• 市政排水管网摸排智能化试验检测应用研究 返回首页
  • 成果详情
  • 成果名称
    市政排水管网摸排智能化试验检测应用研究
  • 成果类型
    基础研究
  • 评价机构
    山东省建设科技与教育协会
  • 完成单位
    济宁市市政园林建设中心
  • 合作单位
    北京北排建设有限公司
  • 完成人
    杜中典、 杨潇男 、文景超 、臧 萌 、张 峰、 王传号 、冯建锋 、郑 义、 刘进民 、孔 锋、 常志远、 张俊奇、 王 强 、孔 非 、郭延凯 、杨益根
  • 知识产权
    济宁市市政园林建设中心
  • 项目所在地
    济宁市
  • 成果水平
    国内先进
  • 评价日期
    2024年8月29日
  • 推荐单位地市
    济宁市
  • 专家委员会名单
    王崇杰、任宗福、贾文杰、万东林、张传鑫
  • 成果简要说明
  • 根据《济宁市“十四五”生态环境保护规划》中的全面开展城镇排水管网排查和在省内率先建设智慧环保监管平台要求及各区县排水管网更新改造需求的背景下,着力对现状管网的进行全面专项普查,对排水系统进行整体评估,建立健全排水设施基础数据库;实施管网专项清淤和修复工程,全面消除管网淤积等功能性缺陷和破损等结构性缺陷,提升管网通畅率和结构完好率,恢复管网正常的雨污水收集、转输效能;建立智慧化排水设施管理平台,实现管网运维的智慧化等,为政府部门制定政策方针、运营单位实现智慧运维提供必要支撑。
    本项目针对济宁市主城区存量约1800公里的雨水、污水管网,开展测绘、清淤、检测等工作,绘制管网系统图,出具问题清单及检测评估报告,建立智慧管网信息化平台。
    二、应用领域和技术原理
    1.应用领域
    城镇排水管网及相关设施。
    2.技术原理
    (1)针对检查井被掩埋的情况,选用金属探测仪、MALA探地雷达设备,根据对井盖金属的探测反射波和对空洞的探测反射波确定对被掩埋的检查井探测定位,定位后进行检查井提升,以保证后续工序的正常进行。
    (2)针对清淤后的管网存在不同的检测条件,选用全景量化版管道检测机器人、全地形检测机器人、箱涵检测机器人、声呐检测机器人等技术设备对管网进行检测,以保证检测的全面和高质量。全景量化版管道检测机器人在检测过程中可实时显示并录制镜头传回的画面以及爬行器的状态信息、存储高清检测视频,可快速抓取缺陷图片;全地形检测机器人采用螺旋式推进结构,极大扩展了适用环境,除适用于水体外,还适用于浅水泥沙滩和沙地;箱涵检测机器人用于DN600mm以上淤泥、积水、陡坡、深沟、高坎、连续弯道等常规CCTV检测机器人无法作业的环境;声呐检测机器人用于无法降水的管道,根据声呐探测波可检测管道淤积及缺陷情况。
    (3)针对济宁市主城区地下管网复杂、水位高等原因导致排水管网问题诊断难度大的技术难题,选用了“数据耦合-三维检测-智能评估”的AI智能评估技术对排水管网进行精准诊断及评估分析,指导完成排水管网的探查复核及管道结构、功能精细化检测评估工作,并形成数据准确、图像清晰的管网问题诊断技术成果。
    (4)为了更好的保护环境,防止出现淤泥污染土壤和水体的情况出现,特建立淤泥暂存点。淤泥暂存点设置卸泥区、三级沉淀区、晾晒区及存泥区。为了实现淤泥的减量化、无害化、资源化的目标,减少淤泥对生态环境的污染,配备撬装式通沟污泥处置设备。淤泥处置设备由粗大物料筛分单元和粗砂分选单元组成,处置后的淤泥,分为粗大物料、粗砂及其他杂物,以达到对淤泥的无害化处置。
    (5)首次建立完整统一的济宁市主城区排水系统空间数据库和智慧管网信息化平台,结合“互联网+”思维纳入监测体系和管网智慧化管理系统,通过政务专线实现管线位置查询、数据整理分析、台账设施管理、分类分级管理等功能,实现主城区水务数字一张图,显著提升智慧排水系统管理、展示与决策效率。建立排水系统长效、动态、智慧管理机制,实现排水系统“一网统管”。
    三、性能指标

    四、与国内同类技术比较
    济宁市一年内完成管网清淤检测测绘1800余公里,实现了主城区排水管网清淤检测全覆盖,基本摸清了主城区各类排水设施的坐标、流向、管径、高程等“家底”。一年内完成上千公里的清淤检测在国内首次。
    五、成果创新性、先进性
    1.使用技术先进
    对于检查井被掩埋的情况,采用金属探测仪与MALA探地雷达设备相结合的方式,探测确定被掩埋检查井的位置。对于不同的排水管网现况条件,采用全景量化版管道检测机器人、全地形检测机器人、箱涵检测机器人、声呐检测机器人等技术设备进行检测,以保证检测的全面和高质量。针对主城区地下管网复杂、水位高等原因导致排水管网问题诊断难度大的技术难题,选用了“数据耦合-三维检测-智能评估”的AI智能评估技术对排水管网进行精准诊断及评估分析,指导完成排水管网的探查复核及管道结构、功能精细化检测评估工作,并形成数据准确、图像清晰的管网问题诊断技术成果。
    2.突出环境保护
    对于管网淤泥的暂存和无害化处置,建立淤泥暂存点。淤泥暂存点设置卸泥区、三级沉淀区、晾晒区及存泥区。为了实现淤泥的减量化、无害化、资源化的目标,减少淤泥对生态环境的污染,配备撬装式通沟污泥处置设备。淤泥处置设备由粗大物料筛分单元和粗砂分选单元组成,处置后的淤泥,分为粗大物料、粗砂及其他杂物,以达到对淤泥的无害化处置。
    3.实现管网智慧化运维
    建立完整统一的济宁市主城区排水系统空间数据库和智慧管网信息化平台,结合“互联网+”思维纳入监测体系和管网智慧化管理系统,通过政务专线实现管线位置查询、数据整理分析、台账设施管理、分类分级管理等功能,实现主城区水务数字一张图,显著提升智慧排水系统管理、展示与决策效率。建立排水系统长效、动态、智慧管理机制,实现排水系统“一网统管”。
    六、作用意义
    1.改善城区环境。通过清淤检测工程,有效解决了排水管网中的堵塞和淤积,避免了排水不畅、污水倒灌、散发恶臭等环境问题,改善居民的生活环境。
    2.促进社会稳定。可以确保排水管网畅通无阻,提高城市在暴雨等极端天气下的防洪排涝能力,保护人民群众的生命财产安全。
    3.推动行业发展。排水管网清淤检测工程对行业所需专业的技术和设备进一步检验优化,推动了相关产业的发展。
    4.通过系统清淤检测工程,可以及时发现并处理排水管网中的堵塞和破损问题,防止污水在管网中滞留或外溢,从而减少对周围水体的污染。同步对雨污分流实施效果进行监督实施,提升水体排放质量,进而改善排水系统,提升整个城市的环境质量,为居民提供更加宜居的生活环境。
    七、推广应用的范围、条件和前景
    1.推广应用的范围
    (1)城市化区域:随着城市化进程的加快,城市排水管网规模不断扩大,清淤检测的需求也随之增加。无论是老城区还是新城区,都需要对排水管网进行定期的清淤和检测,以确保其正常运行。
    (2)工业园区:工业园区内通常设有大量的生产设施和排水管道,这些管道容易积累工业废渣和污物,对管道的清淤和检测需求更为迫切。
    (3)特殊地区:如沿海地区、山区等地质条件复杂、环境敏感的区域,对排水管网的要求更高,需要更加频繁和细致的清淤检测工作。
    2.推广应用的条件
    (1)政策支持:政府出台相关政策,鼓励和支持排水管网清淤检测工作。例如,通过财政补贴、税收优惠等方式,降低企业和个人的检测成本,提高他们参与清淤检测的积极性。
    (2)技术保障:清淤检测技术的不断创新和完善是推广的重要条件。先进的检测技术和设备能够提高清淤检测的准确性和效率,降低工作难度和风险。同时,加强技术研发和人才培养,提高整个行业的技术水平。
    (3)市场需求:随着城市化进程的加快和环保意识的提升,排水管网清淤检测的市场需求不断增加。企业和个人对排水管网运行状况的关注度提高,愿意投入更多的资金和资源进行清淤检测工作。
    (4)社会认知:提高公众对排水管网清淤检测重要性的认识。通过宣传教育、科普讲座等方式,让公众了解排水管网在城市运行中的作用和清淤检测的意义,增强他们的环保意识和参与意识。
    3.推广应用的前景
    (1)城市化进程的推动
    增量管网建设的需求:随着我国城镇化进程的加速,城市人口不断增加,市政基础设施建设的投资需求也随之加大。排水管网作为城市基础设施的重要组成部分,其建设长度和覆盖范围将持续扩大。因此,对排水管网的清淤检测需求也将不断增长。
    管网修复改造的需求:早期建设的排水管网由于设计标准低、施工质量参差不齐等原因,逐渐进入修复改造期。为了保障排水系统的正常运行,需要对这些老旧管网进行定期的检测和修复。清淤检测作为管网修复的重要环节,其应用前景十分广阔。
    (2)技术创新的支持
    检测技术的提升:随着科技的不断进步,清淤检测技术也在不断创新和完善。例如,CCTV(闭路电视)检测技术、声纳检测技术、雷达检测技术等的应用,大大提高了检测的准确性和效率。这些技术的应用,使得清淤检测工作更加智能化、高效化。
    智能化设备的引入:智能监测设备、机器人等先进设备的引入,使得清淤检测工作更加安全、便捷。这些设备能够实时监测管道的运行状况,及时发现并解决问题,大大提高了管网管理的水平。
    (3)环保意识的提升
    环境保护的需求:随着环保意识的不断提升,人们对城市排水系统的要求也越来越高。清淤检测作为保障排水系统正常运行的重要手段,对于减少污水排放、改善水环境质量具有重要意义。因此,政府和公众对清淤检测工作的重视程度将不断提高。
    政策法规的支持:为了推动环保事业的发展,政府出台了一系列政策法规来规范排水管网的管理和运营。这些政策法规的实施,为清淤检测技术的应用提供了有力的政策保障和支持。
    (4)市场前景的展望
    市场规模的扩大:随着城市化进程的加快和技术创新的推动,排水管网清淤检测市场的规模将持续扩大。预计未来几年内,该市场的年复合增长率将保持较高水平。
    综上所述,排水管网清淤检测的应用前景非常广阔。在城市化进程的推动下、技术创新的支持和环保意识的提升下,该领域将迎来更加广阔的发展空间和市场机遇。
    八、存在的问题和改进意见
    项目实施过程中,有大量的数据需要归集整理,部分数据出现问题,建议加强过程控制,做到分类归集整理。
  • 推广应用前景与措施
  • 一、推广应用前景
    1.改善城区环境。通过清淤检测工程,有效解决了排水管网中的堵塞和淤积,避免了排水不畅、污水倒灌、散发恶臭等环境问题,改善居民的生活环境。
    2.促进社会稳定。可以确保排水管网畅通无阻,提高城市在暴雨等极端天气下的防洪排涝能力,保护人民群众的生命财产安全。
    3.推动行业发展。排水管网清淤检测工程对行业所需专业的技术和设备进一步检验优化,推动了相关产业的发展。
    4.通过系统清淤检测工程,可以及时发现并处理排水管网中的堵塞和破损问题,防止污水在管网中滞留或外溢,从而减少对周围水体的污染。同步对雨污分流实施效果进行监督实施,提升水体排放质量,进而改善排水系统,提升整个城市的环境质量,为居民提供更加宜居的生活环境。
    5.对主城区排水管网进行一体化运维管理,开展周期性的检测维护,推动管网数据动态更新,彻底打通市与区、两级之间的管理壁垒,以平台为指导促进后期排水设施建设标准与规范化,真正实现主城区排水系统“一网统管”。
    6.依托本项目产出的技术成果,为后续管网维护、改造等实施计划提供精准、针对性的技术支持。
    二、推广应用措施
    1.政策引导与激励
    (1)政府应出台相关政策,明确排水管网清淤检测的重要性,并将其纳入城市基础设施建设和维护的重要内容。
    (2)设立专项资金或提供税收减免等优惠政策,鼓励企业和个人参与排水管网清淤检测工作。
    (3)制定并强制执行相关的标准和规范,确保清淤检测工作的质量和效果。
    2.技术创新与推广
    (1)支持科研机构和企业进行技术创新,研发更高效、更精准的清淤检测技术和设备。
    (2)举办技术交流会、研讨会等活动,促进清淤检测技术的推广和应用。
    (3)与国际先进技术接轨,引进并消化吸收国外先进的清淤检测技术和管理经验。
    3.培训与教育
    (1)加强对清淤检测人员的培训和教育,提高其专业技能和素质。
    (2)设立清淤检测培训课程和认证体系,确保从业人员具备相应的资质和能力。
    (3)普及清淤检测知识,提高公众对排水管网维护和保护的认识。
    4.建立示范项目
    (1)在重点区域或关键节点建立清淤检测示范项目,展示清淤检测技术的实际应用效果。
    (2)通过示范项目的成功经验和案例分享,引导其他地区和单位积极推广和应用清淤检测技术。
    5.加强监管与评估
    (1)建立健全排水管网清淤检测的监管机制,加强对检测过程和结果的监督和管理。
    (2)定期对排水管网进行清淤检测评估,及时发现并解决问题,确保管网的正常运行。
    (3)对清淤检测工作进行绩效考核,对表现优秀的单位和个人给予表彰和奖励。
    6.建立合作机制
    (1)加强政府、企业、科研机构和高校之间的合作,形成产学研用相结合的协同创新体系。
    (3)鼓励跨行业、跨领域的合作,共同推动排水管网清淤检测技术的发展和应用。
    (3)建立信息共享平台,促进技术交流与合作,提高清淤检测工作的整体水平。
    7.提升公众意识
    (1)通过媒体宣传、公益广告等方式,提升公众对排水管网清淤检测重要性的认识。
    (2)鼓励公众参与排水管网保护活动,形成全社会共同关注和支持排水管网清淤检测的良好氛围。
    综上所述,成果的推广应用需要政府、企业、科研机构和公众等多方面的共同努力和配合。通过政策引导、技术创新、培训教育、示范项目、监管评估、合作机制和公众意识提升等措施的实施,可以推动排水管网清淤检测工作的普及和发展,为城市的可持续发展提供有力保障。
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