在2018(第十届)水业热点论坛上，上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司党委书记、副董事长、总工程师/全国工程勘察设计大师张辰坦称，在治水问题要尽快补齐短板，并结合公司参与的项目案例，详细阐述要用系统思维解决水环境问题。

“与发达国家相比，我国当前排水管网的运行管理水平仍显落后，排水管道疏通方式落后;排水管道结构性和功能性病害严重;排水管道破损、错位导致管道渗漏严重。”8月22日，在2018(第十届)水业热点论坛上，上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司党委书记、副董事长、总工程师/全国工程勘察设计大师张辰坦称，在治水问题要尽快补齐短板，并结合公司参与的项目案例，详细阐述要用系统思维解决水环境问题。

上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司党委书记、副董事长、总工程师/全国工程勘察设计大师张辰

以下为张辰现场发言内容(根据现场速记整理，未经本人审阅)

开篇先讲述生态文明建设时代背景。2018年5月18日全国生态环境保护大会在北京召开，习总书记在会上一系列的讲话，对生态文明建设有着很好的指导意义。在治水问题上有不少问题要解决，其中有一个就是要加快补齐污水收集和处理设施的短板…………，尽快实现污水管网的全覆盖、全收集、全处理。

张辰表示，从去年开始就谈系统化思维，很高兴今年2月9号，人民日报发表了题为《生态文明建设需要系统思维》，和我们提倡的主旨很契合。生态文明建设需有系统思维，水生态文明属于生态文明的一部分，解决水的问题也需坚持系统思维。

国内外排水管网安全运行现状对比

尽管水环境治理上升到国家高度，也需要系统思维解决水污染问题，但令人遗憾的是，管网建设作为水环境治理必不可少的一环，近年来除了我国管网建设规模在快速增长之外，排水管网安全运行和重视程度差强人意，亟需提高。

张辰坦称，与发达国家相比，我国当前排水管网的运行管理水平仍显落后，排水管道疏通方式落后;排水管道结构性和功能性病害严重;排水管道破损、错位导致管道渗漏严重，以上海市某区2011年排水管道为例，中度淤积以上的管道占总管道长度的18.45%，平均每1km就有1处破裂、渗漏等结构性病害。

近年来，近半数城市发生内涝的主要原因是排水系统覆盖不全、标准偏低，新建管网跟不上城市发展速度，老旧管网得不到及时更新，部分设施运行不正常等。排水管网的建设和完善滞后于城市发展，城市中仍然有较多的排水空白区。

在设计手段、标准规范、检测技术方面，张辰认为国外排水管网安全运行技术研究均走在前列，值得国内水业同行借鉴：

(1)设计手段先进：欧盟的排水设计规范要求当排水系统面积大于2km2或管道内流行时间大 于15min时，应采用非恒定流模拟进行城市管网水力计算。

(2)标准规范全面：经过多年的研究和实践，发达国家已形成较为全面的城镇排水管网技术标准体系，用于指导城镇排水管网的规划建设和运行维护。以日本为例，发布了《下水道管路设施维持管理手册》覆盖了排水管道的设计计算、疏通方式、检查手段、修复技术和管道污泥处理等各个方面。

(3)检测技术创新：国外已从传统的潜水员管道检查向视频检测、声纳检测、透地雷达等方向发展，实现管道检测的数字化、三维化和全景化。

(4)管理机制完善：发达国家排水管网管理以内涝防治和污染控制为目标，强调全过程控制管理，并启用了预警应急管理机制。如美国低影响开发(LID)、英国可持续城市排水系统(SUDS)等。

基于我国排水管网存在的问题，张辰指出提高城镇排水管网科学规划、建设、管理水平和保障安全运行是当务之急，是解决城市黑臭水体、内涝防治的根本之道。他认为未来我国排水管网安全运行技术发展方向，应朝如下方面努力：

(1)树立海绵城市规划建设理念

(2)提高排水防涝设计建设标准

(3)推行科学合理运行管理模式

(4)加快研发管网运行技术装备

(5)建立管网信息平台管理制度

(6)规范城市管网专项资金管理

谈完管网技术后，话锋一转，张辰指出我国污泥处置技术现状不容乐观，第一：处理处置技术单一，污泥大多仅经过简单浓缩和脱水处理就进行填埋;第二：技术路线不完善，以污泥最终安全处置为导向的科学处理技术路线体系尚未形成;第三：资源化利用率低：生物质能未有效资源化利用。

对此，他建议，亟待构建以最终安全处置和资源化利用为导向的技术路线体系，提升污泥治理顶层设计水平，重点流域应率先突破污泥处理处置技术路线，对于引领全国污泥科学治理具有重要意义和推动作用。

如何树立水环境的系统思维?系统思维的“六部曲”

会上，张辰大篇幅讲述何为系统思维，以及如何用系统思维进行流域系统整治。他认为，系统思维范围很广，主要包括系统调查、系统规划、系统研究、系统设计、系统评估和系统运维管理六大方面，简而言之就是先着眼系统调查，建立系统的规划，开展系统的研究，通过系统设计、系统评估和系统运维管理，使得我国排水系统恢复到原有的系统思维。

第一、系统调查：应需要建立水循环的信息系统，包括降水，污染源、管网(包括重要接入点的管网运行状态)泵站、河道、污水厂等水生态系统要素的信息数据库，数据库既是前期调查的成果，也是后期运行管理数字化平台的基础。比如上海合流污水治理一期、二期和三期，均有一个信息数据平台，三个平台如何合并建立统一的共享平台，并考虑数据性公开，比如短时期/长时期降水量等数据的公示，都值得我们思考。

第二、系统规划：系统的梳理现有规划，做好与各规划的衔接、反馈研究。这看似容易，实则很难，水环境整治本身就是一个系统，但是各个部门各自执政，出台不同版本的系统规划，比如《城市总体规划》、《海绵城市建设规划》、《内涝防治规划》、《雨水系统规划》、《污水系统规划》等等。

第三、系统研究：不仅仅是针对某一点，比如调蓄池的规范，有源头、中途、末端，这个调蓄从污染控制而言，到底是在源头还是中途还是末端，各有各的要素，需要分清层次来做这方面的工作。

再举个例子，河道的清淤是黑臭水体的重要因素，追溯到20年前，从上海苏州河治理工程一期、二期、三期，清淤采取什么样的措施，以及清淤后的污泥怎么处理也是系统研究的内容。这个中间包括清淤的方式，一次、两次还是长效的清淤，还有是否按照规划标高清淤，或者采用生态的清淤方式，需要对河道底泥物理、化学、生物及泥水界面交换过程释放影响机制进行系统的研究。

第四、系统设计：水环境整治系统设计，应以水环境质量为目标，以现状问题为导向，以污染总量控制为依据，采取“源头、过程和末端相结合、绿色和灰色相结合、工程与非工程相结合”的工作思路，要考虑多种技术手段、多部门协作、多专业统筹。

在系统设计时，还要注重源头和过程相结合，制度设计和技术手段结合，牢记树立十六字方针——源头治理、过程控制、制度设计和技术手段。比如源头治理在服务范围内有“城中村”，要考虑环村围截，新建小区分流和排道整治等问题。举个例子，福州项目在许多分流制的地区有很多的排道，导致沟水、洗涤水都进入了雨水管道，若这些排道不整治，将无法治理黑臭水体，更无法达到小雨不积水、大雨不内涝、水体不黑臭目的。

第五、系统评估：黑臭水体治理是长期的过程，通过评估做一些定量的决策，从源头的系统调查开始，系统的规划、系统的研究、还有系统的评估来转变思维，用系统思维针对黑臭水体的治理。

可以采用一些先进评估手段，评估水环境容量是多少、污染物负荷是多少、截流系统的规模与溢流频次的关系、活水策略下的泵闸调度规则以及近、远期目标的可达性等内容。

第六、系统管理运维：通过感知层、网络层、运用层等多层级的构架和管理，借助智慧排水平台，对设施状况、运行维护、智能控制等方面能及时、准确和高效管理。

项目案例分享

会上，张辰以公司参与的福州水系项目、石洞口污水厂、青岛麦岛污水厂、临港海绵城市智慧管控平台(一期)案例，简单介绍系统思维在项目案例的运用情况。

(1)福州水系项目

据了解，2017年福州市全面开展了102条(分7个水系治理包)内河(其中包7还未开工)的治理运营工作，其中治理91条、运营7条。

张辰介绍，福州整个把城区分成7个包，这就是用系统的规划来考虑的。我们承担的第5个包—仓山龙津阳岐水系综合治理PPP项目，一共是13条河流总长31公里，13条河流中间黑臭有11条，环保部联手重点挂牌督办的黑臭水体有5条(龙津河、阳歧河、跃进河、白湖亭河、龙津一支河)。

福州水系7个包项目

仓山龙津阳岐水系综合治理PPP项目，13条河流

首先进行系统调查，根据现场踏勘情况，选取了29个河道断面，进行水质检测，不同断面水质略有差别，除港头河、马洲河外，其余11条河道均黑臭。

张辰阐述：系统调查应以问题为导向，要摸清有多少污水直排口、雨污混接、底泥淤积、城中村排水、违章建筑、垃圾淤塞等情况。经过踏勘，我们发现福州项目13条河道共1400个排口，旱季入河污水总量3.24万m3/d，这些都是未经任何处理的原生污水直接排掉，后期系统设计要考虑把3.24万吨的原生污水截留。

此外，现场调查还发现福州13条河道沿河违章建筑达52万㎡，总垃圾量13万m³，水系阻塞段3.43km、底淤泥总量约61万m³，还有8条连接主要城中村排污沟。

摸清福州项目现状后，其次我们开始系统研究，通过理论计算，计算点源、面源、内源的污染物总量，确定各技术手段对污染负荷的消减比例，为系统方案的设计打下基础。

“基于系统调查、系统研究的基础，以问题为导向，福州水系项目制定出科学、详细且具有针对性的系统设计方案，通过控源截污、内源治理、生态修复、活水保质等多种技术手段(如下图)，让它变一条成水质达标的河流。”张辰表示。

所以说，黑臭水体治理要将雷厉风行和久久为功结合起来。先雷厉风行解决老百姓最关心的问题，将河流治理的不黑不臭，提高老百姓感知，但离功能达标、变成一条可亲近的河、生态的河流距离尚远，要下苦功夫。张辰指出，立竿见影、雷厉风行、久久为功的事情一定要做，让人们有感知。

系统设计第一步：控源截污

近年来，“海绵城市”成为基建领域的热词。在上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 党委书记/总工、全国工程勘察设计大师张辰看来，这是一个重新审视城市排水系统的机会，需要用系统理念统筹协调。8月22日，在2017（第九届）上海水业战略论坛中，张辰向与会人员详细阐述了“排水工程建设的系统思维观”。

本文根据嘉宾发言内容整理，未经本人审阅。

我在上海市政总院从事工程设计三十多年，但目前来看，我们的城市基础设施还是很落后。我曾经要求提高我们的排水标准、提高污水处理厂的标准等，但是很多领导听了以后，都会提出疑问：要投入多少？取得的效果是多少？因此这些提议都被放在了后边。好在总书记提出海绵城市建设的理念，如何抓住这个机遇、趁势而为，提高整个排水行业标准，建立内涝防御体系等，是我们需要重点思考的问题，也是实现排水工程建设系统思维观的一个抓手。

海绵城市建设是系统理念

无论是李克强总理，还是习近平总书记，都提出了“让城市有面子，更要有里子”的建设宗旨，现在到了注重里子的时候。如何注重里子？我认为需要注意以下几点。

树立三段论观念：包括源头减排设施、排水管渠设施、排涝除险设施。源头控制方面，国家标准体系做了一个很重大的修订，现在国家基建标准有1200多项，做工程建设，怎么能想到这么多规范？为此，我们也参照了国外的一些室内和建筑小区的排水规范。排水管渠方面，大家都在说黑臭水体整治，其中管网是最大的问题，这方面要进行大量的探索和改造。另外，我们还要构建一个排涝除险设施，今年颁布的内涝防治技术规范，确定超大城市排水建设标准是一百年一遇，特大城市标准是五十年到一百年一遇。这方面，都给我们做城市排水工作创造了很好的前提。

达到四大目标：城市排水工作一定要有系统的理念，考虑到方方面面的工作，达到系列综合目标，即：小雨不积水，大雨不内涝，河道不黑臭，热岛有缓解。

协调五大专业：海绵城市建设需要规划、建筑、绿地、道路、水务等专业共同协调。海绵城市不仅是给排水行业的事情，但我们没有跨界的条件，无法指挥道路怎么设计、绿地怎么做。只有各个专业相互协同、相互配合，才能够把海绵城市的系统理念建立起来。

牢记六字箴言：分别为渗、滞、蓄、净、用、排。其中，构建系统的理念，更要牢记后四字。

同样，黑臭治理也要有一个系统治理的体系，需要控源截污、内源治理、生态修复、活水保质、长治久清等各方面工作的配合。我们在上海做临港海绵试点，总面积79个平方公里，是全国30个试点城市中最大的一个。刚开始，我们发现小区里雨污混接非常严重，不光是底楼，甚至二楼的洗涤废水也都排到雨水管道，流入河道中。而临港是雨污分流的地区，如何体现我们的分流制排水体制优势？我认为应当正视问题，以问题为导向，用系统思维来一步步推进工作建设。

海绵城市规划是系统方案

水生态目标：要有水生态的目标，从源头提出年径流总量控制率的计算。但现在排水工程的上游——管网方面，还没有健全这些理论，应该与时俱进，推进完善。

水安全：提到水安全，管网是重点。从内涝防治设施三段论角度而言，源头控制有渗透、转输，包括植草沟、渗透管渠等多种手段；源头污染也要尽量在源头控制，排水管渠也要发挥排涝除险功能。应急管理方面，不仅仅要提高水务自动化程度，建设信息化平台，还要思考如何将下水管道各种信息提供给市民，包括各个排水系统内涝情况、水位信息等。

水环境：在水环境治理中，从污染物的调查评估到水环境容量的计算，以及水质的模拟到污染控制，要形成整个系统理念。比如面源污染消减了多少、对整个水体的改善是多少，都要建立体系。用模型把整个城市虚拟建造好以后，才能够把系统工作一步步推进。

在这些理念的指导下，我们编制了上海海绵城市规划，包括到2020年，按1000km2计的建成区中，完成约200km2区域的海绵城市建设；到2030年，80%建成区实现海绵城市建设要求。在这个规划中，也有聚焦和系统思想的体现。如针对上海临港 79平方公里的海绵建设工作，其中老城区7.35km2，主城区建成区44.08 km2，其它为生态建设用地及备用地。目前，建成区年径流总量控制率只有58%，目标是要达到80%。这就有考虑到各方面的工作配合。

在上述因素的考量下，我们确定了从中心到周边的示范分区类型，包括湖泊水体生态保护净化示范区、商务街区海绵工程建设示范区等7种。原来我们用传统的理念做，现在考虑的是如何海绵化，如用一个绿化隔离带和临港森林相结合，形成了生态廊道雨水自蓄净化池。

内涝防治是海绵城市建设重要组成

内涝防治是海绵城市建设的重要组成部分。这一块，过去我们一直诟病国家的标准、规范师出多门，但其实美国也是这样，美国联邦法律1972年颁布了清洁水法，从点源污染、面源污染等方面做了一些控制，但其他多个联邦政府部门，如环保署、陆军工程兵团、高速公路管理署等，也都制定了相应的法律。所以说不要仅诟病法规，只要相互协同好，都能够取得很好的效果。
 

在美国，规划和设计阶段后期，项目排水系统的设计计算和图纸都要接受严格的审批，否则整个项目都不能获得施工许可。不同地区的排水标准，往往存在很大的差异，但只要这些差异与联邦政府制定的强制性法律法规没有冲突，地方标准就是有效的。我国现行标准也做了这方面的转变，以后可能只有37本强制规律法规，其他非强制的标准灵活度较高。

最后再说一下我们遵循的内涝防治设计规范的一些设计原则。它提出了城市防涝排水系统的十二条基本原则，其中第四条表示，雨水径流的出路，是一个空间分配的问题。对于特定的降雨事件，水量是不可压缩的。因此，排水规划必须有足够的空间，为后续做调蓄池，以及源头减排、内涝排涝除险等提供基本保障。第十一条和十二条中提到，泄洪通道和河道漫滩，应受到最大程度的保护。因为突发雨情的流量是难以预测的，一定要为这些控制手段留出空间。仅这一条还不够，还需要为河道漫滩和泄洪通道预留足够的侧向移动空间，避免对公共和私人设施造成损失。

近年来，城市的内涝的灾害频发，需要我们反思，这也是一个机遇。我们要思考如何设立系统的理念，把源头减排、排水管渠等标准规范制定作为依托，适当提高排水管网标准，填补国内内涝防治标准空白，同时加强与城市防洪等专业的衔接，逐步建立起适合我国国情、涵盖源头控制的管网优化和内涝防治综合体系，保障城市排水安全和城市水环境质量，促进城市可持续发展。