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张辰:要保障城镇排水管网高效安全运行

时间:2016-09-23 17:02

作者:张辰

  城镇排水管网是重要的城镇基础设施,是衡量城镇现代化水平的重要标志,要树立系统思维理念,高度重视城镇排水管网的规划、建设和管理,不仅仅是新型城镇化建设需要高度重视,已建城镇排水管网的完善也应提到各级政府的议事日程。

  1 我国排水管网安全运行现状分析

  1.1管网建设规模快速增长

  近20年城镇排水管网规模得到了快速增长,如图1所示,城镇排水管道长度和排水管网覆盖率的增加,有效降低了城镇内涝风险,为城镇水安全保障和水环境改善奠定了基础。

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  1.2重视程度需要不断强化

  统计结果表明,近年来,近半数城市发生内涝的主要原因是排水系统覆盖不全、标准偏低,新建管网跟不上城市发展速度,老旧管网得不到及时更新,部分设施运行不正常等。排水管网的建设和完善滞后于城市发展,城市中仍然有较多的排水空白区。

  1.3排水管网运行风险较大

  与发达国家相比,我国当前排水管网的运行管理水平仍显落后,排水管道检测水平和检测效率均较低。排水管道疏通方式落后。排水管道结构性和功能性病害严重。排水管道破损、错位导致管道渗漏严重。

  排水管网雨污混接、清淤不力易造成管道污泥沉积。降雨期间,管道沉积物由于水力冲刷排入河道。

  2 国外排水管网安全运行技术研究

  2.1设计手段先进

  传统排水管网设计均采用恒定流水力学理论计算管网的汇流过程,该方法无法准确计算渗透、调蓄等新技术措施对管道流量的影响。美国、欧盟等地从20世纪60年代起就开始研发基于非恒定流模拟的排水管网模型和软件。目前在发达国家中,以流量过程线为核心的城市雨水数学模型模拟技术已得到成熟应用。

  2.2标准规范全面

  经过多年的研究和实践,发达国家已形成较为全面的城镇排水管网技术标准体系,用于指导城镇排水管网的规划建设和运行维护。日本发布的《下水道管路设施维持管理手册》,覆盖了排水管道的设计计算、疏通方式、检查手段、修复技术和管道污泥处理等各个方面,尤其提出了排水管道性能评价指标系统。德国发布有《排水沟和下水道的铺设和检查》和《室外排水系统的修复-第3部分:排水沟和下水道的软管内衬(经现场固化的软管内衬)》,对排水管网的内衬管修复全过程进行了详细的规定。

  2.3检测技术创新

  随着科学技术的持续发展,新材料和新设备的研发应用,发达国家在排水管网的运行维护和检测技术方面不断创新,研发了一系列先进装备。

  在精确检测方面,国外已从传统的潜水员管道检查向视频检测、声纳检测、透地雷达、机器人检测等方向发展,实现管道检测的数字化、三维化和全景化。在原位修复方面,已从破坏后应急性修复转向预防性修复阶段,开发出原位固化修复、螺旋缠绕修复、折叠内衬修复等管道修复技术。在疏通处理方面,国外已普遍建立了完善的排水管道养护制度,一般采用联合吸污车进行管网的日常养护,并对管道污泥进行集中处理。

  2.4管理机制完善

  发达国家排水管网管理以内涝防治和污染控制为目标,强调全过程控制管理,并启用了预警应急管理机制。

  美国的低影响开发(LID),英国的可持续城市排水系统(SUDS),德国的分散式雨水管理系统,澳大利亚的水敏感性城市等,均重视雨水的源头控制,强调人工排水系统应最大限度模拟自然界的水文环境。

  发达国家还普遍建立了完善的预警应急管理制度,注重利用先进技术预报内涝灾害,如美国的地方内涝灾害警报系统(LFWS)、《暴雨洪水指南》(FFG)和自动本地实时评估系统(ALERT)等。日本东京建立了“Tokyo Amesh”的降雨信息系统,采用雷达设备和雨量计对降雨强度和位置实行实时监测,为泵站和污水处理厂运行提供信息数据;同时编制内涝洪水险情地图,明确易洪区和市民疏散路线,并在城市地区内设置标准化图形标志,标注预测洪水深度并且提供疏散路线和避难所信息,这些措施的有效性已经在日本的多次暴雨事件中得到了验证。

  3 我国排水管网安全运行技术发展方向

  排水管网作为城市重要的基础设施,包括雨水管网、污水管网和合流污水管网,使用年限长、分布范围广,其规划建设和管理应始终满足城市发展的需求,保障城市安全运行和水环境质量。根据国内实际情况,应从以下几个方面着手提升城镇排水管网系统安全运行技术水平。

  3.1树立海绵城市规划建设理念

  海绵城市建设以“保障水安全、治理水环境、涵养水资源、改善水生态”为目标,遵循生态优先等原则,将“山水林田湖”作为生命共同体和完整系统,通过“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术措施,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。

  3.2提高排水防涝设计建设标准

  2014年修订了《室外排水设计规范》,提高了城市雨水管渠的设计重现期,增加了内涝防治设计重现期,并要求采用上限值,目前上限值与欧盟标准基本持平,各地还可以根据各地特点制定更高的排水管网设计建设标准。

  3.3推行科学合理运行管理模式

  进一步加强运行管理也是保障排水管网安全运行的重要手段。排水管网的低水位运行模式是指在管道清淤维护的基础上,通过泵站的日常管理调控,尽量排空管道内的污水,保持管道低水位运行。

  3.4加快研发管网运行技术装备

  与发达国家相比,我国在排水管网相关的技术储备和装备产业化方面较为落后,不利于保障排水管网的安全运行。 通过排水管网技术研究和装备研发,实现排水管网的“技术自主化、设备国产化”,全面提升我国排水管网技术设备水平,已成为当前排水管网领域的重要发展方向。

  3.5建立管网信息平台管理制度

  建立排水管网信息平台,有利于提高排水管网规划建设管理的准确性和科学性。排水管网信息平台以城镇排水管网基础数据资源的信息化和数字化为基础,建立维护管理系统和预警应急系统,能有效保障排水管网的安全运行。 落实管网排入许可制度,有利于改变排水管网的乱接、乱改、乱排现象。《城镇排水与污水处理条例》明确要求“排水户应当按照污水排入排水管网许可证的要求排放污水。”

  落实管网日常维护制度,有利于改善排水管网的日常运行工况。据2013年城乡建设统计年鉴,城市维护建设的财政性资金中仅7.7%用于排水行业,且其中仅少量用于日常维护。

  3.6规范城市管网专项资金管理

  为规范管理专项资金,提高资金使用效益,2015年和2016年,财政部与住房和城乡建设部先后发布了《城市管网专项资金管理暂行办法》和《城市管网专项资金绩效评价暂行办法》,从顶层规定了资金管理办法和绩效评价办法。

  4 结语

  提高城镇排水管网科学规划、建设、管理水平和保障安全运行是当务之急,是解决城市黑臭水体、改善水环境的根本之道,我们要高度重视排水工程的系统性,不仅仅是污水处理厂,还有污水污泥处理处置和排水管网系统科学的规划、建设和管理等等。污染物只有得到有效收集,通过水的输送,在污水处理厂得到消减,才能控制污染,改善水体。只有通过树立海绵城市规划建设理念,提高排水防涝建设设计标准,推行科学合理运行管理模式,加快研发管网运行技术装备,建立管网信息平台管理制度,规范城市管网专项资金管理,才能使排水管网系统安全健康地运行。

  (原文标题:《加强城镇排水管网规划建设管理 保障高效安全运行》)