數(shù)字排水 挽救城市的良心

　　城市的浸泡，路面的坍塌，人民生命和財產(chǎn)的損失，這樣嚴重的后果，呼吁城市監(jiān)管部門能夠“有作為，有大為”。那么排水系統(tǒng)中，怎樣才能“有所為”呢?

　　北京“7.21”這場特大暴雨的襲來，把整個北京城都浸泡在雨水中，自稱現(xiàn)代化的首都也浮現(xiàn)出諸多弊端。我們的帝都城市與世界的差距也顯現(xiàn)出來。作為祖國的心臟，弊端、傷亡數(shù)字及差距的涌現(xiàn)，如何不讓人心痛?數(shù)字北京的口號喊了好幾年，這樣一場大雨，把喊了幾年的數(shù)字城市所謂的城市預(yù)警建設(shè)成果放在刀口浪尖上。數(shù)字化建設(shè)作用何在?預(yù)警何在?應(yīng)急何在?面臨如今喧囂甚上的“智慧城市”建設(shè)，尤其是經(jīng)歷2011年暴雨肆虐和2012年特大暴雨滌蕩后，我們是不是該冷靜下來拷問當(dāng)局排水系統(tǒng)到底有沒有得到應(yīng)有的重視?畢竟城市排水系統(tǒng)作為智慧城市中一項建設(shè)，是最基本的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　建設(shè)需求 理性對待

　　接下來，筆者并不是崇媚洋外，片面地夸贊國外排水系統(tǒng)，但是我們冷靜客觀地看看下面的數(shù)據(jù)：

　　巴黎下水道有著世界上最大的城市下水道系統(tǒng)，總長2347公里，約2.6萬個下水道蓋、6000多個地下蓄水池，清淤系統(tǒng)配備電腦控制，找到失物的幾率高達80%，同時巴黎著名的觀光旅游點;德國排水道可繞地球13圈，全境有515000公里長的排水管道，每年可以處理94億立方米的污水和雨水，路面采用透水設(shè)計理念，這不僅解決了積水問題，還平衡了城市生態(tài)系統(tǒng)，比如增強雨水滲透力度，補充地下水，可吸附粉塵，降低噪音;日本有著世界上最先進的下水道排水系統(tǒng)，排水標準是“五至十年一遇”，由一連串混凝土立坑構(gòu)成，地下河深達69米。

　　而考究國內(nèi)的排水系統(tǒng)，在“重地上輕地下”的政績意識下，已經(jīng)脆弱地跟不上城市的需求。2011年北京、武漢、杭州等城市發(fā)生內(nèi)澇，城市排水系統(tǒng)在強降水面前“失靈”;哈爾濱在2012年8月9日-17日8天內(nèi)發(fā)生7次路面坍塌2死2傷;大連在今年8月14日路面坍塌，一人嚴重燙傷;8月11日，石家莊景觀燈雨夜漏電3死4傷;柳州和臺州等地也都發(fā)生路邊坍塌現(xiàn)象，造成人員死亡。2012年北京的這場暴雨更是顯示了北京排水系統(tǒng)的“軟弱無力”，不但對人們的出行造成極大影響，而且給人民群眾帶來巨大的經(jīng)濟損失，甚至威脅生命安全。針對城市路面“走路死”、“陰陽路”各種調(diào)侃在網(wǎng)上也層出不窮。

　　細究原因，一方面，是因為隨著城市的建設(shè)與發(fā)展，城市下墊面的不透水比例顯著增加，同時近年來短時強降雨的極端天氣頻發(fā)，增大了排水管網(wǎng)的運行負荷及溢流風(fēng)險;另一方面，我國大部分地區(qū)的排水管網(wǎng)管理還在依靠人工經(jīng)驗進行分散簡單管理，管網(wǎng)資產(chǎn)不清、養(yǎng)護效率偏低、緊急事故應(yīng)急能力弱等問題嚴重影響了排水管網(wǎng)的運行效能，同時，排水系統(tǒng)管網(wǎng)的腐蝕和老化，導(dǎo)致管道抗壓不足，路面經(jīng)不起時間磨損，都有可能造成地陷悲劇。綜上所述可知，掩埋在地下的這些排水系統(tǒng)急需要實時的監(jiān)管系統(tǒng)。

　　伴隨著我國城市化的進程加快，傳統(tǒng)的城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的缺點日益凸顯出來，在這樣的背景下，數(shù)字排水技術(shù)顯得尤為重要。但是目前，國內(nèi)在排水方面的信息化水平還比較落后，無法科學(xué)及時的指導(dǎo)事故的預(yù)警和搶險。

　　數(shù)字排水 安全城市

　　自20世紀60年代初，加拿大的Roger F.Tomlinson和美國Duane F.Marble在不同方面、從不同角度提出了地理信息系統(tǒng)(GIS)概念以來，其含義與應(yīng)用正在不斷擴大， GIS已成功應(yīng)用到一百多個領(lǐng)域。比如資源管理、自動制圖、設(shè)施管理、城市規(guī)劃等。在城市規(guī)劃中，GIS技術(shù)利用的一大領(lǐng)域便是數(shù)字排水。

　　所謂數(shù)字排水就是集排水管網(wǎng)規(guī)劃計算、動態(tài)模擬與GIS空間管理分析于一體的排水系統(tǒng)規(guī)劃模擬分析于數(shù)字化管理平臺。該平臺可為排水系統(tǒng)的資產(chǎn)管理、網(wǎng)絡(luò)連接分析、動態(tài)模擬計算提供便捷的工作平臺。還可以實時采集管網(wǎng)在線數(shù)據(jù)，進行動態(tài)分析和模擬，為排水管網(wǎng)的規(guī)劃管理、運行養(yǎng)護、更新改造提供可靠依據(jù)，提高城市日常雨、污水的手機排放效率以及應(yīng)對一些突發(fā)狀況。據(jù)筆者了解，采用數(shù)字排水技術(shù)在國外已經(jīng)非常普遍。國內(nèi)，卻比較匱乏。

　　在信息化日益加速的道路上，利用遙感測量、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)三大信息技術(shù)手段，實現(xiàn)水資源的空間信息管理已成趨勢。這將是構(gòu)建水務(wù)管理信息源的基礎(chǔ)，對于救助重大水災(zāi)害，具有重要意義。國內(nèi)排水管網(wǎng)管理模式的發(fā)展可分為四個階段。

　　(1)傳統(tǒng)管理模式：主要靠圖紙和管理者的記憶和經(jīng)驗進行管理;

　　(2)簡單的計算機管理模式：以AutoCAD、Excel等文件格式對管網(wǎng)系統(tǒng)進行簡單的信息化存儲;

　　(3)基于GIS的管理模式：將管網(wǎng)數(shù)據(jù)以空間和屬性數(shù)據(jù)一體化方式存儲，實現(xiàn)基本的地圖顯示和查詢功能;

　　(4)基于監(jiān)測和模擬的綜合管理模式：是目前排水系統(tǒng)管理研究和實施的熱點。該模式綜合GIS和專業(yè)模型的優(yōu)勢，利用GIS提供數(shù)據(jù)管理和空間分析能力，利用管網(wǎng)水動力學(xué)模型提供專業(yè)計算和分析功能，為排水管網(wǎng)運營監(jiān)控提供科學(xué)的參考意見;該模式更可以實時采集管網(wǎng)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行動態(tài)分析和模擬，為排水管網(wǎng)的規(guī)劃管理、運行養(yǎng)護提供動態(tài)可靠的專業(yè)分析依據(jù)和方案。

　　實例考證 期待更好更強

　　筆者通過搜集資料，發(fā)現(xiàn)不同城市已經(jīng)開始重視數(shù)字排水系統(tǒng)的建立，可喜的是建立成果已初見成效;而需警惕的是，數(shù)字排水系統(tǒng)的功能發(fā)揮還需要更多更深度地重視。在水澇災(zāi)害頻發(fā)的今天，理應(yīng)有更多城市重視起排水系統(tǒng)的建設(shè)。

　　杭州市城市排水運行管理綜合自動化系統(tǒng)

　　該項目經(jīng)費1800萬元，利用計算機、網(wǎng)絡(luò)和自動化技術(shù)建立的現(xiàn)代城市排水運行管理信息系統(tǒng)，對傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)管理與運行進行綜合改造和提升。系統(tǒng)有六大系統(tǒng)組成：門戶網(wǎng)站與辦公OA系統(tǒng);現(xiàn)場監(jiān)測與控制系統(tǒng);輔助決策與優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng);城市排水運行管理系統(tǒng);城市排水地理信息系統(tǒng);城市排水?dāng)?shù)據(jù)中心。

　　天津市排水地理信息系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)以“城市之星”地理信息系統(tǒng)作為開發(fā)平臺及應(yīng)用軟件的支撐平臺，用戶可以進行查詢和分析工作，系統(tǒng)最大的亮點是遠程動態(tài)數(shù)據(jù)采集處理部分，通過設(shè)在現(xiàn)場的數(shù)據(jù)自動采集裝置采集數(shù)據(jù)，與地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相連接，同時在地圖上以多種方式表達，為使用者快速直觀地提供最新的水質(zhì)、水量等動態(tài)變化資料，從而保證了調(diào)度指揮力度。

　　上海市排水管理處規(guī)劃管理地理信息系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)結(jié)合了GIS和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，以1：2000地形圖為基礎(chǔ)，以Esri公司的ArcEditor8.1為軟件平臺，建立了完整的排水專業(yè)地理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了排水規(guī)劃的信息化管理，系統(tǒng)可以顯示覆蓋上海市全部155個現(xiàn)狀排水系統(tǒng)及42個規(guī)劃排水系統(tǒng)，具備了GIS常備功能，可以幫助用戶進行大量的圖層編輯、報表制作和專題圖制作，大大促進了實際工作效率。

　　另外邯鄲、南京、淄博等地也都相應(yīng)在地里信息系統(tǒng)軟件平臺基礎(chǔ)上開發(fā)了“數(shù)字排水”系統(tǒng)，詳細信息不再贅述，可以肯定的是系統(tǒng)已發(fā)揮初效。但是，目前這些城市建立的數(shù)字排水系統(tǒng)在功能上的實現(xiàn)，還處在初步階段，更多實時性和提前預(yù)警性的功能還應(yīng)多加重視。

　　城市地底下的排水系統(tǒng)，因為其隱蔽性，被大家所忽略，但也正因為如此，也考驗著城市管理者和修筑者的良心。要避免這種“走路死”、“步步驚心，處處陷阱”的險境，需要政府部門“有作為，多作為”，排水系統(tǒng)是智慧城市建設(shè)中重要的一環(huán)，也是國家保障國泰民安的基本保證。在城市化速度加劇的今天，我們的城市需要規(guī)劃出更為合理的城市排水系統(tǒng)，針對暴雨及自然災(zāi)害方面的更加完善應(yīng)急預(yù)案，以有效對災(zāi)害到來之前做出預(yù)知和預(yù)備工作。

　　數(shù)字排水系統(tǒng)，作為GIS行業(yè)化應(yīng)用的細分，的確是可以幫助我們避免不必要的災(zāi)害。它能夠有效的對正在運行的和異常的情況進行分析和預(yù)判，能為城市的排水系統(tǒng)起到保駕護航的作用。但是，我們同時也要冷靜下來，“紙”上的數(shù)字排水系統(tǒng)是否真能夠在實際中發(fā)揮效益，還得靠有關(guān)部門對排水系統(tǒng)的重視，尤其是合理的排水管道的建立，合理有效的排水管道搭配上數(shù)字排水系統(tǒng)的建設(shè)，才能有效避免暴雨災(zāi)害和地面坍塌災(zāi)害的發(fā)生。最后，筆者在這里真誠地期待暴雨淹沒城市這種悲劇比彗星撞地球，在太空遇見外星人的幾率還要低。