城市污水管网信息资料的管理

第26卷第2期重庆建筑大学学报Vol.26 No.22004年4月Joumal of Chonging Jianzhu UniversityApr .2004城市污水管网信息资料的管理.刘林湘，颜文涛，龙腾 锐(重庆大学城市建设与环境工程学院， 重庆400045)摘要:简要介绍了城市污水管网信息资料管理的现状和CIS的发展及特点,分析了城市污水管网信息资料的记录内容、特点和城市污水管网地理信息系统总体框架。论述了GIS 应用于城市污水管网管理具有重要的现实意义和很好的应用前景。关键词:城市污水管网;信息资料;地理信息系统;管理中图分类号:X506 ,文献标识码:A文章编号:1006 - 7329(2004)02 - 0088 - 03Management of Information Data of Urban Sewer SystemsLIU Lin- xiang, YAN Wen- tao, LONG Teng - rui(College of Urban Construction and Envirormental Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, P. R. China)Abstract: The management of infomation data for urban sewer systerms and the development and characteristics ofgeography information system are introduced briefly. The recording contents and characteristics of information dataand the whole framework of geography information system of urban sewer systems are analyzed in this paper. It is re-alistic and promising to apply geography information system to the management of urban sewer systems.Keywords: urban sewer systems ; infomation data; GIS; management随着我国经济的飞速发展,全国各大城市的市政设施建设非常频繁,尤其是城市污水管网建设速度之快、规模之大,城市原有的地下污水管网已远远满足不了要求。旧管线的养护，维修或更新,新管线的设计施工,新区的管线规划都需要准确掌握地下管线的现状。由于各管道材质埋深、管径等特性不同，管网信息数据量大,用传统的手工操作无法对城市污水管线进行科学有效的管理,管线空间定位精度不明确,往往在施工或维护过程中发生管网被破坏的事故。另外,管网信息资料记录不全，对污水管道的故障和维修情况缺少记录或记录不详,也给养护和维修带来困难。因此需要运用GIS技术的管理优势对污水管网的特性资料进行全面的管理。1GIS简介地理信息系统(Geography Information System, 简称GIS)是融计算机图形和数据库于一体,储存和处理空间信息的高新技术,把地理位置和相关属性有机结合起来,根据实际需要准确真实、图文并茂输出给用户,满足用户对空间信息的要求,借助其独有的空间分析功能和可视化表达,进行各种辅助决策[1。20世纪60年代,加拿大首先建立了世界第-一个GIS,从此地理信息系统在国外被广泛应用于军事、城市规划、交通运输、测绘等领域[2]。美国、加拿大、新加坡等许多国家都已将GIS技术应用到排污管道、石油管道等多个地下管网系统,获得很好的经济效益。是否具备和使用先进的城市地理信息系统,已成为衡量一个城市管理水平和投资环境的重要标志[3]。我国到20世纪80年代才开始进行GIS技术的研究，起步虽然较晚但发展快速。北京、广州、深圳、*收稿日期:2003-11- 18作者简介:刘林糊<1976- ),女,湖南宁乡人，硕士,主要从事水处理理论与技术研究。.第2期刘林湘，等:城市污水管网信息资料的管理_89_中山、清远、福州等城市已使用该类信息系统进行给水排水管道系统的管理[4)。例如已研制开发的沈阳市市政排水设施档案管理系统具有建档、查询检索、修改、浏览统计、打印制表、绘图、图纸管理、图上查.询和系统维护十大功能[5],再如用CIS技术建立的西安市排水管网信息系统具有数据输人、数据库维护、图库查询检索、统计分析、管线断面分析、系统输出和系统维护的功能。GIS的主要特点及其功能是:1)进行空间查询和分析这是GIS的主要功能和优点。CIS提供从最简单的点击式查询到辨证思维的空间分析方法,提供了缓冲区分析叠加分析和拓扑空间查询,通过各种假设分析来模拟区域内空间规律和发展趋势。2)GIS具有高度系统集成能力GIS通过地理相关性将管网的不同数据集成在一起,使不同部门和企业对数据的共享和数据交流成为可能,从而提高数据的利用价值和降低拥有成本。3)GIS具有辅助决策功能GIS可对管网空间数据进行分析统计,以达到快速有效获取准确信息,并进行可视化表达。4)自动制图GIS对已存储的大量电子地形图和管网图可根据最新变动随时进行修改及自动绘制各种纵、横剖面图,并存档备份，既提高了制图质量,又提高了制图效率。5)系统可与污水管网实时监测系统及自动控制系统联结,实现资料及时更新和管理现代化。2城市污水管网信息资料的记录内容和特点城市污水管网信息资料的记录内容,应该包括城市污水管网在规划、设计、施工、竣工、运行监测和维护等各个阶段的数据记录,具体内容可分为以下几个方面:1)图档资料:包括城市地形图和污水管网工程图。2)图形属性数据:包括节点数据和管段数据等。节点数据是图档的补充，包括区域各图幅名,节点号,节点各端点的标高、管材管径、管道转角、节点坐标、地面高程、安装时间、节点配件示意图、节点配置支墩示意图、节点附近地下障碍示意图等;管段数据包括管段的位置、起止节点管长、管径、管材、铺设年代、管道附件等。3)管网水力特性:包括充满度、流速、水力坡度埋设深度等。4)管网环境:包括污染物浓度、腐败性、土壤类型、与其它地下设施的间距以及路面交通流量。5)结构方面:破坏频率、渗漏情况。6)经济方面:维护费用、运行费用。7)社会干扰:交通中断、公众抱怨和臭味。目前我国许多城市的污水管网信息资料都缺少全面的记录,归纳起来大都具有以下特点:1)数量大(每条管线都有- - 套资料);2)年代较长(从开始建成之日开始就有);3)准确性差(测量不准,要求不严);4)冗余多(管网资料不断增多,旧资料难以修改);5)残缺不全(有些管网没有档案或档案有遗失);6)记录格式不统- ,导致不同地理信息系统软件平台上的数据不能共享;7)现势性差,不能反映管线参照物及其环境的最新状况;8)资料管理部门分散;9)管网本身是埋地的、隐蔽性强、难以查找、核对困难等。这些特点使得管网基础资料整理很难,用传统的手工操作无法对污水管网信息资料的动态管理。9(重庆建筑大学学报第26卷3城市污水管网信息资料的管理与地理信息系统城市污水管网的信息资料是分析现有管道能否满足城市发展需要,是旧管道养护维修或更新的重要依据,管理这些资料的重要性不言而喻。地理信息系统是一种信息化管理工具,在地理信息系统软件平台基础上开发的、管理城市污水管网信息资料的系统称为城市污水管网地理信息系统。运用这种信息化的管理手段,可以克服城市污水管网信息资料内容多、数据量大、人工管理困难的特点,提高数据管理质量,促进空间数据的使用及交换,保证资料的及时更新。如叮以寻找污水管网故障;根据所选择的要素及范围,显示管网与管网数据等;加载管网检测维护决策模块可以实现管网的检测维护分析等。4城市污水管网地理信息系统整体框架设想在软件平台如ARC/INFO基础上进行二次开发。根据城市污水管网信息资料记录的内容,相应地城市污水管网地理信息系统的组成包括以下几个部分:(1)污水管网数据(包括图形和各种属性)采集系.统:负责收集污水管网在规划、设计施工、维护等各个阶段中的信息资料并数字化;(2)污水实时监测系统:负责收集污水水质、水力学特性方面的数据;(3)CCTV、遥感诊断等管道内检测系统:负责收集污水管道在运行过程中结构状况方面的数据;(4)地理信息数据库:将各种与污水管网有关的城区街道、建筑、企业信息等输人数据库;(5)管网水力特性数据库;(6)管网环境数据库;(7)结构因索数据库;(8)经济因素数据库;(9)社会干扰因素数据库;(10)一般信息查询、分析系统;(11)腐蚀破损分析事故管理和维护决策系统;(12)自动制图系统;( 13)图形显示和输出打印系统。其中(1)、 (2)、(3)属于数据输入与编辑部分,(4)、(5)、(6)、(7)(8)、(9)属于数据存贮与管理部分, (10)、(11)、(12)、(13)属于查询、分析、输出和表达部分。系统整体结构见图1。图形和属性污水实时CCTV、遥感诊断等数据采集系统监测系统管道内检测系统管网水力特性、管网环境、结构因素、|地理信息数据库管网图形和属性数据库经济因素、社会干扰因索数据库一般信息查询、腐蚀破损分析事故自动制图图形显示和输分析系统管理和维护决策系统系统.出打印系统图1系统整体框图建立城市污水管网地理信息系统,可以科学有效地管理城市污水系统。将污水管网图形数据和属性数据等信息用标准化的记录格式录人计算机建成数据库,为所有现有排水资产的图形和属性数据以及相关数据资料提供集中化管理,并逐步实现定位跟踪管理。还可以向网上发布,让用户可在线访问最新的排水资产信息,如对管线及各种排水设施进行属性查询、空间定位以及定性、定量的统计、分析;对各类图形(包括管线的横断面图和纵断面图)及统计分析报表的显示和输出,实现城市污水管网的信息化管理。5结论1)城市污水管网信息资料应记录包括图档和图形属性数据、水力特性、管网环境结构、经济和社会干扰几个方面在内的内容;2)由于城市污水管网信息资料内容多,数量大,整理困难,先进的GIS技术和探测技术应用于城市(下转第97页)，第2期黄锡生，等:土地储备制度:绩效、问题及其法律规制97源的目的首先,国家应强化城市再开发方面的立法。目前，我国已进人城市高速发展期,我们应立即着手制定城市再开发方面的专项法规,走盘活城市存量土地、扩大城市土地有效供给的路子,以解决城市扩张占用耕地的问题。其次,应尽快出台土地征用方面的法律。我国目前由于缺乏土地征用方面的专项法律、法规，滥用征地权力并以极其低廉的价格征用农用土地用于非农建设的现象时常发生,导致耕地的大量损失。因此尽快完善我国有关征地的法律,建立以法律机制和经济机制为主干的土地征用制度,势在必行。再次,制订有关农村宅基地管理方面的法律、法规。在立法中明确宅基地的性质、占有原则、面积标准等,以法来实施对农民宅基地的管理,对违法行为严厉制裁,从而以法律手段消灭宅基地挤占农田的现象。5)合理开拓资金来源并实现资金的良性循环在土地储备资金的筹集上,应当改变单凭银行贷款提供资金的做法,以分散风险。财力雄厚的政府,可以将土地储备列入财政支出的经常性项目,实行高度垄断的土地收购方案。但我国目前绝大部分城市都不具备这样的条件,需要政府和金融机构携手创建土地储备基金,或以土地金融的方式进行运作。土地储备基金的资金来源包括:一是政府财政拨款形成的启动资金;二是政策性银行贷款;三是商业银行贷款;四是政府性基金，如新增建设用地土地有偿使用费等;五是其他资金，包括各种公共基金、社会资金,如各种保险基金、离退休基金、养老基金等;六是经过土地收购、储备、整理、供应后形成的资金积累。在土地储备基金形成一定规模且其经营业务走上良性循环轨道后,还应开辟新的筹资渠道,如发行债券、股票和开发公司人股等。这样,既保证政府在土地盘活中取得合理的收益,又能有效地调动社会资金,共享利益,分担风险,保证政府对城市土地资产的有效经营。参考文献:[1]谢磊 .武汉市土地储备制度的实效[N].大公报,2003-2- 19.{2] 吴次芳 ,谭永忠.赋予新机制更大活力一对完善 土地储备制度的几点看法[J].中国土地,2001, (8):21.[3] 谢春雷,马凌.土地储备制度=高高的房价? [N].南方周末,2002 -9- 26(9),4] 汪秀莲,王静.国土资源管理制度比较研究[Z].中国土地勘测规划院研究课题.(.上接第90页)污水管网管理,提高了资料管理的时势性和准确性,可以实现资料的动态管理;3)资料的标准化记录格式,可以促进城市污水管网各类数据的共享、使用及交换,同时有利于对数据质量进行控制; .4)建立城市污水管网地理信息系统有助于对整个管网进行综合评价,准确估计管网的运行状态,确定管网事故的位置和原因,使管网能经济高效地安全运行。[1]修文群,池天河.城市地理信息系统[M].北京:北京希望电子出版社,199.9[2]徐冰,王平 ,李继深.浅析城市供水地理信息系统(GIS)应用[J]黑龙江水利科技,2001 ,2(2):57 ~ 59.[3] 毕 晓君,宁晓晨.地下管网地理信息系统结构设计[J] .应用科技,2002, 29(7):19-20.[4] 张望军.清远市给排水管网管理信息系统和开发建设[J].给水排水,2001,27(4):94- 96.[5] 周玉文,张忠秀 ,等.沈阳市市政排水设施档案管理系统[J]给水排水, 1997 ,23(5);19 - 20.[6] 彭文祥,贾嵘,薛惠锋,等.基于 GIS的城市排水管网信息系统[J].西安理工大学学报2001,17(4):396 - 399.