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為深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于“一泓清水入黃河”戰(zhàn)略部署，沿黃省份都在大力推進(jìn)雨污分流改造，確保雨水入河，污水入廠。山西省太原市制定了《太原市“一泓清水入黃河”攻堅(jiān)行動(dòng)方案》，全面推動(dòng)排水工程改造，通過(guò)實(shí)施錯(cuò)混接點(diǎn)整改、老舊小區(qū)實(shí)施雨污分流改造、更新改造污水管網(wǎng)、排水管網(wǎng)專(zhuān)業(yè)化運(yùn)維等一系列工程手段，全方位整改排水系統(tǒng)問(wèn)題。同時(shí)按照住建部、山西省住建廳城市基礎(chǔ)設(shè)施生命線(xiàn)安全工程建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范文件精神，落實(shí)生命線(xiàn)安全工程隨新建、改造工程同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步驗(yàn)收、同步使用的“四同步”要求，在新建、改造城市排水管網(wǎng)時(shí)同步建設(shè)城市生命線(xiàn)安全工程，建立了太原市城市排水生命線(xiàn)安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。項(xiàng)目以排水物聯(lián)感知監(jiān)測(cè)體系為基礎(chǔ)，全方位智能化采集排水管網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，建立起立體感知監(jiān)測(cè)-數(shù)據(jù)對(duì)比分析-管網(wǎng)問(wèn)題診斷-常態(tài)巡檢養(yǎng)護(hù)-工程提升改造的排水閉環(huán)管理體系，通過(guò)平臺(tái)驗(yàn)證雨污分流成效、精準(zhǔn)診斷管網(wǎng)病害、構(gòu)建科學(xué)防汛指揮體系、推動(dòng)水環(huán)境達(dá)標(biāo)。

太原市城市排水生命線(xiàn)安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目通過(guò)整合城區(qū)雨污水管網(wǎng)、泵站、污水廠、河道排口、重點(diǎn)排水戶(hù)、低洼積水點(diǎn)等相關(guān)數(shù)據(jù)，接入泵站運(yùn)行數(shù)據(jù)、污水廠運(yùn)行數(shù)據(jù)、排污量、低洼積水點(diǎn)液位、泵站視頻、水雨情、氣象等信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)全市雨污管網(wǎng)、泵站、污水廠及其他相關(guān)附屬設(shè)施的智能監(jiān)測(cè)管控，建成一個(gè)集信息共享、綜合運(yùn)行監(jiān)控、應(yīng)急處置、輔助決策分析于一體的多功能綜合管理平臺(tái)，為排水業(yè)務(wù)管理、防澇指揮等提供支持，構(gòu)建“源網(wǎng)站廠河”一體化管理的新模式，形成具備實(shí)時(shí)感知、業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)、預(yù)警預(yù)報(bào)、輔助決策和應(yīng)急調(diào)度功能的排水綜合管理體系。

（一）摸清家底，構(gòu)建“管網(wǎng)一張圖”

通過(guò)排水設(shè)施數(shù)據(jù)調(diào)查，構(gòu)建太原市管網(wǎng)、泵閘、排口等排水設(shè)施匯聚一張圖，助力查明地下排水管網(wǎng)種類(lèi)、規(guī)模、空間分布、功能屬性、結(jié)構(gòu)形式與產(chǎn)權(quán)歸屬等信息，實(shí)現(xiàn)地下排水管網(wǎng)全覆蓋、無(wú)盲區(qū)。針對(duì)城市排水關(guān)系進(jìn)行拓?fù)浞治觯瑢?duì)管網(wǎng)隱患進(jìn)行排查，全面掌握城市每一根“毛細(xì)血管”的健康狀態(tài)。

（二）構(gòu)建廠-站-網(wǎng)-源全流程智能感知體系

充分利用排水生命線(xiàn)運(yùn)維管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)城市排水生命線(xiàn)運(yùn)行情況、面臨的主要風(fēng)險(xiǎn)、水文地質(zhì)條件及周邊環(huán)境等方面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。太原市城鄉(xiāng)管理局委托太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院對(duì)太原市排水體系進(jìn)行梳理，明確排水管網(wǎng)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、監(jiān)測(cè)指標(biāo)和監(jiān)測(cè)方法，制定了城市排水生命線(xiàn)安全工程監(jiān)測(cè)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)方案。

結(jié)合太原市現(xiàn)狀雨水系統(tǒng)分區(qū)、污水系統(tǒng)分區(qū)、受納水體、地形地勢(shì)現(xiàn)狀，對(duì)太原市47個(gè)雨水系統(tǒng)關(guān)鍵排口、區(qū)域泵站、核心管網(wǎng)匯聚點(diǎn)以及太原市8個(gè)污水系統(tǒng)的污水處理廠、污水泵站、核心管網(wǎng)匯聚點(diǎn)、典型排水戶(hù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過(guò)物聯(lián)監(jiān)測(cè)體系為管網(wǎng)隱患溯源、防澇聯(lián)合調(diào)度提供完善的數(shù)據(jù)支撐。

圖2 排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)布點(diǎn)圖

1、排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)

排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)方面重點(diǎn)梳理雨天溢流節(jié)點(diǎn)、不明外水入侵節(jié)點(diǎn)、主干匯水節(jié)點(diǎn)、污水管網(wǎng)高水位運(yùn)行節(jié)點(diǎn)等作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象，首批選取點(diǎn)位156處。基于排水管網(wǎng)重要節(jié)點(diǎn)的水位、流量、水質(zhì)，提供城市排水系統(tǒng)運(yùn)行的智能監(jiān)測(cè)、分析和仿真預(yù)測(cè)，提升城市排水系統(tǒng)運(yùn)行效率、管網(wǎng)隱患診斷和污水偷排判定能力，保障排水管網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行及排水流暢。

2、排河口監(jiān)測(cè)

排口監(jiān)測(cè)方面結(jié)合太原市雨水分區(qū)情況，梳理自流排水分區(qū)核心干管匯聚排口以及雨季潛在溢流風(fēng)險(xiǎn)排口，首批選取點(diǎn)位39處。入河排口監(jiān)測(cè)通過(guò)在雨水管網(wǎng)入河排口布設(shè)水位、流量、水質(zhì)等智能監(jiān)測(cè)設(shè)備，掌握排口水位、流量以及水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)雨水排口狀態(tài)的監(jiān)測(cè)預(yù)警，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)畫(huà)面反饋排口運(yùn)行情況。

3、泵站管控

梳理強(qiáng)排雨水分區(qū)區(qū)域泵站以及大型泵站，首批選取點(diǎn)位37處。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升泵站水位、流量以及水質(zhì)，掌握泵站節(jié)點(diǎn)排水運(yùn)行情況，旱季分析排水規(guī)律，為溯源管網(wǎng)隱患提供數(shù)據(jù)支撐，雨季為防洪排澇提供數(shù)據(jù)支撐。

4、城區(qū)內(nèi)澇監(jiān)測(cè)

聯(lián)動(dòng)接入太原市城市內(nèi)澇監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，太原市在下穿隧道、低洼易澇區(qū)等布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位703處，掌握內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)積水水位、視頻監(jiān)控等動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提供城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域積水水位實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)警和內(nèi)澇災(zāi)害程度分析，保證有險(xiǎn)情及時(shí)報(bào)警并高效處置。

5、井蓋監(jiān)測(cè)

井蓋監(jiān)測(cè)方面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)易澇區(qū)域周邊重點(diǎn)路段的各井蓋開(kāi)閉狀態(tài)、異動(dòng)狀態(tài)和健康狀態(tài)(包括井蓋松動(dòng)、異響等)，保障行人安全，避免交通事故發(fā)生。

6、雨量監(jiān)測(cè)

結(jié)合太原市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的分布，在區(qū)域內(nèi)布設(shè)雨量監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的降雨量變化，為排水防澇提供數(shù)據(jù)支撐。

太原市城市排水生命線(xiàn)安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目還構(gòu)建了排水管網(wǎng)物聯(lián)監(jiān)測(cè)設(shè)備輪換體系，按照先片區(qū)、再局部、再溯源的思路，第一階段基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，診斷發(fā)現(xiàn)排口及主干管網(wǎng)隱患問(wèn)題，按隱患嚴(yán)重程度進(jìn)行分階段輪換精細(xì)監(jiān)測(cè)，將感知設(shè)備集中在幾個(gè)分區(qū)，診斷出分區(qū)隱患后再輪換至其他分區(qū)，形成隱患診斷報(bào)告。

基于排水體系河-廠-站-網(wǎng)-源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建形成完善的太原市排水運(yùn)行診斷評(píng)估體系。從“河”-河道排口調(diào)查和雨污混流調(diào)查、“廠”-污水處理廠水質(zhì)水量分析、“站”-泵站水質(zhì)水量分析、“網(wǎng)”-市政管網(wǎng)檢測(cè)監(jiān)測(cè)、“源”——排水戶(hù)水質(zhì)分析，五個(gè)方面進(jìn)行診斷工作。

通過(guò)污水處理廠水質(zhì)、水量分析數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)掌握污水處理廠運(yùn)行情況，通過(guò)分析廠區(qū)服務(wù)范圍內(nèi)用水?dāng)?shù)據(jù)和污水處理廠收水?dāng)?shù)據(jù)，判斷外水入侵情況；在排水管網(wǎng)診斷方面，通過(guò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)水質(zhì)、水量監(jiān)測(cè)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)清淤檢測(cè)、管網(wǎng)缺陷及雨污混接調(diào)查的方式，查明污水管、合流管線(xiàn)問(wèn)題，明確混接具體位置；在河道排口調(diào)查方面，通過(guò)查清排污口的排水屬性，溯源排口上游管網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系，調(diào)查晴天、雨天排放和溢流情況，評(píng)估雨水排口的倒灌風(fēng)險(xiǎn)和雨污混流風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)對(duì)河道周?chē)芫W(wǎng)的檢測(cè)診斷分析，分析雨污混流程度；在排水戶(hù)水質(zhì)分析方面，通過(guò)對(duì)項(xiàng)目范圍內(nèi)典型排水戶(hù)出口的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，評(píng)估排水戶(hù)超標(biāo)排放風(fēng)險(xiǎn)。

具體成效分為以下幾個(gè)方面：

（一）精準(zhǔn)診斷管網(wǎng)病害

項(xiàng)目運(yùn)行以來(lái)，持續(xù)診斷太原市排水管網(wǎng)隱患問(wèn)題，通過(guò)在監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的管道中，識(shí)別高水位、低流速運(yùn)行的管道，評(píng)估溢流、淤積等運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分布，為太原市排水管網(wǎng)日常巡查養(yǎng)護(hù)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。基于排水管網(wǎng)旱天流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及水質(zhì)化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，對(duì)太原市各片區(qū)進(jìn)行旱天外來(lái)水入流入滲分析，雨季根據(jù)降雨和管網(wǎng)流量數(shù)據(jù)，分析對(duì)比旱季流量運(yùn)行規(guī)律以及雨天流量規(guī)律，分析不同降雨情況下的排水管網(wǎng)入流入滲的情況，同時(shí)根據(jù)分析結(jié)果，通過(guò)輪換監(jiān)測(cè)的方式進(jìn)一步對(duì)問(wèn)題片區(qū)布點(diǎn)監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步縮小問(wèn)題區(qū)域，精準(zhǔn)定位入流入滲、混接錯(cuò)接節(jié)點(diǎn)，為太原市雨污分流改造提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

（二）驗(yàn)證雨污分流成效

2023年6月起，太原市城鄉(xiāng)管理局集中開(kāi)展雨污分流改造，目前已改造完成3186個(gè)混接節(jié)點(diǎn)，其中市政管網(wǎng)混接點(diǎn)1961個(gè)、源頭混接點(diǎn)1245個(gè)，改造完成合流制管網(wǎng)改造102.26公里、240條。太原市城市排水生命線(xiàn)安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目建立了對(duì)排水管網(wǎng)智能診斷算法，對(duì)比分析太原市雨污分流改造前后管網(wǎng)水質(zhì)、流量數(shù)據(jù)，驗(yàn)證工程改造成效，通過(guò)系統(tǒng)驗(yàn)證太原市雨污分流改造成效顯著，改造后的雨水管網(wǎng)基本消除雨季污水溢流、入滲的情況，污水管網(wǎng)基本消除雨季雨水入侵的情況。

2024年，太原市城鄉(xiāng)管理局對(duì)迎澤大街混接及合流管網(wǎng)進(jìn)行全面改造，通過(guò)在迎澤大街沿線(xiàn)排水管網(wǎng)部署監(jiān)測(cè)設(shè)備63套，針對(duì)雨水管網(wǎng)重要節(jié)點(diǎn)、雨水排口、污水管網(wǎng)重要節(jié)點(diǎn)、重要排水戶(hù)和雨量監(jiān)測(cè)共布設(shè)了37個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)改造后的迎澤大街排水管網(wǎng)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)分析。通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，改造后的迎澤大街排水管網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，已全面消除排水管網(wǎng)混接、合流、淤堵等隱患問(wèn)題。同時(shí)，針對(duì)管網(wǎng)異常監(jiān)測(cè)指標(biāo)，向上游管網(wǎng)隱患問(wèn)題進(jìn)行溯源排查，初步診斷出迎澤大街上有雨污水管網(wǎng)入流入滲、管網(wǎng)錯(cuò)接風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)近十處。

（三）地上地下聯(lián)動(dòng)指揮

太原市城市排水生命線(xiàn)安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目構(gòu)建排水生命線(xiàn)安全主動(dòng)預(yù)防監(jiān)測(cè)體系，并充分結(jié)合“城市運(yùn)行管理服務(wù)平臺(tái)”建設(shè)要求，整合、對(duì)接已建成的太原市城市內(nèi)澇預(yù)警監(jiān)測(cè)平臺(tái)，推動(dòng)構(gòu)建地上地下一體的防澇指揮聯(lián)動(dòng)方案，利用泵站排水能力、上下游關(guān)系、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及水位、水量變化趨勢(shì)，來(lái)綜合判斷排水系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷并進(jìn)行多層級(jí)泵站之間的水量分配，通過(guò)分析排水負(fù)荷、掌握排水流向、模擬排水場(chǎng)景，制定合理聯(lián)合調(diào)度方案。

太原市北張退水渠雨季存在高水位運(yùn)行、退水不及時(shí)，導(dǎo)致周邊路面積水、雨水倒灌地下室等問(wèn)題。為緩解雨季北張渠退水壓力，太原市城鄉(xiāng)管理局在真武路開(kāi)展雨污分流改造，構(gòu)建雨水干管系統(tǒng)，通過(guò)控制雨水流徑、流量，將路面279公頃匯水面積的雨水引流納入大村雨水泵站系統(tǒng)，由大村雨水泵站調(diào)度分配。通過(guò)工程改造與排水調(diào)度相結(jié)合，減少了太原市北張退水渠高位水運(yùn)行、倒灌、溢流等風(fēng)險(xiǎn)，提高內(nèi)澇積水區(qū)域雨水入網(wǎng)效率，最大限度利用有效調(diào)蓄空間，減緩了周邊區(qū)域內(nèi)澇問(wèn)題。

（四）處置風(fēng)險(xiǎn)閉環(huán)管理閉

太原市城市排水生命線(xiàn)安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目下一步將與太原市城市運(yùn)行管理服務(wù)平臺(tái)、太原市市政綜合監(jiān)管平臺(tái)的對(duì)接，建立健全行業(yè)主管及相關(guān)部門(mén)、運(yùn)營(yíng)管理單位之間信息互通、協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)、快速響應(yīng)、高效處置的工作機(jī)制，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)排水體系從監(jiān)測(cè)、分析、預(yù)警、派單到處置的閉環(huán)管理。

太原市城市排水生命線(xiàn)安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目形成太原市排水體系立體感知監(jiān)測(cè)-數(shù)據(jù)對(duì)比分析-管網(wǎng)問(wèn)題診斷-工程提升改造-改造成效驗(yàn)證的閉環(huán)管理體系。通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析識(shí)別排水系統(tǒng)的問(wèn)題，基于問(wèn)題形成日常養(yǎng)護(hù)及工程改造計(jì)劃，太原市市政公共設(shè)施建設(shè)管理中心通過(guò)日常運(yùn)維及城市更新工程，開(kāi)展擠外水、治混接、收污水、減溢流工程，逐步消除排水系統(tǒng)隱患問(wèn)題，通過(guò)平臺(tái)分析對(duì)比工程改造前后排水管網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，驗(yàn)證工程改造成效，從而推動(dòng)太原市排水體系的健康發(fā)展。

（一）分區(qū)實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)精細(xì)監(jiān)測(cè)。建立監(jiān)測(cè)設(shè)備輪換使用模式，一方面大大減少項(xiàng)目投資，另一方面提高設(shè)備使用效率，通過(guò)設(shè)備輪換逐步推動(dòng)各排水分區(qū)的精細(xì)監(jiān)測(cè)，為管網(wǎng)診斷提供更精確的數(shù)據(jù)。

（二）分級(jí)實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)精準(zhǔn)診斷。對(duì)整體工程目標(biāo)開(kāi)展分級(jí)分區(qū)診斷工作，根據(jù)拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行一級(jí)、二級(jí)分區(qū)，不同層級(jí)采取相應(yīng)的監(jiān)測(cè)檢測(cè)方案，做到以問(wèn)題為導(dǎo)向，有的放矢，避免按照絕對(duì)路線(xiàn)盲目開(kāi)展工作，提高工作效率。

（三）地上地下聯(lián)動(dòng)科學(xué)排水防澇。地上內(nèi)澇監(jiān)測(cè)、地下管網(wǎng)監(jiān)測(cè)，分析每個(gè)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)積水成因，比如收水能力不足、抽排能力不足、泵站未抽排、管道堵塞等，通過(guò)分析排水負(fù)荷、掌握排水流向、模擬排水場(chǎng)景，制定合理排水防澇聯(lián)合調(diào)度方案。

太原市城市排水生命線(xiàn)安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)項(xiàng)目通過(guò)對(duì)排水設(shè)施運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和管網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析，實(shí)現(xiàn)排水設(shè)施運(yùn)行異常情況實(shí)時(shí)預(yù)警和主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，改變以往工作中，需要在人員巡查或等問(wèn)題暴露時(shí)才發(fā)現(xiàn)的被動(dòng)局面。在太原市城市排水生命線(xiàn)安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的支持下，實(shí)現(xiàn)排水設(shè)施養(yǎng)護(hù)工作的升級(jí)，改變以往的設(shè)施問(wèn)題被動(dòng)發(fā)現(xiàn)局面。

通過(guò)項(xiàng)目建設(shè)，排水管網(wǎng)隱患定位工作由原來(lái)消耗大量人力進(jìn)行管網(wǎng)大范圍排查的工作模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)系統(tǒng)分析可能的隱患點(diǎn)，再進(jìn)行有針對(duì)性的排查，實(shí)現(xiàn)隱患排查工作模式從“廣撒網(wǎng)”到“精確打擊”的轉(zhuǎn)變，提高了排水管網(wǎng)隱患排查的工作質(zhì)量與效率，為整個(gè)太原市排水體系的巡查、管養(yǎng)、改造提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)項(xiàng)目將防澇應(yīng)急所需的管網(wǎng)運(yùn)行情況、泵閘站工作情況等多種地下運(yùn)行數(shù)據(jù)與地面數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并實(shí)現(xiàn)在地圖上“一鍵調(diào)度”，改變以往工作中，管理維護(hù)部門(mén)難以掌握地下排水管網(wǎng)運(yùn)行情況的業(yè)務(wù)痛點(diǎn)。