引进欧洲城市最先进的雨污分流
青岛是中国最早实现下水道“雨污分流”的城市。据《胶澳发展备忘录》记载，1900年德国在青岛首次提出“雨污分流”概念，“计划将来把粪便和家庭污水与雨水分离并由下水道排走”。青岛的排水系统分为分流式和混合式两种。分流式下水道是指雨水和污水分别排入不同管道：粪便和生活污水从一个管道流出，经过处理后流入近海；雨水则直接从另一个管道流出。雨污分流的工程从论证到完工持续了5年之久，德国人显示了特有的耐心和严谨。这一系统在当时是非常先进的，同为租界的上海直到1923—1927年间才实现了雨污分流。1918年以前，香港也同样没有污水下水道，仍使用干式马桶系统，这时的青岛欧人区已经开始安装冲水厕所了。
德国专业规划者在目睹大雨对当地建筑和地貌造成的破坏之后，对于下水道的设计，特别注意雨水的排泄，使未来的城市免受水患侵蚀。考虑到夏季雨水量较大，建设之初，雨水下水道尺寸根据青岛当年最大降雨量设定，直径高达两米。麦尔克把这种大口径雨水下水道描述成一个“怪物”，他在回忆录中写道：“1898—1899年冬，中国数百名劳工就居住在建设中的两米高下水道里，并且能根据其习惯在里面安排得舒舒服服。”因为没有污染，雨水可以直接排入海中。充足的建设资金，海军部的大力支持，使在青岛的德国工程师可以不必过多顾虑成本，建设大口径下水道。
根据青岛地势，德国人先后修建了三条排泄雨水的主干管道，一条用于排泄欧人区中心的雨水，经过安徽路在栈桥东侧汇入大海，这条排水干管保存完好，至今仍然发挥作用；第二条排水管道系统位于欧人区东侧，经过观海山、信号山山谷，包括野战医院（今青大附院）一带的支线管道也可以方便地接进来，流经江苏路，在道路尽头排入大海，负责欧人区东半部分的雨水排泄；大鲍岛华人区的雨水则通过中山路北段的暗渠，排入小港湾，是德国人建设的第三条雨水排泄系统。由于雨水管内杂质少，不会污染海水海滩，所以雨水排泄基本上是直接通过管道抽水放流。当时德人在青岛施行华洋分治，欧人区和华人区之间由分水岭自然隔开，因此，华人区的地表水不流经欧人区，不会导致污染，传播疾病。
除了这些大型下水干道之外，德国人还修建了许多地下蓄水池，下雨时就会蓄满雨水，以便在需要时取用喷洒街道，避免街道浮尘。
青岛下水道的优势在暴雨季节显示出更多的优势。1911年9月，台风北上华北，带来大量降雨，上海、天津“街道成河、广场成海”，而青岛则安然无恙。
相较雨水下水道，青岛污水下水道铺设要稍滞后一些。青岛区的污水排泄系统自1901年开始铺设，主城区的下水道系统于1903年完成设计，开始发包建造，并于1906年完成。在污水下水管道的规划中，总督府提出要在已建有密集房屋的欧人区、大鲍岛华人区和德国兵营，装设能冲刷粪便的下水道系统，而在台东镇、台西镇两个中国劳工居住区则没有设计排污管道，依然保留了用马桶清运粪便的模式。
污水的排放处理要比雨水排放复杂得多，污水处理也是下水道系统设计的精华所在。污水处理采用当时最先进的技术，实行分区排泄。污水与雨水排泄不同，如直排前海，会污染前海海滩；直排后海，则会污染湾内港口锚地。为避免这种危险，德国人斟酌利用青岛地形，在老城区的南部和中部设计修建四条污水排泄主管道， 每条管道的最低处设立污水集水区，建筑沉淀池，容量分别为120、450、600、20立方，沉淀污物，进行淘捡，防止阻塞。德国人还分别在四处设置了排水泵站（时称唧筒），有专人维护管理。这四处排泄处，第一排污处位于今广州路和云南路之间，第二排污处在乐陵路北，第三排污处在太平路东端，第四排污处在南海路北首。除第四处靠风车驱动直排至汇泉角外海中外，其他三个均依靠电力驱动水泵，使污水流入广州路第一排污处内，再用水泵将污水输送到台西镇屠宰场高地，然后藉自然坡度，排放到团岛最西端的潮面之下。之所以选择此处，德国人勘察认为，这一地点紧靠胶州湾入口的海峡处，不仅远离主城区，而且水很深，潮汐流强烈，能迅速地把沉淀物冲走，避免污染前海海水、沙滩以及后海港池。根据档案，德占时期，水泵房设置规模比较小，太平路设置2台水泵，每小时排水能力45吨；乐陵路水泵2台，排水能力每小时150吨，广州路水泵4台，每小时排水能力270吨，汇泉水泵所则使用风车做动力，排水量只有20吨，排水能力最小。广州路集水沉淀池内还设有铁丝网，以沉淀过滤固体物，用人工捞出，制作肥料，卖给商人。
在青岛还有一种下水道，即混合式下水道，是指雨水、污水排泄物从同一管道中排出。1906年，德国人在对青岛的降雨和垃圾产生量有进一步了解后，从降低成本考虑，开始在港口区修建较经济的混合式下水道。这种管道可以降低建设及后续维护费用，但下大雨时，如果纳水截面不够，水流就会通过紧急出口流入大海，未能流到总泵站，这时混合下水道就暴露出相对于雨、污分流系统的缺点。到日本第一次占领青岛前，港口区始终没有密集的建筑，所以德国当局就没有再继续建相对廉价的混合下水道系统。
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