排水管道运行安全风险评估与防控策略研究

引言​

城市化快速发展使排水管道网络不断扩展，其运行环境的复杂性显著提升。管道在长期使用中易受材质劣化、地质变动、人为活动等因素影响，导致破裂、堵塞等问题频发，不仅影响排水功能，还可能引发环境污染和公共安全事件。目前，我国城市排水管道安全管理仍存在风险识别不全面、评估方法单一等问题。因此，开展排水管道运行安全风险评估与防控策略研究，对完善城市基础设施管理体系具有重要现实意义。

一、排水管道运行安全风险评估指标体系构建

1.1 管道自身属性风险指标

管道自身属性是影响运行安全的基础因素，主要涉及管道材质、结构特征与使用状态等方面。材质方面，不同材料的耐腐蚀、抗老化性能存在差异，直接影响管道使用寿命；结构特征包括管径大小、敷设方式、连接工艺等，不合理的结构设计易引发应力集中等问题；使用状态主要体现在管道老化程度、破损状况、淤积情况等，长期运行产生的结构损伤会逐步降低管道承载能力。这些指标从管道本体出发，反映其固有安全隐患。

1.2 外部环境影响风险指标

外部环境对排水管道运行安全构成重要威胁，涵盖自然环境与人为环境两大类别。自然环境因素包括地质条件、水文状况、气候特征等，地质沉降可能导致管道变形，强降雨会增加排水压力；人为环境因素涉及周边施工活动、地面荷载变化、非法排污行为等，第三方施工的不当操作易造成管道破损，过度荷载会影响管道结构稳定性。

1.3 运行管理状况风险指标

运行管理水平直接关系排水管道的安全状态，主要包含日常养护、监测能力与制度建设等内容。日常养护方面，若巡检频率不足、维护措施不到位，易使小问题演变成大故障；监测能力体现在是否具备完善的监测系统，能否及时发现管道异常情况；制度建设涉及岗位职责划分、应急处置流程制定等，管理机制不健全会导致风险防控工作缺乏系统性和规范性，影响整体安全管理效果。

二、排水管道运行安全风险评估方法探索

2.1 基于层次分析法的风险定性评估

层次分析法通过将复杂的风险评估问题分解为不同层次，明确各风险因素的重要程度。首先建立目标层、准则层和指标层的层次结构，然后通过专家打分构建判断矩阵，计算各指标的权重值，进而确定主要风险因素。在实际应用中，需组织不同领域专家参与评估，涵盖管道工程、市政管理、安全技术等专业背景，以减少单一领域知识局限带来的偏差。这种方法能够系统梳理风险影响因素，适用于风险识别阶段的定性分析，帮助研究者明确评估重点，为后续量化评估奠定基础。在操作过程中，需对判断矩阵进行一致性检验，确保评估逻辑的合理性，但其结果受专家主观判断影响较大，需结合实际情况进行调整优化。

2.2 结合模糊综合评价的风险量化评估

模糊综合评价法针对风险因素的不确定性和模糊性，通过建立隶属函数将定性描述转化为定量数据。在确定风险指标权重的基础上，构建模糊评价矩阵，对各指标风险等级进行量化评分，最后通过综合运算得出总体风险值。该方法需先划分风险等级标准，如将风险程度分为极低、低、中、高、极高五个等级，并明确各等级对应的特征描述。在计算过程中，可采用加权平均法或最大隶属度原则确定最终风险等级，增强评估结果的可操作性。这种方法能够有效处理评估过程中的模糊信息，提高风险评估的精确性，适用于对管道运行风险的整体量化分析。通过将抽象的风险概念转化为具体数值，为风险等级划分提供科学依据，便于管理部门制定差异化的防控措施。

2.3 融合物联网技术的动态风险评估

物联网技术通过在管道关键位置安装传感器，实时采集流量、压力、温度等运行数据。数据传输至管理平台后，通过大数据分析技术识别异常波动，及时发现潜在风险。传感器的布设需结合管道拓扑结构，重点覆盖易发生故障的节点区域，如管道交汇处、老化严重路段等，确保监测数据的代表性。管理平台需具备数据存储、分析和可视化功能，能够自动生成风险预警报告，为管理人员提供决策支持。这种动态评估方法打破了传统人工巡检的局限性，实现了风险监测的实时化和自动化，能够快速响应管道运行状态变化。通过持续的数据积累，还可建立风险演化模型，预测管道风险发展趋势，为风险预警和及时处置提供数据支持，提升了风险评估的时效性和准确性。

三、排水管道运行安全风险防控策略制定

3.1 管道全生命周期养护维修策略

全生命周期养护维修策略覆盖管道从建设到废弃的整个过程。在规划设计阶段，选择适宜的管材和敷设方式，考虑未来荷载和环境变化；运营阶段制定常态化巡检计划，采用专业设备进行内部检测，及时修复局部破损和淤积问题；对于老化严重的管道，实施更新改造工程，采用非开挖修复等先进技术减少对城市交通和居民生活的影响。通过分阶段、有针对性的养护维修措施，延长管道使用寿命，降低运行风险。

3.2 外部风险源监测与管控策略

对管道周边施工区域设置防护设施和监测点，如安装位移传感器实时监控施工对管道的影响，要求施工单位制定专项保护方案并报备审批；加强对排水户的监管，建立排水许可制度，严禁非法排污行为，定期对排水水质进行抽检，防止管道腐蚀和堵塞；定期评估地面荷载变化情况，在管道上方道路设置限重标识，限制超重车辆通行，对重载路段进行路面加固处理，避免管道承受过大压力。同时，建立多部门联动机制，整合市政、城管、环保等部门资源，开展联合执法检查，对违规行为进行处罚，对外部风险源进行综合治理，形成常态化管控模式，减少外部因素对管道安全的威胁。

3.3 应急响应与风险预警机制建设策略

应急响应与预警机制建设需从预警、处置、恢复三个环节入手。建立风险预警模型，根据监测数据预测风险发展趋势，及时发布预警信息；制定完善的应急预案，明确应急处置流程和责任分工，定期开展应急演练，提高快速响应能力；事故发生后，迅速组织抢修队伍进行处置，减少事故影响范围，并做好事后评估和恢复工作。通过构建全链条的应急管理体系，提升对突发风险的应对能力。

四、结论​

排水管道运行安全风险评估与防控是保障城市基础设施正常运转的重要环节。本文通过构建包含管道自身属性、外部环境、运行管理的风险评估指标体系，结合层次分析、模糊评价及物联网动态评估方法，形成了系统性的风险评估框架。在此基础上提出的全生命周期养护、外部风险管控、应急预警机制等防控策略，为降低管道运行风险提供了实践路径。研究成果有助于完善排水管道安全管理体系，为城市排水系统的稳定运行提供技术支持，对提升城市公共安全保障能力具有重要意义。

参考文献

[1] 成浩科 , 张亚洁 , 张浩 , 等 . 基于排水管网在线液位监测的管网运行状态诊断 [J]. 中国给水排水 ,2024,40(10):107-113.

[2] 朱雪峰 . 基于声学特征和深度神经网络的排水管道缺陷识别方法研究[D]. 昆明理工大学 ,2022.

[3] 孙露 . 基于运行工况的排水管网漏损范围评价研究 [D]. 哈尔滨工业大学 ,2021.