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(fā)揮著重要作用。隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的深入推進(jìn)，城市人口密度增加，在增加水資源需求量的同時(shí)，也加劇了河道水體污染。尤其是對于水網(wǎng)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(huán)境造成了破壞影響。基于信息技術(shù)的數(shù)字管網(wǎng)能夠?qū)Τ鞘信潘芫€進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)管理，從而為實(shí)現(xiàn)河道整治處理提供了技術(shù)支持，成為城市河道水環(huán)境治理的關(guān)鍵技術(shù)之一。

關(guān)鍵詞：數(shù)字管網(wǎng) 水環(huán)境治理 特點(diǎn)分析 應(yīng)用方法

中圖分類號：TV61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0115-02

在治理城市水環(huán)境過程中，需要獲取排水管線的斷面尺寸、分布走向等數(shù)據(jù)，然后對不同管道中的水體進(jìn)行取樣分析，最終確定河道的實(shí)際情況。由于城市排水管線埋藏于地下，因此要想實(shí)現(xiàn)取樣、監(jiān)測具有一定難度。數(shù)字管網(wǎng)技術(shù)則能夠解決這一問題，因此在城市水環(huán)境質(zhì)量中得到了廣泛應(yīng)用。文章首先對城市管網(wǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行了概述，隨后就如何利用數(shù)字管理技術(shù)輔助完成河道水環(huán)境治理展開了分析。

1 數(shù)字管網(wǎng)的特點(diǎn)

1.1 準(zhǔn)確性

城市管網(wǎng)大多分布在地面以下，并且給排水管道、燃?xì)夤艿赖榷喾N管道相互交錯(cuò)，這就給實(shí)際的管道管理和水體取樣增加了很大難度。而數(shù)字管理則能夠?qū)⒐艿佬畔⒘Ⅲw化地呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上，從而便于技術(shù)人員更加準(zhǔn)確地掌握不同管道的分布情況和實(shí)際走向。根據(jù)數(shù)字管網(wǎng)圖，技術(shù)人員可以很快鎖定某條管道，并利用傳感器完成對管道內(nèi)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(dòng)態(tài)性

以往在進(jìn)行河道水環(huán)境治理時(shí)，需要先進(jìn)行管道水體取樣，然后送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行成分分析，整個(gè)過程需要花費(fèi)較多的時(shí)間，河道水環(huán)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(dòng)的，這就給動(dòng)態(tài)監(jiān)測增加了困難。基于信息技術(shù)的數(shù)字管網(wǎng)，可以利用前段傳感器動(dòng)態(tài)的反饋管道信息，通過源源不斷的數(shù)據(jù)傳輸為終端計(jì)算機(jī)進(jìn)行管道動(dòng)態(tài)監(jiān)測提供了數(shù)據(jù)支持。

1.3 長期效益顯著

在數(shù)字管網(wǎng)建設(shè)和使用的初期，需要一定的資金和技術(shù)支持。同時(shí)，為了盡可能地方便后期對管網(wǎng)信息進(jìn)行監(jiān)測，還必須做好詳細(xì)的調(diào)查、規(guī)劃，盡可能地避免排數(shù)管道與其他市政管道相互重疊。因此，短期來看數(shù)字管網(wǎng)的成本投入高，效益回報(bào)慢。但是從長遠(yuǎn)來看，數(shù)字管網(wǎng)無論是在節(jié)約人力成本還是提高水環(huán)境治理成效上，都可以取得極大的回報(bào)。

2 數(shù)字管網(wǎng)在城市水環(huán)境治理中的具體工作內(nèi)容

近年來，隨著政府部門對河道水環(huán)境治理關(guān)注程度的提升以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)字管網(wǎng)的應(yīng)用提供了良好的條件。國內(nèi)部分經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的城市已經(jīng)開始試點(diǎn)使用數(shù)字管網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果來看，數(shù)字管網(wǎng)技術(shù)主要的工作內(nèi)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(diǎn)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(nèi)源污染（底泥、水華藻類等）3種。為了提高河道水環(huán)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(huán)境治理的針對性，確保治理成效。數(shù)字管網(wǎng)通過分析水體的詳細(xì)情況，對比管道中水質(zhì)特點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)的參數(shù)確定污染程度。

2.2 開展截污納管工作

城市工業(yè)密集區(qū)或居民區(qū)，是河道水環(huán)境遭到破壞的重點(diǎn)區(qū)域，因此在進(jìn)行污染來源監(jiān)測時(shí)可以有針對性地對這些區(qū)域進(jìn)行調(diào)查。利用數(shù)字管網(wǎng)技術(shù)，可以從源頭上獲取這些單位或區(qū)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(biāo)

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(huán)境治理的成效，保障河道水環(huán)境安全，需要明確污染源中各成分的組成以及含量。利用數(shù)字管網(wǎng)技術(shù)可以對污染源中的COD、BOD以及氮氨物質(zhì)進(jìn)行測定，并且以數(shù)據(jù)形式定量地表現(xiàn)出來，這就為技術(shù)人員采取有效的河道水環(huán)境治理措施提供了幫助。除此之外，利用計(jì)算機(jī)處理軟件還能夠?qū)拥牢廴鞠嚓P(guān)負(fù)荷值進(jìn)行分析，并且根據(jù)事實(shí)數(shù)據(jù)預(yù)測下一步污染物的流向以及評估對河道水環(huán)境造成的危害。

3 數(shù)字管網(wǎng)技術(shù)在河道水環(huán)境治理中的應(yīng)用

3.1 構(gòu)建相關(guān)信息系統(tǒng)

“水環(huán)境數(shù)字化信息管理系統(tǒng)”是河道水環(huán)境信息化形式管理方面的軟件系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是基于該市區(qū)數(shù)字化形式的地圖背景，通過GIS技術(shù)及探測技術(shù)，構(gòu)建該市在河道水環(huán)境有關(guān)排水管網(wǎng)方面和污染源管治方面的信息系統(tǒng)，以提升該市排水管理方面的信息化程度。此系統(tǒng)由8個(gè)分系統(tǒng)所構(gòu)成，分別是管網(wǎng)系統(tǒng)、河渠系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)查詢、數(shù)據(jù)維護(hù)、輔助決策、追蹤顯示、輔助數(shù)據(jù)和幫助。

該系統(tǒng)以數(shù)字化三維圖形處理技術(shù)以及GIS業(yè)界先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)為基礎(chǔ)，配合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為系統(tǒng)高效運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)保障。該系統(tǒng)提供開放性數(shù)據(jù)共享端口，可以為城市管理部門提供詳細(xì)準(zhǔn)確的排水系統(tǒng)建設(shè)基礎(chǔ)資料。這一信息系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)多種工作和技術(shù)的有機(jī)融合，將排水管網(wǎng)、水質(zhì)監(jiān)測和管道管理等納入一體，為減輕管理壓力、提高水質(zhì)監(jiān)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(jìn)行探測并調(diào)查河道內(nèi)淤泥厚度，將探測所得數(shù)據(jù)成果結(jié)合工作實(shí)際需求建成排水網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對河道水體的實(shí)時(shí)監(jiān)控，將管線監(jiān)測工作同淤泥、黑臭水體相關(guān)調(diào)研進(jìn)行有機(jī)結(jié)合、將探測工作和截污納管進(jìn)行有機(jī)結(jié)合、將探測工作和系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合、將系統(tǒng)開發(fā)工作和河道管理進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)城市水環(huán)境管理的數(shù)字化建設(shè)。

3.2 數(shù)字管網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用流程

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

（2）利用數(shù)字管網(wǎng)技術(shù)，明確哪些管網(wǎng)通過居民區(qū)、工業(yè)區(qū)，然后對這些管道進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控和跟蹤。同時(shí)，獲取這些管道的相關(guān)信息，包括斷面直徑、管道走向等。在信息系統(tǒng)中分別建立一個(gè)文件夾，將這些信息進(jìn)行分別保存，以便于后期系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)信息數(shù)據(jù)的調(diào)用。

（3）將前期調(diào)查獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理，然后利用專業(yè)軟件建立三維數(shù)字化模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對管網(wǎng)中水環(huán)境的系統(tǒng)化和動(dòng)態(tài)化管理。除此之外，還可以依托數(shù)字管網(wǎng)建立起統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析和共享平臺(tái)，所有注冊的用戶都可以上傳或使用平臺(tái)上的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)同一地區(qū)、不同監(jiān)測平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享，這對于提高整個(gè)城市河道水環(huán)境的治理成效也有積極幫助。

4 結(jié)語

城市河道水環(huán)境治理已經(jīng)成為城市現(xiàn)代化建設(shè)和創(chuàng)建文明衛(wèi)生城市一種重要手段。導(dǎo)致城市河道水體出現(xiàn)淤泥、變成黑臭水體的原因是多樣的，既包括城市擴(kuò)張人口增加、污染物排放增多，也包括城市水處理系統(tǒng)不完善等。近年來，隨著信息技術(shù)的成熟發(fā)展，依托于信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)建立而來的數(shù)字管網(wǎng)在河道水環(huán)境治理中發(fā)揮了重要作用，通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，對污染源進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，可以顯著減少污染物排放和處理效率，改善城市水環(huán)境。

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