导 读
因地制宜建设地下供排水厂，有利于城市高质量可持续发展。总结国内外地下供排水厂的产生、发展现状、特点以及技术标准体系的发展，并针对目前在节地、风险防控和施工建造等方面采用的关键技术进行梳理。探讨地下供排水厂未来在建设形式、地面开发、工艺路线和节能减排等方面的发展趋势，建议政策法规、规划和技术规范体系更加关注地下供排水厂地上空间的开发利用、地下箱体与外部地上地下设施的衔接、安全风险防控和全生命周期的低碳策略研究。因地制宜建设地下供排水厂，有利于城市高质量可持续发展。总结地下供排水厂发展以及在节地、风险防控和施工建造等方面的关键技术，探讨未来在建设形式地面开发、工艺路线和节能减排等方面的发展趋势，供行业参考。
引用本文：张韵，冯硕，,王洋，等. 城市地下供排水厂现况与发展趋势探讨［J］. 给水排水，2023，49（3）：39-46,59.
通信作者
张 韵
全国工程勘察设计大师，教授级高级工程师。主要研究方向为市政工程、污水处理与回用、污泥和固废处理处置、防洪排涝和智慧管网系统。主要研究方向为市政工程、城市污水深度处理与回用、城市固废处理处置及防洪排涝。
01
地下供排水厂的产生
1.1 城市供排水厂用地紧缺
随着城市人口的增加和社会的发展，人们对生活饮用水的水量和水质要求不断提高，供水厂面临改扩建及新建的需求。污水处理厂的建设规模随供水规模一同增加，同时人们对美好生活环境的向往也促使污水处理厂不断升级改造，提高尾水水质，改善水环境，因此污水处理厂同样面临着改扩建及新建的需求。供排水厂对建设用地的需求不断增加。
在土地资源紧缺的城市用地范围内，为供排水厂提供充足的建设用地，存在一定困难，因此建在城市的供排水厂需要具备用地集约的特质。
1.2 邻避效应影响周边发展
传统污水处理厂的厂区环境较差，生产过程中的噪声、臭味和有害病菌等会对周边环境产生负面影响，进而影响所在地区的社会和经济发展。为缓解邻避效应，早期的污水处理厂多建在城市的偏远地区。随着城市的发展和扩大，原有区域逐渐变为人员聚集、以办公居住和商业为主体的新城区，这些污水处理厂逐渐被高楼大厦、繁华市区包围，其邻避效应是不容回避的问题，也是政府和居民心中的痛点。天津纪庄子污水处理厂1984年竣工投运，处理规模为26万m³/d，是当时全国第一座大型城镇污水处理厂，厂址当时位于一片农田之间，远离市区。随着城市的发展，厂区周边逐渐变得繁华，在处理厂多次改造之后依然不断收到关于噪声和臭气相关的投诉，同时该用地置换为房地产项目之后可以创造巨大的社会效益和经济价值，最终该厂于2014年迁建。
在土地资源紧缺的城市用地范围内，污水处理厂需要具备环境友好、社区友好的特质，才能与城市长期共存发展。
1.3 因地制宜建设地下水厂
提高城市土地利用率、实现城市的集约化立体开发成为解决城市用地紧张的重要途径。结合水厂所在区域城市规划、地区更新和建设需求，满足污水处理、再生水回用、城市高质量发展等一系列要求，因地制宜建设地下供排水厂成为一种较好的技术选择。地下供排水厂是将传统地上供排水厂平铺式的布置方式改为竖向叠合式，并布置于地面下，一方面节省占地，有利于地上空间与周边用地协调衔接和开发，实现土地资源的集约化利用，另一方面将敏感设施消隐在地面下，可明显缓解邻避效应。对于地下供排水厂的地上空间，在规划允许的前提下可进行开发，满足城市发展和更新的其它空间需求，惠及周边，使整个地块以一种更加环境友好的方式存在于城市中，变痛点为亮点，符合社会可持续发展的理念。
国内现况的地下供排水厂多数是受到用地限制或者周边现况环境影响，建在地下有利于地面空间的综合开发和利用，提升城市品质和土地效能；个别是受到地形、地势影响，建在地下的经济性优于地上。一般情况根据操作层高程与地面高程的相对关系区分建设形式，其中处理区和操作层均位于室外地坪以下，且操作层的上方有一定厚度覆土，称为全地下的建设形式；处理区位于室外地坪下，操作层高程高于室外地坪，操作层上方有一定厚度覆土，称为半地下的建设形式。
1.3.1 北京槐房再生水厂
为缓解北京南城污水处理压力，改善地区水环境质量，槐房再生水厂的建设需求非常迫切。再生水厂处理规模为60万m³/d，出水水质执行北京地方标准《城镇污水处理厂水污染物排放标准》（DB 11/890—2012）B标准，并对污泥进行减量化、无害化和资源化处理。
在方案初期，拟采用地上厂的建设模式。由于再生水厂规模大，且污水和污泥的处理标准高，需要较大的占地面积，导致在征地拆迁过程中遇到较多困难，加之市民反对等因素影响，再生水厂几易厂址，最终选址确定在槐房，用地依旧紧张，无法满足地上污水处理厂的布置需求。该厂址范围是北京西南楔形通风绿地的一部分，周边也为现况城市公园绿地。厂址紧邻小龙河的发源地，18世纪30年代为“一亩泉”的湿地景观。综合考虑用地条件、规划用地性质、周边环境特点以及用地历史风貌，最终确定将槐房再生水厂绝大部分水区构筑物紧凑布置于地下，在地下空间的上部建设湿地公园，还原水厂用地范围“一亩泉”的历史风貌，同时与周边环境做到完美融合，具有很好的社会和环境效益。
图1 槐房再生水厂鸟瞰
1.3.2 南宁沙江河水质净化厂
沙江河水质净化厂近期建设规模为5万m³/d，远期建设规模为10万m³/d，选址位于规划沙江路、规划物流大道跨沙江河桥，以及沙江河所围成的地块内。
地块周边的规划道路与沙江河河岸高程差接近7m。如果建设常规的地上污水处理厂，厂区竖向高程依据河岸高程及河道水位等综合确定，厂区地坪将与周边道路有较大高差。虽然厂区与道路的高差可通过高挡墙来解决，但投资高、景观效果较差，河岸、污水处理厂和道路被污水处理厂分割为较为独立的三部分，环境融合度较差。如果污水处理厂地坪与周围道路顺接且能对外开放，则城市居民的活动范围可以延伸至河岸周边。将厂区地面打造为休闲娱乐的生态公园，同时地面建筑风格与河岸景观相互交融，污水处理设施消隐在脚下，能够明显提高污水处理厂的环境友好性，提高整个区域的景观效果。由于充分利用了道路和河岸的地形高差，相对于建在地上的方案，这种挖填结合的地下污水处理厂方案还可减少工程的挖填方量，有利于项目自身的土方平衡，较大幅度节省工程投资。综合考虑地块特点、投资及运行成本，最终确定建设成为半地下污水处理厂。
02
地下供排水厂的发展现状
2.1 国内外地下供水厂
2.1.1 国外
国外地下供水厂的工程案例主要集中在北美和欧洲等发达国家，总体而言地下供水厂发展较为平稳，数量远不及地下污水处理厂。
2.1.2 国内
作为城市生命线系统的重要组成部分，城市供水系统规划、设计以及建设首先应保障安全，在供水厂选址时更多考虑的是避免周边环境对供水厂安全产生影响，且供水厂对周边社会的生产和生活影响相对较小，基于防洪、供电等安全性、合理性，综合考虑工程投资和运行费用，目前城市供水厂主要采用地上建设的方式。随着城镇化的不断推进，城市建设用地、韧性、景观生态等多种因素共同推动城市基础设施建设向地下空间发展，地下供水厂的建设需求也逐渐显现。
海口江东新区高品质饮用水项目作为全国首座地下供水厂，总规模60万m³/d，近期设备安装规模为20万m³/d，2020年6月开工，目前处于建设过程中。鉴于厂址东临海口美兰国际机场，西临南渡江，地理位置优越，商业价值大，同时处在台风的影响范围内，因此借鉴地下污水处理厂的建设经验，将供水厂建在地下，地面综合开发。
2.2 国内外地下污水处理厂
2.2.1 国外
欧洲、美国、日本和韩国等发达国家或地区，建设地下污水处理厂起步较早，目前已经趋于稳定。建设地下污水处理厂，多因为选址位于城中心或者对风貌景观有较高要求的地区，建在地上会对于周边环境产生负面影响；也有部分污水处理厂是因为排水管网的系统设计问题，建在地下的整体经济性更优。国外地下污水处理厂的建设充分考虑了社会影响和经济因素，适用于特定的选址条件和排水系统。位于城中心的地下污水处理厂，地面空间多开发为公园或者运动场；位于山洞或者沿海景区的地下污水处理厂，地面空间多维持现况的景观特色。
2.2.2 国内
我国地下污水处理厂起步相对较晚，近些年发展迅速。香港赤柱污水处理厂于1995年投运，台北内湖污水处理厂于2002年投运。内地和大陆最早投运的地下污水处理厂为北京的天堂河污水处理一期工程，于2009年投运，深圳、青岛、广州、昆明等地的地下污水处理厂在2010年之后相继投产运行。近些年，地下污水处理厂在国内各大城市明显呈现增多的趋势，“十三五”期间更是呈现爆发式增长，建设数量和总体规模在世界范围处于领先地位。据不完全统计，目前国内地下污水处理厂的建设情况如下：
建设形式：全地下污水处理厂居多。
地面开发形式：多数开发为景观花园和运动公园，成为城市的公共空间，个别建设成盈利性质的商业综合体或停车场。
污水处理工艺：早期多采用MBR工艺，后期较多采用改良AAO工艺。
出水标准：多执行《城镇污水处理厂排放标准》（GB 18918—2002）一级A、《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）准Ⅳ类、甚至更为严格的地方水质标准，满足大部分再生水回用的水质需求。
污泥处理处置：污泥处理多采用浓缩脱水工艺，脱水后外运处置。
2.3 地下供排水厂的特点
2.3.1 节省水厂用地
地下供排水厂用地集约，在占地面积不能解决平铺式的布置需求时，可充分利用地下空间，竖向上多次叠合，在技术经济合理的情况下解决所有建构筑物的空间需求，因此地下供排水厂相对于传统的地上供排水厂，可节约用地，释放土地资源，减小征地拆迁的难度。
2.3.2 缓解邻避效应
地下供排水厂在噪声和臭味的控制上明显优于地上供排水厂，大量的建构筑物消隐于地下，更有利于消除人们在心理上的排斥感，缓解邻避效应。
地下供排水厂在地面上可提供较为连续且平整的用地，用来弥补城市功能的缺失，例如增加城市的绿化节点，或提供公共开敞空间，满足人们对美好生活的需求，改善城市生态环境。
2.3.3 优化系统布局
供排水厂就近建设于服务片区，有利于系统优化。对于经济相对发达且用地紧张的城市，建设地下供排水厂更有利于项目的落地实施。
供水厂就近建设于服务片区，不仅节省供水管网投资，还有利于保证管网、尤其是管网末稍的供水水质，提高供水安全性。供水管线的缩短有利于消毒剂投加量的削减，从而减少消毒副产物的生成，提高水质安全性，降低运行成本。
近些年，人们对污水处理厂的认知逐渐发生变化，污水处理厂正在转变为资源厂，为城市提供水、热等资源。污水处理厂就近建设于服务片区，有利于减少污水干线和再生水管网的工程量，便于污水的处理和资源化利用。2021年，国家发展改革委联合多部委印发了《关于推进污水资源化利用的指导意见》，提出应以现有污水处理厂为基础，合理布局再生水利用基础设施。实施过程中，常通过污水处理厂的提标改造，将污水处理成再生水，通过再生水管网将高品质出水用于城市的河道补水、工业用水和杂用水等。目前我国污水的资源化利用率较低，很大程度与污水处理厂建在郊区，配套的再生水管网尚未建设有关。2022年3月，住房和城乡建设部和生态环境部等发布的《深入打好城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》提出，结合城市组团式发展，采用分布与集中相结合的方式，加快补齐污水处理设施缺口。对于经济相对发达且用地紧张的城市，地下污水处理厂将有利于分布式污水处理的推进。
2.3.4 建设运行成本高
地下供排水厂的建设成本高于地上供排水厂。地下供排水厂的建构筑物埋深和基坑深度大于地上供排水厂，导致在基坑支护、结构抗浮和结构厚度等方面的成本明显增加。地下空间存在采光差、环境密闭和湿热的问题，对于各种设备和建筑结构材料的性能要求高，对照明、通风、消防等系统的配置要求高，建设成本高。除此之外，污水处理厂的地下空间还存在有毒和腐蚀性气体容易聚集的特点，对除臭和通风系统有着更高的配置要求，建设成本随之增加。
地下供排水厂的运行成本高于地上供排水厂。地下空间较为密闭，自然采光和自然通风的效果差，为确保巡检人员的安全，地下供排水厂对照明和通风除臭的要求较高，从而导致相关设备的运行电耗高，这是地下供排水厂的运行成本高于地上供排水厂的主要原因。
2.3.5 风险防控任务重
除了地上供排水厂存在的所有风险防控任务之外，地下供排水厂一方面还需重视超过设计标准的洪涝灾害以及自身运行故障导致被淹的风险问题，另一方面要重视地下空间巡检人员的人身安全风险防控问题。地下供排水厂对设计和运维都提出了较高的风险防控要求。
2.4 标准体系的发展
随着地下污水处理厂在国内的发展，近几年相关的指南和导则等陆续颁布，标准体系日趋完善。
《城镇污水处理厂节地技术导则》（T/CECS 511—2018，以下简称《导则》）由中国工程建设标准化协会发布，2018年6月1日起正式实施。《导则》明确了污水处理厂节地的关键因子，提出构（建）筑物之间叠加、构（建）筑与绿化叠加等形式的竖向强化节地技术，减少污水处理厂的用地，为污水处理厂进入地下进行了铺垫。
《地下式城镇污水处理厂工程技术指南》（T/CAEPI 23—2019，以下简称《指南》）由中国环境保护产业协会发布，2020年1月起正式实施。《指南》规定了地下式城镇污水处理厂设计、建设及运行维护等方面的技术要求，填补了我国在该领域的标准空白。《指南》提出，位于用地紧张地区、人口稠密地区或环境敏感区等的建设项目，宜选择建设地下式污水处理厂。地面层的设计建设应统筹兼顾地下厂区，与生态综合体有机结合，可进行景观生态、公共服务、能源回收等多种模式的综合利用。
《城镇地下式污水处理厂技术规程》（T/CECS 729—2020，以下简称《规程》）由中国工程建设标准化协会发布，2021年1月1日起正式实施。《规程》以工程设计为主，着重解决地下污水处理厂工艺、建筑、结构、暖通、除臭、电气、自控等多专业技术难题，并对施工验收和运营维护提出了相应要求。《规程》提出，地下式污水处理厂建设形式应根据地块开发要求、地面使用功能、经济能力、水文及工程地质条件、排水管网进水高程和排放水位等统筹规划，宜采用半地下式污水处理厂设计。
《室外排水设计标准》（GB 50014—2021）要求，当污水处理厂位于用地非常紧张、环境要求高的地区，可采用地下或半地下污水处理厂的建设方式，但应进行充分的必要性和可行性论证。
各地方也在开展针对地域特点的地方标准编制工作，例如浙江省住建厅于2020年6月发布了《地埋式城镇污水处理厂建设技术导则（试行）》，用于指导浙江省地埋式城镇污水处理厂的设计、施工和工程验收；北京市2021年发布了地方标准《地下再生水厂运行及安全管理规范》（DB11/T 1818—2021），规定了地下再生水厂运行、安全以及应急管理要求；目前北京市地方标准《地下式污水处理厂技术规程》正在编制中。
03
地下供排水厂的关键技术
3.1 集约化综合节地技术
地下供排水厂适用于占地受限的项目，且地下空间的土建费用高，因此应采用集约化的总体布置、节约占地的处理工艺和高度集成的装备，有利于减少平面占地和地下箱体的空间，从而节约土地资源和建设运行成本。
综合考虑工艺流程、构筑物埋深、设备设施管理的便利性，充分利用地形，将相邻工艺流程、相近埋深、有共同除臭需求或集中用电负荷的处理构筑物组团布置，是压缩建构筑物间距的重要途径。处理构筑物采用矩形，有利于组团布置的实现。在各系列处理构筑物之间设置综合管廊，也可明显压缩构筑物的间距。
在技术和规划允许的基础上，将地下供排水厂的地面空间进行开发利用，在同一地块满足区域发展的多层面需求，实现土地的集约化利用。
3.2 风险防控技术
3.2.1 防涝及防淹技术
为避免洪涝灾害对地下供排水厂的运行产生影响，应结合城市总体规划和防洪排涝规划，采取严于所在区域的防洪标准，合理确定地下供排水厂的位置、地下空间的进出口、外部地面控制高程等，并建立应对超出设计标准的洪涝灾害发生时的应急管理预案和保障措施，保证地下供排水厂在极端气象条件下不被淹，基本功能不丧失，不出现重大财产损失，避免人员伤亡。
为避免系统运行故障导致地下空间被淹，应根据工艺流程、设备型式以及地下空间布置的特点，针对防淹的重点关注区域设置限流设施、溢流装置、闸门、速闭闸门、排涝泵房等多级屏障，并建立事故应急预案，确保生命和财产安全。
3.2.2 防火及防灾技术
在进行地上地下空间布局时，需要将火灾危险性高、存在易燃易爆品等的建构筑物布置在地面上，例如液氧储罐、臭氧制备间、臭氧接触池、污泥消化池、甲醇加药间等。地下空间布置火灾危险性低的建筑物和水处理单元。地下空间的防火分区可结合具体的布置方式确定，重点区域重点设防。
当地上空间设置公共开放区域时，应注意设置缓冲带，有效隔离生产与外界活动，避免游人误入生产区，确保生产的有序进行和游人的人身安全。
3.2.3 通风及除臭技术
由于地下空间较为湿热，为保障巡检人员的人身安全和机械设备的正常运行，应确保地下空间的环境质量，做好通风。在正常运行情况下，采用自然通风和机械通风协同运行，事故应急情况下采用机械送排风。一方面尽量采用自然通风，另一方面应采用机械送风和机械排风的全面通风方式弥补自然通风的不足。
由于地下污水处理厂还存在臭气和有毒有害气体的控制问题，在通风的基础上，还应做好散发臭气和有毒有害气体设施的密封和除臭工作。除臭系统可与通风系统协同运转，降低通风系统的工作强度。
3.2.4 监控及巡检技术
为有效控制安全风险，地下空间需要配备完善的视频监控系统和有毒有害气体监测报警系统等，并建立相关的联动响应机制，避免安全事故的发生。确保在事故发生的第一时间可采取应急措施，有效控制和减轻事故造成的危害。
可运用地下空间定位系统结合智能门禁，防止游人误入。实时监控进出厂内重要区域的人员情况及在地下空间的具体位置，确保人身安全。
为从根本上降低巡检人员的安全风险，应尽量减少人员进入地下空间，提高供排水厂的自动化和智能化程度，采用机器人巡检代替人工巡检。
3.3 施工建造技术
工程地质条件和工程环境限制是地下供排水厂施工建造方式的主要影响因素。深基坑、复杂地层、高地下水位、周围既有工程保护、软弱地基等特殊工程条件，使得每一个工程的施工都有其独特的施工工法组合和精细组织。
3.3.1 基坑支护
地下供排水厂的布局可分为集合式和隧道式。在用地紧张的平原地区，通常采用集合式地下空间结构，各种处理构筑物采取大体积箱体的现浇钢筋混凝土结构形式。在用地相对宽松的山地地区，可采用隧道式地下空间结构，充分利用岩土结构特性，将处理构筑物布置于隧道空间。
地下供排水厂基础埋深大，半地下的基础埋深大约在地面下10~15m，全地下的基础埋深大约在地面下15~20m，明挖施工的基坑支护工程为超危大工程，对施工提出了更严格的要求。
集合式地下供排水厂平面尺寸较大，最小边长从数十米到数百米。竖向布置一般由构筑物管廊层和操作层组成，构筑物管廊层层高根据工艺需求确定，一般为6~9m，操作层层高一般为5~6m。操作层屋顶覆土厚度一般为0.5~3m，常见覆土厚度为1.5m，可满足绝大多数绿植的种植要求。施工建造一般采用明挖施工，由于基坑平面尺寸大，竖向层高较大且结构内部墙板构件多，空间关系复杂，缺乏设置支撑及施工换撑的条件，导致内撑支护方案造价高、施工周期长，目前多采用无支撑支护型式，如桩锚支护、双排桩支护、分级支护等。
现有沉井施工技术的平面尺寸可达到50~70m，可满足小型供排水厂的空间需求，因此小型供排水厂采用沉井施工方案，相较传统基坑支护方案可显著降低工程投资。
3.3.2 箱体抗浮
由于地下供排水厂地下箱体的体积大，自重轻，多数工程都需要解决抗浮问题。传统设计多采用自重加配重、抗浮桩、抗浮锚杆等工程措施，对工程投资影响较大。
由于地下供排水厂在构筑物正常满水运行条件下基本能够满足结构抗浮需求，且构筑物全部空池与地下水位达到抗浮水位工况同时出现的概率较低，因此可以通过运营管理措施缓解抗浮问题，减少抗浮工程措施的投资，例如在地下水位较高时且运行过程需要构筑物放空时，可通过主动降低地下水水位的方式，保证结构的抗浮稳定。运营管理的抗浮措施对人工管理的依赖性强，会增加水厂运营的工作量和安全风险，因此该管理措施的推广，需要在建造中加入自动化水位监测管理系统，提高运行的可靠性，从而降低工程建设中的抗浮工程措施费。
3.3.3 结构防腐
由于地下空间较为湿热，存在臭气、有毒有害和腐蚀性气体，外加腐蚀性化学药剂的使用，导致结构被腐蚀的概率明显增加。
由于结构构件的维护检修较为困难，因此建设过程中对结构的耐久性、抗渗、防水性能等提出了更高的技术要求。高性能混凝土、新型防腐、防水材料，在地下供排水厂的应用逐渐增多。
3.3.4 预制装配
预制装配式结构对于缩短建造工期、提高工程质量、促进标准化、绿色建造技术的发展有重要意义。
受限于地下结构的复杂性，现况地下供排水厂主体结构采用预制装配式结构存在较大的技术难度，且经济性较差，但内部的操作层平台板、屋面板、构筑物管廊内部导流墙、隔墙等采用预制装配式结构具有较大的发展潜力。
04
地下供排水厂的发展趋势
4.1 政策驱动推广应用
在经济相对发达且用地紧张的城市，因地制宜建设地下供排水厂，在提升城市供排水设施水平的同时，有效缓解面临的困难和不足，具有较好的应用前景。
近些年建设的地下污水处理厂，发挥的社会效益和环境效益逐渐被社会各界认可和接受，在一些地区已经成为地方政府大力推荐的建设模式。
2017年，广州市出台了《广州市水务局关于市政污水处理厂建设模式及出水标准的通知》，要求中心城区内新建、改建的市政污水处理厂原则上采用地埋生态型污水处理厂的建设模式，其余区域参照执行。
2020年5月，浙江省住房和城乡建设厅发布了《关于进一步加强城镇污水处理设施建设管理工作的指导意见》，提出经济发达、用地紧张的市县，2020年6月30日之后立项建设的5万m³/d（含）以上规模的城市污水处理厂原则上要采取地埋式建设模式；鼓励其他市县和建制镇，新规划选址建设的污水处理设施应采用地埋式建设方式。
2021年7月北京市规划和自然资源委员会发布的《北京市重要市政场站城市设计导则》提到，市政场站应尽可能采用地下化、半地下化方式，减小邻避效应。2022年4月北京市规划和自然资源委员会在介绍“十四五”时期工作安排时提出，对于重要的市政场站，在安全友好方面要减少环境影响，增加人文关怀。
4.2 半地下式更具前景
现况的地下供排水厂以全地下的建设形式为主，原因是地面较为平整，便于景观的打造。半地下供排水厂，通过工艺平面设计和竖向设计的统筹考虑，结合地面上景观微地形的利用，采用挖填结合方式，同样能够获得很好的景观效果。同时微地形可增加地块的趣味性，更容易打造出令人印象深刻的场景。，例如在高度变化较为明显的区域，可开发为小型的滑雪场。
相对于全地下供排水厂，半地下供排水厂的基坑开挖深度小，且更容易实现自然通风和自然采光，操作环境相对较好，在土建投资、低碳运行以及风险防控方面都有明显优势，因此半地下供排水厂有望成为未来的主要建设形式。
图2 东莞市松山湖水厂（半地下）方案效果
4.3 地面开发更加多样
作为重要的市政基础设施，地下供排水厂应做到环境友好，惠及周边，才能更好融入社区环境。在技术和规划允许的前提下，建议地下供排水厂的地面开发，优先考虑弥补周边城市功能的缺失，例如运动场、停车场、小型物流基地等，将地块打造成一个充满活力的城市服务综合体。
2020年生态环境部等三部门联合印发的《关于推荐生态环境导向的开发模式试点项目的通知》中提到，可推动公益性较强、收益性差的生态环境治理项目与收益较好的关联产业有效融合，统筹推进，一体化实施。该政策为地下供排水厂的地上空间开发提供了新的指引，为投资受限的项目提供了新的实施路径。
《住房和城乡建设部关于加强城市地下市政基础设施建设的指导意见》（建城［2020］111号）提出，应将城市作为有机生命体，加强城市地下空间利用和市政基础设施建设的统筹，实现地下设施与地面设施协同建设。各地要根据地下空间实际状况和城市未来发展需要，立足于城市地下市政基础设施高效安全运行和空间集约利用，合理部署各类设施的空间和规模。
从规划用地性质来看，供排水厂的用地属于公用设施用地，对于其地上空间的协同建设形式，目前在政策和规划层面有待进一步研究和明确。地面开发应充分研究相关规划、标准规范的要求，保证地上地下空间协同建设合法合规，并能与周边地上地下的设施顺畅衔接。
4.4 践行低碳运行理念
2020年9月，中国首次在国际社会上提出，“将采取更加有力的政策和措施，力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。相对于地上供排水厂，地下供排水厂实现“碳中和”和“碳减排”的难度更大。
4.4.1 污水处理采用低碳工艺
根据对国内现况地下污水处理厂的不完全统计，地下污水处理厂在建设初期，基于节省占地、减少土建投资的出发点，污水处理多采用MBR工艺。由于MBR工艺能耗较高，且应用于地下时，吊装检修的工作量大，因此近些年采用该工艺的污水处理厂逐渐减少，采用改良AAO工艺的污水处理厂明显增多。节省占地不再是影响地下污水处理厂工艺选择的决定性因素，出水水质、工程用地、土建投资、能源消耗、运行维护等成为工艺选择时综合考虑的重要因素。改良AAO工艺具有明显的综合优势，尤其在低碳运行方面的优势较大，在地下污水处理厂有着较好的应用前景。近些年随着好氧颗粒污泥技术的逐渐成熟，未来也有望在地下污水处理厂推广应用。
对于采用MBR工艺的地下污水处理厂，可以通过改造膜擦洗方式、采用新的膜材料、强化预处理、精确加药等多种方式，降低运行过程中的碳排放。
4.4.2 污泥处理注重能源回收
现况地下污水处理厂的污泥处理处置与地上污水处理厂没有明显区别，多为浓缩脱水后外运。在采用污泥厌氧发酵工艺时，地下污水处理厂会将相关的建构筑物布置在地面上。《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》（发改环资〔2021〕827号）中提出，鼓励采用热水解、厌氧消化、好氧发酵、干化等方式进行无害化处理。土地资源紧缺的大中型城市推广采用“生物质利用+焚烧”“干化+土地利用”等模式。
由于地下污水处理厂的运行能耗高，因此污泥处理更应注重能源回收，例如采用污泥厌氧消化并进行热电联产，助力污水处理厂实现低碳运行的目标。鉴于地下污水处理厂主要会建设在经济相对发达且用地紧张的城市，因此污泥的处理工艺在考虑资源化利用的同时，应考虑厌氧消化等设施可能产生的邻避效应。产泥量较小的污水处理厂，可考虑将污泥输送至区域的集中处理处置点；产泥量较大的污水处理厂，可通过平面布局和景观协同处理，实现厌氧消化等敏感设施的消隐，减少对周边的影响。
4.4.3 强化自然采光自然通风
地下供排水厂的运行能耗比地上供排水厂高，主要原因在于照明和通风设施的电耗更高，采用更为节能的照明和通风系统是地下供排水厂研发的重点方向。
应为自然采光创造良好的条件，更多采用光导照明、透明的玻璃盖板等，将自然光引入地下空间，减少人工照明的电耗。应为自然通风创造良好的条件，在此基础上采用机械送风和机械排风的全面通风方式弥补自然通风的不足。在采用半地下的建设模式时，将箱体的部分侧墙改为开敞式，可明显改善半地下空间的自然采光和自然通风效果，践行低碳运行。敞开的侧墙可通过格栅或树木等元素进行适当的遮挡，避免对景观效果产生较大的影响。
05
结 语
在经济相对发达且用地紧张的城市，应因地制宜建设地下供排水厂。
我国地下供排水厂的数量已初具规模，建设形式、地面开发和处理工艺等也进行了较多尝试，但是在政策法规、工程技术和管理运营等方面，还处在摸索探讨阶段。地下供排水厂地上空间的开发形式、与外部地上地下设施的衔接、安全风险防控技术应作为政策法规、规划指引和技术规范体系的研究重点。在确保安全和满足工艺需求的前提下，探索地面空间的协同建设与优化利用、降低工程造价、降低运行费用和碳减排措施，是今后工程技术发展的努力方向。
微信对原文有修改。原文标题：城市地下供排水厂现况与发展趋势探讨；作者：张韵、冯硕、王洋、谭勇庆、宋奇叵、宋文波、李振川；作者单位：北京市市政工程设计研究总院有限公司。刊登在《给水排水》2023年第3期。
