在中國(guó)水網(wǎng)主辦的2007水業(yè)高級(jí)技術(shù)論壇上,北京排水集團(tuán)管網(wǎng)設(shè)施管理部部長(zhǎng)蔡永茂以北京市為例,介紹了現(xiàn)代污水管網(wǎng)的運(yùn)行與管理,以下根據(jù)其發(fā)言內(nèi)容整理(未經(jīng)本人審核)。
今天,由我來(lái)代表北京排水集團(tuán),在近幾年從科技角度來(lái)講,怎么做管網(wǎng),來(lái)跟大家做一個(gè)交流。題目就是現(xiàn)代污水管網(wǎng)的運(yùn)行與應(yīng)用。分五大部分,第一是北京城市排水管網(wǎng)的現(xiàn)狀;再一個(gè)是數(shù)字化建設(shè)與GIS;還有就是排水管道檢測(cè)與維修;第四個(gè)是廠網(wǎng)系統(tǒng)化管理;第五方面是客戶的信息管理。
首先這是一張北京城八區(qū)排水管網(wǎng)的示意圖,這張圖的很多位置可以看到污水處理的位置,北京市城八區(qū)分成14個(gè)區(qū)域,建設(shè)14個(gè)污水處理廠。每個(gè)區(qū)域的管網(wǎng),應(yīng)該說(shuō)通過(guò)支線、干線,然后進(jìn)行排放,最后進(jìn)行回用。
北京城八區(qū)內(nèi)市管的管網(wǎng)共有3807公里,其中污水管道是1665公里,雨水管道是1386公里,還有一些合流管道是756公里。合流管道在比較老舊的城區(qū)里,歷史年代比較久遠(yuǎn)。特別是北京歷史比較悠久,目前還有些明清時(shí)期的管道在應(yīng)用。因此,北京的排水管線設(shè)施狀況非常復(fù)雜,年代有所不同,歷史跨度長(zhǎng),管道數(shù)量非常多。這就要求我們?cè)诩哟蠊芫W(wǎng)的科技管理的含量、提高管理水平等問(wèn)題上,多下功夫。
這張圖是北京城區(qū)的污水處理廠狀況。綠色字體的處理廠是已經(jīng)建成的部分,一共有九個(gè),他們的處理能力是254萬(wàn)噸。大家看到藍(lán)色字帶白條的位置,是五個(gè)正在規(guī)劃要建的污水處理廠。這五個(gè)規(guī)模比較小,處理規(guī)模共有14萬(wàn)噸。
這張圖是北京的雨、污水泵站的分布示意圖,藍(lán)色點(diǎn)的是雨水泵站,紅點(diǎn)是污水泵站?,F(xiàn)在一共有雨、污水泵站82座,其中雨水泵的泵站是69座,污水泵站13座。北京市城市的管網(wǎng)狀況非常復(fù)雜,年代久遠(yuǎn)?,F(xiàn)在看來(lái),管網(wǎng)的各種隱患還是比較嚴(yán)重,包括這張圖上顯示的占?jí)?。有些是屬于不符合?guī)定的建筑,還有和老城區(qū)的改造沖突,不得不占?jí)?。目前,管網(wǎng)占?jí)簡(jiǎn)栴}的解決也是一個(gè)很困難的事。通過(guò)拆除違章、城市的規(guī)劃開發(fā)等解決占?jí)簡(jiǎn)栴},但老城區(qū)相對(duì)來(lái)講,這個(gè)問(wèn)題是比較集中的,特別是大家看到中間這個(gè)地區(qū),長(zhǎng)安街以南這一代占?jí)旱臓顟B(tài)還是比較嚴(yán)重的。
還有問(wèn)題是管網(wǎng)的超負(fù)荷,就是說(shuō)有些管道比較年代久遠(yuǎn),可是區(qū)域開發(fā)的力度比較大。居民增多,企業(yè)大力發(fā)展,而管道卻沒(méi)有得到及時(shí)的擴(kuò)充,或者更新。這樣流量過(guò)大就造成這個(gè)管道的壓力過(guò)大。還有是北京的老舊管網(wǎng)比較多,破損狀況比較嚴(yán)重。
我們用評(píng)價(jià)一個(gè)城市管網(wǎng)設(shè)施的標(biāo)準(zhǔn)是四級(jí)。一級(jí)設(shè)施是最好,二級(jí)是比較好,三級(jí)是相對(duì)來(lái)講比較嚴(yán)重,四級(jí)就基本上應(yīng)該說(shuō)是要立即采取手段解決。完好率是把其中的一、二級(jí)作為完好的管道,占總管道的量計(jì)算完好率,那么應(yīng)該說(shuō)完好率與管道年齡有直接關(guān)系,因?yàn)槊窟^(guò)一年,管道的管齡增加一年。如果是從靜態(tài)的計(jì)算來(lái)說(shuō),應(yīng)該是完好率逐年在降低的。
從這張圖表上能看到北京城區(qū)各個(gè)年代的管道狀況。其中各個(gè)時(shí)間段管齡的管道一級(jí)二級(jí)的設(shè)施完好率在這個(gè)圖上看得很清楚, 10年以內(nèi)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較新。這里面應(yīng)該看到的,二級(jí)設(shè)施所占的比例是最高的,就是紫色的這個(gè),在每一個(gè)管齡的分布里面看,也是最高的。如果能夠有效的通過(guò)手段,提高二級(jí)和三級(jí)設(shè)施的設(shè)施狀況,對(duì)于提高整個(gè)管網(wǎng)的完好率的狀況,應(yīng)該是有直接的很重要的影響。
這是剛才介紹了北京城市排水管網(wǎng)的基本狀況,下面就是介紹這幾年的排水管網(wǎng)數(shù)字化建設(shè)和信息系統(tǒng)建設(shè)的情況。北京的排水管網(wǎng)非常復(fù)雜,量也大,如何用現(xiàn)代化的手段進(jìn)行管理是我們?cè)谂Φ氖虑椤_@幾年,我們利用世界銀行貸款,正在實(shí)施建立北京市城區(qū)排水管網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目。
一個(gè)建立數(shù)字地圖,管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)字化。再一個(gè)就是根據(jù)它具有的特殊功能,對(duì)管網(wǎng)的狀況進(jìn)行分析、歷史虛實(shí)的分析。管網(wǎng)整個(gè)的設(shè)施、改造,包括優(yōu)化管網(wǎng)系統(tǒng),這些在技術(shù)層面有很強(qiáng)大的功能,國(guó)外應(yīng)用的比較成熟,國(guó)內(nèi)目前也在做這些工作。這些為高效的工作提供技術(shù)支持,包括日常管網(wǎng)巡查檢測(cè)圖紙的使用。
第二個(gè)就是這種信息的快速統(tǒng)計(jì),通過(guò)巡查發(fā)現(xiàn),管網(wǎng)內(nèi)的管道破損,很容易就能統(tǒng)計(jì)出來(lái)。管道存在多少問(wèn)題,怎么修復(fù)等,這些能為進(jìn)一步分析等提供比較科學(xué)、可靠的統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)。
全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入對(duì)形成各種專題圖的功能非常強(qiáng)大,根據(jù)不同情況,我們會(huì)需要不同的圖。像北京奧運(yùn)區(qū)的管網(wǎng)圖,還有奧運(yùn)場(chǎng)館的分布。根據(jù)你不同的需求,因?yàn)樗窃谝粋€(gè)實(shí)況地形圖上做的管網(wǎng)系統(tǒng),所以用戶的信息量非常龐大,為我們各種各樣的需求提供了強(qiáng)大的平臺(tái)。
第三方面就是排水管道的日常檢測(cè)和維修,原來(lái)比較傳統(tǒng)的方式就是使用人工。有時(shí)直觀的用肉眼去看,這是定性判斷管道有沒(méi)有問(wèn)題,很直觀。但對(duì)于管道里面一些相對(duì)比較細(xì)微的,或是管道本身的結(jié)構(gòu)狀況的檢測(cè),人工恐怕很難做到。因?yàn)楣軆?nèi)流著水,都在地下,特別是小管線,人們很難進(jìn)去,更不要說(shuō)管道的全面檢測(cè)和維護(hù)?,F(xiàn)在,國(guó)外的新技術(shù)、新裝備非常多,排水集團(tuán)也在不斷的引進(jìn)設(shè)備,包括檢測(cè)設(shè)備,電視檢查車,還有檢測(cè)雷達(dá)等等。這樣就能彌補(bǔ)人工檢測(cè)和維修的不足之處。
這些是簡(jiǎn)單的圖片,上角這個(gè)圖是在地下管道里正在作業(yè)圖,當(dāng)時(shí)派人下去給它照相,工人使用的是專業(yè)設(shè)備。這個(gè)是利用電子檢測(cè)設(shè)備,對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)的錄像當(dāng)中截取的一些照片。這些照片上的管道問(wèn)題都比較嚴(yán)重,有些是管道變形,管道的管口破損、斷裂、管道腐蝕等。這些都需要專門的檢測(cè)和數(shù)據(jù)積累、分析等,保存下歷史詳實(shí)的分析數(shù)據(jù)。這樣更有利于管道設(shè)施的維護(hù),設(shè)施的更新改造。
接下來(lái)介紹非開挖技術(shù)在管網(wǎng)維護(hù)方面的應(yīng)用。管道開挖的傳統(tǒng)方法是挖了再埋進(jìn)去,然后填好。隨著城市的發(fā)展,城市管網(wǎng)都是在公用空間的地下。這樣更新改造、維修時(shí),就會(huì)較麻煩。為了解決這些問(wèn)題,排水集團(tuán)也在積極研究,同時(shí)學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),利用非開挖技術(shù),對(duì)管道進(jìn)行維修和修補(bǔ)。該技術(shù)的特點(diǎn)是不會(huì)造成影響公共設(shè)施的使用,加上是地下作業(yè),需要時(shí)間比較短。綜合來(lái)看,成本比較低。從環(huán)境、社會(huì)效益來(lái)講,都有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。再加上 CCTV檢測(cè)和技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用,是工作人員能采取手段,預(yù)防性的修理管道。這些都有利用為民服務(wù)。
這張示意圖是管道在地下使用過(guò)程當(dāng)中,破損的變化過(guò)程。管道一旦破損以后,污水直接滲入地下,對(duì)地下水的污染,對(duì)地下環(huán)境,包括對(duì)土壤借給的沖擊,會(huì)直接導(dǎo)致路面塌陷,造成公路的災(zāi)害的發(fā)生。這幾年,包括地鐵施工等各原因,管道塌陷比較頻繁出現(xiàn)。因此,對(duì)管道有目的的采取手段,也是非常重要。這也是我們?cè)诓粩嗵剿鞯囊粋€(gè)方向。
管道修復(fù)的技術(shù)主要有幾種?,F(xiàn)在比較常用的有脹管、內(nèi)襯法、翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法、纏繞法、局部修復(fù)法。另外,這幾年排水集團(tuán)常用管道的聲音技術(shù)。
第四方面就是對(duì)排水管網(wǎng)和污水廠廠網(wǎng)的系統(tǒng)化管理。最初,我們覺(jué)得管網(wǎng)和污水廠廠網(wǎng)沒(méi)有太大的關(guān)系,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)不是這樣的。以前排水集團(tuán)把排水客戶以污水廠的服務(wù)流域?yàn)槟K進(jìn)行分割,但是這種模式得不到控制,直接影響到污水廠出水。近年來(lái),北京市污染比較嚴(yán)重,就直接影響了處理廠的處理效果。同時(shí)人口的增加、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展等其他原因,排水的處理能力和實(shí)際需要的社會(huì)負(fù)荷不相匹配等問(wèn)題出現(xiàn)在我們面前。這些都和管網(wǎng)以及使用的傳統(tǒng)模式有一定的聯(lián)系。使用系統(tǒng)化管理模式能形成廠網(wǎng)聯(lián)動(dòng)一體化管理,通過(guò)對(duì)排水管道的檢測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠進(jìn)行水質(zhì)的控制。
這中間也涉及到后邊要講到的用戶管理,目前也有相應(yīng)的法律法規(guī)來(lái)規(guī)范,即建設(shè)部發(fā)布的排水細(xì)則和條例,把對(duì)用戶的監(jiān)管也提到了日程,我們能夠做到有法可依。這方面對(duì)排水用戶,特別是重點(diǎn)的工業(yè)污染源方面的用戶監(jiān)管,對(duì)管網(wǎng)的設(shè)施運(yùn)行,污水廠的運(yùn)行等都有著非常重要的意義。假設(shè)監(jiān)管不到位,那么管網(wǎng)的腐蝕、超標(biāo)、超負(fù)荷等現(xiàn)象,都將直接影響污水廠的出水質(zhì)標(biāo)。
同時(shí),強(qiáng)化管網(wǎng)的調(diào)水功能,也就是對(duì)各個(gè)污水廠流域系統(tǒng)的污水進(jìn)行合理調(diào)配,保證各處理廠能夠相對(duì)比較穩(wěn)定、比較高效地運(yùn)行。比如某個(gè)污水廠的污水較多,并且管網(wǎng)比較獨(dú)立,另外處理廠卻出現(xiàn)了污水不足,因此就出現(xiàn)了閑置和超負(fù)荷運(yùn)行。怎樣通過(guò)合理的手段,把要處理的水能有效的調(diào)配,用來(lái)保證污水處理廠都能在比較好的狀態(tài)下運(yùn)行。另外,有些老的污水處理廠運(yùn)行中需要維修和改造,這些都會(huì)影響水處理。如果能調(diào)到其他處理廠的話,就減少了污染。目前,這也是我們?cè)趪L試的工作。
現(xiàn)在,大家看些實(shí)例。圖中的黃色區(qū)域,都有小紅門污水處理廠的流域和吳家村的污水流域范圍。有三個(gè)處理廠,分別是小紅門污水處理廠,吳家村污水處理廠和盧溝橋污水處理廠。在吳家村和盧溝橋的領(lǐng)域里面,需要處理的水不足,導(dǎo)致了吳家村的運(yùn)轉(zhuǎn)能力發(fā)揮不到位。小紅門在建成后,流量很快達(dá)到滿負(fù)荷。為發(fā)揮上游污水處理廠的能力,同時(shí)為北京西部提供清潔的再生水源,排水集團(tuán)通過(guò)泵站把西四環(huán)流向小紅門的污水,調(diào)進(jìn)盧溝橋污水處理廠。這樣不僅能充分發(fā)揮上游的處理廠能力,同時(shí),處理完的水再經(jīng)過(guò)深入處理,對(duì)北京市上游河道的補(bǔ)充、再利用都創(chuàng)造了很好的前景。
這也是我們剛剛起步做的一項(xiàng),今后還將對(duì)北京市整個(gè)的流域管網(wǎng)調(diào)水,更進(jìn)一步的去策劃、去規(guī)劃這方面的工作,逐步的實(shí)現(xiàn)我們整個(gè)管網(wǎng)的一種有機(jī)的能夠?qū)λM(jìn)行調(diào)動(dòng)和調(diào)配。
最后給大家介紹客戶的信息管理工作。排水管網(wǎng)聯(lián)系著千家萬(wàn)戶,客戶管理的工作也不是很正規(guī)。老百姓建了房子,就需要把管道接好。很多老百姓都不太清楚家里的水怎么到污水處理廠。建設(shè)部152號(hào)令城市排水許可管理辦法的頒布,對(duì)客戶管理就提出了新的要求。所以說(shuō)我們?cè)谔岣呒夹g(shù)服務(wù)的同時(shí),要提高用戶管理的水平和規(guī)模化管理的需求。
客戶管理的主要內(nèi)容是用戶的基礎(chǔ)信息。包括它的地理位置、它的性質(zhì)、它的聯(lián)系人、它的接入位置,怎么接入的;還包括具體細(xì)節(jié)的圖紙,包括它排水的基本狀況,醫(yī)院,醫(yī)院有沒(méi)有它的處理設(shè)施,它的處理狀況是什么,它的排水指標(biāo),排水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是什么。針對(duì)醫(yī)院這種特殊用戶,還要給他們有更多的相關(guān)信息。包括它排放的性質(zhì),有一些是間歇性的,有一些是連續(xù)性的等等,或者是它隨著季節(jié)的不同,它的排放污水的可能水質(zhì)也有不同。例如工業(yè)用戶,根據(jù)他工業(yè)生產(chǎn)的不同目的,排水都不一樣。全面的、綜合的掌握排水信息,同時(shí)需要數(shù)字化管理,這些也要應(yīng)用到GIS。
目前,我們已經(jīng)排水用戶分類,包括居民小區(qū),有企事業(yè)單位,像中國(guó)五金礦產(chǎn)公司。對(duì)用戶的相關(guān)信息建立數(shù)字檔案,對(duì)用戶進(jìn)行管理。同時(shí),延伸一步說(shuō),對(duì)客戶提供了很好的排水應(yīng)用,也是客戶管理的很重要目標(biāo)。
交流的內(nèi)容就這么多,請(qǐng)大家多提寶貴意見(jiàn),謝謝大家!
(中國(guó)水網(wǎng))
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