李兰娟 李芙
(江苏省城镇供水安全保障中心)
【基金项目】2022年度省科技计划专项资金(重点研发计划社会发展)项目-《城市生命线工程安全监测与预警关键技术与应用科技示范》(BE2022820)。
(Security Support Center for Urban Water Suppply of Jiangsu Province)
【Abstract】According to the thought of“Integrated supervision and intelligent monitoring”, the Lifeline Safety Project in Jiangsu province focuses on the prevention of gas explosion, urban waterlogging and other risk scenarios. Based on the safe construction of city lifeline, the monitoring objects, the location of monitoring equipment and the application of data analysis are put forward, which can provide reference for the related areas.
【Keywords】Urban Lifeline;Urban Safety;Urban Waterlogging;Monitoring;Information
城市生命线涵盖燃气、供水、排水、道路、桥梁、地下管网等市政公用基础设施,与人民群众生产生活密切相关,是城市安全运行的重要保障。2023年,住房和城乡建设部印发《关于推进城市基础设施生命线安全工程的指导意见》,明确提出重点在地级及以上城市开展燃气、桥梁等领域的城市生命线安全工程建设,并要求逐步拓展其他业务领域,向县(市)延伸,到2025年基本覆盖重点业务领域[1]。全国各地均开展了相关工作,安徽省、江苏省、浙江省等多个省份起步较早。
1.江苏省工作概况
江苏省城市生命线安全工程按照“综合监管+智慧监测”的思路,一期工程聚焦城市基础设施领域,重点防范燃气爆炸、城市内涝、供水爆管、桥梁倒塌、路面塌陷、地下管线交互风险、第三方施工破坏等风险场景,形成对应的七个建设场景,推动监管效能显著提升、设施运行高效规范、安全风险有效防控,使城市生命线安全管理从“被动应对”向“主动监管”转变,系统提升城市本质安全水平。
其中,排水防涝场景以汛前隐患整改和汛期应急调度为重点,主要应对城市内涝问题。通过系统全面、掌握雨水管渠、泵站等排水设施情况,定期开展内涝风险评估和汛前隐患排查整改,提高设施本质安全水平。雨前,利用历史灾情和数学模型等方式预测内涝风险,做好应对准备;雨中,对“源-网-站-河”以及下穿立交、隧道、地铁、医院、学校等重要保障对象进行液位或积水监测,结合公众举报、巡检巡查等发现积水点,及时发现内涝点位,采取设施调度、现场抢险等应对措施。
2.排水防涝监测
近年来,极端暴雨天气多发频发,城市内涝已经成为各地城市政府和人民群众关注的重点和热点。排水防涝监测可及时发现设施运行风险,提高城市内涝预警预报能力,实现内涝点风险预测及管控,同时可辅助分析排水设施病害,实现可知可控、及时响应的目标。但目前,关于城市排水防涝的研究集中于方法研究[2-3]、物联感知平台设计建设[4],全流程、系统性监测研究和实践不多[5-6],目前国内已印发的标准规范的仅有团体标准《城镇排水管网在线监测技术规程》(T/CECS 869-2021)、广东省地方标准《城镇
排水管网动态监测技术规程》(DBJ/T15-198-2020)。总结江苏省各地工作实践,按照城市生命线安全工程建设要求,对于全过程的城市排水防涝监测提出相关建议:
2.1监测原则
由于排水防涝监测的建设费用较高、设备寿命相对较短及后期运维更换费用巨大,排水防涝监测既要反映设施的运行状态、重要保障对象的安全状态等,又要节约投资、避免重复建设[7]。所以,排水防涝监测工作应遵循安全可靠、技术先进、经济合理、资源共享的原则。
由于城市排水防涝工程体系的系统性较强,所以监测工作应涵盖易淹易涝点和重要保障对象、排水管渠、雨水泵站、河道、排涝泵(闸)站、雨水调蓄设施等全过程。有条件的地区,可结合水文、水动力模型应用需求,构建独立排水分区监测体系,监测对象可增加源头减排设施,监测指标可包含水质水量,监测数据成果间隔需达分钟级并与场次降雨时间同步。
2.2监测布点
监测设备布设应遵循系统性、代表性、经济性、易实施、动态化的基本原则。监测点位的选择应注意:监测点位的服务范围应基于排水分区进行合理划分,并确保清晰明确;充分利用现有监测点位,不重复建设;对选定的监测点位进行现场踏勘,同时应便于安装维护;监测点位能够反映排水防涝设施运行的系统特性、易淹易涝点及重要保障对象的积淹水状况,并能满足内涝预警、应急处置及行业综合监管要求。
考虑动态变化的情况,监测布点宜采用长期监测和临时监测相结合的方式:重要保障对象及无更新改造计划的排水防涝设施,采用长期监测方式;一定建设周期内有改造计划的排水防涝设施采用临时监测,临时监测的持续时间不宜小于1个汛期;未采取整改措施的易淹易涝点应采用长期监测,整改后可改为临时监测;汛期应对大型第三方施工项目采用临时监测。
2.2.1易淹易涝点和重要保障对象
开展易淹易涝点和重要保障对象监测时,可根据表1确定监测对象及指标。
根据风险评估结果及监管需求,在易淹易涝点、重要保障对象及周边布设1个以上积水深度监测点。
应在下穿式立交、涵洞、隧道等高程低点位置布设1个以上地面积水深度监测点,并在行车出入口处设置警示警报标识/装置;二甲以上医院、学校、城市轨道交通、
表1监测对象及指标
火车站、供水供电燃气设施、指挥调度(应急)中心等重要保障对象应布设积水深度监测点,监测点位宜结合场地实际,在进出通道、低洼点、重要场所等点位布设;地下人防设施、地下供水供电设施、地下商业综合体等地下空间入口应布设积水深度监测点;易淹易涝点高程低点应布设地面积水深度监测点;对于安装在居民小区、重要交通枢纽等人员密集场所的积水深度监测设备,可同时具备现场声音、视觉等预警提示功能。
涉及人身、重大财产安全的易淹易涝点和重要保障对象(如隧道、涵洞、城市轨道交通、地下空间等出入口等)宜增加视频监控,并应充分共享公安、交通、城管等部门已有视频监控。雨量监测应充分利用相关部门已有雨量监测点,若不能满足要求则应补充设置。雨量监测点的布设宜满足每5-10平方公里一个。可针对易淹易涝区域井盖发生问题频次较高的检查井(基于历史数据分析)进行井盖位移、水浸实时监测。
2.2.2排水管渠及泵站
开展排水管渠监测时,可根据表2确定监测对象的监测指标。
(1)监测点位布设应基于排水管网服务范围、拓扑结构和历史数据的分析结果,设置在监测指标可能发生明显变化的节点。
(2)关键节点的液位监测点布设应符合下列规定:存在变径、倒虹、逆坡、连续直角拐弯、抬高管等显著影响过水能力的位置设置液位监测点;原则上,大于5平方公
里独立排水单元的关键节点至少设置一个液位监测点;积水点周边干管设置液位监测点;大型施工工地上下游节点检查井设置液位监测点;大型重要排口上游节点检查井设置液位监测点;下穿式立交、涵洞、隧道等高程低点附近干管宜布设液位监测点。
(3)安装有截流设施的大型重要排口及其他雨水管渠重要排水口应布设液位监测,宜布设视频监测。
(4)雨水泵站及合流泵站液位监测点的布设应符合下列规定:雨水泵站及合流泵站前池应布设液位监测,宜布设视频监测,开放式前池宜配套布设水尺监测;雨水泵站及合流泵站的非压力出水井宜布设视频监测点;雨水泵站及合流泵站下游河道应布设液位监测点。
(5)末端调蓄池应布设液位监测,宜布设视频监测:末端调蓄池内应布设液位监测点;末端调蓄池下游排口处宜布设视频监测点。
(6)有条件的城市,宜在井盖发生问题频次较高的节点(基于历史数据分析)安装井盖监测设备,对井盖位移、水浸作实时监测。
(1)开展河道、排涝泵(闸)站监测时,可根据表3确定监测对象的监测指标。
(2)河道的监测点布设应遵循以下原则:宜在沿河泵站和雨水排口出流处对应的河道成对布设水位对比监测点;河道水力特征变化明显的上游断面应布设水位监测,宜布设视频监控;应充分共享水利、水文等部门已有监测设备。
表3河道、排涝泵(闸)站监测布点
(3)每个排涝泵(闸)站应设置不少于1个水位监测,并配备视频监控。在闸门附近进行视频监测时,监测站点视角应覆盖闸门全貌,可跟踪查看闸门启闭状态。
(4)具备条件的排涝泵(闸)站,宜增加主要设备启闭状态、闸门开度、开机台时等运行工况接入信息化平台。