中心城区排水泵站旱天放江污染削减的补贴政策

叶建锋

(上海市环境科学研究院，上海 200233)

上海作为中国的一座特大型城市，经过多年的水环境保护工作，中心城区点源污染目前已经得到了有效控制，点源控制率已达85%以上［1］，但区内部分河道水质仍未得到持续明显的改善，尤其每逢降雨，河道沿线市政、雨水泵站附近河段仍时常出现黑臭现象［2］。原因主要是城区面源污染，特别是泵站放江污染已凸显为影响上海中心城区河流水质稳定和持续改善的主要问题［3，4］。

泵站放江类型分旱天放江和雨天放江，主要来源于合流泵站和雨水泵站。由于城市防洪排涝需要，泵站雨天放江污染从水量上控制相对较难［5-7］;与雨天放江相比，虽然旱天放江水量和污染物量所占比例都相对较小(2012年上海市中心城区旱天放江水量占12.27%，各污染物量占3.20% ～17.67%)［8］，但旱天放江产生的臭味易招居民环保投诉，加剧初期雨水放江污染浓度(原生污水和通沟底泥)［9-11］，严重影响受纳河道的水质景观。因此，管理部门提出先控制中心城区本不应该大量存在的旱天放江现象。对于泵站旱天放江的控制措施主要有工程性、管理性措施两种［12］，而对于泵站旱天放江的监管需采取给予资金补贴来引导和推行泵站排污许可证制度来推动，其中通过补贴政策的实施，可有效减轻泵站因管理措施而增加的运行费用、因工程措施而增加的一次性工程费用，同时可以刺激引导削减措施的尽快可靠实施。

本研究根据泵站旱天放江削减标准构建原则，分析泵站旱天放江削减成本，确定考核标准和补贴标准，预测补贴政策实施效果，从而为环保部门有效监管上海市中心城区泵站旱天放江污染提供技术支撑。

1 研究区域概况

本研究所涉泵站为上海市城市排水有限公司下辖的所有防汛泵站，共计170座，其中合流泵站为86座，雨水泵站为84座，主要分布在中心城区的黄浦、静安、徐汇、长宁、普陀、杨浦、虹口、闸北、宝山、闵行和嘉定等11个行政区，泵站地区数量分布及位置具体如图1所示。2012年，中心城区市管170座泵站中旱天放江泵站为136座，其中旱流放江为49座(1 839.56 万 m3)、试车放江为33 座(143.90 万 m3)、雨前预抽空为102座(251.65万m3)、检修放江为46座(158.44 万m3)、配合放江为23 座(88.88 万 m3)，总旱天放江水量为2482.43万m3。

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

2 考核、补贴标准构建原则

(1)水量指标考核原则:由于各泵站、同一泵站不同时段的旱天放江污染物浓度差别较大，且浓度监测亦较为复杂，从操作难易角度考虑，采用旱天放江水量作为控制指标，可有效简化泵站放江削减考核的操作性。

(2)分项补贴原则:泵站旱天放江原因不尽相同，采用工程措施、管理措施分别会增加泵站的建设和运行成本，对泵站采用的工程、管理削减措施实行分项补贴，工程措施以建设成本、管理措施以运行成本为参照采用不同补贴标准。

(3)分类补贴原则:泵站工程措施包括雨污混接调查和改造、新建改建截流设施或回笼水设施，其各自吨水成本的建设费用都不同;非工程措施中降低管道运行水位、启用设施、泵站报废等运行成本亦不尽相同。因此，补贴政策拟对工程和非工程措施中不同措施进行分类补贴，采用不同标准。

(4)鼓励引导原则:为加快推进工程和管理措施的实施，体现对尽快实现削减泵站旱天放江的鼓励，补贴政策对削减完成快的补贴较完成慢的高。

3 泵站旱天放江削减成本分析

3.1 工程措施

(1)雨污混接改造

以田林地区漕河泾排水系统雨污水混接改造工程(一期)为例，若不考虑混接点改造内容，只考虑水量及对应的工程造价，得出混接点改造成本约2.27元/m3;若不考虑前期的雨污混接点调查费用，只考虑水量及对应的调查费用，混接点调查成本约1.63 元/m3。

(2)新建、改建截流设施或回笼水设施

根据上海市城市排水有限公司“上海市中心城区防汛泵站污水截流状况调查及改善方案建议”中截流设施和回笼水设施工程改造的所涉44座泵站为例，其旱天放江量为415.15万m3(旱流放江量为353.48 万 m3，试车放江量为 61.67 万 m3)，通过初步匡算，44座泵站内部改造直接投资需约3.69亿元;同时参照宝山蕴联、祁连山，闵行航华、金汇、莘庄北广场、高兴花园等6个雨水泵站截污改造工程总投资与直接投资间关系(加权平均为1.22)，估算44座泵站内部改造总投资约4.50亿元。只考虑水量及对应的工程造价，得出截流设施和回笼水设施工程新改造成本为108.39元/m3。

(3)污水输送管道改造

需采用此工程措施的所涉泵站鲁班、永川的旱流放江主要是由于污水二期的输送限制。目前，污水二期南线东段工程正在建设中，等南线东段建成后就能改善鲁班、永川泵站的旱流放江现象。污水二期南线东段工程总投资22.62亿元。

3.2 管理措施

(1)降低管道运行水位

2012年存在雨前预抽空放江的泵站放江时间都在8、9两个月。针对合流泵站的雨前预抽空，降低管道运行水位只能通过延长污水输送泵的运行时间;而雨水系统中降低管道运行水位除了持续开启污水截流泵和加大截流泵流量(如虹桥3#)之外，还需要减少雨污混接量才能实现。因此，此部分管理措施只针对合流泵站雨前预抽空放江，涉及泵站共有26座泵站，放江水量为51.83万m3。26座泵站雨前增加相应启泵时间可防止雨前预抽空放江，估计每吨水运行成本增加0.091 5元。

(2)降低集水池水位至最低水位

2012年存在检修放江的泵站共46座，总放江量为158.44万m3。由于泵站防汛设施和截流设施需维修缘故，需将泵前集水池排空。若能在维修开展前将集水池进水闸门关闭，然后通过截流泵将集水池中水位降至最低水位，即可最大限度减少检修放江量。根据所涉46座泵站集水池和截流泵规模，分析得出通过截流泵将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计、小流量截流泵按1.5 h计。同时根据截流泵功率大小，参照集水池水位降至最低水位的所需时间得出28座泵站排空集水池污水所需电费，并根据减少检修放江水量，得出控制检修放江水量所需运行费用(电费按1.4 元/度计算)为 58.5 元/万 m3。

(3)理顺管网，启用截流、回笼水设施，泵站报废

因管网系统不完善而造成放江的民晏泵站，只需理顺管网，消除配合大宁新村而下调开泵水位的限制即可削减旱天放江;已建成但尚未启用截流设施和回笼水设施的泵站为5座，需报废的泵站为14座，只需在管理上加快推进各相应措施的实施，无需因削减放江污染而额外增加运行成本。

3.3 综合分析

综合6项措施，采用工程措施和管理措施之后所需成本及削减各类型放江水量关系如表1所示。削减各类型放江水量大体可分为四类。第一类:雨污混接调查、改造，新改建截流设施、回笼水设施等工程措施，大致可削减各类放江水量777.21万m3/a，需一次性工程建设投资42310.23万元。第二类:建设污水输送管道，大致可削减各类放江水量272.71万m3/a，目前污水二期南线东段工程正在建设中，无需额外增加建设成本。第三类:理顺管网、启用截流回笼水设施、报废等管理措施，大致可削减各类放江水量889.1万m3/a，此部分只需加快推进各相应措施的实施，无需额外增加运行成本。第四类:降低管道运行水位、集水池水位等管理措施，大致可削减210.27万 m3/a，每年需增加运行成本5.67万元。

综上，通过四类措施的有序推进，可有效削减旱天放江量为2 149.29万 m3/a，占总旱天放江量的86.58%，需新增一次性工程投资4.23亿元，每年需新增5.67万元的电费运行成本。

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

续 表

4 考核、补贴标准确定

4.1 考核标准确定

按不同放江类型，选择各泵站不同年份放江量为考核标准，其中旱流放江和试车放江以2012年旱流放江水量为考核标准，预抽空放江、检修放江和施工配合放江以2008年～2012年各自放江水量均值为考核标准。

4.2 补贴标准确定

根据补贴标准由基本补贴和奖励补贴两部分组成的思路，确定补贴标准如表2所示。其中增加运行费用为降低管道、集水池等水位而启泵周期内增加的电费。

5 补贴政策实施效果预测

根据泵站旱天放江削减补贴标准及其放江水量，对补贴政策实施效果进行预测，具体如表3所示。

表2 排水泵站旱天放江削减补贴标准Tab.2 Reduction Subsidy Standards of Discharges from Drainage Pumping Stations in Dry Weather

6 结论

(1)通过泵站旱天放江削减对策成本粗略分析得出在只考虑水量和对应成本基础上，混接点调查成本为1.63元/m3，混接点改造成本为2.27元/m3;截流设施和回笼水设施工程新改造成本为108.39元/m3;合流泵站降低管道运行水位避免雨前预抽空放江，每吨水运行成本增加0.091 5元;降低集水池水位至最低水位避免检修放江，所需运行费用为58.5 元/万 m3;

(2)根据制定出的泵站旱天放江削减补贴标准，在鼓励引导各项工程、管理措施实施后，上海中心城区预计可有效削减旱天放江量为1 920.99万m3，占总放江量的86.58%，需一次性工程基本补贴为5 120.12万元，每年运行成本基本补贴为9.33万元，可见补贴政策具有明显的环境效益。

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［12］上海市城市排水有限公司.上海市中心城区防汛泵站污水截流状况调查及改善方案建议［R］.上海:上海市城市排水有限公司，2012.