城市排水防涝设施普查思路及方法分析

林勤(福州市勘测院,福建福州 350003)

城市排水防涝设施普查思路及方法分析

林勤∗
(福州市勘测院,福建福州 350003)

摘 要:城市排水防涝设施普查工作对城市内涝问题的解决具有重要意义。首先分析开展城市排水防涝设施普查工作的总体思路,通过普查内容、现状数据分析及普查实施等方面来阐述数据采集方法,概括数据采集工作要点,分析普查数据在城市建设与规划工作中的应用,最后提出城市排水防涝设施普查工作的重要性。

关键词:城市内涝;城市排水防涝设施;防涝规划模型;数据采集

1　引 言

近年来,我国城市的内涝灾害时有发生,并有愈演愈烈的趋势,不仅给人民生活带来极大不便,还严重威胁人民生命财产安全。根据住建部2010年对国内351个城市排水防涝能力的调研显示,2008年～2010年期间,有62%的城市发生过不同程度的内涝灾害,其中内涝超过3次以上的城市有137个。“逢大雨必涝”已渐渐成为部分城市的通病,城市排水防涝工作刻不容缓。

2013年3月份国务院办公厅下发的《关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》(国办发【2013】23号)要求:在2014年底前,要在摸清现状基础上,编制完成城市排水防涝规划。住房城乡建设部2013年6月印发《城市排水防涝设施普查数据采集与管理技术导则(试行)》的通知(建城[2013]88号),国务院2013年9月印发《关于加强城市基础设施建设的意见》,这些通知文件也体现了当前城市排水防涝设施普查工作的重要性及紧迫性。

2　总体工作思路

城市排水防涝设施普查是一项系统工作,需要明确一套比较完整的体系构成,以利于普查数据的分区、分类、汇总以及后期的数据分析。

普查工作是依据住建部发布的《城市排水防涝设施普查数据采集与管理技术导则(试行)》实施,普查成果主要是为排水防涝总体规划提供基础数据,所以普查的内容及数据格式应满足排水防涝规划模型的需求。普查工作步骤如图1所示:

图1　普查工作步骤

2.1排水防涝体系构成

开展城市排水防涝设施普查工作,需要明确排水防涝体系的构成,防涝体系由大体系到小体系,包括城市级排水防涝体系、排水系统、汇水区、排水设施及要素。防涝体系图如图2所示:

图2　城市排水防涝体系图

2.2普查思路

排水防涝设施数据采集工作在收集及分析资料基础上,首先对主要设施及排水管网相关附属设施的属性数据进行采集,相关附属设施包括阀门、闸门、溢流堰、截流设施等,建立排水管网空间关系,形成排水管网图,依据管网图及数字高程模型DEM划分排水系统及汇水区。

各个汇水区确定后,对各个汇水区内其余设施信息进行调查,包括排水河道、湖泊、下垫面、泵站、调蓄设施、易涝区域等。

所采集的数据在数据处理平台上录入与编辑,通过数据检查合格后,形成普查数据库。

2.3数据库设计

城市排水防涝设施普查数据库设计可采用Arc-GIS平台,数据库内容主要包括城市基础地理信息数据、排水防涝普查数据,数据库管理系统应具有数据检查、输入输出、查询统计、数据更新、数据分析等功能。

数据库数据类型包括整型、字符型、数值型和时间型,对应的标识符分别为I、C、D、T;排水防涝设施及相关要素分为点、线、面三种空间要素类型,按相应规定对空间数据进行分层存储;设施代码由10位数字组成,依次为:行政区划代码6位、2位大类代码、2位小类代码;设施标识码结构为:设施代码+流水号,流水号为7位,从0000001顺序编码。数据属性、编码的详细规则及数据表结构可参考《城市排水防涝设施普查数据采集与管理技术导则(试行)》中的相关内容。

3　数据采集方法

3.1数据普查内容

大部分城市现已建立了排水地下管线数据库,排水管线数据在防涝设施普查工作中可充分利用,但这些数据无法完全满足基于模型算法的城市防涝设施建设规划的需求,还需要增加排水泵站、截流设施、调蓄设施、溢流堰、闸门、阀门、易涝区域、城市内部排水河道、城市内部湖泊、汇水区的下垫面等设施及要素的调查。

排水防涝设施按大类可分为排水系统、主要设施、附属设施、其他设施及相关要素等,小类名称及设施采集主要内容如表1所示:

排水防涝设施普查内容 表1

3.2技术流程

排水防涝设施普查通过前期准备、数据采集、数据库设计、数据录入、数据校核等工作环节,充分利用已有数据。在工作过程中,为了数据能够满足规划模型模拟需求,应抽取数据进行规划模型模拟分析,发现问题及时纠正。排水防涝设施普查技术流程如图3所示:

图3　排水防涝设施普查技术流程图

3.3采集方法

(1)设施数据采集

排水防涝设施数据采集工作主要包括作业准备、外业实施两部分内容,采用资料收集、现场调查、仪器探查、测量等方法,完成对各设施相关属性数据的采集。实施流程如图4所示:

图4　排水防涝设施数据采集流程图

(2)设施数据处理

排水防涝设施普查数据处理工作主要包括数据导入、点线空间关系建立、数据录入、区域划分、数据入库等内容,通过数据处理平台实施,实施流程如图5所示:

图5　排水防涝设施数据处理流程图

(3)下垫面调查方法

下垫面调查一般采用资料分析、内业构面与外业核查的方式。内业工作是以现势性好的1∶500比例尺地形图为基础,相关影像图可作为参考资料,分析下垫面类别,按编码提取包括屋面、一般路面、透水路面、一般绿地、低势绿地、水面等要素,并进行分类构面。对于地形图无法明确的地面类型、年限已久的资料及老城区或拆迁区域应实地核查。

在构完面之后,通过程序检查面与面之间是否有重叠、相交、包含及不闭合面等异常情况,发现问题及时纠正。下垫面调查工作流程图如图6所示:

图6　下垫面信息采集流程图

(4)排水河道及湖泊调查

排水河道应测量河段长度、起点河底标高、终点河底标高、常水位、警戒水位等数据;并设置河道桩号,排水河道桩号应设置在河道的起点、终点以及河流交汇、尺寸变化等特征点处,通过调查及测量获得河道桩号的平面坐标、横断面数据等。

湖泊主要调查其常水位对应的水面面积、水体的常水位、警戒水位等数据。

3.4数据采集重点

设施数据的完整性、数据拓扑关系的准确性是数据采集工作重点,还要关注区域划分、暗沟调查、建筑物排水管线出口调查等关键点。

(1)资料收集

在数据采集工作中,有部分数据必须要通过资料收集及现场了解的方法来获取,比如警戒水位、泵站参数、调度规则等,所以在工作过程中需要得到有关部门的协助。

(2)排水系统、汇水区划分

区域的划分是与排水管网分布情况紧密相关,区域划分是否准确、符合实际,区域间的接边是否做到无缝对接,都将直接影响到规划模拟模型数据的总体计算,对整个城市排水系统评估也会造成影响。

(3)数据完整性

在数据采集工作中,数据格式应规范,数据内容应满足规定要求,数据完整性包括:

①各个设施及要素数据表中的各项数据要填写完整,不能有缺漏;

②应分析数据表,了解排水泵站、截流设施、调蓄设施、闸门、阀门等设施的数量是否与当地排水相关运行管理部门掌握的真实情况一致,发现缺漏及时补充完善。

(4)拓扑关系

在排水防涝系统中,检查井、排水管渠、雨水口、排放口、附属设施、汇水区、河道、湖泊等要素之间的逻辑关系要准确、完整,每条排水管线或河道路径应保证连通,流向清晰,排放口明确。若发现管线去向不明情况,应及时进行多方面沟通,收集资料,可采用放色素、听音、水质判断、仪器探查等方法进行探查。

(5)建筑物排水管线出口调查

在数据采集工作中,要保证住宅小区、单位、棚户区等建筑物排水管线出口调查的完整、准确。探查方法一般是由排入市政管网的支管往上游查,或通过河道驳岸出水口查排水管线来源。

(6)暗沟调查

每座城市都会有或大或小的暗沟,暗沟调查既是难点也是重点,暗沟对排水总体规划评估至关重要,主要调查方法有以下几点:

①从资料收集方面获取信息,包括早期影像地形资料、其他设计资料、竣工资料等;

②现场走访,根据排水管网图、山体排水情况等分析存在暗沟的可能性,通过现场巡查,多问勤探,了解暗沟走向;

③通过调查河道驳岸或道路市政排水管暗沟出口,由出口往上游查暗沟走向;

④调查过程中,可通过雨水篦、暗沟支管等调查暗沟位置,也可通过仪器探测暗沟走向及位置,可采用的仪器设备有潜望镜、CCTV检测系统、探地雷达、示踪仪等。

4　普查数据应用

开展城市排水防涝设施数据采集工作是城市排水防涝系统规划、建设与管理的重要基础工作,采集的数据通过数据处理、数据检查后,形成规范化的排水防涝设施普查数据库,数据可应用于:

(1)数据内容包含了点、线、面数据,不仅有排水管网数据,还有排水河道、湖泊、调蓄设施、下垫面、易涝区域等信息数据,全面的数据保障了城市排水防涝规划从“点”、“线”、“面”全方位角度进行规划的需求;

(2)排水井、排水管、排水渠、雨水口等主要设施信息以及下垫面、湖泊、河道水位等信息,结合收集到的降雨资料,可实现对城市现状排水能力的评估;

(3)提取易涝区域内雨水管网设施普查数据、内河水位以及下垫面信息,结合内涝水深、积水范围、持续时间的调查,基于降雨资料进行数据模型模拟,可进行城市涝点成因分析;

(4)通过排水防涝综合信息管理平台,普查数据可应用于防涝预警、防涝指挥、建设施工等方面。

5　结 语

在城市建设中,排水系统建设滞后、城市排水管道老化、排水标准偏低、排水设施不健全以及城市大量的硬质铺装、绿化减少等,都是导致城市内涝的重要因素。

要解决城市内涝问题,就必须进行合理的城市排水防涝规划,从“点、线、面”全方位的角度来解决。当前首要任务就是要查清城市排水防涝设施现状,建立现状防涝设施普查数据库,为城市排水信息化建设、模型模拟以及系统评估提供基础数据支撑。

参考文献

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[5] CJJ 61-2003.城市地下管线探测技术规程[S].

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

文章编号:1672-8262(2015)01-123-04中图分类号:TU992.01

文献标识码:B

收稿日期:∗2014—07—22

作者简介:林勤(1974—),男,工程师,现从事地下管线探测及项目管理工作。