城市排水防澇設施普查思路及方法分析

林勤(福州市勘測院,福建福州 350003)

城市排水防澇設施普查思路及方法分析

林勤?
(福州市勘測院,福建福州 350003)

摘 要:城市排水防澇設施普查工作對城市內澇問題的解決具有重要意義。首先分析開展城市排水防澇設施普查工作的總體思路,通過普查內容、現狀數據分析及普查實施等方面來闡述數據采集方法,概括數據采集工作要點,分析普查數據在城市建設與規劃工作中的應用,最后提出城市排水防澇設施普查工作的重要性。

關鍵詞:城市內澇;城市排水防澇設施;防澇規劃模型;數據采集

1　引 言

近年來,我國城市的內澇災害時有發生,并有愈演愈烈的趨勢,不僅給人民生活帶來極大不便,還嚴重威脅人民生命財產安全。根據住建部2010年對國內351個城市排水防澇能力的調研顯示,2008年～2010年期間,有62%的城市發生過不同程度的內澇災害,其中內澇超過3次以上的城市有137個?！胺甏笥瓯貪场币褲u漸成為部分城市的通病,城市排水防澇工作刻不容緩。

2013年3月份國務院辦公廳下發的《關于做好城市排水防澇設施建設工作的通知》(國辦發【2013】23號)要求:在2014年底前,要在摸清現狀基礎上,編制完成城市排水防澇規劃。住房城鄉建設部2013年6月印發《城市排水防澇設施普查數據采集與管理技術導則(試行)》的通知(建城[2013]88號),國務院2013年9月印發《關于加強城市基礎設施建設的意見》,這些通知文件也體現了當前城市排水防澇設施普查工作的重要性及緊迫性。

2　總體工作思路

城市排水防澇設施普查是一項系統工作,需要明確一套比較完整的體系構成,以利于普查數據的分區、分類、匯總以及后期的數據分析。

普查工作是依據住建部發布的《城市排水防澇設施普查數據采集與管理技術導則(試行)》實施,普查成果主要是為排水防澇總體規劃提供基礎數據,所以普查的內容及數據格式應滿足排水防澇規劃模型的需求。普查工作步驟如圖1所示:

圖1　普查工作步驟

2.1排水防澇體系構成

開展城市排水防澇設施普查工作,需要明確排水防澇體系的構成,防澇體系由大體系到小體系,包括城市級排水防澇體系、排水系統、匯水區、排水設施及要素。防澇體系圖如圖2所示:

圖2　城市排水防澇體系圖

2.2普查思路

排水防澇設施數據采集工作在收集及分析資料基礎上,首先對主要設施及排水管網相關附屬設施的屬性數據進行采集,相關附屬設施包括閥門、閘門、溢流堰、截流設施等,建立排水管網空間關系,形成排水管網圖,依據管網圖及數字高程模型DEM劃分排水系統及匯水區。

各個匯水區確定后,對各個匯水區內其余設施信息進行調查,包括排水河道、湖泊、下墊面、泵站、調蓄設施、易澇區域等。

所采集的數據在數據處理平臺上錄入與編輯,通過數據檢查合格后,形成普查數據庫。

2.3數據庫設計

城市排水防澇設施普查數據庫設計可采用Arc-GIS平臺,數據庫內容主要包括城市基礎地理信息數據、排水防澇普查數據,數據庫管理系統應具有數據檢查、輸入輸出、查詢統計、數據更新、數據分析等功能。

數據庫數據類型包括整型、字符型、數值型和時間型,對應的標識符分別為I、C、D、T;排水防澇設施及相關要素分為點、線、面三種空間要素類型,按相應規定對空間數據進行分層存儲;設施代碼由10位數字組成,依次為:行政區劃代碼6位、2位大類代碼、2位小類代碼;設施標識碼結構為:設施代碼+流水號,流水號為7位,從0000001順序編碼。數據屬性、編碼的詳細規則及數據表結構可參考《城市排水防澇設施普查數據采集與管理技術導則(試行)》中的相關內容。

3　數據采集方法

3.1數據普查內容

大部分城市現已建立了排水地下管線數據庫,排水管線數據在防澇設施普查工作中可充分利用,但這些數據無法完全滿足基于模型算法的城市防澇設施建設規劃的需求,還需要增加排水泵站、截流設施、調蓄設施、溢流堰、閘門、閥門、易澇區域、城市內部排水河道、城市內部湖泊、匯水區的下墊面等設施及要素的調查。

排水防澇設施按大類可分為排水系統、主要設施、附屬設施、其他設施及相關要素等,小類名稱及設施采集主要內容如表1所示:

排水防澇設施普查內容 表1

3.2技術流程

排水防澇設施普查通過前期準備、數據采集、數據庫設計、數據錄入、數據校核等工作環節,充分利用已有數據。在工作過程中,為了數據能夠滿足規劃模型模擬需求,應抽取數據進行規劃模型模擬分析,發現問題及時糾正。排水防澇設施普查技術流程如圖3所示:

圖3　排水防澇設施普查技術流程圖

3.3采集方法

(1)設施數據采集

排水防澇設施數據采集工作主要包括作業準備、外業實施兩部分內容,采用資料收集、現場調查、儀器探查、測量等方法,完成對各設施相關屬性數據的采集。實施流程如圖4所示:

圖4　排水防澇設施數據采集流程圖

(2)設施數據處理

排水防澇設施普查數據處理工作主要包括數據導入、點線空間關系建立、數據錄入、區域劃分、數據入庫等內容,通過數據處理平臺實施,實施流程如圖5所示:

圖5　排水防澇設施數據處理流程圖

(3)下墊面調查方法

下墊面調查一般采用資料分析、內業構面與外業核查的方式。內業工作是以現勢性好的1∶500比例尺地形圖為基礎,相關影像圖可作為參考資料,分析下墊面類別,按編碼提取包括屋面、一般路面、透水路面、一般綠地、低勢綠地、水面等要素,并進行分類構面。對于地形圖無法明確的地面類型、年限已久的資料及老城區或拆遷區域應實地核查。

在構完面之后,通過程序檢查面與面之間是否有重疊、相交、包含及不閉合面等異常情況,發現問題及時糾正。下墊面調查工作流程圖如圖6所示:

圖6　下墊面信息采集流程圖

(4)排水河道及湖泊調查

排水河道應測量河段長度、起點河底標高、終點河底標高、常水位、警戒水位等數據;并設置河道樁號,排水河道樁號應設置在河道的起點、終點以及河流交匯、尺寸變化等特征點處,通過調查及測量獲得河道樁號的平面坐標、橫斷面數據等。

湖泊主要調查其常水位對應的水面面積、水體的常水位、警戒水位等數據。

3.4數據采集重點

設施數據的完整性、數據拓撲關系的準確性是數據采集工作重點,還要關注區域劃分、暗溝調查、建筑物排水管線出口調查等關鍵點。

(1)資料收集

在數據采集工作中,有部分數據必須要通過資料收集及現場了解的方法來獲取,比如警戒水位、泵站參數、調度規則等,所以在工作過程中需要得到有關部門的協助。

(2)排水系統、匯水區劃分

區域的劃分是與排水管網分布情況緊密相關,區域劃分是否準確、符合實際,區域間的接邊是否做到無縫對接,都將直接影響到規劃模擬模型數據的總體計算,對整個城市排水系統評估也會造成影響。

(3)數據完整性

在數據采集工作中,數據格式應規范,數據內容應滿足規定要求,數據完整性包括:

①各個設施及要素數據表中的各項數據要填寫完整,不能有缺漏;

②應分析數據表,了解排水泵站、截流設施、調蓄設施、閘門、閥門等設施的數量是否與當地排水相關運行管理部門掌握的真實情況一致,發現缺漏及時補充完善。

(4)拓撲關系

在排水防澇系統中,檢查井、排水管渠、雨水口、排放口、附屬設施、匯水區、河道、湖泊等要素之間的邏輯關系要準確、完整,每條排水管線或河道路徑應保證連通,流向清晰,排放口明確。若發現管線去向不明情況,應及時進行多方面溝通,收集資料,可采用放色素、聽音、水質判斷、儀器探查等方法進行探查。

(5)建筑物排水管線出口調查

在數據采集工作中,要保證住宅小區、單位、棚戶區等建筑物排水管線出口調查的完整、準確。探查方法一般是由排入市政管網的支管往上游查,或通過河道駁岸出水口查排水管線來源。

(6)暗溝調查

每座城市都會有或大或小的暗溝,暗溝調查既是難點也是重點,暗溝對排水總體規劃評估至關重要,主要調查方法有以下幾點:

①從資料收集方面獲取信息,包括早期影像地形資料、其他設計資料、竣工資料等;

②現場走訪,根據排水管網圖、山體排水情況等分析存在暗溝的可能性,通過現場巡查,多問勤探,了解暗溝走向;

③通過調查河道駁岸或道路市政排水管暗溝出口,由出口往上游查暗溝走向;

④調查過程中,可通過雨水篦、暗溝支管等調查暗溝位置,也可通過儀器探測暗溝走向及位置,可采用的儀器設備有潛望鏡、CCTV檢測系統、探地雷達、示蹤儀等。

4　普查數據應用

開展城市排水防澇設施數據采集工作是城市排水防澇系統規劃、建設與管理的重要基礎工作,采集的數據通過數據處理、數據檢查后,形成規范化的排水防澇設施普查數據庫,數據可應用于:

(1)數據內容包含了點、線、面數據,不僅有排水管網數據,還有排水河道、湖泊、調蓄設施、下墊面、易澇區域等信息數據,全面的數據保障了城市排水防澇規劃從“點”、“線”、“面”全方位角度進行規劃的需求;

(2)排水井、排水管、排水渠、雨水口等主要設施信息以及下墊面、湖泊、河道水位等信息,結合收集到的降雨資料,可實現對城市現狀排水能力的評估;

(3)提取易澇區域內雨水管網設施普查數據、內河水位以及下墊面信息,結合內澇水深、積水范圍、持續時間的調查,基于降雨資料進行數據模型模擬,可進行城市澇點成因分析;

(4)通過排水防澇綜合信息管理平臺,普查數據可應用于防澇預警、防澇指揮、建設施工等方面。

5　結 語

在城市建設中,排水系統建設滯后、城市排水管道老化、排水標準偏低、排水設施不健全以及城市大量的硬質鋪裝、綠化減少等,都是導致城市內澇的重要因素。

要解決城市內澇問題,就必須進行合理的城市排水防澇規劃,從“點、線、面”全方位的角度來解決。當前首要任務就是要查清城市排水防澇設施現狀,建立現狀防澇設施普查數據庫,為城市排水信息化建設、模型模擬以及系統評估提供基礎數據支撐。

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Census Ideas and Method Analysis of Urban Drainage and Preventing Waterlog Facilities

Lin Qin
(FuZhou investigation and Surveying Institute,Fuzhou 350003,Fujian)

Abstract:Urban drainage and preventing waterlog facility census is very significant for solving urban waterlog problems.Firstly, it analyzes and develops the general ideas of urban drainage and preventing waterlog facility census work.Secondly, it illustrates aspects of the census data collection methods by content, the implementation status of the census and other data analysis and summarizes the main points of data collection and analyzes application of census data in urban construction and planning work.Finally, it puts forward the importance of urban drainage and preventing waterlog facility census work.

Key words:urban waterlog;urban waterlog drainage facilities;waterlog planning model;data collection

文章編號:1672-8262(2015)01-123-04中圖分類號:TU992.01

文獻標識碼:B

收稿日期:?2014—07—22

作者簡介:林勤(1974—),男,工程師,現從事地下管線探測及項目管理工作。