基于多维度协同的市政污水管网规划建设与运维一体化策略

0. 引言

市政污水管网作为城市环境治理的重要组成部分，承担着污水排放、收集、运输和处理的重任。在传统的污水管网系统中，规划、建设与运维各环节之间缺乏有效的协同，导致了资源浪费、施工周期延长、运维成本高等一系列问题。随着信息技术和智能化管理的快速发展，推动市政污水管网规划建设与运维一体化，已成为提升管网管理水平和服务质量的必然趋势。多维度协同管理能够通过信息化平台、智能设备和协同机制的整合，提高管网管理的效率和准确性。本文基于这一背景，提出了适用于市政污水管网的规划建设与运维一体化策略，旨在为相关政策制定者、技术人员以及城市管理者提供科学的决策支持。

1. 市政污水管网规划建设与运维的现状与不足

1.1 市政污水管网规划建设和运维的现状

市政污水管网系统是城市基础设施的核心组成部分，负责收集、输送和处理城市污水。其日常运维包括管网巡查、管线检查、管网清疏等工作，其主要目标是维持现有管网处于良好的功能状态与结构状态，保证管网排水通畅和安全运行，并将设施的功能充分发挥出来。据国家统计局统计，截至 2022 年，我国城市排水管道总长度为 8.72×10⁵km ，较 2012 年增加了 98% 。部分城市在污水管网规划设计和运行维护中使用了现代化的技术手段，以满足日益增长的城市需求。例如，何佩伟 将建筑信息模型（BIM）技术运用到管网项目建设中，增强了工程中信息的共享与协同。徐卫星等[2] 对大学地下管网管理的新模式进行了研究，使用新技术从而提升了城市地下管网运营管理的水平。随着自动化技术的引入，污水管网的管材选择、管道布局、设计标高等均能通过软件模型进行精细化调整，提升了规划设计的科学性和精度。

1.2 市政污水管网规划建设和运维的不足

当前，我国很多城市的污水管网设计和运行维护存在缺陷。部分城市排水系统单一，如雨污混接、处理水量不足、管网堵塞等，且出现问题的可视性不足导致无法及时发现和处理 [3]。污水管网中还会存在着大量的渗水、淤积、破损和堵塞的问题，有些城市已经开始对管道内环境、排水系统的健康情况进行监测，但监测结果通常以视频、报表的方式保存，这些传统的监测工作给运维带来了一定的不便。随着城市化的快速发展，传统的地下管网运维管理已经无法满足现代城市污水管网运维管理的需求。城市污水管网建设项目通常涉及大规模的土建工程，且项目复杂，施工周期较长。部分城市的污水管网建设受到资金不足、工程协调难等因素的限制。特别是污水管网的老化问题，导致现有管网的更新改造变得尤为艰难。由于各施工单位之间的协调不足，污水管网的施工质量往往难以保障，影响了后期的运行和管理 [4]。

1.3 市政污水管网规划建设和运维的优化方向

为解决市政污水管网规划建设和运维中的问题，优化方向应着重于提高信息化水平和加强资源配置。BIM 模型的精细化水平高，但是缺乏大范围的空间数据。因此，通过引入地理信息系统（GIS）和大数据分析，能够有效提升污水管网的规划精度和管理效率。运用 BIM+GIS 技术可以实现管网运维的可视化，帮助设计人员更好地理解城市污水排放的分布规律和潜在问题 [5]。物联网是利用传感器收集、获取对象的信息，并将多种感知信息接入互联网，实现对象的监测与管理。将 BIM 技术与物联网技术相结合，可对管道的流量、压力进行实时监控，并对管道进行门限预警，迅速进行故障定位等。通过多部门之间的协同工作，能减少资源浪费和工程延误 [6]。更重要的是，政策的支持和资金的保障将对污水管网建设起到关键作用，通过建立长效机制，确保管网建设的持续推进。

2. 市政污水管网运维一体化管理策略

2.1 运维一体化的概念与重要性

市政污水管网的运维一体化管理，是指通过信息化、智能化手段，将规划、建设与运维过程有机融合，形成全生命周期的管理模式。在这一管理模式中，信息的共享与实时反馈机制至关重要。不同于传统的污水管网运维，运维一体化强调将管网的建设、使用及维护纳入一个系统化、协同化的框架中，确保每一环节都能无缝衔接，提高管理效率。通过运维一体化，污水管网的运行和维护能够更加精准和高效，极大减少了资源的浪费和运营成本。在国内某些城市的应用案例中，智能化设备和信息化平台的结合，极大提高了管网的运行效率和问题解决速度。借助大数据与云计算技术，相关部门能够实时监控污水管网的运行状态，确保及时发现问题并进行处理。

2.2 运维一体化实施中的技术支持

物联网技术的引入，使市政污水管网的运维更加精确和高效。通过在管网的关键位置部署传感器，实时采集水流量、水质、管道压力等数据，形成全程监控体系。这些传感器将收集到的数据传输至云平台，运维人员通过平台进行数据分析与处理。某市采用了这种物联网系统，能够实时检测到管网中的异常变化，如堵塞、泄漏等问题。对于泄漏点，系统不仅能够及时报警，还能够根据历史数据预测可能的故障位置，提前采取应急措施，从而有效防止更大范围的损失。该系统的实施提高了管网的响应速度和维修效率，避免了传统运维中常见的设备检查不及时或响应慢的问题。

2.3 运维一体化的实施路径与发展趋势

智能化监控系统是污水管网运维一体化的核心。通过全面部署传感器和监测设备，能够对污水管网进行全天候、全方位的实时监控。某市在其污水管网中安装了智能传感器，定期对管道状态进行远程监测。传感器能实时收集水流、温度、压力等数据并上传至云平台，运维人员可以实时查看管网的运行状况。当管网出现异常，如水压波动或水质变化时，监控系统会自动报警，便于运维人员及时排查故障点。这种智能监控系统，减少了人工巡检的频率，提高了管网故障的响应速度。数据共享是实现污水管网运维一体化的关键。通过跨部门的数据共享平台，规划、建设、运维等各环节的相关数据可以实现实时互通和共享。

3. 结论

市政污水管网的规划建设与运维管理对于城市的可持续发展至关重要。通过实施运维一体化策略，能够有效整合规划、建设与运维各环节，提升管网管理的效率与质量。信息化、智能化手段的引入，尤其是物联网、大数据和人工智能的应用，为管网管理提供了强有力的技术支持。智能监控系统的建立、大数据分析的运用及跨部门协同合作的推进，极大地提高了管网故障响应速度和维护精度，确保了污水管网的平稳运行与长期可持续性。随着技术的不断进步，运维一体化管理在未来将更加智能化、自动化。管网的监控和维护将不再依赖传统的人工检查，而是通过数据驱动的精准决策进行高效管理。为了实现这一目标，未来的市政污水管网管理不仅需要依靠先进的技术，还需要完善的政策支持与资金保障。通过系统的优化与创新，市政污水管网的运维管理将向更加高效、精细化的方向发展，进一步推动城市环境治理水平的提升。

参考文献：

[1] 何佩伟 . BIM 技术在城市地下综合管廊建设中质量控制要素应用 [J]. 黑龙江交通科技 , 2022, 45(06): 159-161.

[2] 徐卫星 , 周悦 . BIM+GIS 技术在高校校园地下管网信息管理中的应用研究 [J]. 施工技术 , 2017, 46(06): 53-55.

[3] 胡学斌 , 颜文涛 , 何强 . 基于 GIS 的城市污水管网监测维护决策支持系统设计 [J]. 重庆大学学报 , 2010, 33(07): 108-114+122.

[4] 康桂亮 . 市政道路排水管道建设意义与施工技术分析 [J]. 工程技术研究 , 2023, 8(12): 67-69.

[5] 庞雪飞 , 李阳春 , 蔡振兴 . 基于 BIM+GIS 的地下综合管廊项目智慧管理平台的构建 [J]. 中国产经 , 2022, (12): 67-69.

[6] 黄超 , 揭敏 , 席鹏 , 等 . BIM⁺ 物联网在水环境监测中的技术应用 [J]. 建筑施工 , 2020, 42(05): 844-847.