江 濤 邢翰文

（中電建十四局城市建設(shè)投資有限公司，廣州南沙 511470）

排水管網(wǎng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，具有維持城市正常運轉(zhuǎn)的作用[1]。排水管網(wǎng)的完備程度和運轉(zhuǎn)狀況可以衡量城市的發(fā)展水平，直接影響城鎮(zhèn)居民的生活品質(zhì)[2]。因此，建立合理的排水管網(wǎng)運行狀態(tài)評價體系具有重要意義。在給水工程方面，張軼群[3]構(gòu)建給水廠運營狀態(tài)評價體系，對多個實際水廠進行案例分析，評估給水廠在處理工藝、運營管理等方面的優(yōu)勢與不足，指導(dǎo)給水廠進行合理的工藝改造。余鵬均等[4]對給水管網(wǎng)的運營情況進行多維評價，從管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、水力、水質(zhì)等方面出發(fā)，構(gòu)建給水管網(wǎng)狀態(tài)評價體系，直觀表現(xiàn)給水管網(wǎng)健康性等級，可以直接用于指導(dǎo)工程應(yīng)用。在排水系統(tǒng)方面，研究主要為對污水廠運行效能的評價，排水管網(wǎng)運行狀態(tài)評估相關(guān)的研究較少。

對多因素影響問題進行全面評價的方法包括層次分析法、灰色系統(tǒng)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。其中，層次分析法具有良好的系統(tǒng)性，結(jié)果可靠度高、誤差較小，但權(quán)重的評估具有一定的主觀性。在具體實施時，需咨詢具有專業(yè)經(jīng)驗的相關(guān)人士，對各專家的結(jié)果進行一致性檢驗，消除方法本身帶來的不確定性，采用多位專家意見的均值可以有效保證結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠度。因此，本研究采用層次分析法建立排水管網(wǎng)運行狀態(tài)評估體系，篩選排水管網(wǎng)運行狀態(tài)典型影響因素，通過專家咨詢法確定指標(biāo)權(quán)值，為排水管網(wǎng)的運行維護及改造提供指導(dǎo)。

1 排水管網(wǎng)運行狀態(tài)評估體系建立

1.1 體系框架

（1）構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型。

構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型時，將能夠影響主要指標(biāo)的各類因素按邏輯進行從屬關(guān)系總結(jié)。層次結(jié)構(gòu)模型決定各評價指標(biāo)間的內(nèi)在關(guān)系，對整個評價體系的系統(tǒng)性、合理性具有重要影響，需全面考慮，謹慎篩選，合理排布。

（2）構(gòu)造判斷矩陣。

層次結(jié)構(gòu)建立后，根據(jù)各層次內(nèi)指標(biāo)的設(shè)置情況，得到各指標(biāo)層的判斷矩陣，方便專家對同一層次內(nèi)的各種因素進行比較，使結(jié)果具有更強的科學(xué)性。

（3）確定權(quán)重。

根據(jù)專家咨詢得到的判斷矩陣進行計算，得到各指標(biāo)權(quán)重。本研究采用方根法，計算判斷矩陣的最大特征值與特征向量，結(jié)果為權(quán)重。

（4）一致性檢驗。

對構(gòu)造的矩陣最大特征值進行計算，確定其是否滿足層次分析法要求。一致性存在問題時需進行修正。

本研究針對層次分析法運用的特點，咨詢業(yè)內(nèi)具有多年排水管網(wǎng)設(shè)計及施工經(jīng)驗的專家，對專家意見進行綜合分析，取均值作為最終結(jié)果，結(jié)果具有合理性和準(zhǔn)確性。

影響排水管網(wǎng)運行狀態(tài)的因素數(shù)量多且關(guān)系繁雜，從科學(xué)性出發(fā)，需將所有指標(biāo)全部納入評價體系，保證評價結(jié)果的全面性。但實際操作中很難獲取所有指標(biāo)的參數(shù)，需結(jié)合實際情況對各指標(biāo)的重要性、可操作性進行考量，總結(jié)具有代表性且易于操作的指標(biāo)。本研究在大量調(diào)研實際工程的基礎(chǔ)上，結(jié)合專家意見，最終選取9項指標(biāo)構(gòu)建排水管網(wǎng)狀態(tài)評估體系。

本研究中，評估體系分三級，一級指標(biāo)層為總目標(biāo)，即排水管網(wǎng)狀態(tài)評估；二級指標(biāo)層從技術(shù)、經(jīng)濟、服務(wù)三個方面對排水管網(wǎng)狀態(tài)進行細分；三級指標(biāo)層具體各可衡量的指標(biāo)。

排水管網(wǎng)運行狀態(tài)評估體系框架如表1所示。

表1 排水管網(wǎng)運行狀態(tài)評估體系框架

1.2 指標(biāo)解釋及分值設(shè)定

為保證權(quán)值能夠真實反映各指標(biāo)的重要性，指標(biāo)分值區(qū)間均為1～5分。

（1）管材（A1）。

不同管材的管道具有不同的耐久性，采用耐久性強的管材更有利于保障排水管網(wǎng)的正常運行。根據(jù)工程經(jīng)驗及相關(guān)報道，本研究對常見管材分配分值，鋼制排水管（5分），PE、PVC管（4分），鋼筋混凝土管（3分），混凝土管（1分）。

（2）管齡（A2）。

排水管管齡大利于排水系統(tǒng)的正常運行。因此，管齡小于5年（5分）、5～10年（4分）、10～15年（3分）、15～20年（2分）、大于20年（1分）。

（3）施工質(zhì)量（A3）。

根據(jù)市政公用工程施工總承包資質(zhì)劃分施工質(zhì)量評分等級，特級（5分）、一級（4分）、二級（3分）、三級（1分）。

（4）接口形式（A4）。

排水管道中的常見接口形式包括剛性接口和柔性接口。其中，柔性接口更易適應(yīng)環(huán)境變化，維持排水管道的順利運行。因此，采用柔性接口得5分，剛性接口得1分。

（5）排水管網(wǎng)維護年投入/排水管道年收益（B1）。

排水管網(wǎng)運行過程中，其經(jīng)濟因素主要從投入和收益兩方面進行衡量。排水管網(wǎng)維護年投入主要用于排水管網(wǎng)日常維護保養(yǎng)和發(fā)生爆管等問題時的搶修，排水管道年收益由收取的污水處理費按比例分配。本研究規(guī)定，排水管網(wǎng)維護年投入與年收益比值：小于0.2（5分）、0.2～0.4（4分）、0.4～0.6（3分）、0.6～0.8（2分）、大于0.8（1分）。

（6）污水收集率（C1）。

污水收集率可以反映排水管網(wǎng)運行效果。本研究規(guī)定，污水收集率：小于50%（1分）、50%～70%（2分）、70%～90%（3分）、90%～95%（4分）、大于95%（5分）。

（7）管網(wǎng)覆蓋區(qū)域比例（C2）。

管網(wǎng)覆蓋區(qū)域比例反映排水管網(wǎng)的實際服務(wù)范圍，比例高表明排水管網(wǎng)的建設(shè)完善。本研究規(guī)定，管網(wǎng)覆蓋區(qū)域比例：小于50%（1分）、50%～70%（2分）、70%～90%（3分）、大于90%（5分）。

（8）排水體制（C3）。

排水體制分為合流制和分流制。合流制排水系統(tǒng)對水體收納及污水廠運行一般具有較大的不利影響。因此，本研究規(guī)定，合流制排水管道占總排水管道長度比例：小于10%（5分）、10%～30%（4分）、30%～50%（3分）、50%～80%（2分）、大于80%（1分）。

（9）排水管網(wǎng)密度（C4）。

排水管網(wǎng)密度是衡量城市排水管網(wǎng)運行情況的重要指標(biāo)，最高取值16 km/km2，最低取值2 km/km2[5]。本研究規(guī)定，排水管網(wǎng)密度：2～4 km/km2（1分）、4～7 km/km2（2分）、7～10 km/km2（3分）、10～13 km/km2（4分）、13～16 km/km2（5分）。

1.3 指標(biāo)權(quán)值確定

本研究通過專家咨詢法確定各指標(biāo)權(quán)值。打分采用1-9標(biāo)度法，專家根據(jù)重要性比較進行打分。通過專家得分獲得判斷矩陣，由方根法計算得各專家所給的指標(biāo)權(quán)值，并進行一致性檢驗[6]，取所有專家打分結(jié)果的平均值作為最終結(jié)果[7]。指標(biāo)權(quán)值如表2所示。

表2 指標(biāo)權(quán)值

根據(jù)權(quán)值代入對應(yīng)分值，可以確定目標(biāo)區(qū)域排水管網(wǎng)狀態(tài)評分。

2 案例分析及對策建議

本研究對長沙市某區(qū)域排水管網(wǎng)狀態(tài)進行評估，給出相應(yīng)的對策和建議。

目標(biāo)區(qū)域指標(biāo)得分如表3所示。

表3 目標(biāo)區(qū)域指標(biāo)得分

結(jié)合權(quán)值，計算得該區(qū)域排水管網(wǎng)運行狀態(tài)評分為3.0分，歸一化分值為0.6。分析評分體系，該區(qū)域主要的問題為需要改善排水體制，合流制排水管道長度占比較高，污水收集率較低，部分污水未能收集進入水廠處理，結(jié)果與該區(qū)域排水管網(wǎng)較為老舊的特點相符。在技術(shù)因素方面，區(qū)域排水管道狀況較好。根據(jù)以上分析，建議該區(qū)域進行雨污分流改造及排水管網(wǎng)擴建，現(xiàn)有管道可以盡量保留，無須更換。

3 結(jié)語

本研究基于層次分析法構(gòu)建排水管網(wǎng)狀態(tài)評估體系，對體系各指標(biāo)分數(shù)賦值區(qū)間進行界定，以專家意見為指導(dǎo)，分配各指標(biāo)權(quán)值，保證指標(biāo)體系的合理性。將該體系運用至長沙市某實際排水管網(wǎng)評估上，得到該管網(wǎng)狀態(tài)評分為3.0分。評估體系很好地揭示區(qū)域管網(wǎng)的特點，為排水管網(wǎng)改造指明方向，具有較強的工程指導(dǎo)意義。