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(cái)產(chǎn)的損失，這樣嚴(yán)重的后果，呼吁城市監(jiān)管部門(mén)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(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(lái)。作為祖國(guó)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(hào)喊了好幾年，這樣一場(chǎng)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(lái)拷問(wèn)當(dāng)局排水系統(tǒng)到底有沒(méi)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(xiàng)建設(shè)，是最基本的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　建設(shè)需求 理性對(duì)待

　　接下來(lái)，筆者并不是崇媚洋外，片面地夸贊國(guó)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(zhǎng)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(tǒng)配備電腦控制，找到失物的幾率高達(dá)80%，同時(shí)巴黎著名的觀光旅游點(diǎn);德國(guó)排水道可繞地球13圈，全境有515000公里長(zhǎng)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(jì)理念，這不僅解決了積水問(wèn)題，還平衡了城市生態(tài)系統(tǒng)，比如增強(qiáng)雨水滲透力度，補(bǔ)充地下水，可吸附粉塵，降低噪音;日本有著世界上最先進(jìn)的下水道排水系統(tǒng)，排水標(biāo)準(zhǔn)是“五至十年一遇”，由一連串混凝土立坑構(gòu)成，地下河深達(dá)69米。

　　而考究國(guó)內(nèi)的排水系統(tǒng)，在“重地上輕地下”的政績(jī)意識(shí)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(qiáng)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(yán)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(tái)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(chǎng)暴雨更是顯示了北京排水系統(tǒng)的“軟弱無(wú)力”，不但對(duì)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(jì)損失，甚至威脅生命安全。針對(duì)城市路面“走路死”、“陰陽(yáng)路”各種調(diào)侃在網(wǎng)上也層出不窮。

　　細(xì)究原因，一方面，是因?yàn)殡S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(shí)近年來(lái)短時(shí)強(qiáng)降雨的極端天氣頻發(fā)，增大了排水管網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)荷及溢流風(fēng)險(xiǎn);另一方面，我國(guó)大部分地區(qū)的排水管網(wǎng)管理還在依靠人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分散簡(jiǎn)單管理，管網(wǎng)資產(chǎn)不清、養(yǎng)護(hù)效率偏低、緊急事故應(yīng)急能力弱等問(wèn)題嚴(yán)重影響了排水管網(wǎng)的運(yùn)行效能，同時(shí)，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(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(tǒng)急需要實(shí)時(shí)的監(jiān)管系統(tǒng)。

　　伴隨著我國(guó)城市化的進(jìn)程加快，傳統(tǒng)的城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)日益凸顯出來(lái)，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(guó)內(nèi)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(dǎo)事故的預(yù)警和搶險(xiǎn)。

　　數(shù)字排水 安全城市

　　自20世紀(jì)60年代初，加拿大的Roger F.Tomlinson和美國(guó)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(lái)，其含義與應(yīng)用正在不斷擴(kuò)大， GIS已成功應(yīng)用到一百多個(gè)領(lǐng)域。比如資源管理、自動(dòng)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(jì)算、動(dòng)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(tái)。該平臺(tái)可為排水系統(tǒng)的資產(chǎn)管理、網(wǎng)絡(luò)連接分析、動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算提供便捷的工作平臺(tái)。還可以實(shí)時(shí)采集管網(wǎng)在線數(shù)據(jù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和模擬，為排水管網(wǎng)的規(guī)劃管理、運(yùn)行養(yǎng)護(hù)、更新改造提供可靠依據(jù)，提高城市日常雨、污水的手機(jī)排放效率以及應(yīng)對(duì)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(guó)外已經(jīng)非常普遍。國(guó)內(nèi)，卻比較匱乏。

　　在信息化日益加速的道路上，利用遙感測(cè)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(shí)現(xiàn)水資源的空間信息管理已成趨勢(shì)。這將是構(gòu)建水務(wù)管理信息源的基礎(chǔ)，對(duì)于救助重大水災(zāi)害，具有重要意義。國(guó)內(nèi)排水管網(wǎng)管理模式的發(fā)展可分為四個(gè)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(yàn)進(jìn)行管理;

　　(2)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)管理模式：以AutoCAD、Excel等文件格式對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的信息化存儲(chǔ);

　　(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(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基本的地圖顯示和查詢功能;

　　(4)基于監(jiān)測(cè)和模擬的綜合管理模式：是目前排水系統(tǒng)管理研究和實(shí)施的熱點(diǎn)。該模式綜合GIS和專業(yè)模型的優(yōu)勢(shì)，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(dòng)力學(xué)模型提供專業(yè)計(jì)算和分析功能，為排水管網(wǎng)運(yùn)營(yíng)監(jiān)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)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和模擬，為排水管網(wǎng)的規(guī)劃管理、運(yùn)行養(yǎng)護(hù)提供動(dòng)態(tài)可靠的專業(yè)分析依據(jù)和方案。

　　實(shí)例考證 期待更好更強(qiáng)

　　筆者通過(guò)搜集資料，發(fā)現(xiàn)不同城市已經(jīng)開(kāi)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(jiàn)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(yùn)行管理綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

　　該項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)1800萬(wàn)元，利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化技術(shù)建立的現(xiàn)代城市排水運(yùn)行管理信息系統(tǒng)，對(duì)傳統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)管理與運(yùn)行進(jìn)行綜合改造和提升。系統(tǒng)有六大系統(tǒng)組成：門(mén)戶網(wǎng)站與辦公OA系統(tǒng);現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)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(yùn)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(kāi)發(fā)平臺(tái)及應(yīng)用軟件的支撐平臺(tái)，用戶可以進(jìn)行查詢和分析工作，系統(tǒng)最大的亮點(diǎn)是遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集處理部分，通過(guò)設(shè)在現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置采集數(shù)據(jù)，與地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)相連接，同時(shí)在地圖上以多種方式表達(dá)，為使用者快速直觀地提供最新的水質(zhì)、水量等動(dòng)態(tài)變化資料，從而保證了調(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(kù)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(tái)，建立了完整的排水專業(yè)地理信息系統(tǒng)，實(shí)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(gè)現(xiàn)狀排水系統(tǒng)及42個(gè)規(guī)劃排水系統(tǒng)，具備了GIS常備功能，可以幫助用戶進(jìn)行大量的圖層編輯、報(bào)表制作和專題圖制作，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(yīng)在地里信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了“數(shù)字排水”系統(tǒng)，詳細(xì)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(shí)現(xiàn)，還處在初步階段，更多實(shí)時(shí)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?yàn)槠潆[蔽性，被大家所忽略，但也正因?yàn)槿绱耍部简?yàn)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(xiǎn)境，需要政府部門(mén)“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(guó)家保障國(guó)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(duì)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(duì)災(zāi)害到來(lái)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(xì)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(duì)正在運(yùn)行的和異常的情況進(jìn)行分析和預(yù)判，能為城市的排水系統(tǒng)起到保駕護(hù)航的作用。但是，我們同時(shí)也要冷靜下來(lái)，“紙”上的數(shù)字排水系統(tǒng)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(duì)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(chéng)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。