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2016-09-04 01:58廣州奧格智能科技有限公司
中國(guó)建設(shè)信息化 2016年17期
文｜廣州奧格智能科技有限公司
要讓“城市看?！背蔀橥?，既需要完善排水設(shè)施設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，督促地方政府改變“重地上輕地下”的城市發(fā)展觀念，更需要將物聯(lián)網(wǎng)、地理信息等技術(shù)應(yīng)用在城市排水防澇中，實(shí)現(xiàn)城市排水?dāng)?shù)據(jù)管理、運(yùn)行服務(wù)、監(jiān)測(cè)預(yù)警、綜合監(jiān)管、應(yīng)急決策一體化的管理，構(gòu)建排水行業(yè)監(jiān)管的新模式，以提高城市防災(zāi)減災(zāi)能力和安全保障水平。
在全球氣候變化的大背景下，極端降雨事件在各大城市頻發(fā)，我國(guó)城市化進(jìn)程又不斷加快，地下現(xiàn)有排澇工程體系相對(duì)落后，跟不上社會(huì)快速發(fā)展的排水需要，導(dǎo)致城市內(nèi)澇問(wèn)題尤為突出，嚴(yán)重制約了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，阻礙了城市正常運(yùn)行和管理。十多年來(lái)，國(guó)家投入了大量的人力物力財(cái)力治理城市內(nèi)澇，各個(gè)城市也做出了很多努力，但是逢雨必澇的問(wèn)題依然存在于很多城市。
內(nèi)澇現(xiàn)狀
近年來(lái)，國(guó)家各大城市暴雨頻發(fā)，廣州，北京、南京、武漢、杭州、深圳、上海等地尤為嚴(yán)重，城市看海的新聞報(bào)道層出不窮。2011年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部對(duì)全國(guó)351座城市進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)果表明，在2008年～2010年3年間，62%城市發(fā)生過(guò)內(nèi)澇，39%城市內(nèi)澇災(zāi)害超3次，53%城市目前沒(méi)有達(dá)到國(guó)家防澇標(biāo)準(zhǔn)，79%非農(nóng)業(yè)人口達(dá)150萬(wàn)以上的特大城市沒(méi)有達(dá)到國(guó)家防澇標(biāo)準(zhǔn)。另?yè)?jù)國(guó)家防汛抗旱總指揮部副主任張家團(tuán)介紹，2012、2013、2014這三年，平均每年100多個(gè)城市受到外洪內(nèi)澇的威脅，2012年有184座城市發(fā)生內(nèi)澇，2013年234座城市內(nèi)澇，2014年125座城市內(nèi)澇，包括北京、上海、廣州、南京、武漢、太原這樣的大城市。城市內(nèi)澇問(wèn)題不僅嚴(yán)重影響了城市的正常生活秩序，也造成了社會(huì)民眾嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。
國(guó)內(nèi)外研究治理現(xiàn)狀
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家城市化現(xiàn)象出現(xiàn)較早，對(duì)城市水澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)特性和演變規(guī)律、城市水澇災(zāi)害綜合防治對(duì)策研究起步較早。國(guó)外城市的排水標(biāo)準(zhǔn)普遍高于國(guó)內(nèi)城市，比如紐約的排水標(biāo)準(zhǔn)約為10～15年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，東京5～10年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，在排水系統(tǒng)建設(shè)方面，東京的地下宮殿式排水系統(tǒng)，能夠保持強(qiáng)大的排水防澇功能，德國(guó)柏林建立分立式排水系統(tǒng)，徹底實(shí)現(xiàn)雨污分流，避免大雨時(shí)洪澇泛濫。在提高排水設(shè)施的排水防澇能力的同時(shí)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家也研究開(kāi)發(fā)了暴雨模型，用于模擬雨水在地表以及管網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)情況，比如美國(guó)環(huán)保署的SWMM，英國(guó)公路研究所的TRRL，丹麥水力研究所DHI開(kāi)發(fā)的Mike等軟件，這些模型軟件成功運(yùn)用到了城市防洪排澇以及排水系統(tǒng)規(guī)劃中。美國(guó)率先利用“3S”技術(shù)建立洪水預(yù)警系統(tǒng)；英國(guó)于2009年建立首個(gè)洪水預(yù)報(bào)中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)洪澇災(zāi)害及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)警和控制，在防治內(nèi)澇的同時(shí)這些國(guó)家也開(kāi)始研究雨水利用問(wèn)題，比如英國(guó)提出可持續(xù)排水系統(tǒng)技術(shù)來(lái)收集利用雨水，美國(guó)制定大小兩個(gè)暴雨排水系統(tǒng)并設(shè)計(jì)最佳管理措施對(duì)雨水進(jìn)行控制，后經(jīng)過(guò)改進(jìn)產(chǎn)生了低影響開(kāi)發(fā)理念，講究雨水的蓄、滯、分、滲、調(diào)一體化，這些雨水利用措施都在減緩甚至防止城市內(nèi)澇上發(fā)揮了作用。
國(guó)內(nèi)對(duì)內(nèi)澇治理的研究雖然相對(duì)較晚，但發(fā)展速度卻較快。我國(guó)于90年代引入內(nèi)澇模型，以岑國(guó)平、劉樹(shù)坤等為代表的學(xué)者以二維非恒定流理論為基礎(chǔ)自主研發(fā)了洪水演進(jìn)數(shù)值模型。上海、天津、東莞等城市利用水動(dòng)力模型對(duì)城市內(nèi)澇情況進(jìn)行模擬，并在此基礎(chǔ)上做了一系列暴雨監(jiān)測(cè)與預(yù)警平臺(tái)，如上海市暴雨預(yù)警平臺(tái)，天津市暴雨瀝澇仿真系統(tǒng)以及東莞城區(qū)的內(nèi)澇預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)等。南京，南昌等城市對(duì)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，利用水動(dòng)力模型對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行排水能力分析，進(jìn)而對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行改造規(guī)劃分析等。目前，已有廣東、湖北、山西等多個(gè)省份建立了城市排水防澇設(shè)施普查信息平臺(tái)，另有一些城市結(jié)合在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)與GIS以及云平臺(tái)展開(kāi)排水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及平臺(tái)的研發(fā)，并分批投入使用，為后期模擬評(píng)估管網(wǎng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如鎮(zhèn)江市雨污水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，徐州市供排水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。
表1 我國(guó)近年典型城市內(nèi)澇災(zāi)害事件
城市內(nèi)澇治理解決方案
對(duì)于城市內(nèi)澇治理這一問(wèn)題，各大城市做了巨大的努力，以武漢市為例，早在2012年，武漢就成立專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃小組對(duì)武漢建立排水系統(tǒng)模擬平臺(tái)，探索雨水管理的有效方法和手段，充分發(fā)揮排水設(shè)施能力，實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度。然而這一系列的措施仍然沒(méi)能抵擋住2016年7月的連續(xù)暴雨天氣給武漢帶來(lái)的慘重?fù)p失，江河漫灌，舉村遷移，實(shí)在令人痛心。那么我們?cè)谥卫韮?nèi)澇時(shí)究竟面臨著哪些難點(diǎn)呢？又該如何利用現(xiàn)有的技術(shù)去積極的應(yīng)對(duì)這樣的災(zāi)害事件呢？
1、治理難點(diǎn)與解決對(duì)策
排水普查建庫(kù)尚未完善，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化管理。排水設(shè)施普查、建立標(biāo)準(zhǔn)化的排水防澇設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，是智慧排水管理順利開(kāi)展的前提條件。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市人口的增加，城市排水設(shè)施數(shù)量越來(lái)越多，地下管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，導(dǎo)致難以掌握現(xiàn)狀管線(xiàn)的數(shù)量與空間位置信息，在城市規(guī)劃與建設(shè)中缺乏對(duì)現(xiàn)狀管線(xiàn)的可視化管理與分析。針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)摸清家底，將排水普查的數(shù)據(jù)錄入排水防澇數(shù)字信息化建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，擬定符合城市實(shí)際的排水防澇設(shè)施數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立城市排水防澇設(shè)施普查子系統(tǒng)，提供設(shè)施普查管理建庫(kù)的能力，為排水防澇規(guī)劃設(shè)計(jì)提供支撐。
內(nèi)澇監(jiān)控設(shè)施不足。多數(shù)城市存在內(nèi)澇監(jiān)測(cè)設(shè)施缺乏，對(duì)內(nèi)澇點(diǎn)摸底不全面，沒(méi)有對(duì)現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)設(shè)施成果進(jìn)行資源整合利用的問(wèn)題。監(jiān)控設(shè)施采購(gòu)資金投入量大，短期內(nèi)難以對(duì)全市范圍內(nèi)的內(nèi)澇黑點(diǎn)進(jìn)行傳感器的布設(shè)。針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇黑點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)行等級(jí)劃分，對(duì)內(nèi)澇最嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行優(yōu)先布設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)施，包括地面監(jiān)測(cè)設(shè)備布設(shè)和地下管網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)施布設(shè)。充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多源數(shù)據(jù)整合技術(shù)，將已有的監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與新增監(jiān)測(cè)設(shè)施數(shù)據(jù)整合到排水防澇管控平臺(tái)中進(jìn)行統(tǒng)一管理和分析。
管理體系不完善。數(shù)據(jù)資料及技術(shù)知識(shí)的缺失、專(zhuān)業(yè)人員的抵觸、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不足，包括設(shè)施設(shè)計(jì)是以洪澇安全還是以環(huán)境效益為最終目標(biāo)的困惑，等等?，F(xiàn)代城市的內(nèi)澇防治體系，包括源頭控制、徑流過(guò)程控制、排水終端控制等一整套系統(tǒng)，而不僅僅是排水。城市缺少現(xiàn)代化內(nèi)澇防治體系，也不僅僅是管網(wǎng)建設(shè)不足，還包括蓄、滯、分、滲、調(diào)等綜合性手段，以及一系列法規(guī)、政策的調(diào)整。針對(duì)這一問(wèn)題，建設(shè)一個(gè)符合城市排水信息化管理的排水信息化管控平臺(tái)以及一套可靠的管理制度，是輔助城市排水防澇工作者進(jìn)行排水業(yè)務(wù)科學(xué)管理的有效途徑。
圖1 年際暴雨雨日/年際暴雨雨強(qiáng)統(tǒng)計(jì)圖（史培軍等，2014）
圖2 城市化前后雨洪過(guò)程對(duì)比圖
缺乏科學(xué)指導(dǎo)的規(guī)劃與應(yīng)急。目前市政排水管網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)仍存在著諸多問(wèn)題，例如：重力流和短管壓力流兩種方式進(jìn)行排水工程設(shè)計(jì)不能滿(mǎn)足規(guī)劃的年限；排水中的具體市政排水量沒(méi)有進(jìn)行具體的測(cè)算，排水管網(wǎng)管徑設(shè)計(jì)不合理，設(shè)計(jì)的管徑和坡度偏小，沒(méi)有充分考慮歷年的排水流量等。針對(duì)這些問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)雨水徑流控制的“慢排緩釋”和“源頭分散”設(shè)計(jì)理念來(lái)改變以往城市排水防澇設(shè)施設(shè)計(jì)思路，達(dá)到從源頭開(kāi)始控制的目標(biāo)。在技術(shù)應(yīng)用上，可采用水力模型技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)，進(jìn)行排水系統(tǒng)的排水能力評(píng)估、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為管網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、改造提供決策依據(jù)。
圖3 排水防澇典型技術(shù)架構(gòu)圖
2、典型技術(shù)方法
城市排水系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，內(nèi)澇的發(fā)生往往是由于系統(tǒng)工程中的某一些管道連接情況出現(xiàn)問(wèn)題，解決這一短板問(wèn)題，則需要進(jìn)行城市智慧排水建設(shè)，能夠智能定位到短板位置，并進(jìn)行區(qū)域性?xún)?yōu)化，從而使整個(gè)排水系統(tǒng)能夠得到修正與完善。而解決城市智慧排水建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)可概括為三點(diǎn)——物聯(lián)、互聯(lián)、智能。
排水設(shè)施等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是建設(shè)的底層需求，建立標(biāo)準(zhǔn)化的排水防澇設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，是保障后期建設(shè)內(nèi)容順利開(kāi)展的前提條件。數(shù)據(jù)完善入庫(kù)后，建立工作網(wǎng)絡(luò)，使得各個(gè)排水相關(guān)工作部門(mén)能夠共享數(shù)據(jù)，形成工作聯(lián)動(dòng)機(jī)制，同時(shí)建立應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，使其為決策支持的各種子系統(tǒng)提供運(yùn)行基礎(chǔ)。
建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，是排水管線(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放集成度低的解決之道。大城市或特大城市的各種管線(xiàn)中，歷史上已經(jīng)安裝了大量的不同年代、不同數(shù)據(jù)采集與傳輸方式的各種傳感器，如流量傳感器、水位傳感器、壓力傳感器等這些數(shù)據(jù)的集成、整合應(yīng)用是智慧排水的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。
在水務(wù)數(shù)據(jù)生產(chǎn)和共享都日趨成熟的大環(huán)境下，基于云服務(wù)平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用水力模型進(jìn)行模擬分析，為城市提供基于水力模型的城市內(nèi)澇預(yù)警，風(fēng)險(xiǎn)分析，工程改造評(píng)估的模型應(yīng)用服務(wù)，助力海綿城市建設(shè)。利用GIS云，實(shí)現(xiàn)水務(wù)數(shù)據(jù)的云存儲(chǔ)、云計(jì)算、科學(xué)管理和快速共享，并且大大提高了水力模型的運(yùn)行速度，為城市內(nèi)澇應(yīng)急、設(shè)施管理、工程改造等提供專(zhuān)業(yè)服務(wù)。
利用現(xiàn)有智能通訊設(shè)備，可掌握排水設(shè)施實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，可進(jìn)行排水防澇多部門(mén)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)排水管理、排水應(yīng)急搶險(xiǎn)的上傳下達(dá)，智能化處理內(nèi)澇災(zāi)情，最快最大化減少內(nèi)澇災(zāi)害損失。
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內(nèi)澇現(xiàn)狀
近年來(lái)，國(guó)家各大城市暴雨頻發(fā)，廣州，北京、南京、武漢、杭州、深圳、上海等地尤為嚴(yán)重，城市看海的新聞報(bào)道層出不窮。2011年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部對(duì)全國(guó)351座城市進(jìn)行了調(diào)研，結(jié)果表明，在2008年～2010年3年間，62%城市發(fā)生過(guò)內(nèi)澇，39%城市內(nèi)澇災(zāi)害超3次，53%城市目前沒(méi)有達(dá)到國(guó)家防澇標(biāo)準(zhǔn)，79%非農(nóng)業(yè)人口達(dá)150萬(wàn)以上的特大城市沒(méi)有達(dá)到國(guó)家防澇標(biāo)準(zhǔn)。另?yè)?jù)國(guó)家防汛抗旱總指揮部副主任張家團(tuán)介紹，2012、2013、2014這三年，平均每年100多個(gè)城市受到外洪內(nèi)澇的威脅，2012年有184座城市發(fā)生內(nèi)澇，2013年234座城市內(nèi)澇，2014年125座城市內(nèi)澇，包括北京、上海、廣州、南京、武漢、太原這樣的大城市。城市內(nèi)澇問(wèn)題不僅嚴(yán)重影響了城市的正常生活秩序，也造成了社會(huì)民眾嚴(yán)重的生命財(cái)產(chǎn)損失。
國(guó)內(nèi)外研究治理現(xiàn)狀
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家城市化現(xiàn)象出現(xiàn)較早，對(duì)城市水澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)特性和演變規(guī)律、城市水澇災(zāi)害綜合防治對(duì)策研究起步較早。國(guó)外城市的排水標(biāo)準(zhǔn)普遍高于國(guó)內(nèi)城市，比如紐約的排水標(biāo)準(zhǔn)約為10～15年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，東京5～10年一遇的標(biāo)準(zhǔn)，在排水系統(tǒng)建設(shè)方面，東京的地下宮殿式排水系統(tǒng)，能夠保持強(qiáng)大的排水防澇功能，德國(guó)柏林建立分立式排水系統(tǒng)，徹底實(shí)現(xiàn)雨污分流，避免大雨時(shí)洪澇泛濫。在提高排水設(shè)施的排水防澇能力的同時(shí)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家也研究開(kāi)發(fā)了暴雨模型，用于模擬雨水在地表以及管網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)情況，比如美國(guó)環(huán)保署的SWMM，英國(guó)公路研究所的TRRL，丹麥水力研究所DHI開(kāi)發(fā)的Mike等軟件，這些模型軟件成功運(yùn)用到了城市防洪排澇以及排水系統(tǒng)規(guī)劃中。美國(guó)率先利用“3S”技術(shù)建立洪水預(yù)警系統(tǒng)；英國(guó)于2009年建立首個(gè)洪水預(yù)報(bào)中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)洪澇災(zāi)害及時(shí)準(zhǔn)確的預(yù)警和控制，在防治內(nèi)澇的同時(shí)這些國(guó)家也開(kāi)始研究雨水利用問(wèn)題，比如英國(guó)提出可持續(xù)排水系統(tǒng)技術(shù)來(lái)收集利用雨水，美國(guó)制定大小兩個(gè)暴雨排水系統(tǒng)并設(shè)計(jì)最佳管理措施對(duì)雨水進(jìn)行控制，后經(jīng)過(guò)改進(jìn)產(chǎn)生了低影響開(kāi)發(fā)理念，講究雨水的蓄、滯、分、滲、調(diào)一體化，這些雨水利用措施都在減緩甚至防止城市內(nèi)澇上發(fā)揮了作用。
國(guó)內(nèi)對(duì)內(nèi)澇治理的研究雖然相對(duì)較晚，但發(fā)展速度卻較快。我國(guó)于90年代引入內(nèi)澇模型，以岑國(guó)平、劉樹(shù)坤等為代表的學(xué)者以二維非恒定流理論為基礎(chǔ)自主研發(fā)了洪水演進(jìn)數(shù)值模型。上海、天津、東莞等城市利用水動(dòng)力模型對(duì)城市內(nèi)澇情況進(jìn)行模擬，并在此基礎(chǔ)上做了一系列暴雨監(jiān)測(cè)與預(yù)警平臺(tái)，如上海市暴雨預(yù)警平臺(tái)，天津市暴雨瀝澇仿真系統(tǒng)以及東莞城區(qū)的內(nèi)澇預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)等。南京，南昌等城市對(duì)內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，利用水動(dòng)力模型對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行排水能力分析，進(jìn)而對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行改造規(guī)劃分析等。目前，已有廣東、湖北、山西等多個(gè)省份建立了城市排水防澇設(shè)施普查信息平臺(tái)，另有一些城市結(jié)合在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)與GIS以及云平臺(tái)展開(kāi)排水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及平臺(tái)的研發(fā)，并分批投入使用，為后期模擬評(píng)估管網(wǎng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如鎮(zhèn)江市雨污水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，徐州市供排水在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。
表1 我國(guó)近年典型城市內(nèi)澇災(zāi)害事件
城市內(nèi)澇治理解決方案
對(duì)于城市內(nèi)澇治理這一問(wèn)題，各大城市做了巨大的努力，以武漢市為例，早在2012年，武漢就成立專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃小組對(duì)武漢建立排水系統(tǒng)模擬平臺(tái)，探索雨水管理的有效方法和手段，充分發(fā)揮排水設(shè)施能力，實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度。然而這一系列的措施仍然沒(méi)能抵擋住2016年7月的連續(xù)暴雨天氣給武漢帶來(lái)的慘重?fù)p失，江河漫灌，舉村遷移，實(shí)在令人痛心。那么我們?cè)谥卫韮?nèi)澇時(shí)究竟面臨著哪些難點(diǎn)呢？又該如何利用現(xiàn)有的技術(shù)去積極的應(yīng)對(duì)這樣的災(zāi)害事件呢？
1、治理難點(diǎn)與解決對(duì)策
排水普查建庫(kù)尚未完善，缺乏標(biāo)準(zhǔn)化管理。排水設(shè)施普查、建立標(biāo)準(zhǔn)化的排水防澇設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，是智慧排水管理順利開(kāi)展的前提條件。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市人口的增加，城市排水設(shè)施數(shù)量越來(lái)越多，地下管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，導(dǎo)致難以掌握現(xiàn)狀管線(xiàn)的數(shù)量與空間位置信息，在城市規(guī)劃與建設(shè)中缺乏對(duì)現(xiàn)狀管線(xiàn)的可視化管理與分析。針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)摸清家底，將排水普查的數(shù)據(jù)錄入排水防澇數(shù)字信息化建設(shè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，擬定符合城市實(shí)際的排水防澇設(shè)施數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立城市排水防澇設(shè)施普查子系統(tǒng)，提供設(shè)施普查管理建庫(kù)的能力，為排水防澇規(guī)劃設(shè)計(jì)提供支撐。
內(nèi)澇監(jiān)控設(shè)施不足。多數(shù)城市存在內(nèi)澇監(jiān)測(cè)設(shè)施缺乏，對(duì)內(nèi)澇點(diǎn)摸底不全面，沒(méi)有對(duì)現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)設(shè)施成果進(jìn)行資源整合利用的問(wèn)題。監(jiān)控設(shè)施采購(gòu)資金投入量大，短期內(nèi)難以對(duì)全市范圍內(nèi)的內(nèi)澇黑點(diǎn)進(jìn)行傳感器的布設(shè)。針對(duì)這一問(wèn)題，應(yīng)對(duì)城市內(nèi)澇黑點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)行等級(jí)劃分，對(duì)內(nèi)澇最嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行優(yōu)先布設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)施，包括地面監(jiān)測(cè)設(shè)備布設(shè)和地下管網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)施布設(shè)。充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多源數(shù)據(jù)整合技術(shù)，將已有的監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與新增監(jiān)測(cè)設(shè)施數(shù)據(jù)整合到排水防澇管控平臺(tái)中進(jìn)行統(tǒng)一管理和分析。
管理體系不完善。數(shù)據(jù)資料及技術(shù)知識(shí)的缺失、專(zhuān)業(yè)人員的抵觸、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的不足，包括設(shè)施設(shè)計(jì)是以洪澇安全還是以環(huán)境效益為最終目標(biāo)的困惑，等等?，F(xiàn)代城市的內(nèi)澇防治體系，包括源頭控制、徑流過(guò)程控制、排水終端控制等一整套系統(tǒng)，而不僅僅是排水。城市缺少現(xiàn)代化內(nèi)澇防治體系，也不僅僅是管網(wǎng)建設(shè)不足，還包括蓄、滯、分、滲、調(diào)等綜合性手段，以及一系列法規(guī)、政策的調(diào)整。針對(duì)這一問(wèn)題，建設(shè)一個(gè)符合城市排水信息化管理的排水信息化管控平臺(tái)以及一套可靠的管理制度，是輔助城市排水防澇工作者進(jìn)行排水業(yè)務(wù)科學(xué)管理的有效途徑。
圖1 年際暴雨雨日/年際暴雨雨強(qiáng)統(tǒng)計(jì)圖（史培軍等，2014）
圖2 城市化前后雨洪過(guò)程對(duì)比圖
缺乏科學(xué)指導(dǎo)的規(guī)劃與應(yīng)急。目前市政排水管網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)仍存在著諸多問(wèn)題，例如：重力流和短管壓力流兩種方式進(jìn)行排水工程設(shè)計(jì)不能滿(mǎn)足規(guī)劃的年限；排水中的具體市政排水量沒(méi)有進(jìn)行具體的測(cè)算，排水管網(wǎng)管徑設(shè)計(jì)不合理，設(shè)計(jì)的管徑和坡度偏小，沒(méi)有充分考慮歷年的排水流量等。針對(duì)這些問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)雨水徑流控制的“慢排緩釋”和“源頭分散”設(shè)計(jì)理念來(lái)改變以往城市排水防澇設(shè)施設(shè)計(jì)思路，達(dá)到從源頭開(kāi)始控制的目標(biāo)。在技術(shù)應(yīng)用上，可采用水力模型技術(shù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)，進(jìn)行排水系統(tǒng)的排水能力評(píng)估、內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，為管網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、改造提供決策依據(jù)。
圖3 排水防澇典型技術(shù)架構(gòu)圖
2、典型技術(shù)方法
城市排水系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，內(nèi)澇的發(fā)生往往是由于系統(tǒng)工程中的某一些管道連接情況出現(xiàn)問(wèn)題，解決這一短板問(wèn)題，則需要進(jìn)行城市智慧排水建設(shè)，能夠智能定位到短板位置，并進(jìn)行區(qū)域性?xún)?yōu)化，從而使整個(gè)排水系統(tǒng)能夠得到修正與完善。而解決城市智慧排水建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)可概括為三點(diǎn)——物聯(lián)、互聯(lián)、智能。
排水設(shè)施等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是建設(shè)的底層需求，建立標(biāo)準(zhǔn)化的排水防澇設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，是保障后期建設(shè)內(nèi)容順利開(kāi)展的前提條件。數(shù)據(jù)完善入庫(kù)后，建立工作網(wǎng)絡(luò)，使得各個(gè)排水相關(guān)工作部門(mén)能夠共享數(shù)據(jù)，形成工作聯(lián)動(dòng)機(jī)制，同時(shí)建立應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，使其為決策支持的各種子系統(tǒng)提供運(yùn)行基礎(chǔ)。
建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，是排水管線(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放集成度低的解決之道。大城市或特大城市的各種管線(xiàn)中，歷史上已經(jīng)安裝了大量的不同年代、不同數(shù)據(jù)采集與傳輸方式的各種傳感器，如流量傳感器、水位傳感器、壓力傳感器等這些數(shù)據(jù)的集成、整合應(yīng)用是智慧排水的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。
在水務(wù)數(shù)據(jù)生產(chǎn)和共享都日趨成熟的大環(huán)境下，基于云服務(wù)平臺(tái)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用水力模型進(jìn)行模擬分析，為城市提供基于水力模型的城市內(nèi)澇預(yù)警，風(fēng)險(xiǎn)分析，工程改造評(píng)估的模型應(yīng)用服務(wù)，助力海綿城市建設(shè)。利用GIS云，實(shí)現(xiàn)水務(wù)數(shù)據(jù)的云存儲(chǔ)、云計(jì)算、科學(xué)管理和快速共享，并且大大提高了水力模型的運(yùn)行速度，為城市內(nèi)澇應(yīng)急、設(shè)施管理、工程改造等提供專(zhuān)業(yè)服務(wù)。
利用現(xiàn)有智能通訊設(shè)備，可掌握排水設(shè)施實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，可進(jìn)行排水防澇多部門(mén)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)排水管理、排水應(yīng)急搶險(xiǎn)的上傳下達(dá)，智能化處理內(nèi)澇災(zāi)情，最快最大化減少內(nèi)澇災(zāi)害損失。
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