市政管理中排水管网信息化建设的作用

《建材发展导向》2017年06期

胡宇罡

城市排水管网系统是城市综合地下管线的总称，是市政工程基础设施建设的重要组成部分，也是确保城市建设、环境保护、协调发展、防洪排涝的重要基础设施。随着我国城市化进程的飞速加快，为了保障社会经济稳定发展和居民生活水平，市政基础设施建设也在不断更新升级。市政排水管网系统新建、改建、扩建工程逐渐增多。伴随着城市人口数量的增加和自然恶劣天气的影响，城市雨、污水排放量出现新高。因而导致城市排水管网系统越来越庞大和复杂，同时也对市政排水的管理、运行、维护提出了更高的要求。所以如何进行科学建设、高效的管理，使政府相关部门够全面、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，对于城市建设和城市的可持续发展意义重大。

1、我国排水管网的发展历程

1.1早期市政排水管理方式

自20世纪8O年代始，我国开始市政排水管线信息系统建设，但由于当时的管线建设观念和软硬件等因素的影响，使得市政排水管线数据管理存在一些问题，如排水管网资料信息不完善、管理不集中、数据存储方复杂精度不高等。也就导致对地下排水管线的地理分布和类型种类不明确和雨、污水排泄不及时甚至洪涝等灾害事故的发生，给人民生活和国家财产造成威胁和损失。随着城市的不断发展和市政排水管线数量的日益增多，传统的手工制图、人工记忆和人工统计分析等管理方式很难适应快速发展的海量排水管线数据库要求。于是计算机技术在市政工程的应用开始普及，上世纪9O年代，政府开始在全国各地开展市政排水管线普查工作，利用计算机技术，逐步建立管线数据库与信息管理系统，实现信息的数字化存储和管理。这种排水管网信息系统的运用经历了数据库管理系统、数据库管理系统和图形相合、数据库和图形关联等几个历程，为空间数据的检索分析打下了基础。

1.2运用GIS技术的管理方式

城市地下综合管线信息和与之相关的地形、地物等环境信息从根本上都是地理信息。早期传统的管线管理方法很难有效管理和分析复杂的地理信息。地理信息系统(GIS)是研究和管理空间位置和属性数据的信息系统，它研究各种空间实体及其相互关系，借助特有的空间分析功能和可视化表达，完成统计分析、动态模拟和辅助决策等服务。由于GIS技术所具有的强大功能和优点，国内外研究者普遍认为，采用GIS技术实现城市管线空间和属性数据的管理和分析，是构建地下管线管理信息系统的必由之路。2l世纪以来，城市综合管线信息系统253发展迅速，各种专业管线，如排水管线信息系统也有了较大的发展。基于CIS的信息系统的开发技术已13趋成熟，按照不同用户的需求，以流行的Are GIS、Map Info等为平台，采用VB、VC和NET等开发工具，较好地实现了管线信息管理的功能，并可将管线管理的职能与办公自动化、数据库管理系统有效结合，已经成为多个城市的规划、建设与管理的有力工具。随着前沿技术的不断进步，排水管线系统逐渐向综合的集成系统发展，广泛集成GIS技术、计算机技术、数据库技术互联网技术、三维仿真技术和物联网等技术，从进行管网的管理、分析向功能强大的模拟、决策支持方向发展，并与城市管理部门的日常业务紧密结合，为保障城市排水设施安全运行和辅助相关部门科学决策提供科学依据。

2、信息化建设在排水管网管理中的作用

市政排水管网信息化系统包含城市排水管网基础数据、专题数据和业务数据。可以充分整合市政信息资源，实现信息获取、信息传递、信息处理、信息再生和信息利用。排水管网地理信息系统、在线监测、水力模型的建设是城市排水管网信息化建设的重要组成部分。以下主要介绍排水管网地理信息系统、液位在线监测、水力模型等技术在排水管网管理中的作用。

2.1排水管网地理信息系统在市政排水工程中的作用

排水管网地理信息系统是集计算机图形和数据库于一体，储存和处理空间信息的高新技术。即充分运用地理信息系统(GIS)强大的空间数据管理和分析能力，建立集设施资产管理、管网规划与分析、运营管理、信息共享于一体的城市给、排水工程。使得全部排水设施的地理位置与相关属性有机地结合，同时辅以相关的地形数据，将整个排水系统的排水现状在1张图上清晰地展示出来。这样不仅可以准确掌握整个系统排水现状，也可以清晰地看出各排水设施的具体位置、系统类型及连接关系，同时各排水设施的管径、埋深等相关属性信息也能在地理信息系统中很方便的查询到。对于日常市政排水工程的监管、维护具有重要意义。

2.2液位在线监测在排水管网中的作用

成功建立排水管网液位在线监测系统，就像在错综复杂且隐蔽性很强的地下排水管网中装上了“电子眼”，通过实时传输的数据我们就能够及时了解管网的运行状况，通过数据分析还能找出存在淤积和堵塞的管段，为管网养护工作提供依据。此外，还能帮助管理人员准确了解管网排水规律，及时掌握管网运行状况。排水管网液位在线监测系统的建立、使我们能够实时地了解管段的过流能力，通过数据分析就能准确了解各管段内的排水规律，出现排水高峰和低峰的时间，及降雨对合流制排水系统的影响等，从而以此为根据作出科学决策。图1为某监测点处的液位监测数据，可清晰地展现管道过流能力及排水规律。图2为某系统两监测点问管道的水利坡度值，可以清晰看管道过流能力较弱，容易出现淤积现象。

2.3水利模型在排水管网管理中作用

排水管网水力模型是指将管网物理属性数据、地理信息系统与圣维南方程组曼宁公式等一系列相关联的水文学水力学的理论公式抽象出的一整套数学模型可以模拟旱天及雨天污水管网中真实的水流状况找出系统中的瓶颈管段也是排水管渠设计改造合理性分析和管网优化调度方案测评的首选工具模型软件。建立排水管网水力模型，不仅可以进行排水管网数据梳理，了解系统排水现状和系统中存在的问题。还能准确模拟管网运行状况，找出存在瓶颈的管段，分析存在瓶颈的原，提出科学决策。图3为某系统旱天最不利运行状况下的模型计算结果，通过金看充满度大于1的管段在1d中的水位、流速等运行计算结果，便可找出存在瓶颈的管段。图4为某超负荷运营管段2种设计改造方案的水利模型计算结果，可以清晰的查看改造效果。

3、结语

综上所述，排水管网的信息化建设能大大提升排水管网的管理水平，也必将成为城市市政工程的发展趋势，但由于这种新方法仍然需要更新和完善，所以就需要政府投入大量的人力、物力、财力去发展，同时提高整个行业对这种新型信息化的认知度，培养相关专业人才，以此来适应发展潮流，提高城市化管理水平，保证我圈市政工程的长足发展。