張從軒，張現(xiàn)國(guó)，劉曉芳，2，郝羽，2

(1.北京首創(chuàng)生態(tài)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司，北京 100032； 2.北京水星環(huán)境有限公司，北京 101500)

1 引 言

2019年國(guó)家出臺(tái)《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案》，各地相繼開(kāi)展消除黑臭、管網(wǎng)修復(fù)與改造、空白區(qū)消除等一系列措施，以達(dá)到污水處理提質(zhì)增效的工作目標(biāo)。排水管網(wǎng)排查作為“摸清家底”的關(guān)鍵工作，對(duì)推進(jìn)污水收集處理設(shè)施改造和建設(shè)顯得尤為重要。

排水管網(wǎng)作為地下隱蔽市政設(shè)施，需要多手段才能準(zhǔn)確采集管網(wǎng)屬性信息。但長(zhǎng)期以來(lái)存在諸多問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下方面：①現(xiàn)狀不清?！凹业住辈幻魇钱?dāng)前我國(guó)城市地下管線存在的主要問(wèn)題之一[1]，管網(wǎng)周期性排查率低，相關(guān)年鑒也缺乏對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)。②缺乏統(tǒng)一信息化管理。大部分城市管網(wǎng)數(shù)據(jù)資料以紙質(zhì)圖紙為主，管理方式分散、不系統(tǒng)[2]，若把這些資料進(jìn)行轉(zhuǎn)化需要花費(fèi)大量的人力和時(shí)間。③數(shù)據(jù)不完整、錯(cuò)誤率高。一般的管網(wǎng)CAD圖紙數(shù)據(jù)有限，還存在圖紙和實(shí)際情況不符現(xiàn)象。④現(xiàn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)難以滿足提質(zhì)增效要求?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)更強(qiáng)調(diào)建立格式統(tǒng)一、信息完整的城市排水防澇設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)[3]，而提質(zhì)增效注重污水收集和處理效能。

面對(duì)上述問(wèn)題，本文以現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為依據(jù)，結(jié)合污水處理提質(zhì)增效，制定管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，研究數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法，并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)踐以期為提質(zhì)增效下排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集提供借鑒與參考。

2 排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)制定

2.1 制定原則和依據(jù)

在制定數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中應(yīng)遵循政策導(dǎo)向性、采集高效率、格式規(guī)范化、數(shù)據(jù)高質(zhì)量和服務(wù)信息化的原則。另外，漢京超[4]發(fā)現(xiàn)InfoWorks ICM在輔助排水系統(tǒng)提標(biāo)方案深化中效果突出；白小晶等[5]基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和模型模擬結(jié)果制定排水管網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)措施，因此遵循現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上需結(jié)合模擬軟件對(duì)數(shù)據(jù)的要求制定采集標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 數(shù)據(jù)篩選與分類

排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)信息按設(shè)施類型可分為檢查井(窨井)、管道、泵站、閘壩及其他附屬構(gòu)筑物等信息；按空間拓?fù)潢P(guān)系可分為點(diǎn)、線和面信息；按管網(wǎng)狀態(tài)可分為結(jié)構(gòu)信息、運(yùn)行信息、瓶頸缺陷信息。根據(jù)以上分類方式，結(jié)合污水提質(zhì)增效的要求，對(duì)排水管網(wǎng)涉及的設(shè)施和信息類型進(jìn)行了篩選，如圖1所示。篩選后提質(zhì)增效范疇共14個(gè)信息表(332個(gè)字段)，數(shù)據(jù)量仍然較大，將同一類型或結(jié)構(gòu)相似的進(jìn)行表格合并，分類如表1所示。

圖1 排水管網(wǎng)信息類型篩選

排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集表 表1

2.3 數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化

按照不同字段服務(wù)價(jià)值對(duì)屬性信息采集字段標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定，內(nèi)容如表2所示。表格中以標(biāo)識(shí)碼來(lái)區(qū)分每條記錄信息，每個(gè)標(biāo)識(shí)碼后面的數(shù)據(jù)信息具有唯一性。將不影響設(shè)計(jì)和分析的字段(如附屬物描述、井底形式等)及無(wú)法獲取的字段(如：潮位曲線、連接方式等)作了刪減；同時(shí)增加能充分反映管網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)狀的字段(如水流方向、排水水量(質(zhì))、對(duì)應(yīng)照片等)。在字段優(yōu)化方面，盡量填寫(xiě)最原始未加工處理的探測(cè)數(shù)據(jù)(如用深度代替高程)以提高工作效率。其他新增字段中，“連接后綴”表示是否為平行管，“是否有毒”用以反映管道厭氧環(huán)境，“河道水質(zhì)”用以作為管網(wǎng)模型模擬的邊界條件[6]。

排水管網(wǎng)屬性字段 表2

管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)方面，采集字段內(nèi)容如表3所示。王浩正等[7]研究表明國(guó)外通常利用內(nèi)部檢測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)估管網(wǎng)當(dāng)前狀態(tài)，但目前國(guó)內(nèi)針對(duì)管道檢測(cè)評(píng)估的技術(shù)規(guī)范要求只有《城鎮(zhèn)排水管道檢測(cè)與評(píng)估技術(shù)規(guī)程CJJ 181-2012》參考，大部分檢測(cè)設(shè)備內(nèi)置的數(shù)據(jù)字段也按照此規(guī)范制定，因此檢測(cè)表格字段在此為基礎(chǔ)增加部分，“平均淤積比例”以分析判斷管網(wǎng)淤泥瓶頸段區(qū)域，“是否接口點(diǎn)”來(lái)快速鎖定管道缺陷位置。在水質(zhì)檢查指標(biāo)字段中，主要選取可輔助判斷河水倒灌、清水入滲、雨污混接、工業(yè)廢水超標(biāo)排放等問(wèn)題的水質(zhì)指標(biāo)。

檢測(cè)和檢測(cè)信息字段 表3

綜上與現(xiàn)行的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，如圖2所示，本數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)字段共計(jì)251個(gè)，比各類標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)字段總和減少20%，字段數(shù)量?jī)?yōu)化明顯。

圖2 各數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)字段數(shù)量對(duì)比

3 排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

3.1 質(zhì)量控制過(guò)程

排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制目的是保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為提質(zhì)增效提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

源頭規(guī)范：包括對(duì)填寫(xiě)方式、數(shù)據(jù)類型、工作記錄等方面的約束。

過(guò)程跟蹤：目前常用的過(guò)程控制方式包括巡視檢查、旁站、平行檢驗(yàn)、成果抽檢和驗(yàn)算校核等。

多級(jí)檢查：包括自檢、專檢、復(fù)核等檢查層級(jí)，有些項(xiàng)目甚至采取互檢的方式以期保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在抽查復(fù)核時(shí)，檢驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)均勻分布在項(xiàng)目區(qū)塊內(nèi)，驗(yàn)證量不少于管道總長(zhǎng)度的5%[9]。

3.2 質(zhì)量控制流程

基于以上過(guò)程結(jié)合質(zhì)量控制中涉及的不同單位，采取的流程如下?？勺灾鬟x擇自行或委托第三方單位進(jìn)行質(zhì)量復(fù)核。

圖3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制流程

3.3 質(zhì)量檢查核心要點(diǎn)

管網(wǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查包括5個(gè)方面：

完整性檢查：保證成果文件無(wú)缺漏，然后檢查數(shù)據(jù)是否存在空值；同時(shí)核對(duì)涉及的照片、視頻等影像文件數(shù)量的完整性，以上過(guò)程應(yīng)全部檢查。

準(zhǔn)確性檢查：包括數(shù)據(jù)字段、缺陷判讀和拓?fù)潢P(guān)系的準(zhǔn)確性。其中字段檢查主要有坐標(biāo)、系統(tǒng)類型、尺寸等；缺陷判讀檢查應(yīng)參照規(guī)范規(guī)定檢查。拓?fù)潢P(guān)系檢查主要根據(jù)其典型數(shù)據(jù)錯(cuò)誤進(jìn)行，可分為管線連接錯(cuò)誤、節(jié)點(diǎn)錯(cuò)位、管線缺失、管道逆坡及管道重復(fù)等[10]；需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行復(fù)核，并均勻抽樣。

一致性檢查：判斷探測(cè)和檢測(cè)時(shí)管道類型、深度、管材、管道形狀、管道尺寸等是否一致，采取全部檢查。

唯一性檢查：標(biāo)識(shí)碼在表格中為唯一記錄，照片和視頻不存在重復(fù)，采取全部檢查。

規(guī)范性檢查：包括文件夾結(jié)構(gòu)和文件命名統(tǒng)一規(guī)范。

4 工程應(yīng)用與實(shí)踐

4.1 管網(wǎng)數(shù)據(jù)展示

以淮安區(qū)黑臭水體整治PPP項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱“淮安項(xiàng)目”)為案例，根據(jù)以上制定的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)表格，對(duì)淮安區(qū)的排水管網(wǎng)現(xiàn)狀和問(wèn)題進(jìn)行排查檢測(cè)和數(shù)據(jù)采集。本文選取某區(qū)域內(nèi)的管網(wǎng)信息以專題圖形式進(jìn)行展示如圖4～圖6所示：

圖4 雨污水管線分布及局部細(xì)節(jié)

圖5 排水口及混錯(cuò)接分布

圖6 檢測(cè)及缺陷分布

對(duì)比使用數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)前后的工作效率，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)管網(wǎng)探測(cè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)下工作相比，雖然當(dāng)前采集工作量提高約79%，但數(shù)據(jù)處理過(guò)程的工作效率提升25%，如圖7所示：

圖7 與不同標(biāo)準(zhǔn)下的工作效率對(duì)比

4.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

對(duì)上述某片區(qū)已完成的排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量初檢和復(fù)檢，檢查內(nèi)容如表4所示。按照上述檢查內(nèi)容進(jìn)行初檢進(jìn)行整改，然后對(duì)提交的成果進(jìn)行復(fù)檢，得出以下結(jié)論：①完整性方面，除現(xiàn)場(chǎng)照片外，其余成果在兩次檢查中均未有缺漏。對(duì)于表格數(shù)據(jù)，初次提交中空值問(wèn)題較為突出，空值率(存在空值的記錄數(shù)/所有記錄數(shù)*100%)為41%，復(fù)檢后空值下降至11%；②準(zhǔn)確性方面，異常值問(wèn)題主要集中在數(shù)值單位錯(cuò)誤，坐標(biāo)填反，節(jié)點(diǎn)類型錯(cuò)誤等，其中前兩項(xiàng)可有效整改，但節(jié)點(diǎn)類型在復(fù)檢中仍有問(wèn)題，主要對(duì)截流井、倒虹井關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)無(wú)法準(zhǔn)確判斷。通過(guò)抽檢(5%抽檢率)方式，發(fā)現(xiàn)缺陷判讀錯(cuò)判率浮動(dòng)較大，平均為5%；在拓?fù)潢P(guān)系上，兩次檢查發(fā)現(xiàn)孤立管段占比較高(3%)，這可能與現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)有關(guān)；③一致性上，管道探測(cè)表和檢測(cè)評(píng)估表中每個(gè)管段的屬性信息基本一致；④唯一性上，標(biāo)識(shí)碼編寫(xiě)失誤是造成重復(fù)記錄主要原因，兩次檢查均未發(fā)現(xiàn)重復(fù)文件。⑤規(guī)范性上，除現(xiàn)場(chǎng)照片外，其他命名均符合規(guī)范。

排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)檢查內(nèi)容 表4

5 結(jié) 論

結(jié)合提質(zhì)增效政策及現(xiàn)行數(shù)據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)采集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化制定是非常必要的。數(shù)據(jù)是分析決策的基礎(chǔ)，過(guò)程質(zhì)量控制可保證數(shù)據(jù)真實(shí)與可靠。

數(shù)據(jù)采集中易形成采集端和處理端的脫節(jié)或數(shù)據(jù)損耗，未來(lái)須探索內(nèi)外業(yè)一體化的數(shù)據(jù)采集方式；在質(zhì)量管控方面，需開(kāi)發(fā)出專業(yè)檢查工具以提高檢查效率。