城市地下的供水管网作为输水载体,管线跨度大、敷设环境复杂、管道服役年限参差不齐,容易产生水体二次污染风险。精准识别管网各种潜在水质隐患,建立常态化风险防控机制,高效处置水质突发异常事件,是供水企业长期需要落实的核心工作。
本文结合国内供水运维实践,系统梳理管网典型水质风险,提出水质风险管控思路与落地应对举措,筑牢城市供水水质安全防线。
一、供水管网先天运行条件带来的水质管控挑战
城市供水管网规模庞大,长期不间断运行,受地下空间环境、管网布局、管材条件等多重因素制约,客观存在诸多影响水质稳定的短板。
一是地下管线规模庞大密集交错。
供水管线常与雨污排水、通信、燃气管线同区域敷设。道路开挖、基坑施工、管道抢修等外力作业,易造成管道接口松动渗漏。管道失压形成负压时,周边泥土、污水存在倒灌入侵风险;外力扰动还会搅动管壁沉积杂质,直接引发水体浊度上升。
二是管网布置形式各有局限。
枝状管网末端水体流动性不足,易形成滞流管段,水体停留时间增加;环状管网供水可靠性更高,但管网节点众多,水力平衡调控难度较大。两种布局均容易出现局部水龄偏高问题,加速余氯衰减,为微生物繁殖创造条件。
三是老旧管材腐蚀问题。
老城区仍留存大量老旧管线,管道长期受水体侵蚀发生锈蚀、内壁结垢,腐蚀剥落物是居民黄水、铁锈水投诉主要诱因;部分管道内衬老化破损,持续对管网水质造成负面影响。
四是管网资料的完整性问题。
多数供水企业已部署管网GIS系统,但管线改造、抢修、迁改资料未能及时同步更新。老旧隐患管线、滞流末端点位资料不全,水质异常发生后溯源排查效率不足,难以实现风险前置预警。
二、管网运维四大高频水质风险场景
结合各地供水运行实例,管网水质异常大多集中在工程作业扰动、水力工况失衡、工程遗留隐患、监测保障不足四大场景。
第一,管线施工抢修。
管道抢修、新管接驳期间,若阀门密闭效果不佳、管道冲洗排气工序缺失、排空不彻底,沉积物、空气进入管网,造成区域浊度突增;新建管道消毒管控不严,高浓度消毒液窜入市政管网,也引发余氯超标、刺激性异味投诉。
第二,管网末梢水体滞流
小区支管、偏远末端管线水体循环不畅,余氯持续消耗得不到有效补充。一旦余氯低于管控阈值,管壁易滋生生物膜,进而诱发亚硝酸盐升高、水体异味等问题,高温夏季风险显著上升。
第三,违规管线混接形
雨水管道、中水回用管道与市政供水管网私自连通,未设置隔断装置与单向止回设施。汛期水位波动时,非饮用水存在倒灌风险,属于高等级水质安全隐患。
第四,水质监测体系仍有短板。
在线监测点位布局不均衡,薄弱区域缺少实时监控;施工震动、管网压力波动容易造成监测仪表数据失真,难以及时捕捉水质变化,错失最佳处置窗口。
三、管网水质管控及应对措施
按照预防为主、防治结合、智慧赋能、闭环管理的原则,从管网改造、工程管控、水力调度、精细运维、监测预警、数字赋能、应急管理七个维度,构建全流程管网水质管控体系,全面保障供水水质安全。
(一)开展老旧管网更新改造
重点对腐蚀严重、漏损较高、水质投诉集中的老旧管段实施更新改造,优先采用非开挖修复工艺,减少停水影响与施工扰民。新建管网全部采用合格优质管材,严控内衬施工质量,从源头防范管道腐蚀、结垢等水质隐患。
(二)强化管网工程全过程管控
严格落实管网新建、改造项目并网准入管理,无专项水质保障方案不得施工。所有管线必须完成冲洗、消毒、检测,水质达标后方可并网,大口径管线接驳同步布设临时监测措施。强化外包施工队伍管理,落实旁站监督,严禁删减关键施工工序。
(三)优化管网水力调度,减少低氯点
优化传统供水调度方式,将水质指标与水压、水量一并纳入日常调度。通过动态调节阀门、优化泵站运行,提升管网水体流动性。梳理建立滞流点位清单,依托水力调控缩短局部水龄,有效改善管网末梢余氯衰减、水质不稳等问题。
(四)开展管网精细化运维,抑制生物膜生长
实行清单化定点管网冲洗,重点冲洗末梢、滞流管段,夏季高温时段加密冲洗频次。定期对结垢管段开展专项清洗,清除管壁沉积物。推行分区精准补氯,稳定管网余氯指标。同步强化漏损管控,防范管道渗漏、负压带来的水质污染风险。
(五)完善监测网络,构建分级预警机制
打造“在线实时监测+周期性人工采样”融合的水质监测体系,在主干管线、居民小区末梢、重点薄弱点位合理布设监测终端。明确浊度、余氯、亚硝酸盐等关键指标管控阈值,制定分级预警处置流程。出现水质告警后,第一时间完成溯源排查、现场处置、效果复核,实现闭环管控。
(六)深化数字化智慧化应用,转向事前防控
整合管网GIS档案、在线水质监测数据、水力水质模型、用户水质投诉工单。依托水力模拟工具测算全域水龄分布,提前识别潜在滞流风险区域。及时更新管线改造、抢修电子档案。长远依托海量运行数据搭建智能分析模型,逐步实现水质风险主动预判。
(七)健全全员培训与应急处置体系
树立全员水质安全理念,打破专业部门单一管理思维,针对调度、巡检、施工、抢修等一线人员开展常态化水质风险培训。持续优化水质突发事件应急预案,定期组织实战演练。遇水质异常,快速落实控源隔离、管网冲洗、溯源排查等应急举措,压缩影响范围和处置时长,保障供水稳定。
四、思考
管网水质管控具备双重目标:首要目标是严守安全底线,保障各项水质指标持续达标;再者兼顾民生需求,持续优化自来水感官口感。在保障供水安全前提下,借助精细化水力调控、分区精准补氯,避免管网余氯过高产生刺激性气味,不断提升用户用水体验。
放眼行业发展趋势,供水管网水质管理将全面迈向主动防控、智能管控新模式。依托数字化平台、水力模型、大数据分析技术,推动管理模式由“被动处置突发问题”向“提前识别隐患、主动干预风险”转变,持续筑牢城市供水水质安全屏障。
(来源:新天智慧水务)