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逢雨必淹、管网失能?——城市水系统的韧性之问与低碳答案

时间:2026-04-28 09:16

来源:中国水网

作者:赵怡茗整理

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当前,我国水务环保行业正经历深刻的周期转换。

"双碳"目标纵深推进,绿色低碳已成为行业发展的硬约束,环保企业正面临从"达标排放"向"资源能源双循环"转型升级的迫切需求,如何盘活存量资产、激活行业价值、培育新的增长曲线,成为全行业共同探索的重要命题。

2026年作为"十五五"开局之年,水务环保行业的发展方向备受各界关注。3月26日,2026(第二十四届)水业战略论坛上,市政排水体系可持续发展研究中心专家组成员方晔,以《供排水一体化背景下水系统韧性与低碳建设的思考》为题,结合行业实践与自身深耕多年的研究成果,分享了关于水务行业供排水系统优化、韧性提升与低碳发展的实践经验和深刻思考。

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方晔

01 危机与短板:供排水系统的韧性之困

为深化城市安全韧性提升行动,推进数字化、网络化、智能化新型城市基础设施建设,自2024年起,中央财政分两批确定了35个城市更新试点,将生命线安全工程纳入重点支持范围,旨在打造承受适应能力强、恢复速度快的韧性城市,增强城市风险防控和治理能力。

城市生命线安全工程作为保障城市运行的"神经中枢"与"血管系统",涵盖供水、排水、燃气、热力、桥梁、隧道等关键基础设施,是韧性城市建设的核心支撑。

然而,随着我国城镇化进入高质量发展阶段,部分城市基础设施"超期服役"、风险监测滞后等问题日益凸显,燃气泄漏、管道爆裂、桥梁坍塌、城市内涝等安全事故时有发生,直接威胁人民群众生命财产安全。

方晔指出,现有供水管网储水设施的缺失,导致供水系统韧性不足,社会以及业内对水箱水质的误解并非源于储水设施本身,而是管理不善所致。与此同时,污水厂缺乏处理突发污染的余量和能力,河道逢雨必黑、城市逢雨必淹仍是常态。现状排水设施老旧、管理粗放,使得城市排水系统韧性建设任重道远。

02 从水箱到管网:供水韧性的重构路径

方晔以珠海为例,指出该市自2000年起实施城乡供水一体化,2005年起实现城区抄表到户,接收小区供水系统及居民水箱,实行集中管养与清洗,确保用水安全。自测水质综合合格率达98.74%,疾控中心检测持续保持100%。

福州、长沙、广州等城市也保留了水箱,水质均达标。然而,大量城市取消了水箱,将高层楼宇的供水压力转嫁给市政管网和水厂,导致城市和供水系统缺乏韧性。

从供水管网压力情况来看,基本都有峰有谷,且压力峰谷差可观,多超过6米,不仅降低管网水质稳定性、增加水质超标风险,还造成局部直供用户水压偏低、增加水锤和爆管风险,同时高压区域管网漏损严重。

目前,各城市基本采用水厂二泵房直接加压到末端用户,出厂压力普遍在0.45MPa以上,部分地区甚至需安装减压阀来降低中间管网压力,管网能耗损失巨大。当前小区供水设施不容乐观,水箱浮球阀进水、生活与消防共用水箱仍占一定比例,智能控制水箱偏少,现行标准设计水箱容积偏小,实际可调节水量更小,无法满足错峰进水条件。

方晔强调,城市供水的生产与输配是一个系统工程,各项工作并非孤立。因此,在供水管理中提倡"服务向后延伸、节能向前延伸、水质全系统管理"。

供水系统节能主要体现在节约电能和降低漏损两方面,传统节能重点在水厂和泵站,但管网布局及二次供水设施的优化直接影响水厂的出厂压力及能耗。

因此,节能应从水厂向前延伸至管网和用户,提倡全系统、全方位节能,通过管网持续优化,逐步打通输配水瓶颈,降低出厂压力,实现长期节能。

具体实现路径包括:改造和新建的小区应按用水人口数量配备一定容量的水箱,强化水箱管养,并在供水低峰时段补水。已拆除屋顶水箱的小区或建筑,应创造条件恢复和完善居民楼宇加压水箱系统。

新的《供水条例》(国务院令第831号)于6月1日实施,为规范和调整小区供水现状创造了有利条件,应及早收集数据、分析研究,从标准入手提出有效解决方案,重新建立小区供水管理秩序。

此外,应根据地形地貌在市政管网中适当设置高位或地下水池,从规划开始不要求土地权属、不占用城市绿地指标,建成后池顶可建公园,还绿于民。同时,将大用户的自备水箱纳入系统统一调度,根据其用水规律,在满足用户需求的前提下规范调整用水习惯,避开供水高峰时段进水,实现削峰填谷、平衡管网压力。

管网应实施网格化分区,高出平均压力的区域采用局部加压,并配置相应容量的水池、水箱,避免加压泵在市政管道上直接抽取。引入交通设施管理理念,对供水管网实施功能性改造,在环状管网基础上多建输水管,用于跨区块调水,可参照宁波模式建设水厂环网为各区块供水。

方晔提出一个关键问题:我们的城市供水管网有调度吗?能调度吗?

现状是供水管网没有调度或仅有有限调度,只能调度水泵和极少数阀门,管网运行缺乏智能化。

因此,应对管网阀门等调度设施实施智能化改造,如更换电动头、通过管网余压发电供电、采用线性流量调节阀等,并对管网建模、引入AI,实现平稳调压、线性调量,让管网学会思考,智能、平稳、均衡地实现管网调节与优化调度。

当供水管网逐步实现集中加压与局部加压相结合、加压泵房与高低位水池相结合、水厂与环状管网及输配水管相匹配、大用户水箱纳入统一调度等理想状态时,出厂压力可降至0.35MPa左右,管网压力可维持在0.2~0.3MPa,且压力曲线趋于平直,供水能耗和漏损将直线下降。

市政高位水池、居民水箱及大用户自备水罐是供水管网优化的调蓄池和接力棒,也是韧性城市建设的重要一环,应尽可能多建设并充分利用这些设施。当调节容量达到一定比重时,还可适用峰谷电价,在节能基础上进一步节省电费。优化的供水管网,既省电,又省钱。

03 洪涝与污染:排水韧性的系统防线

在排水系统韧性建设方面,方晔提出以下实现路径:

第一,构建城市统一的排水智慧管控平台,实时监测城市排水系统运行,将供水、气象、水文、公安等数据打通,经过全系统大数据分析,实现针对内涝积水、地下空洞、水环境污染等的风险评估、实时监测、预测预警和应急指挥调度,做到环境风险精准预警、设施运行精准调度、应急处置精准施策。

第二,为应对突发污染事件以及初雨水、雨污混流的前期雨水,应从规划开始,适当扩大污水厂单厂规模,设置超越管线,工艺选择可考虑一级、一级强化或二级处理。相邻污水厂应互为冗余、互为备份,增加厂与厂间的连通管道。设置一级强化处理和快速净化设施的出水标准,降低初期雨水、溢流污水处理后的排放标准,有助于排水系统快排,降低内涝风险,同时增加污染物削减量,使污水输送和处理系统逐步具备适量冗余和调度能力。

第三,应实现"外来水不进城、本地水不外排"。城与城、集镇与集镇之间应恢复和建立洪涝调蓄设施,如人工湖、湿地等,且具备调度功能,最大限度纳蓄洪水。国家"十五五"规划纲要提出加强国家蓄滞洪区建设,建设和完善环山截洪沟及高水高排通道,将山洪直接引入江、河、湖、海,减少和避免跨区域排水,构建泄洪通道解决跨区域排水。

同时,让市政排水系统与水利泄洪系统融合,利用城市道路作为行泄通道(水位15cm以下不影响车辆行驶),配合城市绿地、市民广场等公共用地临时蓄水,提高提升泵站等排涝设施的强排能力。还应强化排水系统调度,降雨前预降河道水位、腾空管网容量,优化排水路径,减少积水滞留时间,确保水浸期间重点部位安全,如地下设施不淹水、生命通道畅行无阻。

方晔总结道,城市水系统韧性与低碳建设并非一次性的项目,而是一个从规划开始、数据驱动、模型支撑、不断优化、不断改造的智能化管理过程。通过科学预测、主动调整和精细化运营,最终实现水系统安全、韧性、低碳、高效和可持续水能管理的长远目标。

对于任何城市或企业而言,投资于水系统韧性与低碳建设,都是保障民生、节约资源、应对未来挑战的战略性选择。城市水系统韧性与低碳建设,道阻且长,行则将至。

编辑:赵凡

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