污染，局部区域的分流改造作为综合技术措施的一部分纳入总体方案时予以考虑；

　　④ 强调合流制溢流控制的长期性与复杂性，以“9项基本控制措施”与“长期控制规划”为主要手段，并建立分期实施与优化调整机制，避免走弯路和付出额外的代价；

　　⑤ 技术策略上“大截流系统”在美国部分城市有一定代表性。近年来，多个城市推广绿色雨水基础设施与CSO控制的结合，通过“灰绿结合”，实现总体方案在技术经济上的优化。

　　2. 日本合流制溢流控制的发展历程与控制策略

编辑：王媛媛