市政管网浅析智慧城市排水管网的建设与管理！

智慧城市通过嵌入到各种设备和基础设施的“信号传感器”，建立包括人类在内的“物联网”，然后通过超级计算机和“云计算”，把获取到的信息进行分析、处理从而实现对城市的动态管理。目前，市政管网国内大多数城市的排水管网建设与管理常出现重复建设、工程质量低、对民众生活影响大，管理效率低下和各管网独立建设、互不协调等问题，主要原因还是规划设计不合理，管理分散和资料管理不完善。而智慧城市的出现将从根本上解决这些传统问题，方便实现统一的动态管理，提高城市排水系统运作效率，从质上提升城市居民生活质量。

1、智慧城市的概念与特征

　　随着信息技术和物联网的迅速发展，针对城市社会中出现的广泛而难以解决的问题，IBM在2008年率先提出了智慧地球的概念。智慧城市的概念源自智慧地球，即构建一个全新的“智慧”社会管理系统，这个概念引起了越来越多的关注。智慧城市的基本工作原理是通过嵌入到各种设备和基础设施的“信号传感器”，建立包括人类在内的“物联网”，然后通过超级计算机和“云计算”，把获取到的信息进行分析、处理从而实现对城市的动态管理。广泛概念上的智慧城市，还包括智慧电力、智慧医疗，智慧交通和智慧银行等。

　　智慧城市可以分为社会网络和基础设施两个大的架构，社会网络可以分为组织系统和业务系统，而基础设施可以分为人类活动和资源环境。具体来看，组织系统对应于人的社会网络，包括公共安全、医疗、教育，卫生等，业务系统则可以理解为政府对社会运行的管制，人类活动则主要体现在运输和通讯，水和能源构成智慧城市最为重要的资源环境。也可以把智慧城市的模型分为三层结构，即感知层、网络层和应用层。其中水作为重要的资源环境是城市长期需要解决的难题，针对目前中国城市建设管理的特点，城市排水管网是比较突出的难题。

　　智慧城市的发展最为突出的作用是有效地对城市进行管理，大幅度提高城市居民的生活质量，市政管网为城市排水管网的建设管理提供了一条全新的思路。政府可以实时监控城市各个基础设施，交通网络和服务系统的数据，对潜在或正在发生的问题进行及时处理，有效避免人员和物品的过分集中，对于提高资源和服务的利用率，简化行政管理机构等等都具有重要的意义。

2、城市排水管网建设和管理存在的问题

　　城市排水管网与我们的生活息息相连，以广州市2010年5月7日发生的特大暴雨为例，根据广州市三防总指挥部资料显示，本次因洪涝次生灾害造成6人死亡。全市境内有90多个镇（街）共计发生内涝点达100多处，其中有将近50处出现严重水浸，5万多亩农田受浸，近40间房屋受损或倒塌，受灾人口近1000人，全市经济损失近5.5亿元。其他城市在近年来也都有类似的内涝灾害，城市排水管网的缺陷已经严重影响到城市居民的日常生活。

　　2.1排水管网的规划设计不合理

　　现在城市排水管网的建设普遍存在的问题是工程前期可行性研究不充分，其最直接的后果就是城市内涝严重、不断重复建设。大多数中国城市仍然处于高速的发展阶段，这就对对城市排水管网工程的建设提出了极高的前瞻性要求。城市管网建设的规划人员要能预见到未来的城市规模，未来建设中可能出现的问题，明确管网的现实使用寿命等。现实中，大多的城市排水管网建设都是比较短视的，即把解决当前问题放在了首要位置。更为严重的是，一些城市管网的建设完全忽视可行性研究，工程的建设多是“长官意志”。工程建设的前期工作缺乏监督和问责是当前城市排水管网规划设计不合理的重要原因。

　　另外，对于现在已经发展到一定规模的一线城市的城市排水管网建设问题也十分突出。全国各大城市都面临城市内涝问题，每到雨季，往往各大城市都是一片汪洋，损失惨重，排水问题亟待解决。但是由于已建工程过多，而且规划不合理，没有做充分的可行性研究，严重阻碍城市排水管网的建设，短时间内很难提高城市排水能力。

　　2.2排水管网的建设管理不统一

　　一方面，城市管网的建设和管理分属不同部门，移动、电信、暖气、天然气、自来水、污水、雨水等管线，在地下平铺直埋，就像“蜘蛛网”一样相互交叉，各自做主，缺乏协调配合，每个部门都自行规划、设计、建设和管理。建设之中常常与其他部门的管线相冲突，造成管网的破坏，而且由于是自行建设，成本偏高，所以在材料选择和设计规划上会十分注意控制成本，使得每个部门负责的城市管网质量不高，容易受到干扰和损坏。使得单独提高城市排水管网的建设和管理缺乏意义，需要整个城市管网建设的协调发展。

　　另一方面，城市排水管网涉及到的部门越多，从而引起的冲突纠纷就会增多，分散管理会造成许多不必要的社会资源的浪费。在建设阶段，由于排水管网建设时通常不知道其他部门管线的布置，常常会在施工过程中对其他管线造成损坏，因此而引起的纠纷不计其数，往往这之中最受影响的是普通居民。在管理阶段，单个部门的管理也只是沿着本部门管线进行巡查和维修，要完成整个城市的巡查需要大量的人力和物力，每个部门都单独进行排查，也会造成严重的资源浪费。

更为重要的是，单独就排水管网而言，雨水、生活污水和工业污水三者的协调统一都是难题。实现平时水的循环有效利用，以及在暴雨中有效的排水都需要一个更加完善的系统。

　　2.3排水管网的资料管理不完善

　　目前，摆在大多数城市建设者面前最大的难题往往是城市管网的资料不充分，如果要想掌握充足的资料而不影响施工则需要付出极大的代价，不仅要向多个专业部门申请，而且还不能保证能得到准确的数据。一方面，各个专业部门一般不愿意向无关第三方提供自己的资料，另外一方面，即使是某个城市管网的专业部门也不一定有自身全面细致的资料，甚至有可能线路被修改后数据仍然没有得到更新。市政管网排水管网也面临上述的问题，所以要想在短时间内提高城市排污排涝能力非常的困难。

　　除了城市排水管网的资料管理，当前各个公司、小区、学校和医院等的排水管网数据并没有纳入统一管理。也就是说，除非原单位进行了较好的资料保存，当城市排水管网面临具体落实到户的问题的时候常常会遇见更大的苦难。对于一个城市来说，要想高效管理整个城市的排水管网系统，就必须掌握城市具体各个点和线路的资料。

3、城市排水管网建设与管理探索

　　国内大多数城市的排水管网建设与管理常出现重复建设、工程质量低、对民众生活影响大，管理效率低下等问题，许多业内人士结合实际经验提出了一些建议。

　　从建设角度，可以加强城市排水管网的总体规划，并且与城市交通相配合，综合布置城市的地上地下“网络”，同时可以将城市各类管网建设纳入政府主管部门统一管理，这样容易落实责任人，保证城市管网建设的质量。另外，有人直接指出当前城市排水管网建设的主要问题根源来源于管网建设和管理模式的落后，并提出积极向国外学习“公共购”的做法，集约化管理城市市政管线。

　　从管理角度，大部分业内人士还是停留在传统的思维。例如，多有的人强调来自第三方的监管，可以依托政府主管部门和社会的监督，透明化城市排水管网的建设和管理过程，避免程序中的不良现象，从而提高城市排水管网质量。有人提出，政府应该设立城市排水管网管理的专职部门，负责城市管网从建设开始的资质认证，资料备份，到后期的同意维护和管理，并且与各专业部门形成紧密的联系网络，共享数据与资源，避免社会资源的不必要浪费。

　　从以上的研究探索来看，城市排水管网的统一规划与管理是大多数业内人士共同的观点。但是由于牵涉的利益方众多，很难将各方统一起来进行管理，而且特别是已经建设好的城市排水管网，如何管理，如何监督质量，如何提前预防排水管网失效等都极难解决。但是智慧城市这个概念的出现将很好的解决以上问题，并且能够大幅度提高城市居民的生活质量。

4、智慧城市下的排水管网

　　智慧城市的是将信息通讯技术应用到城市运营和发展的方方面面，通过计算机化的系统结构有效完成感知、处理、决策等复杂行为，使得城市环境更加宜居、城市运营更加智能、城市管理更加高效。城市排水管网无疑是智慧城市的重要组成部分，是便利城市居民生活的基础，也是构建数字城市、知识城市、创造城市，生态城市和创新城市的重要一环。智慧城市的城市排水管网的实现主要的依托核心仍然是物联网和云计算等，通过将红外感应器、射频识别（RFID）标签等各种传感器装备到物理管网；再利用城市排水管网自己构建的有线网络、无线网络将探测、感知、测量和捕捉的数据进行传递到应用层，与智能城市管理、智能家居、智能医疗相连接，实现生活和工作的智能，其机构示意图如图2。

　　智慧城市排水管网的研究已经有了初步的基础，例如，SWMM（暴雨雨水管理模型）是一个面向城市区域的雨水径流水量和水质分析的综合性计算机模型。SWMM能够模拟汇水区域、管道、检查井等水文、水力和水质要素的时空分布。SWMM模型与GIS（地理信息系统）配合将构成智慧城市得分重要基础。

5、智慧城市排水管网的动态管理

　　对于新兴城市来说，城市排水管网的建设无疑是在首位，但是对于已经发展了一段时间的城市来说，城市排水管网的管理才是常态。目前，我国城市排水管网的管理还是相对落后，仍然是哪里出问题去哪里解决，最多就是不定期的小范围排查与更新。市政管网从管理的角度来说，都属于事后控制，不利于城市排水管网的发展，也不利于提高城市居民的生活质量。另一方面，随着城市规模的不断扩大，超过1000万人口的城市增多，城市排水管网的管理将会愈加困难，这就对城市管网的管理提出了更高的要求。

　　如果能把排水管网应用到智慧城市的系统，对整个城市排水管网进行实时的观察识别，就能实现不间断的动态监控。针对不正常的现象迅速做出动态反应，避免损失的扩大，并且能够及时的进行处理和警告通知。另外，在构建城市排水管网的系统之前，需要对管网的数据进行重新的确认，并且一次性将这些数据进行统一管理，直接避免了传统方法上极难解决的利益纠纷，保证了各方的公平性。