由福建福州水务集团有限公司所属福州城建设计研究院有限公司牵头,联合所属福建海峡环保集团股份有限公司、福州市城市排水有限公司共同完成的项目“基于排水模型的城镇排水管网系统优化研究与应用——以福州洋里为例”,通过构建“三个片区、三个模型”的研究体系,将离线与在线排水模型深度应用于管网排查、改造设计与智慧管控,为城市排水系统的精细化治理提供了可复制、可推广的“数字方案”。
项目概况:三区三模,系统破局
项目选取福州市洋里片区作为核心研究对象,形成了洋下河5000m?调蓄池模型、洋里污水干管模型、五四北排水实时模型三大应用场景。通过离线模型、实时数据监测和在线模拟分析,实现了对排水管网运行状态的精准模拟、问题诊断与改造决策支持。

项目研究片区范围
创新突破:多维截蓄,智能管控
项目在技术路径上实现了多项创新。一是对比研究了三种截蓄方式(基于液位、基于降雨强度、基于水质指标)对管网负荷与溢流污染的控制效果,为调蓄池的优化运维提供了科学依据。

洋下河雨水调蓄系统

基于水质监控的双闸门混流雨水截蓄装置
二是探索了一套运用城市排水管网模型进行辅助设计的完整方法,能够对未来管网运行情况进行预测与推演,实现了从离线分析到在线实时监控的跨越,为排水系统的主动预警与动态调度打下基础。

技术路线
应用成效:精准诊断,降本增效
目前,项目成果已在多个重点工程中得到验证,显著提升了排水管网排查与设计的科学性和效率。通过模型模拟与现场核对,项目在五四北片区精准识别了管道淤堵、排水能力不足、雨污混接等关键问题,例如利用实时模型发现雨天外水大量混入南平东路,单次降雨混入量约1.6万吨,为后续雨污分流改造提供了量化依据。基于模型分析,项目提出了扩大管径56处、清淤养护易淤积管道、增设液位监测点等具体改造建议,使管网改扩建更具针对性,减少不必要的工程量。项目累计构建5个排水模型辅助管网排查,发现管网刚需改造约42处。

福州五四北实时排水模型平台

污水管网纵断面分析
此外,该成果还在深圳湾流域市政排水管网完善工程、白石洲村排水设施改造工程等深圳重点项目中推广应用,有效解决了排水管网现状排查困难、分析碎片化的问题,提升了设计质量与业主认可度。
创新硕果:从理论到实践的跨越
当前,项目已形成一套完整的知识产权与成果体系,包括1项“基于水质监控的双闸门混流雨水截蓄装置、系统及方法”发明专利,其提出的基于水质的截流控制方法为调蓄池的能效提升提供了技术路线,可大幅减少下游污水处理厂混入低浓度混流污水。在论文方面,4篇发表于《中国给水排水》《给水排水》《市政技术》及国际期刊的学术论文,涵盖截流式排水系统完善、低影响开发、排水管网模型研究进展、调蓄池RTC模拟优化等方向。这些成果不仅为福州洋里片区排水系统的智慧化改造提供了关键技术支撑,也为国内同类城市的排水管网精细化治理与模型应用提供了可借鉴的技术路径与实践经验。

项目成果
传统模式下,管道淤堵、雨污混接、溢流污染等问题往往依赖人工经验排查,效率低且难以量化。如今,随着数字化和智能化的推进,离线和在线排水模型结合扎实的专业能力,让每一段管道拥有了“数字孪生体”,水流在哪里受阻、雨天外水从哪里涌入、调蓄池何时开启最有效——这些曾经模糊的判断,变成了屏幕上的精准曲线与决策依据。从福州洋里到深圳湾,一项项模型成果正转化为实实在在的工程优化。福州水务人以数字技术守护城市“里子”,不断探索引进先进的数字模拟技术,让排水系统更聪明、更健康,也让我们生活的家园更有韧性。
(来源:福州水务集团)