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[资料] 排水在线监测系统排水管网的信息化建设在市政管理中的作用

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助理工程师

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发表于 2018-5-16 17:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
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        当前城市人口数量的增加,城市雨、污水排放量出现新高。近年来,我国加大对城市排水管网的建设力度,但是,面临高度隐蔽、复杂、动态的地下排水网络,如何进行科学、高效的管理,使市政管理者能够全面、准确、及时地掌握排水管网信息,充分发挥排水管网信息在城市规划、建设、运行和管理中的作用,对于实现智慧城市建设和城市的可持续发展意义重大。
一、当前市政排水管网现状
(1)排水设施建设和管理与城市发展不同步。城市中的排水设施系统不够完善,排水设施比较陈旧,例如在老城区和旧城区,有些排水设施年久失修,导致在雨季时经常出现内涝,堵塞等情况,影响人们的正常生活,从而成为城市和经济地区发展的障碍。
(2)轻视养护。由于城市排水设施修建的养护资金比例占用的太少,大多资金用在了城市道路建设中,另外由于领导人过于重视城市道路的修建,将大部分的资金都用到了道路建设中,因此忽略了城市排水设施的修建和养护,不能及时维护排水设施,从而使城市中的排水设施得不到养护,影响正常使用。
(3)养护管理水平低下。随着经济的发展,城市排水管网新材料和新技术出现,对城市中维护和建设城市管网的相关部门也提出了更高的要求,传统的管网养护和管理方式已经不能满足要求,因此对城市排水设施的建设管理和养护,需要相关部门利用新材料和新技术,进行更加科学和合理的维修和养护,但是城市中市政设施部门大多采用传统的方式进行排水设施的管理和建设,这不利于我国城市的排水设施的发展,因此应合理运用资金,使排水设施的养护更加的规范和科学。
(4)管理观念落后。由于国家的实行的政企分开和管养分开的体制改革制度,因此城市中的养护单位也在发生转变,但是城市的养护单位的管理观念还很难转变过来,不能充分发挥积极性和主动性,而且还存在传统模式的管理观念落后的问题,导致我国城市中排水设施养护工作做的不够到位,影响城市的发展。
(5)城市开发和建设管理不到位。随着我国城市经济的不断发展,使我国的房地产行业迅速壮大起来,因此对城市开发建设的管理不到位,显得非常混乱,同时房地产商为获取更多的利益,减少工程建设的成本,没有按照规划设计施工,发生将废弃物排到城市的排水管网中的状况,造成排水管网的堵塞,给城市中的排水管网带来损失。
(6)其它问题。城市中其它问题还包括许多,如在城市早期规划中,市区规划的不合理等原因,许多污染企业将污染物直接排到管道排放中,导致排水设施受到破坏,甚至将工业的有毒物质排放到下水道中,影响人们身体的健康;另外,老百姓将垃圾杂物随意乱倒,也会影响到排水设施的正常运行;沿街商铺、小饭店的垃圾的乱倒,导致排水设施堵塞,排水不畅;在环卫作业时,没有规范操作,垃圾进入到排水管道,也会造成堵塞等,这些问题都需要及时的解决。
二、排水管网管理信息系统在市政管理中的重要作用
        排水管线作为城市市政设施的重要组成部分,肩负着城市雨水、污水排放的重要功能,各级市政已从城市发展的战略高度来认识地下排水管线在城市规划和建设管理中的作用与地位。各地市政管理部门充分利用地下管线普查成果,积极探索创新地下排水管线的管理方式。在市政和企业的运作下,排水管网管理信息系统的功能日益强大且日臻完善,充分体现了其在维护城市“生命线”正常运行上的优势。本文重点从排水管线的高效管理、巡查养护、辅助决策、事故应急和模拟预测五个方面介绍排水管线管理信息系统在市政管理中发挥的重要作
(一)高效管理多源可视化数据
        排水管网管理信息系统是一个包含海量数据的复杂系统,其数据库用以存储和管理空间数据和属性数据,不仅包括管网数据,还集成了不同来源、不同数据格式和不同空间尺度的基础地理信息数据,如:地形数据、航空影像、DEM等,改善了传统管网数据单一、记录分散、不完整的局面,为市政管理部门的业务应用、决策分析和数据共享奠定了坚实的数据基础。通过多种数据的叠加和可视化显示,可以更加直观地了解排水管网周边的交通、居民地、水系、植被和地形等分布情况。数据库能有效管理不同历史时期的排水管网数据,通过对比显示能够较清楚地发现数据间的差异和联系,这对于城市未来的发展规划有着重要意义。随着三维仿真技术和虚拟现实技术的日渐成熟,对管线点、管线线数据进行自动三维建模并叠加道路、建筑物等三维模型,实现管线数据任意角度的三维浏览,还原管网地上和地下的三维立体场景,建设规划部门即便不到现场,也能真实地感受排水管网之间以及管网与周边地物的空间位置关系。
(二)提升巡检、养护工作的效率和管理水平
        排水管理部门需要定期对辖区内的管网及相关设施进行巡查,及时发现和清除管网中的“病患”,保障城市的排水安全。随着智能终端和移动网络的普及,结合GIS、GPS和GPRS/CDMA等先进技术的手持移动设备成为排水管网巡检、养护的重要工具。
        排水管网管理信息系统采用手持设备与Web相结合的方式,现场巡查、养护人员通过手持设备将巡检信息和养护进展及时上传到监控中心,而监控中心的市政管理人员通过登录Web系统及时了解巡查和养护现场的详细信息,便于对巡查和养护工作进行动态监管,对发现的排水管网问题进行人员的科学调度。通过自动化监管实现了巡检养护工作的高效执行,降低了管网养护的成本,提高了人员对紧急事件的响应速度,保障了管网的安全高效运行。
(三)辅助决策分析
        GIS强大的空间分析功能完全依赖于地理空间数据库,排水管网完整的数据体系为查询分析、缓冲区分析、拓扑分析提供了强大的支撑,通过深层次的信息挖掘,解决用户关心的涉及地理空间的实际问题,为排水管线规划、城市建设、防灾减灾等提供辅助决策分析的合理性建议数据。
        管线规划部门通过在限定排水管线的布设界限,可轻松获取一个排水管线埋设的建议方案,以辅助设计;道路改扩建或小区拆迁时,以道路改扩建区域或拆迁区域作为缓冲区进行分析计算,可以得出其影响的地下排水管线情况;当发生爆管事故时,排水部门不仅关心爆管的具体位置,更关心所处位置与周围环境之间的关系,通过对排水管网进行连通性分析,从事故点追溯到控制此事故发生管段的阀门设施,并可进一步追踪这些阀门所控制的影响区域,为维修、抢险等提供决策支持。
(四)实时数据提高应急处置能力
        城市排水管网承担着收集输送污水和天然降水的功能,排水管理信息系统能够充分整合现有的数据资源、硬件网络资源,实现资源的高效节约。以在线监测数据、管网空间数据为基础,充分利用管网水力计算模型及其他有关模型,结合GIS的数据管理和空间分析能力,对管网的运行状况进行分析评估,为管网的日常维护提供数据支持。当流量、流速、液位或压力等运行参数出现异常甚至超出警戒值时,市政管理人员可快速反应、快速诊断、快速行动,提高对管网突发紧急事件的处理能力,保障公共利益和人民生命财产安全,保证排水设施正常运转。
        目前国内部分城市仍采用传统手段对中水站、排水泵站、排水管线进行监控管理,无法全面实现对排水管网信息的实时采集和动态监控。物联网技术的发展将为解决排水管网缺乏全面、动态、实时的运行状态信息提供重要的监测和传输手段。建设基于物联网的排水管网管理信息系统,充分利用各种传感器设备、无线通讯、GIS和数学模型分析等技术,实现对排水管网的动态感知,是未来排水管网系统科学化管理的重要发展方向。
(五)排水情景模拟和预测
        城市下垫面的非渗透面积随着城市建设的飞速发展急剧增加,城市内涝等事故频繁发生,给城市排水系统提出了严峻的考验。排水管网系统在排水模型的支持下,结合现状地形数据,通过分析排水管线重要数据(水深、流速、流量、降雨量、径流量等)和管线数据中的每个要素(节点、管线和汇水区),科学计算并模拟城市地下排水管线的实际运行情况。排水模型的强大功能还在于通过模拟一定降雨条件下城市排水的演进情况,发现排水的薄弱点和可能溢水的检查井,预测将会出现积水或发生洪灾的地点,甚至积水开始时间和积水退去时间等,为各级领导制定减灾决策、快速开展抢险工作提供依据和参考,为市民合理防御暴雨灾害争取宝贵的时间。
结语
        由此可见,排水管网的信息化建设能大大提升排水管网的管理水平,不过这种管理方法需要不断的更新和完善才能得以应用,因此需要投入大量的人力、物力和财力。目前,整个行业对信息化的认知度不高且人才缺乏,所以其发展受到很大的制约。但是相信随着城市化管理水平的提升,城市排水安全不断得到重视,加强排水管网的信息化建设将成为排水管网管理行业的一种趋势。



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