双碳目标背景下,城市管网的2026年发展机遇
城市管网长期被视为“看不见的工程”,却直接关系道路通行、地下空间安全、污水收集效率和极端降雨应对能力。围绕排水管网的液位、流量、积水深度、泵站运行状态和调蓄设施负荷,正在形成一套新的城市运行感知体系。
“过去,排水系统更多依赖工程建设和人工巡检;如今,在极端降雨频发、城市更新加速和数字治理推进的背景下,排水管网正从单一市政设施转向城市安全运行的数据底座。”
从政策目标看,国家层面已明确提出到2025年各城市因地制宜基本形成排水防涝工程体系,到2035年总体形成“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”的城市排水防涝格局。与此同时,海绵城市建设提出到2030年城市建成区80%以上面积达到70%以上降雨就地消纳。行业关注点也随之变化:从单纯扩大排水能力,转向排水能力、防涝韧性、运行效率和数据治理并重的系统建设。
一、市场趋势:排水管网建设进入存量更新与系统防涝并重阶段
我国城市排水管网经过多年建设,已形成较大规模存量资产。公开资料显示,全国城市排水管道总长度已达数十万公里量级,部分特大城市排水管网服务面积广、运行年限长,管道老化、错接混接、淤积堵塞、过流能力不足等问题逐步显现。在一些老城区,雨水管网设计重现期仍停留在1—3年一遇,部分下凹式立交桥、地下通道和低洼社区在强降雨条件下容易出现积水风险。行业需求因此从“有没有”转向“好不好、稳不稳、能不能快速响应”。
市场结构也在发生变化。过去排水行业投资更多集中在新建管网、泵站和污水处理厂;当前则逐步转向管网检测、缺陷修复、雨污分流改造、易涝点整治、调蓄设施建设、泵站智能化改造和在线监测设备部署。多地“十四五”期间将排水防涝、海绵城市、地下管网更新和智慧水务列为重点方向,相关项目投资规模动辄数十亿元乃至百亿元。
液位计、流量计、雨量计、井盖状态传感器、视频监控和泵站控制终端等感知设备,正在成为排水防涝项目中的常见配置,带动行业从工程总包向“工程+数据+运营”复合模式演进。
二、液位与流量监测:从单点仪表到排水系统数字入口
液位和流量是排水管网运行最基础、最关键的参数。液位监测可用于判断管道是否满溢、检查井是否存在顶托、下凹路段是否积水,以及调蓄池和泵站前池是否达到警戒水位。当前常用技术包括雷达液位计、超声波液位计和压力式液位计。
- 雷达液位计:测量精度可达±2毫米,量程通常为0.5—15米,适用于潮湿、腐蚀和复杂工况;
- 超声波液位计:在0.25—10米量程内精度可达±0.25%,适用于检查井、调蓄池和明渠场景;
- 压力式液位计:常用量程为0—10米水柱,输出4—20毫安信号,便于接入传统控制系统。
流量监测则用于掌握管网输水能力、判断旱天污水混接、评估雨天峰值流量和校核水力模型。满管工况下,电磁流量计应用较为成熟,在DN300—DN2000管径范围内精度可达±0.5%,常用于泵站进出水管、调蓄池连通管和重要排放口。对于排水管网常见的非满管、低流速和含杂质工况,多普勒超声波流量计更具适应性,流速测量范围约为0.03—5米/秒,并可同步测量液位,推算瞬时流量和累计流量。
从布设逻辑看,液位和流量监测不再只是单点仪表安装,而是围绕排水系统关键节点形成网络。典型布设位置包括易涝点、下凹式立交桥、雨水泵站前池、调蓄池进出水端、主干管节点、河道排口、污水干管关键断面和雨污分流改造区域。常规条件下,数据采集频率可设置为15分钟一次;暴雨期间可加密至1—5分钟一次,重点易涝点甚至可实现秒级采集和分钟级上传。
三、防涝标准提升:推动排水系统从“能排”走向“韧性可控”
排水防涝标准正在成为城市基础设施建设的重要约束条件。按照现行相关设计规范,雨水管网设计重现期通常根据地区重要性确定,一般地区为1—3年一遇,重要地区为3—5年一遇,立体交通节点、重要市政设施周边和特别重要区域可提高至10年一遇甚至更高。内涝防治标准则通常高于管网设计标准,一般城市可采用20—50年一遇,特别重要地区可结合风险评估提高设防要求。
防涝理念也在从“快速排除”转向“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”。源头减排依靠透水铺装、雨水花园、下沉式绿地、绿色屋顶和雨水调蓄设施,降低径流峰值;管网排放依靠雨水管渠、泵站和行泄通道提升常规排水能力;蓄排并举依靠调蓄池、深隧、湖泊、湿地和临时蓄滞空间削减峰值;超标应急则依赖预警、交通管制、人员转移、移动泵车和应急抢险体系。排水管网液位、流量数据与气象雷达、河道水位、道路积水和泵站运行数据联动后,防涝调度开始从经验判断转向风险预判。
四、技术发展方向:感知、模型、控制与运维闭环融合
未来排水管网技术体系的核心,不是单一传感器或单一软件平台,而是“感知—模型—控制—运维”的闭环融合。
感知层
液位、流量、雨量、水质、井盖状态、有害气体等多源数据同步采集。设备向低功耗、高防护(IP68)、边缘计算和自诊断方向发展。
模型层
传统水力模型与AI、短临降雨预报和数字孪生结合。基于管网拓扑和气象预报,提前预测积水点和管网超载风险。
控制层
泵站、闸门、调蓄池实现联动调度。降雨前预抽空,降雨中动态调整启停策略,降雨后错峰排放。
运维层
从被动抢修转向预测性维护。利用CCTV、声呐等识别缺陷,结合长期数据优先安排清淤和修复。
五、政策影响:顶层设计加速排水管网更新与绩效导向
《关于加强城市内涝治理的实施意见》提出,到2025年各城市因地制宜基本形成排水防涝工程体系,排水防涝能力满足内涝防治标准要求;到2035年总体形成源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急的城市排水防涝工程体系。海绵城市建设、城市更新、老旧小区改造、黑臭水体治理和地下管网更新等政策也在协同推进排水系统补短板。
资金机制和项目组织方式同样发生变化。地方政府专项债、中央预算内投资、超长期特别国债、政策性金融工具和城市更新基金等,正在为排水管网改造提供更多资金来源。与此同时,项目考核逐步从“建设量”转向“运行效果”,包括积水点消除率、内涝风险降低程度、污水收集浓度提升、溢流污染削减、设施完好率和应急响应时间等指标。
六、案例观察:系统化改造比单点设备更能释放价值
从实践案例看,单一设备安装往往只能解决局部问题,系统化改造才能显著提升排水防涝能力。以上海苏州河深层排水调蓄管道系统工程为例,该工程通过大直径深层隧道和调蓄空间提升沿线排水能力,主线隧道长度约15公里,内径约10米,调蓄规模约20万立方米,可将服务区域排水能力提高至更高标准,并协同削减初期雨水污染。
在智慧排水方面,深圳、广州、杭州、成都等城市均在推进排水设施在线监测和调度平台建设。部分城市在重点易涝点、下穿隧道、泵站、调蓄池和河道排口布设液位、流量、雨量、视频和井盖状态感知设备,实现分钟级数据上传和预警联动。
"此类项目的关键不在于设备数量,而在于数据是否能进入调度流程,是否能形成预警、处置、反馈和复盘的闭环。"
在极端暴雨应对方面,郑州“7·20”特大暴雨后,多个城市加快了排水防涝能力复核和韧性设施建设。北京、武汉、西安、重庆等城市也持续推动积水点治理、雨污分流、泵站改造和应急指挥体系建设。行业经验表明,防涝提升不能只依赖单一工程,而需要将管网能力、河道水位、泵站抽排、道路行泄、地下空间防护和应急疏散结合起来。
七、前瞻展望:面向气候适应的下一代城市排水管网
未来3—5年,城市管网行业将呈现三个明显趋势。第一,液位、流量等在线监测将从重点设施向普通管网节点延伸,形成更高密度的感知网络。第二,排水模型将从离线分析走向实时运行,结合气象短临预报实现提前1—3小时风险预判。第三,排水设施管理将从部门分散管理走向跨部门协同,与气象、应急、交通、城管和地下空间管理形成联动。
未来10年,城市排水管网将进一步融入气候适应型城市建设。灰色设施与绿色设施将更深度结合,排水管网不仅要应对常规降雨,还要适应极端降雨、连续强降雨和城市热岛效应带来的复合风险。管网资产全生命周期管理、碳排放核算、节能泵站、智慧调度和韧性评估将成为行业新议题。
城市管网不再只是地下工程,而是连接水安全、水环境、城市治理和数字基础设施的关键系统。能够持续获取高质量液位、流量和运行数据,并将其转化为调度能力和治理能力的城市,将在未来防涝体系中占据更主动的位置。