蔡永茂：现代污水管网的运行与管理

　　在中国水网主办的2007水业高级技术论坛上，北京排水集团管网设施管理部部长蔡永茂以北京市为例，介绍了现代污水管网的运行与管理，以下根据其发言内容整理（未经本人审核）。

　　今天，由我来代表北京排水集团，在近几年从科技角度来讲，怎么做管网，来跟大家做一个交流。题目就是现代污水管网的运行与应用。分五大部分，第一是北京城市排水管网的现状；再一个是数字化建设与GIS；还有就是排水管道检测与维修；第四个是厂网系统化管理；第五方面是客户的信息管理。
　　首先这是一张北京城八区排水管网的示意图，这张图的很多位置可以看到污水处理的位置，北京市城八区分成14个区域，建设14个污水处理厂。每个区域的管网，应该说通过支线、干线，然后进行排放，最后进行回用。
　　北京城八区内市管的管网共有3807公里，其中污水管道是1665公里，雨水管道是1386公里，还有一些合流管道是756公里。合流管道在比较老旧的城区里，历史年代比较久远。特别是北京历史比较悠久，目前还有些明清时期的管道在应用。因此，北京的排水管线设施状况非常复杂，年代有所不同，历史跨度长，管道数量非常多。这就要求我们在加大管网的科技管理的含量、提高管理水平等问题上，多下功夫。
　　这张图是北京城区的污水处理厂状况。绿色字体的处理厂是已经建成的部分，一共有九个，他们的处理能力是254万吨。大家看到蓝色字带白条的位置，是五个正在规划要建的污水处理厂。这五个规模比较小，处理规模共有14万吨。
　　这张图是北京的雨、污水泵站的分布示意图，蓝色点的是雨水泵站，红点是污水泵站。现在一共有雨、污水泵站82座，其中雨水泵的泵站是69座，污水泵站13座。北京市城市的管网状况非常复杂，年代久远。现在看来，管网的各种隐患还是比较严重，包括这张图上显示的占压。有些是属于不符合规定的建筑，还有和老城区的改造冲突，不得不占压。目前，管网占压问题的解决也是一个很困难的事。通过拆除违章、城市的规划开发等解决占压问题，但老城区相对来讲，这个问题是比较集中的，特别是大家看到中间这个地区，长安街以南这一代占压的状态还是比较严重的。
　　还有问题是管网的超负荷，就是说有些管道比较年代久远，可是区域开发的力度比较大。居民增多，企业大力发展，而管道却没有得到及时的扩充，或者更新。这样流量过大就造成这个管道的压力过大。还有是北京的老旧管网比较多，破损状况比较严重。
　　我们用评价一个城市管网设施的标准是四级。一级设施是最好，二级是比较好，三级是相对来讲比较严重，四级就基本上应该说是要立即采取手段解决。完好率是把其中的一、二级作为完好的管道，占总管道的量计算完好率，那么应该说完好率与管道年龄有直接关系，因为每过一年，管道的管龄增加一年。如果是从静态的计算来说，应该是完好率逐年在降低的。
　　从这张图表上能看到北京城区各个年代的管道状况。其中各个时间段管龄的管道一级二级的设施完好率在这个图上看得很清楚， 10年以内相对来说比较新。这里面应该看到的，二级设施所占的比例是最高的，就是紫色的这个，在每一个管龄的分布里面看，也是最高的。如果能够有效的通过手段，提高二级和三级设施的设施状况，对于提高整个管网的完好率的状况，应该是有直接的很重要的影响。
　　这是刚才介绍了北京城市排水管网的基本状况，下面就是介绍这几年的排水管网数字化建设和信息系统建设的情况。北京的排水管网非常复杂，量也大，如何用现代化的手段进行管理是我们在努力的事情。这几年，我们利用世界银行贷款，正在实施建立北京市城区排水管网的地理信息系统项目。
　　一个建立数字地图，管网基础数据的数字化。再一个就是根据它具有的特殊功能，对管网的状况进行分析、历史虚实的分析。管网整个的设施、改造，包括优化管网系统，这些在技术层面有很强大的功能，国外应用的比较成熟，国内目前也在做这些工作。这些为高效的工作提供技术支持，包括日常管网巡查检测图纸的使用。
　　第二个就是这种信息的快速统计，通过巡查发现，管网内的管道破损，很容易就能统计出来。管道存在多少问题，怎么修复等，这些能为进一步分析等提供比较科学、可靠的统计学数据。
　　全面的基础数据输入对形成各种专题图的功能非常强大，根据不同情况，我们会需要不同的图。像北京奥运区的管网图，还有奥运场馆的分布。根据你不同的需求，因为它是在一个实况地形图上做的管网系统，所以用户的信息量非常庞大，为我们各种各样的需求提供了强大的平台。
　　第三方面就是排水管道的日常检测和维修，原来比较传统的方式就是使用人工。有时直观的用肉眼去看，这是定性判断管道有没有问题，很直观。但对于管道里面一些相对比较细微的，或是管道本身的结构状况的检测，人工恐怕很难做到。因为管内流着水，都在地下，特别是小管线，人们很难进去，更不要说管道的全面检测和维护。现在，国外的新技术、新装备非常多，排水集团也在不断的引进设备，包括检测设备，电视检查车，还有检测雷达等等。这样就能弥补人工检测和维修的不足之处。

　　这些是简单的图片，上角这个图是在地下管道里正在作业图，当时派人下去给它照相，工人使用的是专业设备。这个是利用电子检测设备，对管道进行检测的录像当中截取的一些照片。这些照片上的管道问题都比较严重，有些是管道变形，管道的管口破损、断裂、管道腐蚀等。这些都需要专门的检测和数据积累、分析等，保存下历史详实的分析数据。这样更有利于管道设施的维护，设施的更新改造。

　　接下来介绍非开挖技术在管网维护方面的应用。管道开挖的传统方法是挖了再埋进去，然后填好。随着城市的发展，城市管网都是在公用空间的地下。这样更新改造、维修时，就会较麻烦。为了解决这些问题，排水集团也在积极研究，同时学习国外先进经验，利用非开挖技术，对管道进行维修和修补。该技术的特点是不会造成影响公共设施的使用，加上是地下作业，需要时间比较短。综合来看，成本比较低。从环境、社会效益来讲，都有非常显著的优势。再加上 CCTV检测和技术系统的应用，是工作人员能采取手段，预防性的修理管道。这些都有利用为民服务。
　　这张示意图是管道在地下使用过程当中，破损的变化过程。管道一旦破损以后，污水直接渗入地下，对地下水的污染，对地下环境，包括对土壤借给的冲击，会直接导致路面塌陷，造成公路的灾害的发生。这几年，包括地铁施工等各原因，管道塌陷比较频繁出现。因此，对管道有目的的采取手段，也是非常重要。这也是我们在不断探索的一个方向。
　　管道修复的技术主要有几种。现在比较常用的有胀管、内衬法、翻转内衬法、缠绕法、局部修复法。另外，这几年排水集团常用管道的声音技术。
　　第四方面就是对排水管网和污水厂厂网的系统化管理。最初，我们觉得管网和污水厂厂网没有太大的关系，现在发现不是这样的。以前排水集团把排水客户以污水厂的服务流域为模块进行分割，但是这种模式得不到控制，直接影响到污水厂出水。近年来，北京市污染比较严重，就直接影响了处理厂的处理效果。同时人口的增加、经济的快速发展等其他原因，排水的处理能力和实际需要的社会负荷不相匹配等问题出现在我们面前。这些都和管网以及使用的传统模式有一定的联系。使用系统化管理模式能形成厂网联动一体化管理，通过对排水管道的检测，实现对污水厂进行水质的控制。
　　这中间也涉及到后边要讲到的用户管理，目前也有相应的法律法规来规范，即建设部发布的排水细则和条例，把对用户的监管也提到了日程，我们能够做到有法可依。这方面对排水用户，特别是重点的工业污染源方面的用户监管，对管网的设施运行，污水厂的运行等都有着非常重要的意义。假设监管不到位，那么管网的腐蚀、超标、超负荷等现象，都将直接影响污水厂的出水质标。
　　同时，强化管网的调水功能，也就是对各个污水厂流域系统的污水进行合理调配，保证各处理厂能够相对比较稳定、比较高效地运行。比如某个污水厂的污水较多，并且管网比较独立，另外处理厂却出现了污水不足，因此就出现了闲置和超负荷运行。怎样通过合理的手段，把要处理的水能有效的调配，用来保证污水处理厂都能在比较好的状态下运行。另外，有些老的污水处理厂运行中需要维修和改造，这些都会影响水处理。如果能调到其他处理厂的话，就减少了污染。目前，这也是我们在尝试的工作。
　　现在，大家看些实例。图中的黄色区域，都有小红门污水处理厂的流域和吴家村的污水流域范围。有三个处理厂，分别是小红门污水处理厂，吴家村污水处理厂和卢沟桥污水处理厂。在吴家村和卢沟桥的领域里面，需要处理的水不足，导致了吴家村的运转能力发挥不到位。小红门在建成后，流量很快达到满负荷。为发挥上游污水处理厂的能力，同时为北京西部提供清洁的再生水源，排水集团通过泵站把西四环流向小红门的污水，调进卢沟桥污水处理厂。这样不仅能充分发挥上游的处理厂能力，同时，处理完的水再经过深入处理，对北京市上游河道的补充、再利用都创造了很好的前景。
　　这也是我们刚刚起步做的一项，今后还将对北京市整个的流域管网调水，更进一步的去策划、去规划这方面的工作，逐步的实现我们整个管网的一种有机的能够对水进行调动和调配。
　　最后给大家介绍客户的信息管理工作。排水管网联系着千家万户，客户管理的工作也不是很正规。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处理厂。建设部152号令城市排水许可管理办法的颁布，对客户管理就提出了新的要求。所以说我们在提高技术服务的同时，要提高用户管理的水平和规模化管理的需求。
　　客户管理的主要内容是用户的基础信息。包括它的地理位置、它的性质、它的联系人、它的接入位置，怎么接入的；还包括具体细节的图纸，包括它排水的基本状况，医院，医院有没有它的处理设施，它的处理状况是什么，它的排水指标，排水标准应该是什么。针对医院这种特殊用户，还要给他们有更多的相关信息。包括它排放的性质，有一些是间歇性的，有一些是连续性的等等，或者是它随着季节的不同，它的排放污水的可能水质也有不同。例如工业用户，根据他工业生产的不同目的，排水都不一样。全面的、综合的掌握排水信息，同时需要数字化管理，这些也要应用到GIS。
　　目前，我们已经排水用户分类，包括居民小区，有企事业单位，像中国五金矿产公司。对用户的相关信息建立数字档案，对用户进行管理。同时，延伸一步说，对客户提供了很好的排水应用，也是客户管理的很重要目标。
　　交流的内容就这么多，请大家多提宝贵意见，谢谢大家！
（中国水网）

编辑：全新丽