數字排水 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，呼吁城市監管部門(mén)能夠“有作為，有大為”。那么排水系統中，怎樣才能“有所為”呢?

　　北京“7.21”這場(chǎng)特大暴雨的襲來(lái)，把整個(gè)北京城都浸泡在雨水中，自稱(chēng)現代化的首都也浮現出諸多弊端。我們的帝都城市與世界的差距也顯現出來(lái)。作為祖國的心臟，弊端、傷亡數字及差距的涌現，如何不讓人心痛?數字北京的口號喊了好幾年，這樣一場(chǎng)大雨，把喊了幾年的數字城市所謂的城市預警建設成果放在刀口浪尖上。數字化建設作用何在?預警何在?應急何在?面臨如今喧囂甚上的“智慧城市”建設，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(lái)拷問(wèn)當局排水系統到底有沒(méi)有得到應有的重視?畢竟城市排水系統作為智慧城市中一項建設，是最基本的基礎設施。

　　建設需求 理性對待

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

　　巴黎下水道有著(zhù)世界上最大的城市下水道系統，總長(cháng)2347公里，約2.6萬(wàn)個(gè)下水道蓋、6000多個(gè)地下蓄水池，清淤系統配備電腦控制，找到失物的幾率高達80%，同時(shí)巴黎著(zhù)名的觀(guān)光旅游點(diǎn);德國排水道可繞地球13圈，全境有515000公里長(cháng)的排水管道，每年可以處理94億立方米的污水和雨水，路面采用透水設計理念，這不僅解決了積水問(wèn)題，還平衡了城市生態(tài)系統，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(zhù)世界上最先進(jìn)的下水道排水系統，排水標準是“五至十年一遇”，由一連串混凝土立坑構成，地下河深達69米。

　　而考究國內的排水系統，在“重地上輕地下”的政績(jì)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)生內澇，城市排水系統在強降水面前“失靈”;哈爾濱在2012年8月9日-17日8天內發(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(guān)燈雨夜漏電3死4傷;柳州和臺州等地也都發(fā)生路邊坍塌現象，造成人員死亡。2012年北京的這場(chǎng)暴雨更是顯示了北京排水系統的“軟弱無(wú)力”，不但對人們的出行造成極大影響，而且給人民群眾帶來(lái)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(yáng)路”各種調侃在網(wǎng)上也層出不窮。

　　細究原因，一方面，是因為隨著(zhù)城市的建設與發(fā)展，城市下墊面的不透水比例顯著(zhù)增加，同時(shí)近年來(lái)短時(shí)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，我國大部分地區的排水管網(wǎng)管理還在依靠人工經(jīng)驗進(jìn)行分散簡(jiǎn)單管理，管網(wǎng)資產(chǎn)不清、養護效率偏低、緊急事故應急能力弱等問(wèn)題嚴重影響了排水管網(wǎng)的運行效能，同時(shí)，排水系統管網(wǎng)的腐蝕和老化，導致管道抗壓不足，路面經(jīng)不起時(shí)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急需要實(shí)時(shí)的監管系統。

　　伴隨著(zhù)我國城市化的進(jìn)程加快，傳統的城市排水管網(wǎng)系統的缺點(diǎn)日益凸顯出來(lái)，在這樣的背景下，數字排水技術(shù)顯得尤為重要。但是目前，國內在排水方面的信息化水平還比較落后，無(wú)法科學(xué)及時(shí)的指導事故的預警和搶險。

　　數字排水 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(GIS)概念以來(lái)，其含義與應用正在不斷擴大， GIS已成功應用到一百多個(gè)領(lǐng)域。比如資源管理、自動(dòng)制圖、設施管理、城市規劃等。在城市規劃中，GIS技術(shù)利用的一大領(lǐng)域便是數字排水。

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

　　在信息化日益加速的道路上，利用遙感測量、地理信息系統和全球定位系統三大信息技術(shù)手段，實(shí)現水資源的空間信息管理已成趨勢。這將是構建水務(wù)管理信息源的基礎，對于救助重大水災害，具有重要意義。國內排水管網(wǎng)管理模式的發(fā)展可分為四個(gè)階段。

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

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

　　(3)基于GIS的管理模式：將管網(wǎng)數據以空間和屬性數據一體化方式存儲，實(shí)現基本的地圖顯示和查詢(xún)功能;

　　(4)基于監測和模擬的綜合管理模式：是目前排水系統管理研究和實(shí)施的熱點(diǎn)。該模式綜合GIS和專(zhuān)業(yè)模型的優(yōu)勢，利用GIS提供數據管理和空間分析能力，利用管網(wǎng)水動(dòng)力學(xué)模型提供專(zhuān)業(yè)計算和分析功能，為排水管網(wǎng)運營(yíng)監控提供科學(xué)的參考意見(jiàn);該模式更可以實(shí)時(shí)采集管網(wǎng)在線(xiàn)監測數據，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和模擬，為排水管網(wǎng)的規劃管理、運行養護提供動(dòng)態(tài)可靠的專(zhuān)業(yè)分析依據和方案。

　　實(shí)例考證 期待更好更強

　　筆者通過(guò)搜集資料，發(fā)現不同城市已經(jīng)開(kāi)始重視數字排水系統的建立，可喜的是建立成果已初見(jiàn)成效;而需警惕的是，數字排水系統的功能發(fā)揮還需要更多更深度地重視。在水澇災害頻發(fā)的今天，理應有更多城市重視起排水系統的建設。

　　杭州市城市排水運行管理綜合自動(dòng)化系統

　　該項目經(jīng)費1800萬(wàn)元，利用計算機、網(wǎng)絡(luò )和自動(dòng)化技術(shù)建立的現代城市排水運行管理信息系統，對傳統的城市排水系統管理與運行進(jìn)行綜合改造和提升。系統有六大系統組成：門(mén)戶(hù)網(wǎng)站與辦公OA系統;現場(chǎng)監測與控制系統;輔助決策與優(yōu)化調度系統;城市排水運行管理系統;城市排水地理信息系統;城市排水數據中心。

　　天津市排水地理信息系統

　　該系統以“城市之星”地理信息系統作為開(kāi)發(fā)平臺及應用軟件的支撐平臺，用戶(hù)可以進(jìn)行查詢(xún)和分析工作，系統最大的亮點(diǎn)是遠程動(dòng)態(tài)數據采集處理部分，通過(guò)設在現場(chǎng)的數據自動(dòng)采集裝置采集數據，與地理信息系統數據庫相連接，同時(shí)在地圖上以多種方式表達，為使用者快速直觀(guān)地提供最新的水質(zhì)、水量等動(dòng)態(tài)變化資料，從而保證了調度指揮力度。

　　上海市排水管理處規劃管理地理信息系統

　　該系統結合了GIS和數據庫技術(shù)，以1：2000地形圖為基礎，以Esri公司的ArcEditor8.1為軟件平臺，建立了完整的排水專(zhuān)業(yè)地理信息系統，實(shí)現了排水規劃的信息化管理，系統可以顯示覆蓋上海市全部155個(gè)現狀排水系統及42個(gè)規劃排水系統，具備了GIS常備功能，可以幫助用戶(hù)進(jìn)行大量的圖層編輯、報表制作和專(zhuān)題圖制作，大大促進(jìn)了實(shí)際工作效率。

　　另外邯鄲、南京、淄博等地也都相應在地里信息系統軟件平臺基礎上開(kāi)發(fā)了“數字排水”系統，詳細信息不再贅述，可以肯定的是系統已發(fā)揮初效。但是，目前這些城市建立的數字排水系統在功能上的實(shí)現，還處在初步階段，更多實(shí)時(shí)性和提前預警性的功能還應多加重視。

　　城市地底下的排水系統，因為其隱蔽性，被大家所忽略，但也正因為如此，也考驗著(zhù)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(mén)“有作為，多作為”，排水系統是智慧城市建設中重要的一環(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，我們的城市需要規劃出更為合理的城市排水系統，針對暴雨及自然災害方面的更加完善應急預案，以有效對災害到來(lái)之前做出預知和預備工作。

　　數字排水系統，作為GIS行業(yè)化應用的細分，的確是可以幫助我們避免不必要的災害。它能夠有效的對正在運行的和異常的情況進(jìn)行分析和預判，能為城市的排水系統起到保駕護航的作用。但是，我們同時(shí)也要冷靜下來(lái)，“紙”上的數字排水系統是否真能夠在實(shí)際中發(fā)揮效益，還得靠有關(guān)部門(mén)對排水系統的重視，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字排水系統的建設，才能有效避免暴雨災害和地面坍塌災害的發(fā)生。最后，筆者在這里真誠地期待暴雨淹沒(méi)城市這種悲劇比彗星撞地球，在太空遇見(jiàn)外星人的幾率還要低。