排水管线普查服务于中小河道污染治理初探

摘要：以宝山区排水管线普查项目为例，兼顾排水管线服务于规划、建设、管理、地下空间应用及合流、污水改造等多方面管理需求，研究制定出一套融合多项工作的排水管网数据管理标准，并从排水管网调查、管线测量、数据处理及编绘、管网数据库建设、管网成果三维建模等多个方面介绍了项目实施情况。通过该项目进行总结及归纳，形成了一套有效的关于城市排水管线普查工作的流程和机制，对类似项目有一定的指导意义。

关键词：排水管线 管网普查 管网数据处理 管网三维建模

Abstract： Taking Baoshan District drainage pipeline survey project as an example， taking into account the management needs of drainage pipelines in planning， construction， management， underground space application， confluence， sewage transformation and other aspects， a set of data management standards for drainage pipeline is studied and developed. The implementation of the project is introduced from the aspects of drainage network investigation， pipeline surveying， data processing and compilation， pipeline network database construction， and three-dimensional modeling of pipeline network results. Through the summary of the project， an effective process and mechanism for the census of urban drainage pipelines have been formed， which has certain guiding significance for similar projects.

Key Words： Drainage pipeline network; General survey of pipeline network; Data processing; Pipeline network 3D modeling

本文以上海市寶山区排水管线普查项目为例，从同时服务于排水管理和中小河道污染治理的角度，介绍了项目实施的方法。

首先定制了一套融合、能服务于多项工作开展的排水管网数据标准。在依此标准采集的数据除包含排水井及管道的常规信息外，采集了监测井及其用户、管道淤塞程度、泵站（及污水处理厂）服务范围、井盖状态等管网运行信息，并前瞻性地设置了管道养护字段（如管道检测年月、检测设备、实施单位、检测结论、修复方式等）以便记录相关信息利于查阅[1]。据此，制作了多种成果类型以服务于审批、维护、巡检、督察等不同工作场景;开发了宝山区排水管网查询分析系统以便为河道整治、区域排水能力规划、管道养护、渗漏分析、监测井审批等工作提供高效、直观、便捷且有力的服务与支持[2]。

1管线调查

管线调查的主要内容是对范围内有路名铭牌道路的窨井、箅子、出水口、管道、泵站、污水处理厂等进行调查，包括尺寸、材质、形状、位置等[3]。窨井摸测主要沿着干线进行，支线一般延伸一只窨井，在弄口、厂门口的窨井和出水口均要摸测。测区内沿市政道路两侧新增或变化的第一排建筑物修测完整。在充分搜集和分析已有资料的基础上，采用实地调查和量测相结合的方法进行，主要查明排水管线的平面位置、埋深、性质、走向、规格、材料以及管线附属设施的位置、性质、构（建）筑物等要素，形成符合委托要求的排水管线成果。工作流程图如图1所示。

2 管线测量

2.1  量测要求

在对排水管线进行量测、调查时，主要依照如下要求进行[4]：

利用“L”尺直接量测，两次读数，单位为m，读至cm，直接读出其管径、埋深、井深等数据，判别管线管口的淤塞情况;同时量测井盖尺寸、判别井盖的完好状况。

在调查窨井、雨水箅等附属物时，其特征填写3T或4T，根据填写的通向分别调查管段的属性;

排水井不下井量测，但需调查;排水沟量测矩形断面内壁的宽和高。

量测结果应与地下管线参考底图进行对照，当两者不一致时，应以实地量测内容为准。

排水管线调查排水流向，同时查明是否为压力管并记录。

当在直线段上的井盖被沥青、混凝土或建筑物压盖而无法打开的，现场拍摄点位照片，在对应的管线点表中的JPGNO字段输入相应内容，并填写“遗留问题汇总表”。

对于管线点的平面及高程位置应测设至井盖几何中心，井底深度一般应摸测至井盖中心在井底的投影位置。

2.2  控制点布设

平面控制点的布设与测量主要采用基于上海CORS系统的GPS RTK布设，并以其为首级控制点布设二、三级导线和图根导线。所在地城市二、三等水准点布设密度较高，可直接作为图根水准路线的起算点[5]。

2.3  测区接边

对作业区域内各测区之间的接边，遵循后完成测区重复调查和测量已完成测区设置的接边点，并比对两个测区之间成果是否在规定限差内，管线点、段的属性是否一致，符合相关要求的可任取其中一点作为成果入库，如不符合要求两测区作业人员应同时到实地探测确认后取合格的点位成果分别入库[6]。

3  数据处理及编绘

3.1  数据处理

将管线外业调查草图和管线点测量数据按照一定的规则录入，两个数据之间应以管线点号为关联，录入后经数据检查、数据转换生成符合本技术设计规定结构的地下排水管线点表、地下排水管线线表、地下排水管线面表。

3.2  數据质量检查

数据检查主要是运用程序和人工对入库数据进行校对，根据预设条件，查找数据库中逻辑、拓补、遗漏等数据错误，同时也可以查找类似管线编码、格式等数据错误。

对入库数据应使用自主开发的图库一体化管线检查程序其部分界面如图2，进行数据一致性检查和人工核对的方式结合进行。

主要检查内容如下：

重点检查：外业点号重复、测量点号重复和连接点号重复;

重线检查：外业线记录重复;

属性库代码规范性检查;

属性库方向错误检查：管线点特征代码与管线调查属性库中实际连接的方向数是否对应;

属性库中孤立点检查;

地下管线点、线面表中必填字段及取值合法性检查;

管线点间距超长检查;

管线属性数据库连接关系、管线点特征代码是否有误;

管线空间属性是否有误、线属性是否统一。

3.3  管线图编绘

利用数据处理软件，选取经过数据查错的mdb数据库，进行管线成图操作，叠加数字地形图，生成排水管线图，样图如图3。

4 管线三维建模

为了更加直观地展示管网的成果，展现管线真实的三维形态和空间位置，本项目对测绘成果进行三维建模，实现在三维场景中重现排水管网的地下空间分布与排水设施的真实形态，实现地上地下设施的三维一体化展示。

4.1  地下管线建模

4.1.1 数据源

地下管线建模的数据源来自排水管网测绘所获取的成果，并且需将数据转换成图属合一的SHP格式，并数据规格应满足相关数据要求。

4.1.2 制作流程

采用管线三维自动化生成技术，自动生成地下管线及其附属设施的三维模型，大致的流程可分为以下几个环节：数据设置、字段映射、值域映射、材质设置、生成数据。

4.2  地上建筑设施建模

4.2.1 数据源

地上建筑设施建模的数据源来自最新的数字地形图数据和最新的数字正射影像图数据。在最新的数字地形图数据中提取建筑的平面位置信息，误差不得超过0.2m;在最新的数字正射影像图数据中提取建筑的高程信息及房顶结构信息，误差不得超过0.4m。

地上建筑设施模型的纹理信息主要来源于外业实测采集的照片数据和最新的数字正射影像图数据。在外业实测采集的照片数据中提取地上建筑设施模型的侧面纹理，在最新的数字正射影像图数据中提取地上建筑设施模型的屋顶纹理。

4.2.2 制作流程

依据数据源制作三维模型，制作过程大致可分为以下几个环节：建筑照片采集、生成白模、屋顶制作、纹理制作、模型细化与贴图、模型优化与检查、模型烘焙、导出USB文件、坐标转换、编译发布和成果提交。

5 结语

本文通过对宝山区排水管线普查项目的阐述，在掌握了宝山区排水管线的分布现状和排水管线在地下空间中的使用现状同时，为宝山区排水管线的规划、建设、管理和地下空间的利用提供了重要的基础信息，总结出一套有效的开展排水管线普查工作的方法。并且，本项目调查的排水管网信息和提供的河道等信息，为宝山区做好合流、污水改造，黑臭水体治理等提供了有力的数据保障，进而配合政府提高宝山区生态环境质量，实践“绿水青山就是金山银山”，让居民更有获得感。为排水管线普查如何服务好排水管理提供了一定的借鉴。

参考文献

[1]李超，汪帆，葛继坤.三维自动化建模技术在宁波市综合管线信息系统中的应用[J].地理空间信息，2020，18（11）：100-102，109.

[2]夏磊凯，高华，汪成成，等.基于3Dmax和Skyline三维数字校园精建模技术研究[J].测绘与空间地理信息，2020，43（6）：138-140，143.

[3]刘忠广.地下管线探测与智慧排水系统建设[D].济南：山东科技大学，2019.

[4]李兵.徐州市排水管网普查专项工程设计与施工[D].北京：中国矿业大学，2020.

[5]宁慧平.城市河道整治中污水处理措施[J].河南水利与南水北调，2021，50（9）：8-9.

[6]李德胜.城市中小河流河道治理工程存在的问题及解决措施[J].珠江水运，2020（17）：60-61.

作者简介：朱祥杰（1983—），男，本科，工程师，主要从事工程测量技术工作。

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