排水診斷的“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”—智慧排水之亂彈（45）
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小編按：“黑臭在水里，根源在岸上，關(guān)鍵在排口，核心在管網(wǎng)”，要想改善城市水環(huán)境質(zhì)量，提高排水系統(tǒng)運(yùn)行處理效率，管網(wǎng)是繞不過去的坎，那么對復(fù)雜的、大型的、隱蔽的、分布式的管網(wǎng)要如果和診斷看病，如何量化分析，如何系統(tǒng)分析，本文做了一些討論，供大家參考。
2019年5月5日，國家三部委印發(fā)了《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案》（2019年——2021年），明確規(guī)定要對城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)進(jìn)行全面排查，確保污水處理廠進(jìn)水的生化需氧量（BOD）濃度不低于100mg/L。在此《三年行動方案》提出后，“提質(zhì)增效”成為了城鎮(zhèn)排水領(lǐng)域的絕對熱點(diǎn)詞匯！在中國知網(wǎng)上輸入“排水提質(zhì)增效”作為主題詞，進(jìn)行搜索，共有35條相關(guān)的結(jié)果。
根據(jù)年份來看，在2019年，文章發(fā)表數(shù)量急劇增加；而2020年前9個(gè)月即便受疫情影響，相關(guān)的成果數(shù)量也并未減緩。可見，該項(xiàng)工作仍保持著極高的熱度，也預(yù)示著未來圍繞著提質(zhì)增效這個(gè)主題將會產(chǎn)生大量的技術(shù)需求。
那么，污水廠進(jìn)水濃度低的原因是什么？“提質(zhì)增效”到底要怎么做？有哪些方法呢？對于這些問題，相關(guān)成果中都進(jìn)行了總結(jié)，且具有很強(qiáng)的一致性，以下幾點(diǎn)也是主要原因：
（1）污水收集系統(tǒng)不健全，污水存在直排問題
（2）排口低于河湖水位，管網(wǎng)存在倒灌問題
（3）排水系統(tǒng)持續(xù)高水位、低流速運(yùn)行，存在排水不暢問題
（4）雨污錯(cuò)接混接，雨水口旱天有污水排出，污水管網(wǎng)雨天有雨水混入
（5）埋于地下的污水管道，面臨外水入滲問題，地下水和河水進(jìn)入，造成“清污不分”
看到這些原因，是不是感覺很熟悉？這是因?yàn)樵缭凇度晷袆臃桨浮诽岢鲋埃?/span>2015年9月，住建部與環(huán)保部聯(lián)合發(fā)布的《黑臭水體整治工作指南》也曾成為排水領(lǐng)域的熱點(diǎn)。面對黑臭水體的整治工作，“黑臭在水里，根源在岸上，關(guān)鍵在排口，核心在管網(wǎng)”已經(jīng)成為了共識，對排水管網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)排查，查找問題也是黑臭水體整治工作的核心。
從“黑臭水體”到“提質(zhì)增效”，熱點(diǎn)詞匯的更替感覺關(guān)注點(diǎn)也有了變化，畢竟對象從水體到了水廠，但細(xì)究原因及應(yīng)對措施，卻具有高度的重合性。其實(shí)，早于“黑臭水體”和“提質(zhì)增效”，在排水領(lǐng)域最熱的詞非“海綿城市”莫屬。
2014年底，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部對外印發(fā)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》，從第一批試點(diǎn)到第二批，全國很多城市在進(jìn)行城市改造和規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)都踐行了“海綿理念”。“海綿城市”的核心關(guān)注點(diǎn)雖然是城市雨洪管理，但其中也提出了對水環(huán)境改善的要求。
通過以上分析可以看出，從“海綿城市”、“黑臭水體”到如今的“提質(zhì)增效”，城市排水系統(tǒng)領(lǐng)域的熱點(diǎn)詞匯不斷在更新替換，然而，落實(shí)到具體工作方面，一致性還是相當(dāng)高的！
畢竟，逢雨必澇、水體黑臭、污水廠進(jìn)水濃度低，這些都是表面現(xiàn)象，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，問題的核心還是我國城鎮(zhèn)污水收集處理系統(tǒng)存在諸多問題。正所謂哪里有需求，哪里就有市場，萬變不離其宗，“排水診斷”其實(shí)才是永恒的話題，具有高度的持續(xù)性！更是無論在海綿城市建設(shè)、黑臭水體治理、提質(zhì)增效行動，還是其他城鎮(zhèn)環(huán)境問題解決中不可避免需要面對的工作。
同樣我們再利用中國知網(wǎng)，以“排水問題診斷”為主題進(jìn)行搜索，相關(guān)成果就要少很多了，而且都是早年的一些成果。當(dāng)然，借著熱點(diǎn)問題進(jìn)行研究是好的，但很多時(shí)候需要找到問題的核心、本質(zhì)，才能具有長久性。
結(jié)合早年的研究成果，結(jié)合近年來項(xiàng)目工作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，接下來就談?wù)劤擎?zhèn)排水管網(wǎng)診斷工作該如何開展。我們通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行梳理，拋磚引玉，為后面的亂彈作為一個(gè)引子吧，因此大家可要持續(xù)關(guān)注我們的公眾號了~
一、城鎮(zhèn)排水問題
城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)龐大、運(yùn)行復(fù)雜，常常會面臨多尺度的復(fù)雜問題并發(fā)：在城市/片區(qū)尺度，污水廠運(yùn)行低效、管網(wǎng)整體運(yùn)行狀態(tài)及負(fù)荷不清；在地塊尺度，小區(qū)內(nèi)存在雨污混接的問題；在管線部分需要對污水管網(wǎng)錯(cuò)接漏接、入流入滲、污水冒溢等問題進(jìn)行定量分析診斷，確定問題嚴(yán)重區(qū)域及位置。
因此，排水管網(wǎng)診斷的方法就是要適應(yīng)多尺度問題解析、確保結(jié)果的可靠性，可支持長期的運(yùn)維管理工作。
二、城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)診斷主要技術(shù)
在排水診斷中，主要應(yīng)用的技術(shù)包括：人工排查、排水在線監(jiān)測、水質(zhì)化驗(yàn)及CCTC檢測。（可以參考之前的亂彈文章：排水管網(wǎng)排查診斷的正確打開方式—智慧排水之亂彈（42））
在線監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)持續(xù)收集數(shù)據(jù)，在水量指標(biāo)：液位、流量、降雨量的監(jiān)測上能夠準(zhǔn)確持續(xù)獲取管網(wǎng)信息；在水質(zhì)指標(biāo)上，可以將電導(dǎo)率、懸浮物濃度、溶解氧濃度作為代表性指標(biāo)，進(jìn)行監(jiān)測。在線監(jiān)測技術(shù)依托于專業(yè)的在線監(jiān)測設(shè)備（這方面可以關(guān)注一下THWater，排水管網(wǎng)監(jiān)測中的“筆記本”），可以在大范圍內(nèi)自動采集數(shù)據(jù)，人工及經(jīng)濟(jì)成本相比于排水檢測要低很多。
多指標(biāo)的水質(zhì)化驗(yàn)，主要依賴于實(shí)驗(yàn)室的化驗(yàn)，需要根據(jù)排水診斷的需求和目的，選擇采樣的點(diǎn)位、采樣條件及化驗(yàn)指標(biāo)，反映不同運(yùn)行條件下，管網(wǎng)排水的水質(zhì)情況。
管網(wǎng)檢測技術(shù)中，最常用的為電視檢測（CCTV），可以準(zhǔn)確判斷管道和檢查井存在的缺陷、類型、位置、數(shù)量和情況，對問題進(jìn)行精準(zhǔn)定位，支持后期管網(wǎng)的疏通、修復(fù)及改造。
三、排水診斷思路
排水診斷具有很強(qiáng)的綜合性，需要在不同情境下進(jìn)行分析考量。對排水系統(tǒng)而言，最典型的運(yùn)行場景為降雨和非降雨，因此需要分別在旱天和雨天進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集。在旱天情況下，通過單點(diǎn)液位流量監(jiān)測，可進(jìn)行單點(diǎn)負(fù)荷分析，及水量平衡分析，再結(jié)合水質(zhì)化驗(yàn)情況，可對旱天的基本入滲進(jìn)行定量分析；在旱天監(jiān)測分析的基礎(chǔ)上，在雨天情況下進(jìn)行監(jiān)測分析，可分析降雨對排水系統(tǒng)的影響；綜合多運(yùn)行工況下排水系統(tǒng)情況，對溢流風(fēng)險(xiǎn)、廠網(wǎng)調(diào)度、入流入滲等問題進(jìn)行診斷評估，并將結(jié)果支持問題的決策與解決。
在排水診斷過程中，需要首先利用在線監(jiān)測進(jìn)行大范圍的排查，可以通過固定監(jiān)測、臨時(shí)監(jiān)測和輪換監(jiān)測三種模式相結(jié)合來提高在線監(jiān)測的覆蓋密度，盡可能全面掌握排水系統(tǒng)的信息；由于在線監(jiān)測可實(shí)時(shí)持續(xù)收集信息，在相對短的時(shí)間內(nèi)即可得到一定的信息量，以此為基礎(chǔ)，再開展局部，有針對性的進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測和管網(wǎng)檢測工作。
后記：
面對排水系統(tǒng)存在的諸多問題，海綿城市、黑臭水體、提質(zhì)增效，熱點(diǎn)詞匯一直在變，但排水系統(tǒng)的診斷工作都是針對其本質(zhì)與核心的解決方案，不少城市也逐漸開始了相關(guān)工作，可惜其中不少都將“排水診斷、排查”與“管網(wǎng)CCTV檢測”劃上了等號。一說要進(jìn)行排水診斷工作，就直接投入大量資金，對管網(wǎng)開展CCTV的檢測。實(shí)際上，這樣的工作模式不僅產(chǎn)生了大量的碎片化數(shù)據(jù)難以處理，也造成經(jīng)濟(jì)成本投入巨大，效率不高，并導(dǎo)致項(xiàng)目效果不彰，難以為繼。
要想做好排水診斷工作，從問題為導(dǎo)向到效果為依據(jù)，正確的打開方式應(yīng)該是充分將在線監(jiān)測和管網(wǎng)檢測技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，利用在線監(jiān)測進(jìn)行體系化的基礎(chǔ)性排查，及時(shí)查明大范圍內(nèi)管網(wǎng)錯(cuò)接、雨污混接、運(yùn)行負(fù)荷等基礎(chǔ)信息；以此為基礎(chǔ)，有針對性的開展CCTV檢測，才能夠精準(zhǔn)鎖定，支持管網(wǎng)升級改造，真正的去提升管網(wǎng)的收集效能，全面加強(qiáng)污水從源頭到末端的管控能力。
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北京清環(huán)智慧水務(wù)科技有限公司，一家專注于智慧排水管網(wǎng)在線監(jiān)測及服務(wù)的機(jī)構(gòu)。
