數字管網技術在城市河道水環境治理中的應用探究

李勇

摘 要：城市河道在防洪排澇、降低污染和美化景觀等方面發揮著重要作用。隨著城鎮化建設的深入推進，城市人口密度增加，在增加水資源需求量的同時，也加劇了河道水體污染。尤其是對于水網密集的城市，由于河道之間相互連接，治理難度較大，給河道水環境造成了破壞影響。基于信息技術的數字管網能夠對城市排水管線進行優化設計和動態管理，從而為實現河道整治處理提供了技術支持，成為城市河道水環境治理的關鍵技術之一。

關鍵詞：數字管網 水環境治理 特點分析 應用方法

中圖分類號：TV61 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0115-02

在治理城市水環境過程中，需要獲取排水管線的斷面尺寸、分布走向等數據，然后對不同管道中的水體進行取樣分析，最終確定河道的實際情況。由于城市排水管線埋藏于地下，因此要想實現取樣、監測具有一定難度。數字管網技術則能夠解決這一問題，因此在城市水環境質量中得到了廣泛應用。文章首先對城市管網的特點進行了概述，隨后就如何利用數字管理技術輔助完成河道水環境治理展開了分析。

1 數字管網的特點

1.1 準確性

城市管網大多分布在地面以下，并且給排水管道、燃氣管道等多種管道相互交錯，這就給實際的管道管理和水體取樣增加了很大難度。而數字管理則能夠將管道信息立體化地呈現在計算機上，從而便于技術人員更加準確地掌握不同管道的分布情況和實際走向。根據數字管網圖，技術人員可以很快鎖定某條管道，并利用傳感器完成對管道內部水樣的分析和黑臭水體流向的跟蹤，然后為污水治理提供了具體的思路。

1.2 動態性

以往在進行河道水環境治理時，需要先進行管道水體取樣，然后送到實驗室進行成分分析，整個過程需要花費較多的時間，河道水環境治理的效率不高。除此之外，由于河道中的水體是不斷流動的，這就給動態監測增加了困難。基于信息技術的數字管網，可以利用前段傳感器動態的反饋管道信息，通過源源不斷的數據傳輸為終端計算機進行管道動態監測提供了數據支持。

1.3 長期效益顯著

在數字管網建設和使用的初期，需要一定的資金和技術支持。同時，為了盡可能地方便后期對管網信息進行監測，還必須做好詳細的調查、規劃，盡可能地避免排數管道與其他市政管道相互重疊。因此，短期來看數字管網的成本投入高，效益回報慢。但是從長遠來看，數字管網無論是在節約人力成本還是提高水環境治理成效上，都可以取得極大的回報。

2 數字管網在城市水環境治理中的具體工作內容

近年來，隨著政府部門對河道水環境治理關注程度的提升以及相關技術的發展，為數字管網的應用提供了良好的條件。國內部分經濟相對發達的城市已經開始試點使用數字管網技術，結合技術的實際應用效果來看，數字管網技術主要的工作內容包含以下幾方面。

2.1 追蹤河道污染來源

城市黑臭水體形成的原因主要有點源污染（排放口直接排放污廢水）、面源污染（降水所攜帶的污染）、內源污染（底泥、水華藻類等）3種。為了提高河道水環境治理成效，需要分析河道受污染的主要原因，從而提高后期河道水環境治理的針對性，確保治理成效。數字管網通過分析水體的詳細情況，對比管道中水質特點，結合相關的參數確定污染程度。

2.2 開展截污納管工作

城市工業密集區或居民區，是河道水環境遭到破壞的重點區域，因此在進行污染來源監測時可以有針對性地對這些區域進行調查。利用數字管網技術，可以從源頭上獲取這些單位或區域的截污納管分布情況，然后直接獲取污染源中污染成分，并為源頭治理提供必要的參考。

2.3 測定污染源中的成分指標

污染物的成分不同，所采取的治理措施也存在很大差異。為了提高城市管道水環境治理的成效，保障河道水環境安全，需要明確污染源中各成分的組成以及含量。利用數字管網技術可以對污染源中的COD、BOD以及氮氨物質進行測定，并且以數據形式定量地表現出來，這就為技術人員采取有效的河道水環境治理措施提供了幫助。除此之外，利用計算機處理軟件還能夠對河道污染相關負荷值進行分析，并且根據事實數據預測下一步污染物的流向以及評估對河道水環境造成的危害。

3 數字管網技術在河道水環境治理中的應用

3.1 構建相關信息系統

“水環境數字化信息管理系統”是河道水環境信息化形式管理方面的軟件系統，該系統主要是基于該市區數字化形式的地圖背景，通過GIS技術及探測技術，構建該市在河道水環境有關排水管網方面和污染源管治方面的信息系統，以提升該市排水管理方面的信息化程度。此系統由8個分系統所構成，分別是管網系統、河渠系統、統計查詢、數據維護、輔助決策、追蹤顯示、輔助數據和幫助。

該系統以數字化三維圖形處理技術以及GIS業界先進的數據庫管理技術為基礎，配合先進的計算機網絡技術，為系統高效運行提供了可靠的技術保障。該系統提供開放性數據共享端口，可以為城市管理部門提供詳細準確的排水系統建設基礎資料。這一信息系統還能夠實現多種工作和技術的有機融合，將排水管網、水質監測和管道管理等納入一體，為減輕管理壓力、提高水質監測效率起到了重要幫助。

采取管線物探的方式對排水管線進行探測并調查河道內淤泥厚度，將探測所得數據成果結合工作實際需求建成排水網絡系統數據庫，實現對河道水體的實時監控，將管線監測工作同淤泥、黑臭水體相關調研進行有機結合、將探測工作和截污納管進行有機結合、將探測工作和系統開發進行有機結合、將系統開發工作和河道管理進行有機結合，實現城市水環境管理的數字化建設。

3.2 數字管網技術的應用流程

（1）對城市河道兩岸的排水管線進行探測，對于污染流入河道的形式、單位時間內的流量進行統計。然后在同一天內的多個時間段進行河道水體取樣，通過對污水的化驗分析明確水環境受污染的情況。

（2）利用數字管網技術，明確哪些管網通過居民區、工業區，然后對這些管道進行重點監控和跟蹤。同時，獲取這些管道的相關信息，包括斷面直徑、管道走向等。在信息系統中分別建立一個文件夾，將這些信息進行分別保存，以便于后期系統進行相關信息數據的調用。

（3）將前期調查獲取的數據進行匯總整理，然后利用專業軟件建立三維數字化模擬系統，實現對管網中水環境的系統化和動態化管理。除此之外，還可以依托數字管網建立起統一的數據分析和共享平臺，所有注冊的用戶都可以上傳或使用平臺上的數據，實現同一地區、不同監測平臺的數據共享，這對于提高整個城市河道水環境的治理成效也有積極幫助。

4 結語

城市河道水環境治理已經成為城市現代化建設和創建文明衛生城市一種重要手段。導致城市河道水體出現淤泥、變成黑臭水體的原因是多樣的，既包括城市擴張人口增加、污染物排放增多，也包括城市水處理系統不完善等。近年來，隨著信息技術的成熟發展，依托于信息技術、網絡技術和計算機技術建立而來的數字管網在河道水環境治理中發揮了重要作用，通過建立統一的數據分析平臺，對污染源進行動態監控，可以顯著減少污染物排放和處理效率，改善城市水環境。

參考文獻

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