排水管网监测是否需要包含管网节点淤积程度与管道结构完好性的监测?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-12-08 | 0 次浏览 | 分享到:
排水管网监测必须包含节点淤积程度与管道结构完好性监测。节点淤积会缩小过流断面、引发内涝与二次污染,结构损坏则可能导致管网失效、路面塌陷等风险,二者协同监测可构建全维度健康管理体系。通过管道机器人、声呐探测等技术实现淤积与结构状态的精准监测,结合数据联动分析,为管网清疏养护、更新改造提供科学依据,降低运维成本并提升运行安全性。

排水管网作为城市水循环系统的核心基础设施,承担着雨水排除、污水输送的关键职能,其运行状态直接关系到城市防洪排涝能力、水环境质量乃至居民生活安全。在当前排水管网监测体系建设中,“是否需要包含管网节点淤积程度与管道结构完好性监测” 成为行业关注的核心问题。从实际运行需求、风险防控、成本优化等维度分析,管网节点淤积程度与管道结构完好性监测不仅是排水管网监测体系的重要组成部分,更是保障管网长期稳定运行、提升内涝防治能力、降低运维成本的关键支撑,二者共同构成了排水管网 “健康监测” 的核心内容,缺一不可。


一、管网节点淤积程度监测:破解排水能力衰减的 “隐形杀手”

管网节点淤积是排水管网运行中的常见问题,尤其在多雨地区、老旧城区及工业废水排放区域,泥沙、杂物、油脂等污染物易在管网检查井、交汇处、变径节点等位置沉积,形成淤积层。若仅监测管网水位、流量等常规指标,忽视节点淤积程度监测,将导致管网实际过流能力与设计能力严重脱节,成为内涝、污水外溢等问题的 “隐形杀手”,其监测必要性主要体现在以下三方面:


从内涝防治角度看,节点淤积直接导致管网过流断面缩小,降低排水效率。在降雨时段,淤积节点会形成 “瓶颈效应”,上游来水无法快速通过,引发管网水位骤升,进而导致路面积水、雨水倒灌等内涝问题。例如,某老旧城区雨水管网检查井长期淤积,淤积深度达 750px,占管道直径的 40%,在短时强降雨天气下,该节点上游 500 米范围内路面积水深度超过 1250px,严重影响交通通行。若通过监测提前掌握节点淤积程度,及时开展清疏作业,可有效避免此类问题。排水管网监测体系若缺失淤积监测,仅依赖水位数据判断管网运行状态,可能误将 “淤积导致的水位升高” 判定为 “降雨量过大”,导致调度决策失误,延误内涝处置时机。


从水质保护角度看,节点淤积物在雨水冲刷或管网压力变化时,易发生二次污染。淤积物中含有的有机物、重金属等污染物,会随水流进入自然水体,导致水体黑臭、水质恶化;同时,淤积物长期厌氧发酵会产生硫化氢等有毒气体,腐蚀管道内壁,加剧管道损坏风险。例如,某城市污水处理厂进水口前的管网节点存在严重淤积,雨季时淤积物被冲刷进入处理厂,导致进水水质 COD 浓度骤升 3 倍,超出处理厂负荷,部分污水未经处理直接排放,造成周边河流污染。通过节点淤积程度监测,可定期掌握淤积物成分、厚度等信息,制定针对性清疏计划,从源头减少二次污染风险,这是仅监测水质指标无法实现的预防性保护。


从运维成本优化角度看,节点淤积程度监测可实现 “按需清疏”,避免盲目作业。传统管网清疏依赖固定周期或人工巡检,存在 “过度清疏” 或 “清疏不及时” 的问题:过度清疏会增加设备损耗、人工成本,且频繁作业可能对管道结构造成破坏;清疏不及时则会引发内涝、污染等问题,导致更大损失。通过淤积程度监测,可精准掌握各节点淤积等级(如轻度淤积:淤积厚度<250px;中度淤积:10-500px;重度淤积:>500px),针对中度及以上淤积节点优先开展清疏,轻度淤积节点延长监测周期,实现 “靶向清疏”。某城市通过引入节点淤积监测后,管网清疏成本降低 25%,清疏效率提升 40%,充分体现了淤积监测的经济价值。


当前,节点淤积程度监测可通过多种技术实现:采用管道机器人搭载高清摄像头、激光雷达,直观拍摄淤积物形态、测量淤积厚度;通过声呐探测设备,在管道满水或高水位状态下,穿透水体检测淤积分布;结合流量监测数据,通过水力模型反演管网过流能力,间接判断节点淤积情况。这些技术的应用,可实现淤积监测的自动化、精准化,为管网运维提供数据支撑。


二、管道结构完好性监测:防范管网功能失效的 “安全屏障”

管道结构完好性是排水管网正常运行的基础,管道破裂、变形、接口渗漏等结构问题,不仅会导致管网输水能力下降,还可能引发路面塌陷、地下水污染等安全事故。若排水管网监测仅关注运行参数,忽视结构状态监测,将无法及时发现潜在风险,可能造成 “小病拖成大病” 的严重后果,其监测必要性主要体现在以下三方面:


从运行安全角度看,管道结构损坏会直接导致管网功能失效,引发连锁风险。例如,混凝土管道因老化、腐蚀出现裂缝,雨水会渗入管道周边土壤,导致土壤流失,形成地下空洞,最终引发路面塌陷;塑料管道因外部压力过大发生变形,过流断面缩小,排水能力骤降,加剧内涝风险;管道接口渗漏会导致污水渗入地下水层,污染地下水源,威胁居民饮用水安全。某城市曾因未开展管道结构监测,一处污水管道破裂后未及时发现,渗漏污水污染周边地下水,导致 3 个小区居民用水异味,后续修复不仅花费巨额成本,还引发居民投诉。管道结构完好性监测可提前发现这些隐蔽性问题,通过 “早发现、早修复”,避免安全事故发生,这是仅监测流量、水位无法替代的安全保障。


从管网寿命延长角度看,结构完好性监测可实现管道全生命周期管理。排水管网设计使用寿命通常为 30-50 年,但实际运行中,土壤腐蚀、外部荷载、温度变化等因素会加速管道老化。若缺乏结构监测,无法掌握管道老化程度、损坏位置,可能导致部分仍可正常使用的管道被提前更换,造成资源浪费;或部分已严重损坏的管道未及时更换,引发安全事故。通过结构完好性监测,可建立管道 “健康档案”,记录管道材质、使用年限、损坏类型及程度等信息,评估管道剩余使用寿命,制定差异化更新改造计划。例如,对轻度腐蚀的管道采用内衬修复技术,延长使用寿命;对重度损坏的管道优先列入更换计划,实现管网资源的优化配置。某城市通过结构监测,将管网平均使用寿命延长 5-8 年,大幅降低了管网更新成本。


从应急响应效率角度看,结构完好性监测可提升事故处置的精准性。当管网发生破裂、渗漏等问题时,传统排查需通过人工巡查、路面探测等方式,耗时费力,且难以精准定位损坏位置。例如,某城市地下管网破裂导致路面出现积水,人工排查 3 天仍未找到损坏点,最终通过管道机器人探测才确定位置,延误了修复时机,造成周边交通拥堵。若提前开展结构完好性监测,建立管道结构数字模型,标注潜在损坏风险点,当事故发生时,可快速匹配风险点数据,精准定位损坏位置,缩短处置时间。同时,结构监测数据还可辅助制定修复方案,例如根据管道破裂程度、位置,选择开挖修复或非开挖修复技术,提升修复效率与质量。


当前,管道结构完好性监测技术已较为成熟:采用管道内窥检测机器人(CCTV),可深入管道内部,拍摄高清影像,识别裂缝、变形、接口渗漏等问题;采用电磁检测技术,通过检测管道外壁腐蚀情况,评估管道结构强度;采用光纤传感技术,实时监测管道变形、振动等参数,实现结构状态的连续监测。这些技术的应用,可实现管道结构监测的全覆盖、高精度,为管网安全运行提供 “安全屏障”。


三、两者协同监测:构建排水管网 “全维度健康管理体系”

管网节点淤积程度与管道结构完好性监测并非相互独立,而是存在密切关联、相互影响的关系,二者协同监测可构建排水管网 “全维度健康管理体系”,实现 1+1>2 的监测效果。


一方面,节点淤积会加剧管道结构损坏。淤积物长期堆积在管道底部,会增加管道荷载,加速管道老化;淤积物中的腐蚀性物质(如工业废水中的酸碱物质)会腐蚀管道内壁,导致管道裂缝、穿孔;淤积导致的水流不畅,会使管道内水压升高,增加管道破裂风险。若仅监测结构完好性,不监测淤积程度,无法判断结构损坏的根本原因,可能导致修复后问题反复出现。例如,某管道因节点淤积导致水压升高,引发管道破裂,若仅修复破裂处,未清疏淤积节点,短期内管道可能再次因水压问题破裂。通过两者协同监测,可明确 “淤积→结构损坏” 的因果关系,在修复结构问题的同时,同步清疏淤积节点,从根本上解决问题。


另一方面,管道结构损坏会加重节点淤积。管道破裂、接口渗漏会导致外部泥沙、土壤进入管道,增加淤积物来源;管道变形会导致水流速度减慢,泥沙更易沉积,形成新的淤积节点。若仅监测节点淤积,不监测结构完好性,无法消除淤积的源头,清疏后淤积问题会快速复发。例如,某管道因接口渗漏,外部泥沙持续进入,导致下游节点频繁淤积,每月需清疏 1 次,后通过结构监测发现渗漏问题并修复,淤积周期延长至 6 个月,大幅降低了运维成本。通过两者协同监测,可形成 “结构修复→减少淤积→保护结构” 的良性循环,提升管网整体运行效率。


在实际应用中,两者协同监测可通过数字化平台实现数据整合。例如,将节点淤积监测数据(淤积厚度、成分)与管道结构监测数据(损坏类型、位置)纳入同一管网数字孪生系统,结合水力模型、地理信息系统,直观呈现管网 “运行状态 - 结构状态 - 淤积状态” 的关联关系。当系统监测到某区域管网水位异常升高时,可同步调取该区域节点淤积数据与管道结构数据,快速判断是淤积导致的过流能力下降,还是结构损坏导致的输水能力不足,为调度决策、运维处置提供全面数据支撑。某多雨城市通过构建协同监测体系,内涝处置响应时间缩短 30%,管网运维成本降低 20%,充分验证了协同监测的实际价值。


结语

综上所述,排水管网监测必须包含管网节点淤积程度与管道结构完好性监测。节点淤积程度监测是保障管网过流能力、防范内涝与水质污染的 “前端防线”,管道结构完好性监测是维护管网安全运行、延长使用寿命的 “后端屏障”,二者协同监测可构建排水管网全维度健康管理体系,实现从 “被动应对” 到 “主动防控” 的转变。随着智慧水务技术的不断发展,节点淤积与管道结构监测将朝着自动化、智能化、一体化方向发展,通过融合物联网、大数据、人工智能等技术,进一步提升监测精度与效率,为城市排水管网安全稳定运行提供坚实保障,助力打造 “韧性城市”“海绵城市”,守护城市水环境与居民生活安全。