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摘要排水体制和管网系统是城市基础设施建设的重要组成部分，不同排水体制对流域水环境污染存在明显差异。理论计算结果表明，在秦淮河流域分流制条件下，中雨时，分流制雨水中COD负荷约是合流制溢流污水的2～3倍；而大雨时，合流制溢流污水与分流制径流雨水负荷相近。总之，分流制雨水径流污染不容忽视，合流制溢流污水污染应结合降雨强度及其他因素综合考虑。
关键词排水体制；内秦淮河；污染负荷；比较
中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）14-04367-04
Comparative Analysis of Different Drainage Systems for Pollution Load of Internal Qinhuai River
QIAN Jun，ZHU Liang et al （Qinhuai River Water Conservancy Project Management Office in Jiangsu Province，Nanjing，Jiangsu 210001； College of Environment，Hohai University，Nanjing，Jiangsu 210098； Key Lab of Integrated Regulation and Resources Development of Shallow Lake of Ministry of Education，Hohai University，Nanjing，Jiangsu 210098）
Abstract The drainage system and network system is an important part of urban infrastructure construction，it exists obvious difference from different drainage system in water environmental pollution of river basin.Theoretical calculation shows that in Qinhuai River，under the separate system，the total annual average COD and NH3N into the river were 1 057.2 t，15.9 t，respectively，and 51.0%，48.4% comes from runoff of moderate rain； Under the combined system，the total annual average COD and NH3N into the river were 1 517.6 t，29.9 t，respectively，and 82.2%，74.9% comes from the sewage overflow under heavy rain.Comparative analysis shows that there is no obvious difference was found between each section of NH3N load under the different drainage system and three kinds of rain type； mainly the different of COD load in the moderate rain； the COD load of rain under the separate system is about 23 times as the combined sewage overflow； and in the heavy rain； the NH3N，COD load of these two systems are similar.In a word，we should not ignore the rainwater pollution of separate system，and take the rainfall intensity and other factors into account for the overflow sewage pollution confluence system.
Key words Drainage system； The internal Qinhuai River； Pollution load； Comparison
秦淮河有南北兩个发源地，北源句容河，长110 km；南源溧水河，长78 km，两河在江宁区方山街道西北村交汇成秦淮河干流，在下关区三汊河汇入长江。秦淮河在通济门分两支，一支是素有“十里秦淮”[1]美誉的内秦淮河；另一支是绕道南城墙外向西流的外秦淮河。
伴随着社会经济的发展和环境污染的加重，中国正面临着严峻的水环境污染问题，主要是由于污水处理设施和排水系统满足不了城市的快速发展[2]。内秦淮河穿梭于南京老城区，是城市人文及社会环境的保护重点，其中城市排水体制和管道系统是城市基础设施的重要组成部分[3]，是秦淮河水污染控制的重要环节。城市排水系统主要分合流制和分流制两种，其中合流制排水系统是将生产污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排出，现很多已改造为截流式合流制排水系统[4-7]，即旱天污水全部截留至污水厂，但问题在于雨天易产生溢流污水。分流制是污水与雨水分别在各自管道内排出，污水全部截留至污水厂处理后排放，雨水则是就近排入水体。早在20世纪初，中欧地区约有70%的地区排水系统采用合流制[8]。近年来，很多专家学者研究认为合流制溢流排放是地表水污染的重要源头，同时存在雨水对污水处理厂的冲击负荷，很多城市地区将合流制改成分流制，但同时也暴露出一些污染问题，即大量径流未经处理直接排入河流、湖泊等水体中，造成河流、湖泊的富营养化或其他污染，严重影响了居民的生活和城市的建设发展[9]。因此，就受纳水体的水质而言，分流制系统不一定总是最佳选择[10]。该研究主要结合我国合流制排水系统溢流污染与分流制雨水径流污染特性，对内秦淮河流域不同排水体制下的污染负荷作比较分析，这将对有效地控制城市河道污染、排水体制选择及水生态景观效应具有重要意义。 1理论计算方法
2计算结果分析
2.1分流制雨水径流及污染负荷分析城市雨水径流污染是面源污染的一种。近年来，我国城市污水处理厂建设加快，污水处理率不断提高，在点源污染治理不断完善的过程中，城市降雨径流污染逐渐成为城市水环境污染的主要来源之一。城市降雨径流污染是指累积于城市地表的污染物在降雨径流的冲刷搬运下，进入受纳水体而形成的水环境污染问题[11]。
分流制排水是将污水和雨水分别在各自管道内排放，其中污水全部进入污水处理厂处理，雨水就近排入水体。因此，分流制排水体制对河流水环境的污染主要是雨水径流污染，是指在降雨过程中，雨水及所形成的径流流经城市地面、建筑物、绿化带等，冲刷、聚集了一系列污染物，如有机物、油类、盐分、氮、磷、有毒物质及杂物等，随之排入河流、湖泊等受纳水体，污染地表水或地下水。其污染负荷指某一汇水面积上汇集到雨水管中的雨水全部排入水体带来的污染物量。内秦淮河河段及相关汇水区域见图1。
图1内秦淮河各河段汇水面积分流制条件下，雨水与污水互不影响，降雨量决定稀释污染物的水量，降雨历时决定污染物被冲刷的时间，也决定降雨期间的污染物向地表输送的时间，降雨强度决定淋洗地表污染物的能量大小[12]。内秦淮河流域分流制雨水径流及污染负荷计算结果如表2所示。2.2合流制溢流污水及污染负荷分析这里的合流制是指截留式合流制排水系统。截留式合流制排水系统在暴雨或融雪期条件下，由于大量雨水流入排水系统，流量超过污水处理厂或污水收集系统设计能力，超出部分以溢流方式直接排放，这部分溢流混合污水就称为合流制排水系统污水溢流（CSOs）[15]。合流制污染负荷指某一汇水面积上汇集到排水管中的雨污水的溢流部分排入水体带来的污染物量，小雨时，合流制管道很少或不会发生溢流，此时溢流带来的污染物量相当小，甚至为零[3]。
内秦淮河流域合流制雨水径流及污染负荷计算结果如表3所示。表3的计算结果表明：当小雨时，只有香林寺沟、北段、珍珠河三段出现微小流量的溢流，其余河段均不产生污水溢流。当中雨和大雨时，所有汇流河段都产生污水溢流现象且大雨时的溢流量约是中雨的5倍。3结论
通过比较分析，得出以下结论：①同一排水流域，总之，城市排水体制的选择应综合考虑影响因素，从环境效益和经济效益两个方面综合分析，将城市已有的合流制排水系统改为分流制应认真考虑，慎重选择，而采用和维持原有的合流制排水系统，同时对合流制溢流污水采取一定的处理措施将可能成为一种更为合适的可选方案。
参考文献
[1] 南京秦淮河[EB/OL].http：///baike.baidu.com/subview/33559/10064215.htm.
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[3] 刘翠云，车伍，董朝阳.分流制雨水与合流制溢流水质的比较[J].给水排水，2007，33（4）：51-54.
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[7] LINDQVIST A，VON MALMBORG F.What can we learn from local substance flow analyses？ The review of cadmiumflows in Swedish municipalities[J].Journal of Cleaner Production，2004， 12（8/10）：909-918.
[8] BUTLERD，DAVIES J W.Urban Drainage[M].Second Edition.London：Spon Press，2004.
[9] 李养龙，金林.城市降雨径流水质污染分析[J].城市环境与城市生态，1996，9（1）：55-58.
[10] BROMBACH H，WEISS G，FUCHS S.A new database on urban runoff pollution：comparion of separate and combined sewer systems[J].Water Science and Technology，2004，51（2）：119-128.
[11] 李立青，尹澄清，孔玲莉，等.2次降雨间隔时间对城市地表径流污染负荷的影响[J].环境科学，2007，28（10）：2287-2293.
[12] LEE J H K，BANG W，KETCHUM L H，et al.Firot flush analysis of urban storm runoff[J].The Science of the Total Ehvironment，2002，293：163-175.
[13] 李賀，张雪，高海鹰，等.高速公路路面雨水径流污染特征分析[J].中国环境科学，2008，28（11）：1037-1041.
[14] 张淑娜，李小娟.天津市区道路地表径流污染特征研究[J].中国环境监测，2008，24（3）：65-68.
[15] 金苗，陈霆.城市合流制排水系统溢流的污染特性分析[J].山西能源与节能，2007，45（2）：23-26.
关键词排水体制；内秦淮河；污染负荷；比较
中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）14-04367-04
Comparative Analysis of Different Drainage Systems for Pollution Load of Internal Qinhuai River
QIAN Jun，ZHU Liang et al （Qinhuai River Water Conservancy Project Management Office in Jiangsu Province，Nanjing，Jiangsu 210001； College of Environment，Hohai University，Nanjing，Jiangsu 210098； Key Lab of Integrated Regulation and Resources Development of Shallow Lake of Ministry of Education，Hohai University，Nanjing，Jiangsu 210098）
Abstract The drainage system and network system is an important part of urban infrastructure construction，it exists obvious difference from different drainage system in water environmental pollution of river basin.Theoretical calculation shows that in Qinhuai River，under the separate system，the total annual average COD and NH3N into the river were 1 057.2 t，15.9 t，respectively，and 51.0%，48.4% comes from runoff of moderate rain； Under the combined system，the total annual average COD and NH3N into the river were 1 517.6 t，29.9 t，respectively，and 82.2%，74.9% comes from the sewage overflow under heavy rain.Comparative analysis shows that there is no obvious difference was found between each section of NH3N load under the different drainage system and three kinds of rain type； mainly the different of COD load in the moderate rain； the COD load of rain under the separate system is about 23 times as the combined sewage overflow； and in the heavy rain； the NH3N，COD load of these two systems are similar.In a word，we should not ignore the rainwater pollution of separate system，and take the rainfall intensity and other factors into account for the overflow sewage pollution confluence system.
Key words Drainage system； The internal Qinhuai River； Pollution load； Comparison
秦淮河有南北兩个发源地，北源句容河，长110 km；南源溧水河，长78 km，两河在江宁区方山街道西北村交汇成秦淮河干流，在下关区三汊河汇入长江。秦淮河在通济门分两支，一支是素有“十里秦淮”[1]美誉的内秦淮河；另一支是绕道南城墙外向西流的外秦淮河。
伴随着社会经济的发展和环境污染的加重，中国正面临着严峻的水环境污染问题，主要是由于污水处理设施和排水系统满足不了城市的快速发展[2]。内秦淮河穿梭于南京老城区，是城市人文及社会环境的保护重点，其中城市排水体制和管道系统是城市基础设施的重要组成部分[3]，是秦淮河水污染控制的重要环节。城市排水系统主要分合流制和分流制两种，其中合流制排水系统是将生产污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排出，现很多已改造为截流式合流制排水系统[4-7]，即旱天污水全部截留至污水厂，但问题在于雨天易产生溢流污水。分流制是污水与雨水分别在各自管道内排出，污水全部截留至污水厂处理后排放，雨水则是就近排入水体。早在20世纪初，中欧地区约有70%的地区排水系统采用合流制[8]。近年来，很多专家学者研究认为合流制溢流排放是地表水污染的重要源头，同时存在雨水对污水处理厂的冲击负荷，很多城市地区将合流制改成分流制，但同时也暴露出一些污染问题，即大量径流未经处理直接排入河流、湖泊等水体中，造成河流、湖泊的富营养化或其他污染，严重影响了居民的生活和城市的建设发展[9]。因此，就受纳水体的水质而言，分流制系统不一定总是最佳选择[10]。该研究主要结合我国合流制排水系统溢流污染与分流制雨水径流污染特性，对内秦淮河流域不同排水体制下的污染负荷作比较分析，这将对有效地控制城市河道污染、排水体制选择及水生态景观效应具有重要意义。 1理论计算方法
2计算结果分析
2.1分流制雨水径流及污染负荷分析城市雨水径流污染是面源污染的一种。近年来，我国城市污水处理厂建设加快，污水处理率不断提高，在点源污染治理不断完善的过程中，城市降雨径流污染逐渐成为城市水环境污染的主要来源之一。城市降雨径流污染是指累积于城市地表的污染物在降雨径流的冲刷搬运下，进入受纳水体而形成的水环境污染问题[11]。
分流制排水是将污水和雨水分别在各自管道内排放，其中污水全部进入污水处理厂处理，雨水就近排入水体。因此，分流制排水体制对河流水环境的污染主要是雨水径流污染，是指在降雨过程中，雨水及所形成的径流流经城市地面、建筑物、绿化带等，冲刷、聚集了一系列污染物，如有机物、油类、盐分、氮、磷、有毒物质及杂物等，随之排入河流、湖泊等受纳水体，污染地表水或地下水。其污染负荷指某一汇水面积上汇集到雨水管中的雨水全部排入水体带来的污染物量。内秦淮河河段及相关汇水区域见图1。
图1内秦淮河各河段汇水面积分流制条件下，雨水与污水互不影响，降雨量决定稀释污染物的水量，降雨历时决定污染物被冲刷的时间，也决定降雨期间的污染物向地表输送的时间，降雨强度决定淋洗地表污染物的能量大小[12]。内秦淮河流域分流制雨水径流及污染负荷计算结果如表2所示。2.2合流制溢流污水及污染负荷分析这里的合流制是指截留式合流制排水系统。截留式合流制排水系统在暴雨或融雪期条件下，由于大量雨水流入排水系统，流量超过污水处理厂或污水收集系统设计能力，超出部分以溢流方式直接排放，这部分溢流混合污水就称为合流制排水系统污水溢流（CSOs）[15]。合流制污染负荷指某一汇水面积上汇集到排水管中的雨污水的溢流部分排入水体带来的污染物量，小雨时，合流制管道很少或不会发生溢流，此时溢流带来的污染物量相当小，甚至为零[3]。
内秦淮河流域合流制雨水径流及污染负荷计算结果如表3所示。表3的计算结果表明：当小雨时，只有香林寺沟、北段、珍珠河三段出现微小流量的溢流，其余河段均不产生污水溢流。当中雨和大雨时，所有汇流河段都产生污水溢流现象且大雨时的溢流量约是中雨的5倍。3结论
通过比较分析，得出以下结论：①同一排水流域，总之，城市排水体制的选择应综合考虑影响因素，从环境效益和经济效益两个方面综合分析，将城市已有的合流制排水系统改为分流制应认真考虑，慎重选择，而采用和维持原有的合流制排水系统，同时对合流制溢流污水采取一定的处理措施将可能成为一种更为合适的可选方案。
参考文献
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[15] 金苗，陈霆.城市合流制排水系统溢流的污染特性分析[J].山西能源与节能，2007，45（2）：23-26.