数字管网技术在城市河道水环境治理中的应用探究

李勇

摘 要：城市河道在防洪排涝、降低污染和美化景观等方面发挥着重要作用。随着城镇化建设的深入推进，城市人口密度增加，在增加水资源需求量的同时，也加剧了河道水体污染。尤其是对于水网密集的城市，由于河道之间相互连接，治理难度较大，给河道水环境造成了破坏影响。基于信息技术的数字管网能够对城市排水管线进行优化设计和动态管理，从而为实现河道整治处理提供了技术支持，成为城市河道水环境治理的关键技术之一。

关键词：数字管网 水环境治理 特点分析 应用方法

中图分类号：TV61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（c）-0115-02

在治理城市水环境过程中，需要获取排水管线的断面尺寸、分布走向等数据，然后对不同管道中的水体进行取样分析，最终确定河道的实际情况。由于城市排水管线埋藏于地下，因此要想实现取样、监测具有一定难度。数字管网技术则能够解决这一问题，因此在城市水环境质量中得到了广泛应用。文章首先对城市管网的特点进行了概述，随后就如何利用数字管理技术辅助完成河道水环境治理展开了分析。

1 数字管网的特点

1.1 准确性

城市管网大多分布在地面以下，并且给排水管道、燃气管道等多种管道相互交错，这就给实际的管道管理和水體取样增加了很大难度。而数字管理则能够将管道信息立体化地呈现在计算机上，从而便于技术人员更加准确地掌握不同管道的分布情况和实际走向。根据数字管网图，技术人员可以很快锁定某条管道，并利用传感器完成对管道内部水样的分析和黑臭水体流向的跟踪，然后为污水治理提供了具体的思路。

1.2 动态性

以往在进行河道水环境治理时，需要先进行管道水体取样，然后送到实验室进行成分分析，整个过程需要花费较多的时间，河道水环境治理的效率不高。除此之外，由于河道中的水体是不断流动的，这就给动态监测增加了困难。基于信息技术的数字管网，可以利用前段传感器动态的反馈管道信息，通过源源不断的数据传输为终端计算机进行管道动态监测提供了数据支持。

1.3 长期效益显著

在数字管网建设和使用的初期，需要一定的资金和技术支持。同时，为了尽可能地方便后期对管网信息进行监测，还必须做好详细的调查、规划，尽可能地避免排数管道与其他市政管道相互重叠。因此，短期来看数字管网的成本投入高，效益回报慢。但是从长远来看，数字管网无论是在节约人力成本还是提高水环境治理成效上，都可以取得极大的回报。

2 数字管网在城市水环境治理中的具体工作内容

近年来，随着政府部门对河道水环境治理关注程度的提升以及相关技术的发展，为数字管网的应用提供了良好的条件。国内部分经济相对发达的城市已经开始试点使用数字管网技术，结合技术的实际应用效果来看，数字管网技术主要的工作内容包含以下几方面。

2.1 追踪河道污染来源

城市黑臭水体形成的原因主要有点源污染（排放口直接排放污废水）、面源污染（降水所携带的污染）、内源污染（底泥、水华藻类等）3种。为了提高河道水环境治理成效，需要分析河道受污染的主要原因，从而提高后期河道水环境治理的针对性，确保治理成效。数字管网通过分析水体的详细情况，对比管道中水质特点，结合相关的参数确定污染程度。

2.2 开展截污纳管工作

城市工业密集区或居民区，是河道水环境遭到破坏的重点区域，因此在进行污染来源监测时可以有针对性地对这些区域进行调查。利用数字管网技术，可以从源头上获取这些单位或区域的截污纳管分布情况，然后直接获取污染源中污染成分，并为源头治理提供必要的参考。

2.3 测定污染源中的成分指标

污染物的成分不同，所采取的治理措施也存在很大差异。为了提高城市管道水环境治理的成效，保障河道水环境安全，需要明确污染源中各成分的组成以及含量。利用数字管网技术可以对污染源中的COD、BOD以及氮氨物质进行测定，并且以数据形式定量地表现出来，这就为技术人员采取有效的河道水环境治理措施提供了帮助。除此之外，利用计算机处理软件还能够对河道污染相关负荷值进行分析，并且根据事实数据预测下一步污染物的流向以及评估对河道水环境造成的危害。

3 数字管网技术在河道水环境治理中的应用

3.1 构建相关信息系统

“水环境数字化信息管理系统”是河道水环境信息化形式管理方面的软件系统，该系统主要是基于该市区数字化形式的地图背景，通过GIS技术及探测技术，构建该市在河道水环境有关排水管网方面和污染源管治方面的信息系统，以提升该市排水管理方面的信息化程度。此系统由8个分系统所构成，分别是管网系统、河渠系统、统计查询、数据维护、辅助决策、追踪显示、辅助数据和帮助。

该系统以数字化三维图形处理技术以及GIS业界先进的数据库管理技术为基础，配合先进的计算机网络技术，为系统高效运行提供了可靠的技术保障。该系统提供开放性数据共享端口，可以为城市管理部门提供详细准确的排水系统建设基础资料。这一信息系统还能够实现多种工作和技术的有机融合，将排水管网、水质监测和管道管理等纳入一体，为减轻管理压力、提高水质监测效率起到了重要帮助。

采取管线物探的方式对排水管线进行探测并调查河道内淤泥厚度，将探测所得数据成果结合工作实际需求建成排水网络系统数据库，实现对河道水体的实时监控，将管线监测工作同淤泥、黑臭水体相关调研进行有机结合、将探测工作和截污纳管进行有机结合、将探测工作和系统开发进行有机结合、将系统开发工作和河道管理进行有机结合，实现城市水环境管理的数字化建设。

3.2 数字管网技术的应用流程

（1）对城市河道两岸的排水管线进行探测，对于污染流入河道的形式、单位时间内的流量进行统计。然后在同一天内的多个时间段进行河道水体取样，通过对污水的化验分析明确水环境受污染的情况。

（2）利用数字管网技术，明确哪些管网通过居民区、工业区，然后对这些管道进行重点监控和跟踪。同时，获取这些管道的相关信息，包括断面直径、管道走向等。在信息系统中分别建立一个文件夹，将这些信息进行分别保存，以便于后期系统进行相关信息数据的调用。

（3）将前期调查获取的数据进行汇总整理，然后利用专业软件建立三维数字化模拟系统，实现对管网中水环境的系统化和动态化管理。除此之外，还可以依托数字管网建立起统一的数据分析和共享平台，所有注册的用户都可以上传或使用平台上的数据，实现同一地区、不同监测平台的数据共享，这对于提高整个城市河道水环境的治理成效也有积极帮助。

4 结语

城市河道水环境治理已经成为城市现代化建设和创建文明卫生城市一种重要手段。导致城市河道水体出现淤泥、变成黑臭水体的原因是多样的，既包括城市扩张人口增加、污染物排放增多，也包括城市水处理系统不完善等。近年来，随着信息技术的成熟发展，依托于信息技术、网络技术和计算机技术建立而来的数字管网在河道水环境治理中发挥了重要作用，通过建立统一的数据分析平台，对污染源进行动态监控，可以显著减少污染物排放和处理效率，改善城市水环境。

参考文献

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