數字排水 挽救城市的良心

　　城市的浸泡，路面的坍塌，人民生命和財產的損失，這樣嚴重的后果，呼吁城市監管部門能夠“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”這場特大暴雨的襲來，把整個北京城都浸泡在雨水中，自稱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。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拷問當局排水系統到底有沒有得到應有的重視?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，筆者并不是崇媚洋外，片面地夸贊國外排水系統，但是我們冷靜客觀地看看下面的數據：

　　巴黎下水道有著世界上最大的城市下水道系統，總長2347公里，約2.6萬個下水道蓋、6000多個地下蓄水池，清淤系統配備電腦控制，找到失物的幾率高達80%，同時巴黎著名的觀光旅游點;德國排水道可繞地球13圈，全境有515000公里長的排水管道，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題，還平衡了城市生態系統，比如增強雨水滲透力度，補充地下水，可吸附粉塵，降低噪音;日本有著世界上最先進的下水道排水系統，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”的政績意識下，已經脆弱地跟不上城市的需求。2011年北京、武漢、杭州等城市發生內澇，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，石家莊景觀燈雨夜漏電3死4傷;柳州和臺州等地也都發生路邊坍塌現象，造成人員死亡。2012年北京的這場暴雨更是顯示了北京排水系統的“軟弱無力”，不但對人們的出行造成極大影響，而且給人民群眾帶來巨大的經濟損失，甚至威脅生命安全。針對城市路面“走路死”、“陰陽路”各種調侃在網上也層出不窮。

　　細究原因，一方面，是因為隨著城市的建設與發展，城市下墊面的不透水比例顯著增加，同時近年來短時強降雨的極端天氣頻發，增大了排水管網的運行負荷及溢流風險;另一方面，我國大部分地區的排水管網管理還在依靠人工經驗進行分散簡單管理，管網資產不清、養護效率偏低、緊急事故應急能力弱等問題嚴重影響了排水管網的運行效能，同時，排水系統管網的腐蝕和老化，導致管道抗壓不足，路面經不起時間磨損，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時的監管系統。

　　伴隨著我國城市化的進程加快，傳統的城市排水管網系統的缺點日益凸顯出來，在這樣的背景下，數字排水技術顯得尤為重要。但是目前，國內在排水方面的信息化水平還比較落后，無法科學及時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，其含義與應用正在不斷擴大， GIS已成功應用到一百多個領域。比如資源管理、自動制圖、設施管理、城市規劃等。在城市規劃中，GIS技術利用的一大領域便是數字排水。

　　所謂數字排水就是集排水管網規劃計算、動態模擬與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管理、網絡連接分析、動態模擬計算提供便捷的工作平臺。還可以實時采集管網在線數據，進行動態分析和模擬，為排水管網的規劃管理、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狀況。據筆者了解，采用數字排水技術在國外已經非常普遍。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手段，實現水資源的空間信息管理已成趨勢。這將是構建水務管理信息源的基礎，對于救助重大水災害，具有重要意義。國內排水管網管理模式的發展可分為四個階段。

　　(1)傳統管理模式：主要靠圖紙和管理者的記憶和經驗進行管理;

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

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

　　(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施的熱點。該模式綜合GIS和專業模型的優勢，利用GIS提供數據管理和空間分析能力，利用管網水動力學模型提供專業計算和分析功能，為排水管網運營監控提供科學的參考意見;該模式更可以實時采集管網在線監測數據，進行動態分析和模擬，為排水管網的規劃管理、運行養護提供動態可靠的專業分析依據和方案。

　　實例考證 期待更好更強

　　筆者通過搜集資料，發現不同城市已經開始重視數字排水系統的建立，可喜的是建立成果已初見成效;而需警惕的是，數字排水系統的功能發揮還需要更多更深度地重視。在水澇災害頻發的今天，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化系統

　　該項目經費1800萬元，利用計算機、網絡和自動化技術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行綜合改造和提升。系統有六大系統組成：門戶網站與辦公OA系統;現場監測與控制系統;輔助決策與優化調度系統;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發平臺及應用軟件的支撐平臺，用戶可以進行查詢和分析工作，系統最大的亮點是遠程動態數據采集處理部分，通過設在現場的數據自動采集裝置采集數據，與地理信息系統數據庫相連接，同時在地圖上以多種方式表達，為使用者快速直觀地提供最新的水質、水量等動態變化資料，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，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業地理信息系統，實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個現狀排水系統及42個規劃排水系統，具備了GIS常備功能，可以幫助用戶進行大量的圖層編輯、報表制作和專題圖制作，大大促進了實際工作效率。

　　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發了“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現，還處在初步階段，更多實時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“有作為，多作為”，排水系統是智慧城市建設中重要的一環，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，以有效對災害到來之前做出預知和預備工作。

　　數字排水系統，作為GIS行業化應用的細分，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，我們同時也要冷靜下來，“紙”上的數字排水系統是否真能夠在實際中發揮效益，還得靠有關部門對排水系統的重視，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生。最后，筆者在這里真誠地期待暴雨淹沒城市這種悲劇比彗星撞地球，在太空遇見外星人的幾率還要低。