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摘要：城市排水管网是现代化城市不可缺少的基础设施，是城市污水收集输送和雨水汇集排放的关键，是改善城市水环境的重要环节。通过数字化技术的应用，可以对排水管网系统的各种管道水力负荷以及水质情况，进行动态监测和模型分析，进从而提升排水管网养护管理的可靠性和科学性。基于此，本文以温州为例，就数字化技术在排水管网养护管理中的应用为课题，对其进行深入化地研究和探索，为城市排水管网科学养护提供方法和技术支持。
关键词：数字化技术；排水管网；养护管理
城市的排水管网是一个城市的命脉，它遍布于城市的各个角落，担负着城市防汛抗涝、污水收集的重担，是城市规划当中的基础建设目标。然而，从当前的排水管网养护管理来看，由于排水管网错综复杂而且深埋地下，加之城市排水管网养护管理人员对排水管网的忽视以及技术的限制，造成排水管网的溢流、堵塞甚至破裂现象，进而严重制约了排水管网的排水能力[1]。为了最大限度的发挥排水管网的排水能力，需采用数字化技术对其予以处理，并且对排水管网进行定期的检查、评估和养护。
一、排水管网的养护管理现状
随着城市规模的扩张，排水管网也随之扩大。然而，在当前的排水管网养护管理中却出现种种弊端。比如，过度注重排水管网的建设缺乏对排水管网的养护和检查维修，致使排水管网出现堵塞、溢流现象，不仅阻碍了排水管网正常功能的发挥，还影响了城市排水管理，进而给居民的日常生活带来诸多不便。以下则是排水管网的养护管理现状。
（一）“先淤再清”的养护方式
鉴于城市排水管网错综复杂，而且深埋地下的特点，即便是专业的排水管网养护管理人员也难以系统化掌握排水管道的淤泥堵塞实况。此外，因为排水管网管理技术的限制，不能及时掌握排水管网的变化现状[2]。一般情况下，排水管网的问题都是在积淤严重的情况下，才会引起养护管理人员的重视，也就出现了排水管网采取的“先淤再清”的养护管理方式。
（二）排水管网养护管理的客观性较差
在当前排水管网的养护管理中，最常见的便是“先淤再清”的养护管理方式，因为该养护管理方式不大注重过程的主次关系，而且养护管理的进程多数受人为主观意识的影响，造成养护管理的滞后性和盲目性，加之排水管网养护管理长期以来缺乏系统的排水管道养护数据库，致使养护管理人员无法制定高效的养护管理计划。
（三）排水管网养护管理技术水平低
近些年，随着人们对排水管网养护管理意识的增强，在养护管理方式上作出了诸多调整和改善，时至今日，排水管网的养护技术已经从传统的人工清掏变成现在的机械处理[3]。但是，排水管网的养护管理中专业人员缺失，以及一线的养护人员普遍知识水平低、年龄层次偏大且流动性强，从而造成养护技术水平偏低，致使排水管网养护效果不能尽如人意。
二、养护效果缺乏评估手段
一方面，排水管网的养护工作随现场作业的完成而结束，缺少对养护效果对评估环节。另一方面，缺少相应对技术手段，对养护前后管道对运行状态难以对比分析。以上因素造成现阶段排水管网对养护效果难以有效评估。
三、数字化技术在排水管网养护管理中的应用
（一）GIS技术在排水管网养护管理中的应用
GIS技术是集计算图形学和数据库技术为一体的数字化探测技术。利用GIS技术可以实现排水管网养护管理的数据管理、浏览、查询和空间分析功能。它可以给养护管理人员提供一个真实且可靠性较高的养护管理数据库，给养护人员制定的排水管网管理计划提供可靠的参考数据。
（二）在线监测技术对排水管网养护管理的应用
在流域的出口不设相应的监测点，在监测点安装自动监测设备，对该区域内的降雨量进行实时监测，并且对管道内的污水进行自动采用。为了保证采样样品分析的合理性，养护管理人员可以采用ISCO6712自动采样器，在降雨开始的60min内采集样品，比如降雨5min~10min以内采集一个样品，超过60min后，则是30min采集一个样品。然后，采用降雨量监测ISCO674雨量模块，一分钟记录一次数据，流量监测则采用ISCO750模块，一分钟采集一个数据[4]。
采集完水质样品后，将采样搬到实验室，并采用APHA标准方法分析，对采样水质的PH值、总悬浮颗粒物以及混浊度进行分析，以下则是选取某城市2014年5月16日1：00——4:00的连续监测数据分析图。
（三）模型模拟技术在排水管网养护管理中的应用
借助排水管网的动力学模型，结合排水管道的流量、井液位等在线监测数据，需利用排水管网模型进行各种假设，为了保证模型模拟技术的可行性，可对其采用仿真模拟技术，并对排水管网模拟结果进行可视化展示，进而全面掌握排水管网的运行规律，实现对排水管网管道的积水、溢流分析，并在此基础上制定排水管网的养护管理方案[5]。具体步骤如下所示：
1.导入节点和管线数据；
2．管线拓扑关系检查；
3．输入排水管网仿真模型参数；
4．运用泰森多边形法划分排水管网的分会水区；
5．输入模型边界条件，并根据排水管网在线监测数据输入旱季污水入流量；
6．排水管网模型参数概率的确定。
图一：降雨量和流量监测数据图
四、数字化技术在排水管网养护管理中的应用
（一）案例背景
温州市区位于瓯江南岸，东临东海，南与瑞安为界，建成区面积为230KM2，据最新排水管网普查数据，市区排水管网长度（宽度6米以上道路）约为2600KM。目前，温州市区已完成排水GIS系统和在线监测系统的构建，GIS系统除了存储、统计、分析等功能之外，还可以进行排水管网的工程建设、日常维养以及防汛抗台等方面的业务的信息化管理。在线检测技术则是对市区试验区域的63个监测地点进行全天候的监测，并在该排水管网监测中加入了模拟模型监测技术，对模拟结果进行可靠性的分析。
（二）排水管网的积淤情况
通过数字化技术对排水管网的应用，得出某一排水管段若呈现红色或者是黄色，其下一管段为绿色，则说明上下游之间存在水位差，即该管段出现堵塞和积淤。通过对该管段的调查发现，1＃和2＃之间呈现红色，2＃和3＃之间检查则呈现黄色，3＃检查后的管段则呈现绿色。由此可见，3＃和4＃之间出现了积淤情况。
（三）数字化技术在排水管网养护管理应用效果分析
根据排水管网系统显示的报警信息，养护管理负责人员先后安排疏通队伍到现场进行排水管网的疏通和养护。随着排水管网养护管理工作的进行，1＃、2＃、3＃井位的水界线已经有很大程度的改观[6]。由此可见，数字化技术在排水管网养护管理起到了很大的帮助作用，但需要注意的是，今后排水管网养护管理要做到养护管理技术和手段的和谐发展，不能出现任何一方的滞后现象，只有这样才能切实保障该城市排水管网的持续运行。
（四）地下管网三维显性技术在日常排水养护管理上应用
温州智慧城管借鉴优秀城市的先进经验，结合自身特点，拓展智慧城管业务应用系统，引入物联网应用和视频智能分析功能，扩大城市管理可视、可控范围，提高应用的智能化程度。实现城市地下管网三维显形：通过远程调用规划局二维管线服务，动态实时生成三维管线模型，将市政地下管线设施平面数据三维可视化，展示当前管网的三维模拟效果，并在此基础上进行日常的测量、浏览、查询、分析等可视化基础操作，通过可视化模型配置功能动态生成三维管网，进行可视化应用分析功能，为排水管网日常维养提供辅助决策。同时为市政的建设、指挥决策、开挖审批提供更加明了、更加形象的可视化依据。
五、结语：
综上所述，基于排水GIS系统、在线监测系统等数字化技术，能够准确地全面掌握排水管道的运行情况，通过数字化技术的应用，可以对排水管网系统的内的各个管道水力负荷以及水质情况，进行动态监测和模型分析，为排水管网的养护提供先进的预测手段和科学的指导依据。此外，数字化技术在排水管网养护管理中的应用，应该时刻注重数字化技术的更新和完善，才能促进排水管网长久运行和发展。
参考文献:
[1]邹德荣.基于数字化技术的温州市排水管网养护管理[J].建筑工程技术与设计,2014,(35):838-839.
[2]黄翠柳.论城市排水管网的建设与管理[J].科技资讯,2010,(8):144-144.
[3]魏薇,王鑫.浅谈城市排水管网数字化管理与分析系统[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(24).
[4]李兴伟.城市排水管网数字化管理探析[J].科技与企业,2012,(5):51-51.
[5]邝诺,王欢欢,李骥，等.北京城市排水管网管理系统的设计与应用[J].中国给水排水,2011,27(8):71-73.
[6]赵冬泉,王浩昌.GIS在城市排水管网数字化管理中的应用与开发[C].//2009 第八届ESRI中国用户大会论文集.2009:457-461.
论文作者:刘晨
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/28
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