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城市内涝之困待解 GIS破局排水管网信息化建设

来源:中国软件资讯网 日期:2018-06-11 浏览:4次

 近日,上海暴雨、石家庄暴雨……一场暴雨,城市几乎都会发生内涝,网友们将城市内涝戏称为“看海”,戏称的背后则是对城市走出“看海”困局的期盼。

  专家表示,短期内解决内涝问题是不现实的,这还需要一个建设周期。这期间,既要重视硬件设施的建设,也要重视GIS(地理信息系统)等信息化技术的应用,破局排水管网信息化建设,打造现代化管理方式,防灾减灾。

  缘何城市内涝频发

  “气候因素是城市内涝频发的一个客观原因。”北京市城市规划设计研究院高级工程师王强在接受采访时表示,当前受全球气候变暖影响,极端天气明显,局地暴雨、台风增多,“即使是在发达国家,只要降雨强度增大到一定程度,就会出现内涝的情况。”

  另外,内涝屡有发生也与城市发展建设有关。王强向记者解释道:“由于城市扩张,排水流域增大,雨水径流量随着硬化面积的增加而增长,而下游排水通道,如管渠、河道等,由于建设空间受限,往往难以拓宽,如不采取有效的蓄滞等消纳措施,单纯依靠传统排放措施,势必会造成城市内涝频发现象;另外,城市竖向规划应充分考虑雨水重力流排水规律,尽量避免建设低洼区,对低洼区应重点设防,低洼区往往是城市容易发生严重内涝的地区。”

  我国城市基础设施的能力与城市发展速度是不匹配的,地下基础设施已经不能够支撑城市的可持续发展,据北京市政工程设计研究总院有限公司工程师郭磊介绍,“雨水管道标准近几年才提到了3-5年,而下凹桥区泵站则是2-3年的设计标准,如果降雨强度超过了设计的标准,肯定会产生内涝。”

  在北京工业大学周玉文教授看来,极端天气、城市规划建设等原因,可以解释城市内涝为什么会频发,但城市内涝出现的根本原因则在于还未构建排除超标降雨的工程体系。

  “目前我国一直采用2套工程体系来应对城市洪、涝灾害,一是排水工程,一是防洪工程,我们一直将排水管网的设计标准作为城市内涝的控制标准,将防洪标准作为洪灾的防治标准。”

  随之而来的问题却是,雨水管网排水是有设计标准的,如果是1年重现期的标准只能排除1年重现期的降雨,发生超过1年重现期的降雨事件而导致积水是很正常的。但排除超标降雨的内涝防治工程体系还没有建立。

  “没有规划建设内涝防治工程,只考虑利用雨水管网排水,超过排水标准的降雨自然就会造成内涝。”

  信息化技术打造现代化管理方式

  王强告诉记者,以北京为例,按照三年行动方案,北京已分三批开展中心城80余座下凹式立交桥的内涝积水工程治理,今年年底将完成最后一批。一系列措施对于对减少内涝给居民带来的灾害起到了重要作用。

  除了雨水管网、泵站、调蓄池等“硬件”工程设施的改造升级,大家还不约而同地提到了信息化技术重要的辅助作用。有关专家表示,城市排水管网系统管理和维护技术落后是事实,老技术、老方法、低标准建设的排水设施已经不能满足社会和经济发展的需要,一种更为科学、现代化的管理方式为行业所亟需,这其中以GIS技术最具代表性。正如2013年时任清华大学校长的陈吉宁教授所指出的那样,以排水防涝设施地理信息系统为代表的手段是促进我国排水防涝能力质的飞跃的“软件”保障。

  王强表示,获取准确的管线数据,应用GIS等信息化技术建立地下管线综合管理信息系统,为制定城市规划方案、为防汛办抢险救灾,提供着技术支撑。

  近十年来,采用基于GIS的排水管网信息系统来管理城市排水管网已经达成行业共识。在此背景下,一些排水企业纷纷将排水管网信息化建设作为整个排水信息化工作的重点。

  长期为排水集团提供信息化解决方案的国产GIS软件平台MapGIS技术负责人认为,实现排水管网的信息化管理亦势在必行,“这样能够更充分利用现有网络资源,扩大信息化应用领域,提高对排水户的科学监管水平。”据该负责人介绍,目前常州、苏州、昆山、绍兴、余姚、乌鲁木齐等地排水公司都依托MapGIS平台建设了排水信息系统。其中,常州市排水管理处排水管网信息系统获得建设部优质示范工程。

  “常州排水能够实现管网监测与分析,诊断排水管道积泥、管道封堵等问题,早发现、早处理、早解决,保持管道排水畅通,当暴雨季节来临时,发挥排水管道最大的排水能力,把暴雨灾害造成的损失控制到最小。”该负责人认为,通过引入GIS等信息化技术,打造先进的现代化管理手段,就能够将被动防范转变为可预知的主动掌控。


  城市内涝之困待解,GIS破局基础数据是关键

  2013年9月6日国务院发布《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》,其中提到“用10年左右时间建成较完善的城市排水防涝、防洪工程体系。”

  “估计还需要更长时间。”王强分析,雨水管道、泵站、河道等基础设施提标改造或新建,需要资金投入、立项和建设,这些都需要时间。“毕竟我国目前还处于发展中阶段,包括法规机制、人才技术、监控管理等方面还有待完善与提高,这个阶段是很难逾越的,必须允许有一个发展成熟期。”

  周玉文教授也表示,由于过去在室外排水设计规范和城市排水规划规范中一直将城市排水的设计标准作为城市内涝灾害的防治标准,没有考虑高重现期暴雨的灾害防治问题,在2014版“室外排水设计规范”才提出了城镇防涝标准,因此,要改变我国存在已久的城市排水和城市防洪2套工程体系架构,需要时间和金钱,城市“看海”的局面可能还会持续很长时间,他认为“关键还是要补上缺失的城市防涝工程体系。”

  MapGIS相关技术负责人则强调,GIS等信息化技术扮演的是辅助决策的角色,而前提是必须有准确的地下管网基础数据作为支撑,这样才能发现更多问题,管理、预测水平也会更有保证。“我们的目标就是在做好管网日常管理、养护的基础上,在应对突发情况时,能够将灾害损失尽可能降到最低。”

  GIS最突出的能力是分析能力,如果分析能力能够发挥出来,排水管网信息化发展就迎来了真正破局。而管线的基础信息则是支撑分析的前提。“这些基础信息包括排水系统脉络、排水设施分布、地表水系、地面高低起伏、人口数据等等,这些数据叠加起来,很容易分析出哪一块排水系统需要优化,哪一块需要做截污纳管。” 地下管线专家、高级工程师江贻芳向记者进一步解释道。

  为做好城市地下管线普查工作,全面查清城市范围内的地下管线现状,获取准确的管线数据,2015年初住建部等部门已发布《关于开展城市地下管线普查工作的通知》,进而“在普查的基础上,建立地下管线综合管理信息系统和专业管线信息系统。”(综合《GIS时代》、《给水排水动态》采访文章完成,其中有关受访者的部分,仅代表受访者本人观点。) 



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