城市污水干管运行风险评估方法指标体系与评估准则的研究

（9）周围大型工程建设活动

虽然外部工程建设活动可以通过技术手段在很大程度上减少对周围环境的影响，比如打桩作业可以通过预钻孔、设防震沟等措施加以限制，但有时也很难照顾到邻近的所有设施，因此污水干线周围存在工程建设活动，尤其是大型工程建设活动可能会对污水干线的安全性造成影响。统计目前污水干线周围的大型工程建设活动数量，并按数量等级评估打分（表9）。

注：每个等级中周围大型工程建设活动数量多一个评估分数加上30分

（10）地面交通

地面道路等级可以一定程度上反映干线总管上方地面道路车辆通行数量，本项目参考《公路工程技术标准》（JTG B01—2014），将将地面道路划分为五个等级（表10），每个等级设置相应的评估分数，地面交通等级越高，代表地面常规通行车辆数越多，发生运行风险可能性就越大。

（11）正常输水能力

正常输水能力可以反映在正常工况下（包括雨天与旱天），管段输水能力是否能满足现状或规划输送能力的需求。由于管段输水能力主要决定于管段提升泵站的输送能力，因此可通过管段下游提升泵站间接得到管段的输送能力。本项目首先统计不同降雨情况下干线总管提升泵站的输水情况，然后通过提升泵站与管段的位置关系，进一步确定管段输水能力，最后将管段雨天最大输水量与设计最大截流量进行比对，确定管段最大负荷率。最大负荷率划分为四个等级（表11），每个等级设置相应的评估分数，最大负荷率越大，代表管段在正常工况下发生运行风险越高。

（12）事故输水能力

事故输水能力主要指管段在检修维护、发生应急事故时，输水能力下降情况。通过计算事故输水量与正常输水能力的比值，确定管段事故输水能力，评估管段是否具有分段停水检修能力及跨片区调度能力。本项目将事故输水能力划分为五个等级（表12），每个等级设置相应的评估分数。事故输水能力越低，代表检修维护或发生应急事故时管段输水量下降幅度越大，发生运行风险可能性就越大。

（13）泵站安全运行能力

提升泵站作为干线总管系统重要组成，其安全运行能力直接决定了管段发生风险的可能性。本项目参考《泵站安全鉴定规程》泵站安全类别综合评定，将泵站安全运行能力划分为四个等级（表13），并对每个等级设置相应的评估分数。泵站安全运行能力分数越高，代表泵站影响安全运行的缺陷越多，管段发生运行风险可能性越高。

（14）地区重要性

城市中心区是城市结构的核心地区和城市功能的重要组成部分，是城市公共建筑和第三产业的集中地，为城市及城市所在区域集中提供经济、政治、文化、社会等活动设施和服务空间，并在空间特征上有别于城市其他地区。交通干道是城市道路网的骨架，联系城市的主要工业区、住宅区、港口、机场和车站等额货运中心，承担着城市主要交通任务。污水干线总管多是浅埋于道路下面，发生风险后会对管段上方与邻近区域的社会生产与居民生活产生一定影响。本项目结合城市活动区域与交通道路情况建立地区重要评估等级（表14），并对每个等级设置相应的评估分数。评估分数越高，说明发生风险后造成的社会影响越大。

备注：1）如果管段同时跨越几个等级，按其中最高等级打分；

2）如果管段上方道路为其他行车道路或交通干道，同时与交通干道存在交叉，则在原有等级打分基础上，交叉1条加5分；

3）如果管段上方或邻近区域有历史文化风貌区核心保护范围、三甲医院、火车站、机场、学校，所得分数加10分

（15）水环境功能区

管段发生风险后会导致污水渗出，不仅对周边地表水环境造成污染，而且会导致上游泵站以及支线泵站被迫放江，对上游地表水环境也会造成污染。而管段发生风险后对地表水环境造成的环境影响大小与水质控制标准有关。《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）依据地表水水域环境功能和保护目标，地表水环境按功能高低依次划分为五类，对应地表水五类水域功能将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。而城市地表水环境功能主要是II类到V类功能区，因此本项目将管段周边和管段上游地表水环境参照II类到V类功能区划分等级（表15），并对每个等级设置相应的评估分数。评估分数越高，说明发生风险后造成的环境影响越大。

（16）土层渗透性

与工程建设密切相关的地下水主要为第四系地层中的潜水、微承压水和承压水。污水干线总管埋深位主要位于10~15 m范围内，干线总管发生风险后渗出污水会地下水造成一定的污染，尤其是浅层分布的潜水与微承压水。不同地质条件的土壤渗透系数不同，粉性土和砂土会增大土层渗透性。而厚粉性土和砂土一般分布在不良地质条件区域内，因此土层渗透性评价准则可参考地质条件评价准则（表8）。

（17）用地类型

不同用地类型下的土壤环境质量控制标准值不同。在土地资源不同的利用方式下，基于保守情景确定的筛选值可用于判定是否开展场地详细调查和健康风险评估的指导值。本项目参考《城市用地分类与规划建设用地标准》（GB 50137—2011）以及评估对象所在城市具体地方标准将用地类型分为敏感用地与非敏感用地两个等级（表16），评估分数越高，代表土壤健康风险评估筛选值越严格，发生风险后造成的环境影响越大。

定量指标

定量指标的评估结果是具体数值，需要将具体数值转换成评估分数。城市污水干管运行风险评估体系中定性指标有8项，包括支线连接数、水质状况、输水量、输水量百分比、连通能力、路面交通拥堵情况、管段周边、人口密度。

本研究将支线连接数、输水量、水质状况、路面交通拥堵情况、管段周边以及人口密度这6项指标均采用线性插值法计算评估分数，数据最大值评估分数100，最小值评估分数0，介于最大值和最小值的数据用0~100之间的分数来表示，计算公式如公式（1）所示。

输水量百分比是确定管段输水量在整个系统中所占比例。首先统计干线总管提升泵站的输水情况，然后通过提升泵站与管段的位置关系，进一步确定管段输水量以及各管段系统末端污水处理厂厂前管段输水量，最后计算管段输水量与干线总管系统末端处理污水处理厂厂前管段输水量的比值。输水量百分比评估分数计算公式如公式（2）所示。

输水量百分比评估分数用介于0~100之间的数值表示，输水量百分比越高，则评估分数越高，说明风险发生后造成的系统影响就越大。

连通能力评估是判断在检修维护、发生事故时，管段污水输水量是否可以部分或全部调配至相邻管段输送至末端污水处理厂处理，实现不同干线总管系统间污水量调配。本研究连通能力评估分数计算公式如公式（3）所示。

连通能力评估分数用介于0~100之间的数值表示，管段可调配水量占管段正常输水量的比值越小，则连通能力评估分数越大，说明风险发生后造成的系统影响就越大。

综合分数

城市污水干管运行风险评估体系具体评估指标的评估分数按照层次结构（图1）和权重分布，加权求和并逐阶向上归并，最终可得到污水干管评估管段的综合分数，综合分数计算公式如公式（4）所示。

当得到污水干线评估管段的综合分数后，即可按照综合分数高低对所有评估管段排序，划分干线总管各管段重要性等级，识别出高损坏风险的污水管段。

结论

通过对城市污水干管运行风险评估方法的具体指标给出量化评估准则，完善了已有评估体系。评估结果为评判城市污水干管的现状以及后续决策提供了科学依据，对今后污水干线总管的风险管控具有实际的指导意义。后续还可以结合管涵的实际管理维护、工程检测与在线监测，进一步深化完善风险评估体系。