中心城區排水泵站旱天放江污染削減的補貼政策

葉建鋒

(上海市環境科學研究院，上海 200233)

上海作為中國的一座特大型城市，經過多年的水環境保護工作，中心城區點源污染目前已經得到了有效控制，點源控制率已達85%以上［1］，但區內部分河道水質仍未得到持續明顯的改善，尤其每逢降雨，河道沿線市政、雨水泵站附近河段仍時常出現黑臭現象［2］。原因主要是城區面源污染，特別是泵站放江污染已凸顯為影響上海中心城區河流水質穩定和持續改善的主要問題［3，4］。

泵站放江類型分旱天放江和雨天放江，主要來源于合流泵站和雨水泵站。由于城市防洪排澇需要，泵站雨天放江污染從水量上控制相對較難［5-7］;與雨天放江相比，雖然旱天放江水量和污染物量所占比例都相對較小(2012年上海市中心城區旱天放江水量占12.27%，各污染物量占3.20% ～17.67%)［8］，但旱天放江產生的臭味易招居民環保投訴，加劇初期雨水放江污染濃度(原生污水和通溝底泥)［9-11］，嚴重影響受納河道的水質景觀。因此，管理部門提出先控制中心城區本不應該大量存在的旱天放江現象。對于泵站旱天放江的控制措施主要有工程性、管理性措施兩種［12］，而對于泵站旱天放江的監管需采取給予資金補貼來引導和推行泵站排污許可證制度來推動，其中通過補貼政策的實施，可有效減輕泵站因管理措施而增加的運行費用、因工程措施而增加的一次性工程費用，同時可以刺激引導削減措施的盡快可靠實施。

本研究根據泵站旱天放江削減標準構建原則，分析泵站旱天放江削減成本，確定考核標準和補貼標準，預測補貼政策實施效果，從而為環保部門有效監管上海市中心城區泵站旱天放江污染提供技術支撐。

1 研究區域概況

本研究所涉泵站為上海市城市排水有限公司下轄的所有防汛泵站，共計170座，其中合流泵站為86座，雨水泵站為84座，主要分布在中心城區的黃浦、靜安、徐匯、長寧、普陀、楊浦、虹口、閘北、寶山、閔行和嘉定等11個行政區，泵站地區數量分布及位置具體如圖1所示。2012年，中心城區市管170座泵站中旱天放江泵站為136座，其中旱流放江為49座(1 839.56 萬 m3)、試車放江為33 座(143.90 萬 m3)、雨前預抽空為102座(251.65萬m3)、檢修放江為46座(158.44 萬m3)、配合放江為23 座(88.88 萬 m3)，總旱天放江水量為2482.43萬m3。

圖1 研究所涉排水泵站Fig.1 Drainage Pumping Stations Involved in Research

2 考核、補貼標準構建原則

(1)水量指標考核原則:由于各泵站、同一泵站不同時段的旱天放江污染物濃度差別較大，且濃度監測亦較為復雜，從操作難易角度考慮，采用旱天放江水量作為控制指標，可有效簡化泵站放江削減考核的操作性。

(2)分項補貼原則:泵站旱天放江原因不盡相同，采用工程措施、管理措施分別會增加泵站的建設和運行成本，對泵站采用的工程、管理削減措施實行分項補貼，工程措施以建設成本、管理措施以運行成本為參照采用不同補貼標準。

(3)分類補貼原則:泵站工程措施包括雨污混接調查和改造、新建改建截流設施或回籠水設施，其各自噸水成本的建設費用都不同;非工程措施中降低管道運行水位、啟用設施、泵站報廢等運行成本亦不盡相同。因此，補貼政策擬對工程和非工程措施中不同措施進行分類補貼，采用不同標準。

(4)鼓勵引導原則:為加快推進工程和管理措施的實施，體現對盡快實現削減泵站旱天放江的鼓勵，補貼政策對削減完成快的補貼較完成慢的高。

3 泵站旱天放江削減成本分析

3.1 工程措施

(1)雨污混接改造

以田林地區漕河涇排水系統雨污水混接改造工程(一期)為例，若不考慮混接點改造內容，只考慮水量及對應的工程造價，得出混接點改造成本約2.27元/m3;若不考慮前期的雨污混接點調查費用，只考慮水量及對應的調查費用，混接點調查成本約1.63 元/m3。

(2)新建、改建截流設施或回籠水設施

根據上海市城市排水有限公司“上海市中心城區防汛泵站污水截流狀況調查及改善方案建議”中截流設施和回籠水設施工程改造的所涉44座泵站為例，其旱天放江量為415.15萬m3(旱流放江量為353.48 萬 m3，試車放江量為 61.67 萬 m3)，通過初步匡算，44座泵站內部改造直接投資需約3.69億元;同時參照寶山蘊聯、祁連山，閔行航華、金匯、莘莊北廣場、高興花園等6個雨水泵站截污改造工程總投資與直接投資間關系(加權平均為1.22)，估算44座泵站內部改造總投資約4.50億元。只考慮水量及對應的工程造價，得出截流設施和回籠水設施工程新改造成本為108.39元/m3。

(3)污水輸送管道改造

需采用此工程措施的所涉泵站魯班、永川的旱流放江主要是由于污水二期的輸送限制。目前，污水二期南線東段工程正在建設中，等南線東段建成后就能改善魯班、永川泵站的旱流放江現象。污水二期南線東段工程總投資22.62億元。

3.2 管理措施

(1)降低管道運行水位

2012年存在雨前預抽空放江的泵站放江時間都在8、9兩個月。針對合流泵站的雨前預抽空，降低管道運行水位只能通過延長污水輸送泵的運行時間;而雨水系統中降低管道運行水位除了持續開啟污水截流泵和加大截流泵流量(如虹橋3#)之外，還需要減少雨污混接量才能實現。因此，此部分管理措施只針對合流泵站雨前預抽空放江，涉及泵站共有26座泵站，放江水量為51.83萬m3。26座泵站雨前增加相應啟泵時間可防止雨前預抽空放江，估計每噸水運行成本增加0.091 5元。

(2)降低集水池水位至最低水位

2012年存在檢修放江的泵站共46座，總放江量為158.44萬m3。由于泵站防汛設施和截流設施需維修緣故，需將泵前集水池排空。若能在維修開展前將集水池進水閘門關閉，然后通過截流泵將集水池中水位降至最低水位，即可最大限度減少檢修放江量。根據所涉46座泵站集水池和截流泵規模，分析得出通過截流泵將集水池水位降至最低水位需花10 min～2 h，大流量截流泵按12 min計、小流量截流泵按1.5 h計。同時根據截流泵功率大小，參照集水池水位降至最低水位的所需時間得出28座泵站排空集水池污水所需電費，并根據減少檢修放江水量，得出控制檢修放江水量所需運行費用(電費按1.4 元/度計算)為 58.5 元/萬 m3。

(3)理順管網，啟用截流、回籠水設施，泵站報廢

因管網系統不完善而造成放江的民晏泵站，只需理順管網，消除配合大寧新村而下調開泵水位的限制即可削減旱天放江;已建成但尚未啟用截流設施和回籠水設施的泵站為5座，需報廢的泵站為14座，只需在管理上加快推進各相應措施的實施，無需因削減放江污染而額外增加運行成本。

3.3 綜合分析

綜合6項措施，采用工程措施和管理措施之后所需成本及削減各類型放江水量關系如表1所示。削減各類型放江水量大體可分為四類。第一類:雨污混接調查、改造，新改建截流設施、回籠水設施等工程措施，大致可削減各類放江水量777.21萬m3/a，需一次性工程建設投資42310.23萬元。第二類:建設污水輸送管道，大致可削減各類放江水量272.71萬m3/a，目前污水二期南線東段工程正在建設中，無需額外增加建設成本。第三類:理順管網、啟用截流回籠水設施、報廢等管理措施，大致可削減各類放江水量889.1萬m3/a，此部分只需加快推進各相應措施的實施，無需額外增加運行成本。第四類:降低管道運行水位、集水池水位等管理措施，大致可削減210.27萬 m3/a，每年需增加運行成本5.67萬元。

綜上，通過四類措施的有序推進，可有效削減旱天放江量為2 149.29萬 m3/a，占總旱天放江量的86.58%，需新增一次性工程投資4.23億元，每年需新增5.67萬元的電費運行成本。

表1 中心城區排水泵站旱天放江對策措施成本分析Tab.1 Cost Analysis of Countermeasures for Discharges from Drainage Pumping Stations in Dry Weather in Central Urban Area

續 表

4 考核、補貼標準確定

4.1 考核標準確定

按不同放江類型，選擇各泵站不同年份放江量為考核標準，其中旱流放江和試車放江以2012年旱流放江水量為考核標準，預抽空放江、檢修放江和施工配合放江以2008年～2012年各自放江水量均值為考核標準。

4.2 補貼標準確定

根據補貼標準由基本補貼和獎勵補貼兩部分組成的思路，確定補貼標準如表2所示。其中增加運行費用為降低管道、集水池等水位而啟泵周期內增加的電費。

5 補貼政策實施效果預測

根據泵站旱天放江削減補貼標準及其放江水量，對補貼政策實施效果進行預測，具體如表3所示。

表2 排水泵站旱天放江削減補貼標準Tab.2 Reduction Subsidy Standards of Discharges from Drainage Pumping Stations in Dry Weather

6 結論

(1)通過泵站旱天放江削減對策成本粗略分析得出在只考慮水量和對應成本基礎上，混接點調查成本為1.63元/m3，混接點改造成本為2.27元/m3;截流設施和回籠水設施工程新改造成本為108.39元/m3;合流泵站降低管道運行水位避免雨前預抽空放江，每噸水運行成本增加0.091 5元;降低集水池水位至最低水位避免檢修放江，所需運行費用為58.5 元/萬 m3;

(2)根據制定出的泵站旱天放江削減補貼標準，在鼓勵引導各項工程、管理措施實施后，上海中心城區預計可有效削減旱天放江量為1 920.99萬m3，占總放江量的86.58%，需一次性工程基本補貼為5 120.12萬元，每年運行成本基本補貼為9.33萬元，可見補貼政策具有明顯的環境效益。

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