董衛(wèi)華1,陳愛朝2
(1.杭州市市政設施監(jiān)管中心,浙江杭州310003;2.杭州市水務控股集團有限公司,浙江
杭州310009)
摘要:通過對城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)安全運行要素的分析,將影響城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)安全運行的風險因子進行了分類,采用層級分析方法分層次設定評估因子、權(quán)重和評價標準,建立了安全運行評估體系及評估方法。運用此評估體系對杭州主城區(qū)現(xiàn)狀污水輸送系統(tǒng)的主干系統(tǒng)和大系統(tǒng)進行了安全性評估,并提出了改進措施和建議,其他城鎮(zhèn)可參考該體系開展污水輸送系統(tǒng)的安全性評估。
城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)安全性評估研究與應用
污水輸送系統(tǒng)是保障城鎮(zhèn)正常運行的重要配套基礎(chǔ)設施之一,污水輸送設施在使用過程中,受內(nèi)外因素的影響,其輸送能力將逐漸減弱,近年來一系列污水系統(tǒng)的突發(fā)事件促使人們越來越重視城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)的安全問題。同時,隨著城鎮(zhèn)規(guī)劃布局的不斷調(diào)整以及城區(qū)范圍的不斷擴張,現(xiàn)有污水輸送系統(tǒng)布局是否合理、運行是否安全、是否能適應城鎮(zhèn)規(guī)劃發(fā)展需求,均需通過建立城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)安全性評估體系,全面評價現(xiàn)狀污水系統(tǒng)存在的風險,以便盡早制訂計劃,盡早優(yōu)化系統(tǒng)布局。
1 污水輸送系統(tǒng)安全性評估體系
1.1 定義
城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)安全性評估體系是在規(guī)定的時間和條件下,對污水系統(tǒng)內(nèi)的輸送管道、提升泵站穩(wěn)定、持續(xù)地完成預定功能的能力進行評估的體系。安全的城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)應達到“系統(tǒng)合理、質(zhì)量保證、功能完好、風險可控”四個方面,城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)安全性評估體系的制訂應緊緊圍繞以上四個方面展開。
① 系統(tǒng)合理是指污水系統(tǒng)布局總體合理,調(diào)度網(wǎng)絡順暢,調(diào)度手段多樣,系統(tǒng)的主動適應能力強。
② 質(zhì)量保證是指污水管網(wǎng)和提升泵站的性能良好,管道、構(gòu)筑物及設備的抗腐蝕性能強,結(jié)構(gòu)性能良好,無明顯沉降及漏損。
③ 功能完好是指污水管網(wǎng)和提升泵站均能正常有效地運行,完全滿足現(xiàn)狀或規(guī)劃輸送能力的需求。
④ 風險可控是指實時在線監(jiān)測監(jiān)控設施到位,管網(wǎng)數(shù)字化、管理信息化。
1.2 評估體系架構(gòu)
1.2.1 評估類別
以“系統(tǒng)合理、質(zhì)量保證、功能完好、風險可控”四要素為依據(jù),將城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)風險類別劃分為系統(tǒng)風險、質(zhì)量風險、容量風險、運營風險。
① 系統(tǒng)風險。主要評估污水系統(tǒng)自身缺陷(系統(tǒng)布局不合理、系統(tǒng)之間調(diào)度網(wǎng)絡不暢通、系統(tǒng)自身存在缺陷等)引發(fā)的各類風險。
② 質(zhì)量風險。主要評估污水設施結(jié)構(gòu)或質(zhì)量發(fā)生變化引發(fā)的各類風險。
③ 容量風險。主要評估污水管道邊界條件變化(污水匯水范圍變化、地塊開發(fā)強度提升、雨污分流不徹底等)及提升泵站能力不足引發(fā)的各類風險。
④ 運營風險。主要評估管理養(yǎng)護技術(shù)手段落后、監(jiān)管不到位等引發(fā)的各類風險。
1.2.2 評估方法
污水系統(tǒng)安全性評估采用層級分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP),將復雜問題系統(tǒng)化、簡單化,從不同層面進行層級分解,并通過量化判斷,建構(gòu)各層級評估因子的相對權(quán)重值。依據(jù)AHP所求得各評估因子相互權(quán)重值后,再利用簡單加權(quán)法(SAW)計算總值。
1.2.3 評估對象層次
風險評估對象分大系統(tǒng)、主干系統(tǒng)、次干系統(tǒng)三個層級,以次干系統(tǒng)為最小評估單元。
1.2.4 評估體系
① 評估指標體系
評估指標體系由目標層、主評估因子層、子評估因子層三部分組成。目標層即為污水輸送設施安全運行狀態(tài);主評估因子層指標包含系統(tǒng)應急能力、輸送能力、質(zhì)量狀況、實時監(jiān)控能力等綜合指標;子評估因子層指標為主因子層指標下細分的分項評估指標。
② 指標體系權(quán)重
根據(jù)指標在評估體系中的重要性,可劃分為主要指標、次要指標及一般指標。
a.主要指標是污水輸送安全評估體系中最重要的指標,對污水系統(tǒng)安全運行起關(guān)鍵作用,主要指輸送能力,權(quán)重值取60%。
b.次要指標的重要性僅次于主要指標,對污水輸送系統(tǒng)安全運行產(chǎn)生較大影響,主要包含系統(tǒng)應急能力、設施質(zhì)量狀況等指標,系統(tǒng)應急能力權(quán)重值取15%,設施質(zhì)量狀況權(quán)重值取20%。
c.一般指標對污水系統(tǒng)安全影響相對較小,主要包含實時監(jiān)控能力,權(quán)重值取5%。
③ 指標及權(quán)重匯總
根據(jù)污水輸送系統(tǒng)安全性評估指標體系及權(quán)重的分析,匯總形成表1。
表1 污水輸送系統(tǒng)安全性評估體系
1.2.5 評估級別劃分
① 評估因子評價標準
子評估因子中的單因子按百分制5級分級評價,則實際得分分值等于權(quán)重×對應的評價標準得分。
子評估因子的分級評價標準如表2所示。
表2 子評估因子分級評價標準
② 評估級別劃分
根據(jù)各層級評估因子之權(quán)重值,運用簡單加權(quán)法,計算評估得分,根據(jù)評估得分高低,將城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)風險級別劃分為:健康級、亞健康級、輕風險級、中風險級、重風險級,見表3。
表3 城鎮(zhèn)污水輸送系統(tǒng)風險級別劃分
2 實例評估
按照上述模型和方法,對杭州市主城區(qū)污水輸送系統(tǒng)的安全性進行評估。
2.1 基本慨況
杭州主城區(qū)污水輸送系統(tǒng)建設始于20世紀60年代,現(xiàn)已建成第1~6污水系統(tǒng),城西污水系統(tǒng)及之江污水系統(tǒng)尚在建設中,主干管網(wǎng)長>800 km,設有70余座泵站。
2.2 主干系統(tǒng)評估結(jié)果與分析
按照上述評估體系,經(jīng)對杭州主城區(qū)第1~6污水主干系統(tǒng)評估,各污水主干系統(tǒng)的得分見表4。從評估得分可知,第一污水主干系統(tǒng)處于輕風險級,主要原因是沒有可調(diào)度能力且輸送能力不足,管道建成較早,質(zhì)量存在一定隱患;第二污水主干系統(tǒng)處于中風險級,主要原因是系統(tǒng)采用截流式合流制排水體制,輸送能力不足,且管道建成較早,質(zhì)量存在較大隱患;第三污水主干系統(tǒng)、第四污水主干系統(tǒng)、第五污水主干系統(tǒng)及第六污水主干系統(tǒng)均處于亞健康狀態(tài),主要原因為可調(diào)度能力不足。
表4 污水主干系統(tǒng)評估得分
2.2 大系統(tǒng)評估結(jié)果與分析
經(jīng)對杭州主城區(qū)污水輸送大系統(tǒng)評估,現(xiàn)狀大污水系統(tǒng)得分為68分,處于輕風險級,主要原因是第一污水主干系統(tǒng)、第二污水主干系統(tǒng)的風險級別較高,各主干系統(tǒng)間、各污水廠間的調(diào)度能力不足所致。
2.3 措施與建議
根據(jù)杭州主城區(qū)污水輸送主干系統(tǒng)及大系統(tǒng)評估結(jié)果,應對存在的問題盡快采取措施,使各主干系統(tǒng)及大系統(tǒng)至少提升至亞健康狀態(tài)以上。
① 強化對污水輸送管道的CCTV檢測,特別第一污水主干系統(tǒng)、第二污水主干系統(tǒng)的管道質(zhì)量檢測,檢測內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)性檢測和功能性檢查,為污水系統(tǒng)管道質(zhì)量改善提供依據(jù),必要時采取局部維修或翻建措施。
② 加強雨污分流改造,強化已完成雨污分流改造區(qū)域的檢查,避免施工不到位導致存在雨污混接現(xiàn)象;同時,盡快推進第二污水系統(tǒng)的截流系統(tǒng)改造完善,降低截流水量風險。
③ 建設各污水主干系統(tǒng)間的雙向調(diào)度管線,提高各污水主干系統(tǒng)間的調(diào)度能力;同時,盡快開展(城西污水廠—之江污水廠)、(之江污水廠—七格污水廠)、(城西污水廠—七格污水廠)等各系統(tǒng)之間的連通網(wǎng)絡建設,以提高污水廠間事故應急處置能力。
④ 加快推進污水系統(tǒng)流量、水位、水質(zhì)等在線監(jiān)控設施布局建設,為污水系統(tǒng)運行、評估分析、決策提供第一手基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
⑤ 盡快完成污水輸送系統(tǒng)GIS管網(wǎng)信息系統(tǒng)建設,建設污水輸送系統(tǒng)調(diào)度輔助決策模型,實時監(jiān)控并按要求調(diào)度污水輸送設施運行。
3 結(jié)語
污水輸送系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運行,關(guān)系到一座城市的生態(tài)環(huán)境治理,甚至影響到當?shù)鼐用竦恼I睢i_展污水輸送系統(tǒng)安全性評估,有利于城市管理者及早發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,建立真正意義上“可控”的污水輸送系統(tǒng)。
(本文發(fā)表于《中國給水排水》雜志2015年第14期“述評與討論”欄目)
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