城鎮污水輸送系統安全性評估研究與應用 董衛華1，陳愛朝2 (1.杭州市市政設施監管中心，浙江杭州310003；2.杭州市水務控股集團有限公司，浙江 杭州310009)

污水輸送系統是保障城鎮正常運行的重要配套基礎設施之一，污水輸送設施在使用過程中，受內外因素的影響，其輸送能力將逐漸減弱，近年來一系列污水系統的突發事件促使人們越來越重視城鎮污水系統的安全問題。同時，隨著城鎮規劃布局的不斷調整以及城區范圍的不斷擴張，現有污水輸送系統布局是否合理、運行是否安全、是否能適應城鎮規劃發展需求，均需通過建立城鎮污水輸送系統安全性評估體系，全面評價現狀污水系統存在的風險，以便盡早制訂計劃，盡早優化系統布局。

1 污水輸送系統安全性評估體系

1.1 定義

城鎮污水輸送系統安全性評估體系是在規定的時間和條件下，對污水系統內的輸送管道、提升泵站穩定、持續地完成預定功能的能力進行評估的體系。安全的城鎮污水輸送系統應達到“系統合理、質量保證、功能完好、風險可控”四個方面，城鎮污水輸送系統安全性評估體系的制訂應緊緊圍繞以上四個方面展開。

① 系統合理是指污水系統布局總體合理，調度網絡順暢，調度手段多樣，系統的主動適應能力強。

② 質量保證是指污水管網和提升泵站的性能良好，管道、構筑物及設備的抗腐蝕性能強，結構性能良好，無明顯沉降及漏損。

③ 功能完好是指污水管網和提升泵站均能正常有效地運行，完全滿足現狀或規劃輸送能力的需求。

④ 風險可控是指實時在線監測監控設施到位，管網數字化、管理信息化。

1.2 評估體系架構

1.2.1 評估類別

以“系統合理、質量保證、功能完好、風險可控”四要素為依據，將城鎮污水輸送系統風險類別劃分為系統風險、質量風險、容量風險、運營風險。

① 系統風險。主要評估污水系統自身缺陷（系統布局不合理、系統之間調度網絡不暢通、系統自身存在缺陷等）引發的各類風險。

② 質量風險。主要評估污水設施結構或質量發生變化引發的各類風險。

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、地塊開發強度提升、雨污分流不徹底等）及提升泵站能力不足引發的各類風險。

④ 運營風險。主要評估管理養護技術手段落后、監管不到位等引發的各類風險。

1.2.2 評估方法

污水系統安全性評估采用層級分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP），將復雜問題系統化、簡單化，從不同層面進行層級分解，并通過量化判斷，建構各層級評估因子的相對權重值。依據AHP所求得各評估因子相互權重值后，再利用簡單加權法（SAW）計算總值。

1.2.3 評估對象層次

風險評估對象分大系統、主干系統、次干系統三個層級，以次干系統為最小評估單元。

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；主評估因子層指標包含系統應急能力、輸送能力、質量狀況、實時監控能力等綜合指標；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 指標體系權重

根據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，對污水系統安全運行起關鍵作用，主要指輸送能力，權重值取60%。

b.次要指標的重要性僅次于主要指標，對污水輸送系統安全運行產生較大影響，主要包含系統應急能力、設施質量狀況等指標，系統應急能力權重值取15%，設施質量狀況權重值取20%。

c.一般指標對污水系統安全影響相對較小，主要包含實時監控能力，權重值取5%。

③ 指標及權重匯總

根據污水輸送系統安全性評估指標體系及權重的分析，匯總形成表1。

表1 污水輸送系統安全性評估體系

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

根據各層級評估因子之權重值，運用簡單加權法，計算評估得分，根據評估得分高低，將城鎮污水輸送系統風險級別劃分為：健康級、亞健康級、輕風險級、中風險級、重風險級，見表3。

表3 城鎮污水輸送系統風險級別劃分

2 實例評估

按照上述模型和方法，對杭州市主城區污水輸送系統的安全性進行評估。

2.1 基本慨況

杭州主城區污水輸送系統建設始于20世紀60年代，現已建成第1~6污水系統，城西污水系統及之江污水系統尚在建設中，主干管網長>800 km，設有70余座泵站。

2.2 主干系統評估結果與分析

按照上述評估體系，經對杭州主城區第1~6污水主干系統評估，各污水主干系統的得分見表4。從評估得分可知，第一污水主干系統處于輕風險級，主要原因是沒有可調度能力且輸送能力不足，管道建成較早，質量存在一定隱患；第二污水主干系統處于中風險級，主要原因是系統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，質量存在較大隱患；第三污水主干系統、第四污水主干系統、第五污水主干系統及第六污水主干系統均處于亞健康狀態，主要原因為可調度能力不足。

表4 污水主干系統評估得分

2.2 大系統評估結果與分析

經對杭州主城區污水輸送大系統評估，現狀大污水系統得分為68分，處于輕風險級，主要原因是第一污水主干系統、第二污水主干系統的風險級別較高，各主干系統間、各污水廠間的調度能力不足所致。

2.3 措施與建議

根據杭州主城區污水輸送主干系統及大系統評估結果，應對存在的問題盡快采取措施，使各主干系統及大系統至少提升至亞健康狀態以上。

① 強化對污水輸送管道的CCTV檢測，特別第一污水主干系統、第二污水主干系統的管道質量檢測，檢測內容包括結構性檢測和功能性檢查，為污水系統管道質量改善提供依據，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域的檢查，避免施工不到位導致存在雨污混接現象；同時，盡快推進第二污水系統的截流系統改造完善，降低截流水量風險。

③ 建設各污水主干系統間的雙向調度管線，提高各污水主干系統間的調度能力；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)等各系統之間的連通網絡建設，以提高污水廠間事故應急處置能力。

④ 加快推進污水系統流量、水位、水質等在線監控設施布局建設，為污水系統運行、評估分析、決策提供第一手基礎數據。

⑤ 盡快完成污水輸送系統GIS管網信息系統建設，建設污水輸送系統調度輔助決策模型，實時監控并按要求調度污水輸送設施運行。

3 結語

污水輸送系統能否安全穩定運行，關系到一座城市的生態環境治理，甚至影響到當地居民的正常生活。開展污水輸送系統安全性評估，有利于城市管理者及早發現問題、解決問題，建立真正意義上“可控”的污水輸送系統。

（本文發表于《中國給水排水》雜志2015年第14期“述評與討論”欄目）

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