乐鱼体育-美国合流制溢流污染控制灰绿设施结合的经验

导语：合流制溢流（CSO）污染节制是我国海绵城市扶植与黑臭水体整治中的一个重点与难点，也是一项持久而艰难的使命。灰色与绿色举措措施连系作为CSO污染节制的一项主要策略，在美国利用较早并获得了杰出结果。经由过程阐发美国利用绿色根本举措措施（GI）节制CSO污染的布景，对纽约市、圣路易斯城市区、亚历山德里亚市三个典型地域的CSO污染节制实例睁开重点分解，并连系其他城市灰绿举措措施利用概况的整体阐发，对我国CSO污染节制的近况和问题提出了值得正视与鉴戒的几点经验：①律例政策和责任部分的管控与导向；②CSO污染节制的持久计划指引；③分歧地域CSO污染节制策略的差别性；④经由过程手艺经济阐发优化灰绿举措措施组合；⑤CSO污染节制子系统之间的调和；⑥扶植雨污分流革新的针对性；⑦实行当令评估调剂节制策略。

作者简介:赵泽坤( 1992－ ) ，男，河北沧州人，硕士研究生，研究标的目的为城市雨洪节制与治理。

合流制溢流（CSO）污染是我国很多城市特别一些年夜城市水情况治理中亟待解决的重浩劫题。关在合流制排水系统和其溢流污染的节制，我国最近几年来发布的一些新编或修编的规范尺度有较年夜的冲破，已从曩昔简单化的“合改分”向综合整治改变，并最先正视利用绿色根本举措措施（GI）来节制CSO污染，如2017年版《城市排水工程计划规范》（GB 50318-2017）指出，合流制区域应优先构建泉源减排系统以削减进入管网的径流量。我国一些学者也从策略与决议计划、系统构建、手艺办法、模子摹拟等分歧方面，进行了综合灰色和绿色根本举措措施节制CSO污染的相干研究。

我国CSO污染节制的前期实践摸索以灰色策略为主，如上海、昆明等城市为改良水情况质量，展开了截污干管、CSO调蓄池等项目扶植；广州市正在扶植我国首个深层地道调蓄工程，以减缓溢流污染和内涝问题；很多城市制订和实行了雨污分流的革新打算；另外，一些年夜城市也展开了调蓄地道或调蓄池的可行性研究和相干计划。最近几年来，跟着海绵城市扶植与黑臭水体整治的推动，城市雨水与合流制溢流污染的节制使命加倍紧急，一些城市慢慢展开灰色与绿色举措措施的连系扶植，如池州、常德、嘉兴等城市综合计划实行了CSO调蓄池、生物滞留办法等。

整体而言，我国专业范畴对合流制系统革新和溢流污染节制的熟悉逐步清楚，手艺程度和工程实行能力都快速提高，但在灰绿举措措施连系的CSO污染节制策略制订和实行进程中，还缺少强有力的支持和保障，仍具有必然盲目性，存在系统性和科学性不足等很多问题。

美国展开CSO污染治理工作已稀有十年汗青，活着界规模内较早的推行灰绿举措措施连系的方式节制CSO污染，整体上获得了杰出结果，此中不乏可鉴戒经验值得我国参考。

1美国CSO污染节制“绿色化”的布景

美国在20世纪中叶最先对CSO污染节制的研究工作，联邦环保局将CSO污染纳入到污染物排放许可证轨制（NPDES）中进行管控，并出台CSO节制政策明白要求各地实行九项最根基节制办法（Nine Minimum Control Measures）、编制CSO持久节制计划等。21世纪早期和之前，美国CSO污染节制以管网雨污分流、截流管道建筑、调蓄池和地道扶植、污水处置厂进级革新等灰色策略为主，虽有一些绿色屋顶、雨水断接等GI项目，但因为缺少完美的机能参数和靠得住性验证，在CSO节制计划与实践中并未年夜规模、系统性的利用。

跟着CSO污染节制的延续推动，在获得必然结果的同时，多地也表露出资金付出坚苦、空间限制、情况影响等一系列问题，仅依托灰色举措措施已难以知足CSO污染节制和城市可延续成长的需求。而21世纪以来，GI的成长与实践经验的堆集，其显著的综合效益遭到普遍存眷。2007年联邦环保局正式发布声明推行利用GI减缓CSO污染和其他城市水问题，并鼓动勉励将GI纳入CSO持久节制计划。接下来几年里，联邦环保局接踵发布了《绿色持久节制计划模板:小型社区CSO节制计划东西》、《绿色化CSO节制计划：GI节制CSO的计划与摹拟》等系列文件，进一步推动与指点GI与CSO持久节制计划的整合。为更好实现市政雨污水综合治理，2012年联邦环保局发布了《市政雨污水综合计划方式框架》，将CSO污染节制与雨水、污水等水问题相调和，强调了GI利用在流域综合治理的主要性。

处所当局多以与联邦环保局或州当局协商签订CSO裁定和谈（Consent Decree）的情势，作为本地CSO污染节制的主要法令性根据。为更有用推动CSO污染节制策略的“绿色化”，纽约、费城、克里夫里等多地纷纭在CSO裁定和谈中插手GI相干条目；此中部门地域对实行GI提出了强迫性量化要求，如克利夫兰划定在8年内最少投资4200万美GI节制16.7万m3年溢流量。比力阐发分歧地域的CSO裁定和谈，可以看出，初期的裁定和谈中更多将GI作为情况弥补项目或额外投资项目，而近期的和谈中更多将GI整合到CSO污染节制的计划方案中，表现了美国多地在GI利用策略上的主要改变。

2美国CSO污染节制灰绿举措措施连系案例和阐发

2.1美国CSO污染节制灰绿举措措施连系典型案例

美国分歧地域在应用灰绿举措措施连系方式节制CSO污染中既有必然共性，又兼具分歧特点。按照城市范围、近况前提和问题、节制策略等分歧方面特点，拔取纽约市、圣路易斯城市区、亚历山德里亚市三个典型案例进行重点分解。

① 纽约市

纽约市是美国生齿最多的城市，排水面积的70%为合流制区域，此中72%为不透水概况。庞大的生齿和成长压力，和较高的合流制和硬化面积比例，必然水平上反映了很多年夜型城市在CSO污染节制中面对的遍及问题。

纽约市在20世纪50年月最先对CSO污染的研究与评估工作，是美国较早展开溢流污染节制的城市之一。在前期的摸索中，纽约市以调蓄举措措施扶植、污水厂进级革新等为主。1972年纽约市首坐CSO调蓄举措措施完工，有用存储容积4.5万m3，并在20世纪90年月接踵展开其他CSO调蓄举措措施的设计与实行工作。20世纪70年月中期到80年月中期，纽约市投入年夜量资金对本地污水厂的二级处置工艺进行进级革新，有用提高了对CSO污染物的处置程度。另外，纽约市还积极实行了举措措施运行系统优化、管道清算、水体漂浮物节制、河流整治等办法。在CSO污染节制获得必然结果的同时，昂贵的扶植费用、庞大的情况和社会影响给纽约市带来了繁重的承担。

为响应国度政策和知足本身成长需求，2008年纽约市最先实行可延续雨水治理计划，推行GI利用在城市室第、街道、公园等新建和革新项目中，是纽约市雨水治理“绿色化”的主要转折点。为更规范明白地实行GI节制CSO污染，2010年纽约市发布《绿色根本举措措施计划》，制订了一项灰绿举措措施连系策略，打算到2030年实行GI节制10%合流制区域不透水面积上的25.4mm降雨，扶植29亿美元高性价比的灰色举措措施，优化现有排水系统，展开顺应性治理（Adaptive Management）和公家介入等。所谓的“顺应性治理”是指对实行的项目进行监测与评估，并根据反馈信息和时对节制策略进行优化调剂。2012年纽约市点窜CSO裁定和谈，公布打消14亿美元的调蓄举措措施、污水厂扩建等项目，推延20亿美元的灰色根本举措措施扶植，并准备1.87亿美元用在首个5年的GI扶植。另外，纽约市环保局还许诺将GI纳入到CSO持久计划的编制中，细化GI具体的实行区域和手艺办法。

纽约市的灰绿举措措施综合实行策略中，GI投资24亿美元，占比45.3%。其制订进程中重点斟酌了GI的综合效益，与前期制订的完全灰色举措措施策略比拟，该策略可节流15亿美元投资，每一年多节制760万m3的溢流量，并在节能、房产升值等方面发生1.39~4.18亿美元的额外收益。截止到2016年，纽约市已有14座污水处置厂、4座CSO调蓄举措措施、跨越4000个GI资产利用在CSO污染节制中，每一年可以或许节制80%以上的溢流体积。按照纽约市《绿色根本举措措施绩效指标陈述》显示，第一个五年打算后，采取GI办法节制1.5%不透水面积的降雨，可削减190万m3年溢流量，约占全市年溢流总量的2.4%；2030年计划期竣事后，经由过程GI可节制10%不透水面积的降雨，削减8.1%的年溢流总量。

图1 纽约合流制系统散布环境

（资料来历：《SustainableStormwater Management Plan 2008，A Greener, Greater NewYork》）

② 圣路易斯城市区

圣路易斯城市排水区（MSD）办事生齿140万人，具有全美第四年夜的管道系统，此中合流制区域194.2km2，占比约14%，年夜部门在20世纪20年月前扶植完成。MSD具有199个CSO排口散布在密西西比河和其支流沿岸，管网老化和排口扑朔迷离是该地CSO污染节制面对的凸起问题。

MSD前期的CSO污染节制以灰色策略为主。为解决合流制污水直排问题，MSD在20世纪六七十年月进行2座污水厂和其配套截流管网的扶植，并在以后完美了污水厂的二级处置工艺。针对合流污水截流革新后的溢流污染问题，1988年MSD最先建造“溢流调理系统”，经由过程在CSO排口设置主动节制闸门等办法，提高管网的搜集与短时候内的调蓄能力，每一年可削减1.7亿m3溢流量。针对截流与处置能力不匹配的问题，20世纪90年月MSD对本地2座污水厂进行进级革新，晋升了30余万m3的雨天合流污水处置能力，并进行了泵站等相干举措措施的扩建或完美。为进一步削减溢流污染，MSD投资6900万美元建筑了一条直径为2m的调蓄地道，每一年可节制128万m3溢流量，并连系本地交通与室第革新、管网修复等项目，有针对性地选择了44个CSO排口的制订和雨污分流革新打算的实行。

颠末数十年的尽力，MSD的CSO污染获得有用改良，但截止到2010年每一年仍有5035万m3合流污水溢流。为到达每一年不跨越4次溢流的CSO节制方针，MSD在2011年点窜CSO持久节制计划，打算在23年内扶植3条调蓄地道和1座调蓄池，进行局部雨污分流和处置举措措施扶植，并投资1亿美元GI。此中GI重点在密西西比河四周区域实行，首要是因为该区域有年夜面积的空置或烧毁场地，较易在进行绿色化革新。

为更有用实行GI，MSD起首投资300万美元进行动期5年的GI试点扶植，监测评估项目绩效，并展开公家教育与推行工作。研究发现，本地合流制区域较适合采取绿色屋顶、绿色街道、绿色泊车厂革新、雨水桶等GI手艺办法，而因为泥土特征，不适合采取快速渗入等手艺。2016年在试点项目经验总结的根本上，MSD发布了绿色根本举措措施周全实行计划，要求采取GI最少节制（34~57）万m3年合流污水溢流量，并对残剩9700万美元的GI近远期实行打算进行了细化。除此以外，MSD还制订了树木莳植计划，方针是提高合流制GI项目区域10%的林冠笼盖率，并积极推行实行雨水断接、不透水面积革新等项目。

基在复杂的CSO污染和其排放特征，MSD在持久计划制订进程中划分了七个子区域，并对泉源节制、截流、调蓄和处置四类手艺中跨越70个具体办法别离睁开合用性评估，共构建了55个分歧组合的节制方案进行比选。MSD综合阐发了费用、CSO节制结果、财务付出能力、可实行性、公家接管水平等要素，终究肯定的节制方案中GI投资1亿美元，约占CSO节制投资的5.5%。斟酌此后成长进程中可能实行的其他GI项目，MSD模子摹拟猜测将来经由过程GI可有用节制约9.4%的年溢流总量。

图2 圣路易斯城市区合流制系统散布环境

（资料来历：《Metropolitan St. Louis Sewer District Combined Sewer Overflow Long-Term Control Plan Update Report》）

③ 亚历山德里亚市

弗吉尼亚州的亚历山德里亚市城市和生齿范围较小，合流制区域位在东部老城区，面积2.2km2，约占城市总排水面积的6%。固然合流制区域面积和比例较低，但持久以来CSO污染严重影响了本地水体水质达标与改良，成了一类小型城市或城镇所不容轻忽的问题。

亚历山德里亚市在CSO污染节制前期将雨污分流革新作为首要策略。1999年该市出台了CSO持久节制计划，对CSO污染特征进行阐发研究，细化了联邦环保局要求的九项最根基节制办法，并完美了公家介入和监管机制。2005年该市制订了一项“合流制面积削减打算(ARP)”，要求所有开辟者在合流制区域的新建和革新项目中进行分流制管网扶植或革新，当实行较为坚苦时，项目开辟者需向处所当局付出资金，由当局主导进行雨污分流革新。

基在雨污分流推动中碰到的一系列问题，该市发布的《可延续成长计划2030》指出，在短时间阶段继续实行“合流制面积削减打算”，并遵照NPDES排放许可证的相干要求；在持久阶段经由过程比力调蓄、LID、雨污分流等手艺办法，制订更经济高效的节制方案。截止到2014年，该市的雨污分流革新因为施工和资金坚苦仅完成了0.057km2，每一年仍有50~70次溢流，严重制约水情况改良。2016年该市对原有CSO持久节制计划进行修订，打算在20年内投资1.3~1.9亿美元，扶植1条0.6万m3的调蓄地道和1座1.1万m3的调蓄池，并连系GI实行和局部雨污分流革新。该灰绿举措措施连系策略与3~4.5亿美元的完全雨污分流革新策略比拟，具有显著的经济效益，并有着更高的可行性。另外，该市还积极向本地居平易近供给雨水桶，展开雨水搜集操纵项目，并制订了对私家开辟商和业主的GI鼓励打算。

亚历山德里亚市的节制策略将调蓄和处置作为CSO污染节制的首要手艺，将GI作为一种弥补性办法与灰色举措措施连系利用，占总投资的4%，可进一步减缓溢流污染，并发生额外的经济、社会、情况方面效益。这是因为亚历山德里亚市约71%是不透水概况，GI实行空间有限，阐发注解，经由过程在合流区域所有的可行性空间扶植GI，仅能削减30%~40%的年溢流总量，其实不能知足本地CSO节制方针，且如斯年夜范围的实行GI可能会跨越2035年的计划刻日，而经由过程扶植调蓄池、地道等灰色举措措施可有用地将年溢流频率节制在4次以下。

图3 亚历山德里亚合流制系统散布环境

（资料来历：《Alexandria CSS Long Term Control Plan Update》）

2.2美国CSO污染节制灰绿举措措施连系整体阐发

除以上罗列的三个案破例，其他地域的CSO污染节制也各有特点。例如，费城将GI作为CSO污染节制的首要手艺，并致力在扶植玉成美一流的绿色环保型城市，其GI投资比例高、实行力度年夜。波特兰市是灰绿举措措施连系节制CSO污染的“先行者”，并在2011年到达了96%年溢流节制率的方针要求，随后该市又制订了长达40年的举措措施计划，偏重在实行经济高效GI节制额外的CSO污染，以到达更高的水质程度。

笔者连系相干资料，对总共10个地域的灰绿举措措施利用概况进行总结阐发（见表1），虽不足以反映美国的全数环境，但也具有必然的代表性。

表1 美国10个地域CSO污染节制灰绿举措措施利用概况

可以看出，美国很多地域的CSO污染节制履历了数十年尽力并投入了数以亿计的资金，且仍在继续，其持久性、艰难性不言而喻。2007年联邦环保局发布政策推行GI节制CSO污染是一个主要节点，随后几年各地纷纭修编原有计划，推行实行GI并与灰色举措措施连系，作为一种经济高效的节制策略，以到达CSO节制方针和水质尺度要求。部门地域为更好推动乐鱼体育appGI节制CSO污染，别的编制了绿色根本举措措施计划，对GI的实行方针、具体手艺办法、项目放置等进行了细化。

从GI计划刻日与实行方针方面看，相对持久的计划更多的选择合流区域不透水概况的面积或比例作为GI量化实行方针，其特点是易在整体计划结构、便在监测与查核；相对短时间的计划更多的采取年溢流节制体积作为GI量化实行方针，能较为直不雅表现GI节制CSO污染的绩效程度，常需要连系模子摹拟进行阐发计较。10个地域中绝年夜大都GI的节制比例在20%以下，可以看出，固然GI备受存眷，但灰色举措措施仍承当了年夜部门CSO污染节制使命，其主要性不问可知，而公道的计划实行GI常常可以填补灰色举措措施的不足，削减项目投资，提高整体效益。

从投资方面看，除纽约、费城GI投资比例较高外，跨越对折地域GI投资在10%以下，大都城市对GI表示出“相对守旧”的立场。笔者阐发，这首要与本地CSO节制方针的达标环境、前期灰色举措措施完美水平、GI可实行水平等诸多身分有关。另外，相较传统的灰色手艺办法，GI作为一种新兴手艺还在成长完美，在多地实行的有用性还没有获得充实证实，是以推动进程中多采纳顺应性治理，根据项目监测和实行结果评估环境，当令进行调剂，慢慢优化节制策略，并决议将来绿色或灰色举措措施的投资额。

除此以外，密尔沃基市制订了一项GI实行计划，方针是到2035年利用GI节制相当在全市所有不透水概况上12.7mm的降雨；西雅图市制订了在2025年之前经由过程GI节制265万m3年雨水体积的GI实行策略。此类在全市规模内推行的GI计划策略，近似在我国的海绵城市扶植，虽不但限在合流制区域实行，但对削减雨水径流，连系灰色举措措施节制CSO污染，也起到了不容轻忽的感化。

3美国CSO污染节制灰绿举措措施连系经验总结

连系我国在海绵城市扶植与黑臭水体整治中CSO污染节制的近况和和存在的一些问题，以下几点经验尤其值得我国存眷。

①律例政策和责任部分的管控与导向

经由过程联邦律例政策的发布与修订，美国将CSO污染纳入NPDES排放许可轨制，明白了CSO污染节制的根基要求和指点性定见等，处所层面以此为基准，弥补完美响应的政策条例并制订有用的节制策略，构成了一套较为完整的治理与推动系统。一样值得正视的是，联邦环保局出台的一系列指南文件，对鞭策和指点各地落实联邦当局的律例政策、实行GI节制CSO污染等，阐扬了极其要害的感化。

②CSO污染节制的持久计划指引

基在CSO污染的复杂性和其节制工程的持久性与艰难性，编制持久节制计划是美国各地普遍利用的一项主要行动。跟着相干工作的推动、实践经验的堆集和一些问题的表露，连系GI等新理念、新方式的成长，各地也积极调剂CSO污染节制的理念、方式和策略，并和时批改或从头编制持久计划。

③分歧地域CSO污染节制策略的差别性

联邦环保局并未对各地CSO污染的具体节制方案和手艺办法选择等作同一或量化的划定，各地常常连系本身现实环境随机应变地制订响应策略。分歧地域因为成长范围、本底前提、举措措施程度、资金环境、公家撑持水平等分歧，对灰色和绿色举措措施的定位、计划方针、手艺选择、投资比例等都有必然差别。

④经由过程手艺经济阐发优化灰绿举措措施组合

CSO污染节制系统中包括多种灰色和绿色手艺办法，美国各地多经由过程具体的手艺经济阐发进行系统决议计划。即构建分歧手艺组合的节制方案，借助模子摹拟、理论阐发计较、会议钻研等方式进行评估与比选，终究肯定最为高效公道的方案。另外，联邦和处所当局十分正视GI带来的情况、社会、经济等方面的综合效益，如纽约、费城、华盛顿等多个城市对其进行量化阐发，并纳入到计划方案的决议计划进程中，以实现投资效益的最年夜化。

⑤CSO污染节制子系统之间的调和扶植

实践注解，美国极其正视CSO污染节制分歧子系统之间的调和扶植。很多地域计划实行GI后，在知足CSO节制方针的条件下，为削减投资，打消或推延了响应的灰色举措措施扶植打算；很多地域在建筑截流管网、CSO调蓄举措措施的同时，对污水处置厂和泵站等也进行了响应的进级革新。CSO污染节制的泉源节制、截流、调蓄、处置等子系统彼此联系关系，公道的配套与跟尾对优化资本设置装备摆设、晋升系统整体节制结果具有主要感化。

⑥雨污分流革新的针对性实行

美国很多城市的案例注解，完全雨污分流革新常常投资价格极年夜，常高在其他的节制方案，并带来庞大情况和交通影响。另外，雨污分流革新也并不是必然会削减污染物的排放，革新后的雨水系统和其径流污染依然需要正视。是以，美国大都地域都是将雨污分流革新作为CSO污染节制的备选办法之一，有针对性地选择可行性强、投资本钱低、实行结果好的区域进行革新，并充实连系其他手艺办法兼顾利用，而不是简单化的一概奉行。

⑦当令评估调剂节制策略

斟酌现有手艺和熟悉程度的局限，此后行业的成长与变化，和CSO污染节制实践中可能存在的一系列不肯定身分，不公道的或“一美金切”的划定或实行打算可能会造成带来极年夜的问题和损掉。是以，对CSO污染节制，特别是包括GI的方案，美国多经由过程顺应性治理的方式，根据扶植后项目标监测和评估成果，当令调剂和优化节制策略，并有针对性地摆设下一阶段的灰色或绿色举措措施扶植打算。

（编纂：Wendy）