广州海绵城市建设之智慧排水实践

“海绵城市”建设是我国现阶段城市雨洪管理的发展方向之一。2012年以来，为落实生态文明建设的国家战略，超过200个地市级以上城市提出将“海绵城市建设” 作为建设生态城市和低碳城市的发展目标 [1] 。目前，我国已有45个城市分3批入选系统化全域推进海绵城市建设示范城市，试点城市相继完成海绵城市建设绩效考核。在试点城市推进海绵城市建设过程中发现，存在对海绵城市建设理念认识不足、一味追求高管控指标、机械堆砌海绵设施来完成规划指标等现象 [2] 。2022年4月，住房和城乡建设部办公厅印发《关于进一步明确海绵城市建设工作有关要求的通知》（建办城〔2022〕17 号）,要求“扎实推动海绵城市建设，增强防洪排涝能力”，进一步明确海绵城市建设的目标。根据住房和城乡建设部《中国城乡建设统计年鉴》（2021），我国污水管道、雨水管道和雨污合流管道长度分别占比 45.92％、43.47％和 10.61％ [3] ，城镇排水体制逐步向分流制发展。但城镇分流制排水系统仍存在清污不分、污水管和雨水管高水位运行，管道积泥清通不到位等现象 [4] ，以污涝同治为主要手段是试点后时期海绵城市建设纠偏的关键点之一。2023年，住房和城乡建设部办公厅、应急管理部办公厅联合印发《关于加强城市排水防涝应急管理工作的通知》（建办城函〔2023〕152号），要求“通过数字化手段加强对排水防涝设施、易涝点的智慧化监控，防范化解积水内涝风险”，进一步明确智慧化监控对防洪排涝的重要性。

广州作为国家首批系统化全域推进海绵城市建设示范城市，在海绵城市建设特别是智慧排水的探索和实践中取得了一些成效，积累了一定的经验。本文结合广州市中心城区排水管控的实践经验和成效，以广州市污涝同治、巩固治水成效的全新视角，探讨智慧排水管控，以期为进一步开展智慧海绵建设工作提供参考。

近年来，通过不断探索，广州市海绵城市建设以“划分流域，核算水账”为基础，以“建立安全韧性、绿色生态、人水和谐、集约节约、幸福宜居、智慧人文的海绵城市”为目标，以“上中下游功能区协调、大中小海绵系统结合、灰绿蓝设施交融提升”为技术思路，以“污涝同治”为主要手段，运用“＋海绵”理念，通过空间规划、排涝、排水和管控分区划分、项目全过程等落实海绵管控，重点推进“合流渠箱清污分流”和“排水单元达标”建设，解决管网关键节点问题，系统化全域推进海绵城市建设。主要工作进展包括：

1)构建市、区级管理组织架构和专职机构，成立以市长为组长的市海绵城市建设领导小组，为推进全域海绵城市建设工作提供了组织机构保障（见图1)。2)建立较为完善的海绵城市建设制度体系，自2014年印发《广州市建设项目雨水径流控制办法》以来，广州市先后颁布了法规、政府规章、技术及标准体系等90余项，保障了海绵城市建设有法可依、有章可循。3)注重规划引领，完善“(1+12+12+N)+X+Y+Z”海绵城市建设规划体系建设，构建“流域-片区-建设项目”的多级管控体系（图2)。4)全市所有新、改、扩建项目落实建设项目海绵城市建设全过程管控，建立建设项目“前期阶段开展洪涝安全评估、设计阶段设计海绵专篇、验收阶段开展建设效果评估”机制，保障海绵城市建设成效。

图１ 广州海绵城市建设领导机构及市区两级

联动协调机制

图2  广州海绵城市规划体系

2. 2. 1 “ 管养通”系统架构

2. 2. 2  系统应用成效

1) 坚持源头治理，做好排水单元全闭环监管。

基于物联网技术，实现广州市中心城区两万多个 排水单元在地理信息系统(GIS) 上展示，实现排水单位监管全覆盖。一线巡查员可通过APP实时查询所 在位置排水设施数据、图纸等基础信息，并通过APP进行排水单元现场监管全过程记录，实现排水单元监管“发现问题-问题流转-问题整改”全闭环管控（图3)。系统上线后满足对中心城区所有排水单位开展每年1~2次监管频次要求。

图３ 排水单元全闭环监管机制

2) 公共管网数据动态更新和维护，实现排水设施数据“及时改、随时查、实时诊”。

在“管养通” 系统，已有的公共管线数据可通过CAD竣工图纸转换、现场人工修正、测绘单位补测等方式分步完善、更新；新、扩、改建管网数据在建设过程中同步更新，实现排水设施数据动态更新“及时改、随时查、实时诊”；管网更新可每季度全覆盖一轮。截至2023年7月31日，排水管网数据完善更新至约27000ｋｍ，管线长度较2018年市普查数据入库的管线数量翻了1番。

3) 物联网实时监控，精准发现问题、解决问题。

市政管网安装527个液位计、40个雨量计，配合人工检测水质情况，通过对监测点水位偏离情况进行 监控，分析管网运行状态和溯源，精准发现问题、解决问题。如发生管网塌陷报警，系统监测到管内液位超限情况后，自动发出短信报警；专职人员通过系统查看进厂浓度、系统液位曲线变化等情况，初步判断评估警报区域现场情况并在系统上定位；抢险队伍迅速开展现场排查确定塌陷地点；专职人员通过系统协助向上溯源，分析受影响区域，配合开展抢险工作。

4) 排水全要素一张图，排水系统设施可视化管理，助力提质增效。

通过“主视图－污水系统图－片区图”三级视图展示排水设施，实施以“污水系统为单元的片区化”管理模式，管内液位分“蓝色－橙色－红色”三级预警管理，排水地理信息系统(GIS)在线监测实现全覆盖，监测数据实时更新，辅助评估管网健康状况，助力提质增效工作。通过全面掌握以污水处理系统为单位的排水管网运行状况，配合“查外水、挤外水、急修复、改混接、强养 护”等措施，猎德污水处理系统内污水处理厂进水闸水位逐年下降，排水管网水位下降，污水处理厂进水浓度提升约 45% ,提质增效初见成效 [12] 。

5) 防内涝抢险调度，大幅缩短内涝应急抢险响应到位时间，水浸点处置效率全面提升。

应急预案提前在系统配置完成，当启动预警时可实现快速相应，语音通知落实到人，强化指令执行时效性；内涝现场全程在线可视化，语音下达指令，实现实时现场调度；利用中心城区“点－线－面”内涝应急布防体系，根据队伍配置和距离情况，实现调度决策智能化 。通过系统应用及构建新型内涝应急管理模式，实现内涝点“发现－调度－处置”全闭环管理内涝应急抢险响应到位时间从2019年平均耗时63min 大幅下降到2022年的30min , 一般水浸点通常1h内处置完成，比较严重的情况通常2h内处置完成，平均处置时间减少约50% [13]  , 提高了广州市中心城区排水保障及内涝应急抢险能力。

6) 建立排水片区精细化管理模式，提高排水设施运维水平。

以“小切口、大治理”为原则 [14]  , 将中心城区13个污水系统划分为43个片区，各片区设立77个管网水质检测考核点，构建以片长为核心、巡查员为抓手的片区运维体系。根据考核点水质、满管率等管控指标，统计分析各片区污水收集效能并排名，实行常态化考核的同时，建立有效的激励机制，提高排水设施运维的精细化管理水平。

“管养通”系统投入运营后实现：1) 中心城区排水设施、及其在线监测全覆盖 。2) 业务链条全覆盖、巡检、清疏、维修等运营业务网办率100% 。3) 污水处理效能实现“三升一降”（污水厂进水水量、进水浓度、污染物消减总量提升，排水管网泵站能耗下降）， 助力提质增效工作。据统计，2022年中心城区进水COD、BOD、氨氮平均浓度分别为219,115,20.7 mg/L,  对比2019年分别增长18.15%、11.09%、15.64%;平均满管率为52.98%, 相比2019年下降21. 40% , 管网运行状态更为健康。广州水投集团管理截污闸开闸次数，2021年同比2020年平均每场降雨开闸次数减少13次，中心城区降雨期间截污闸溢流污水量减少410万t。猎德、西朗污水处理系统提质增效工作经验被国家住房和城乡建设部定为全国水环境提质增效典型案例之一，在全国推广示范。

图４ 公共管线数据建设与动态更新机制