污水管网高水位运行是城市排水系统中较为常见的问题,其成因复杂,危害显著,需系统性分析并采取针对性措施。
✅ 正常情况下,污水管网水位应该是支管>次干管>主干管,污水水流方向应该是支管→次干管→主干管→污水处理厂。
✅ 当市政污水管网高水位运行时,会出现主干管→次干管→支管”的现象。
污水管网为何总是会高水位运行呢?这个情况应该很普遍,很多城市污水管网和农村污水治理的污水管网都会存在高水位运行的情况。那么为什么会出现污水管网高水位运行呢?有什么措施可以把水位降下来?
一、污水管网高水位运行的核心成因
(1)末端处理能力不足,污水滞留管网
✅ 现象:城市化进程中,污水排放量激增(如人口增长、工业扩张),但污水处理厂或泵站的扩建升级滞后,导致后端处理能力无法匹配前端水量。
✅ 影响:污水厂提升泵站水位持续偏高,管网内污水无法及时排出,形成 “上游→下游” 的整体水位抬升。
(2)管道物理缺陷,过流能力下降
✅ 淤积与堵塞:倒虹管、过河管等特殊管段易因流速低、杂物堆积导致淤积,或因施工残留、外界异物(如树根侵入)缩小过流断面。
✅ 管道破损:长期使用后,管道因腐蚀、沉降出现裂缝或破裂,导致局部过流受阻,上游水位被迫升高(可通过水位突变点定位异常管段)。
(3)外部水源入侵,流量超额负荷
✅ 地表水倒灌:沿河排口的拍门、鸭嘴阀等防倒灌设施卡滞(如被垃圾、水草堵塞),河水或鱼塘水倒灌入污水管网,瞬间增加流量。
✅ 地下水入渗:老旧管道破损且周边地下水位高于管网时,地下水持续渗入,稀释污水浓度并增大水量,尤其在雨季更为明显。
(4)规划设计缺陷,管径与布局不合理
✅ 管径过小:建设初期对城市发展预估不足,管径设计未预留足够余量,无法满足后期排水需求。
✅ 布局混乱:管网走向不合理(如局部坡度不足、支管接入主干管角度异常),导致水流不畅,局部区域形成 “瓶颈”。
(5)雨污混流问题,清水稀释管网
雨污分流不彻底时,雨水立管直接接入污水井,降雨时大量雨水涌入污水管道,不仅抬高水位,还降低污染物浓度,增加处理厂负荷。
(6)运维管理滞后,淤积问题累积
污水管网多为重力流,埋深可达 10 米以上(如主干管、过河管),清淤检修难度大。若缺乏定期维护,淤积物逐渐堆积,流速降低,最终形成高水位运行。
二、高水位运行的显著危害
(1)管道堵塞与破损风险加剧
正常设计流速需≥0.6m/s 以防止沉淀,但高水位时流速常低于此值,污染物(如泥沙、油脂)易沉积,导致管道堵塞;堵塞进一步加剧水位抬升,形成恶性循环。高水位增加管道内压力,尤其在软土地基段,可能引发管道沉降、破裂,进一步加剧地下水入渗问题。
(2)水环境与生态污染
当管网水位高于周边河道、湖泊水位时,污水可能通过破损处外渗,污染土壤和地下水;若发生溢流,高浓度污水直接进入水体,导致黑臭水体问题。
雨季时,管网无富余空间暂存初期雨水,含污染物的地面径流易溢流至河道,加剧面源污染。
(3)运维难度与成本上升
高水位时井室被淹没,无法直观观察管道接入情况、破裂点或错混接问题,导致检测效率低下,漏判、误判风险增加,运维成本(如机器人检测、潜水作业)显著上升。
三、系统性降水位措施
(1)强化末端处理能力,打通排水 “最后一公里”
✅ 污水处理厂扩容:根据污水量预测,扩建处理构筑物(如曝气池、沉淀池)或提升泵站抽水能力,确保管网污水及时输送至处理厂(需配合泵站最大抽水效率运行)。
✅ 应急调蓄设施:在管网末端或关键节点建设调蓄池,雨季临时储存过量污水,避免直接溢流。
(2)修复管道缺陷,恢复过流能力
✅ 清淤与疏通:采用高压清洗车、管道机器人等设备对淤积管段进行清淤,重点处理倒虹管、过河管等易堵区域;对堵塞严重的管段,可结合 CCTV 检测定位问题点后针对性疏通。
✅ 管道修复与更换:对破裂、腐蚀的管道,采用非开挖修复(如紫外光固化、喷涂法)或开挖更换,恢复管道完整性,减少地下水入渗。
(3)阻断外部水源入侵,严控管网流量
✅ 防倒灌设施改造:对沿河排口的拍门、鸭嘴阀定期检查,清理卡滞异物,或升级为智能型防倒灌装置(如电动闸门),根据水位自动启闭。
✅ 雨污分流改造:逐步排查并整改雨污混接点,将雨水立管接入雨水管网,减少清水进入污水管道(可结合海绵城市建设,提升雨水就地消纳能力)。
(4)优化管网设计与布局,提升输水效率
✅ 管径升级与管网重构:对设计过小的管段,根据流量重新核算管径并扩建;优化管网布局,缩短污水输送路径,减少局部 “瓶颈”(如增加支管接入主干管的坡度)。
✅ 增设辅助设施:在低洼路段或高水位区域增设提升泵站,通过机械抽水降低管网水位。
(5)加强运维管理,建立长效机制
✅ 智慧化监测:在管网关键节点安装水位传感器、流量仪,实时监控运行状态,通过大数据分析提前预警高水位风险。
✅ 定期清淤与检测:制定周期性清淤计划(如每季度一次),结合 CCTV 检测、QV 检测等技术,及时发现并处理淤积、破损问题,避免隐患累积。
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