信息化技术在城市内涝防治中的应用研究

王勇飞

东莞市运河治理中心，广东 东莞 523000

城市快速发展，但是部分排水系统并未做到完善处理，在暴雨的情况下，导致发生严重的城市内涝事件，严重威胁城市居民的人身和财产安全。文章采用相应的信息化技术希望解决上述问题，促进城市得到良好发展。

1 城市内涝产生的原因及信息化技术应用的优势

1.1 城市内涝产生的原因

在全球气候发生变化的情况下，我国大部分城市的暴雨天气增加了很多，导致部分城市出现内涝的情况，造成严重的经济损失。近年来，由于暴雨形成内涝在全国范围内已高达65%以上。城市内涝灾害的出现，带来了较大的损失和伤害。

1.2 信息化技术在城市内涝防治中应用的优势

近年来，信息化技术广泛应用于各个领域，特别是在城市内涝防治方面，有了明显的进步。在数据采集的过程中，相关人员有效利用互联网和视频监控技术，全面采集各种信息，如天气情况、水土保持等多方面的信息。在采集过程中，主要使用的手段是遥感遥测、传感器自动化采集等。在数据传输期间，光纤技术、5G技术等不断成熟，使传播方式变得更加多样化[1]。

2 信息化技术在城市内涝事前、事中、事后阶段的应用

2.1 事前的应用

（1）地理信息系统（GIS）技术、三维建模及基础信息收集。GIS主要发挥的作用是获取、分析及综合地理空间数据，并与计算机系统相连，将空间逻辑思维逐渐拓展至形象思维。在城市内涝防治中信息化系统的构建中，GIS是系统建立的基本框架，是决策的辅助工具，也是展示重要信息的平台。通过对GIS的有效利用，将城市内涝防治信息单独或者叠加展现，有利于相关工作人员全面了解城市内涝的防治情况，然后针对实际情况展开合理分析，有效判断应该采用何种策略。同时，结合地理信息进行迅速定位，促使各类业务流程得到更加便捷的处理。此外，在实际开展城市内涝防治工作时，城市排水管网相关信息数据如雨水及污水管线等，都与地理空间位置分布有着紧密联系。GIS技术的应用可以直观展示这部分资源信息数据空间，完善统计工作，优化网络布局及资源合理化配置等，从而为城市内涝防治提供有利的地理空间可视化技术服务。另外，三维建模技术的逐步发展，同样能够为城市内涝防治提供直观、便捷、有效的管理工具。城市区域建模是城市内涝模型分析的重要基础部分，而地下管道建模是管道建设、管径分析和内涝测算等方面的重要基础部分。

（2）模型仿真研究。通过有效利用GIS和三维模型，并结合已有的城市内涝防治模型，能够促使城市积水、退水及淹没仿真分析得到实现[1]。根据城市实际降水量、排水能力及以往内涝数据统计分析，将预报降水量和城市内涝出现频率高的地区实行模型相连，高效分析城市内涝所发生的区域和时间以及延续时间段等。同时，结合仿真分析结果，制订具有可行性的城市内涝防治策略和紧急应对方案。

（3）贯穿多系统信息的综合防灾系统。需要注意是，虽然城市内涝防治中的排水系统处理存在局限性，但是城市内涝防治不仅与排水系统密切相关，也与供水系统、排污系统及市政建设等诸多方面相关[2]。例如，在展开城市内涝防治期间，需要实时关注降雨的详细信息，全面了解降雨的基本情况以及未来降雨的主要趋势。更重要的是，需全面了解城市内涝周边环境的工程建设等有关方面情况，从而规划出最优质的城市内涝防治方案。因此，在后期的城市内涝防治信息系统建设中，需要重视多系统之间的联动，构建贯穿多系统的数据交换平台。只有完善综合城市内涝防治系统，才能够有效降低由城市内涝造成的伤害和损失。

（4）信息化技术在城市内涝中的应急预案。为了高效应对和处理城市的内涝问题，保证城市内涝防治工作得到井然有序地展开，降低由城市内涝所带来的各种伤害和损失，必须编制相应的应急预案。在对应急预案实行编制期间，信息化系统能够发挥有效的作用。应急预案编制的前提是根据城市内涝出现和处理情况进行预判和分析，并利用GIS技术方面的不同信息化手段，强化城市中各项基础信息的调研，根据以往降水量来对未来暴雨天气出现的可能性展开相应的预测，明确造成城市内涝的根本原因，完善对城市内涝防治的各项预防措施。例如，城市内涝防治设备、受纳水体及管网信息等的评估工作[3]。

2.2 事中的应用

（1）借助监控技术掌握城市内涝实时信息。在城市内涝实际发生时，首要工作是全面掌握灾害信息。信息化技术能够在其中起到重要的作用，具体内容如下。①水雨情信息和内河信息，采取传统人工和信息化技术相结合的模式，能够更加详细地了解内河水位和降水量等信息。在此过程中，主要发挥作用的是水位计和流速仪等传感器。②视频监控信息，在城市合理地布置不同类型的监控设备，主要有公安、交通及城管等方面的布设，充分说明了系统数据和信息共享的重要性，从而在城市内涝发生时，可以快速获取内涝的各种情况[4]。

（2）信息化技术提高城市内涝排水。在具体的城市内涝排水时，能够促使信息化系统的作用得到有效发挥，主要为输入降水量和工情信息，以历史数据为参考，可以制订相应的解决方案，在城市内涝条件符合各项要求时，触发系统使泵闸联动、自动调节有关闸门等参数，明显提升城市内涝排水的效率。此外，指挥调度系统、视频会议、会商系统等信息化方式，同样可以为城市内涝防治的现场指挥调度提供重要的技术支持[5]。

（3）多系统的灾情处置联动。在城市内涝防治工作展开时，需要各项系统联动，尤其是随着各行各业信息化系统的构建，急需完整的设计方案，有效规避信息孤岛的现象，实现信息共享。在数据共享作用得到充分发挥时，更深层次地发掘数据潜在的价值，并通过数据分析和数据挖掘的有效利用，实现城市内涝防治多系统的灾情处理联动，以便将城市内涝造成的伤害和损失降至最低。

2.3 事后的应用

（1）灾害统计。信息化技术在城市内涝发生以后的统计中不仅具有快速性和准确性等优点，还具有以下特点。①可视化统计，在现阶段的城市内涝统计中，量化程度偏高，数据比较全面。然而，社会在很多情况下，对这部分数据的重要性缺乏认知，而通过有效利用这些可视化方法（图片、视频等），能够弥补这方面的局限性。②数据对照性，信息化数据在对照分析中具有显著性的优势，主要包含历史数据对比分析（同区域不同时间点城市内涝情况对比分析）；周边数据分析（同时间段不同区域城市内涝情况对比分析）；预测数据对比分析（实际城市内涝情况和预测城市内涝情况对比分析）。

（2）经验数据修正。根据“预测数据对比分析”所发挥的作用，其中最为核心的作用是对经验数据和模型数据进行修正。主要涵盖的内容包括模型参数的取定、暴雨级别的修订等，并依照修正情况和实际情况对应急预案展开修正。另外，通过利用不断的修正方式，能够促使整个信息化城市防治过程得以实现“建模→仿真→预案→实践→修正→再建模”，并逐步地趋向于准确结果。

（3）重建建议。重建是城市内涝发生以后的重要内容，其首要因素是规划。信息化技术能够为规划提供极其重要的参考信息，主要体现如下：①历史资料信息，主要涵盖城市内涝实时区域情况分析和历史城市内涝情况分析，以便找出以往建设中的不足，为后期的重建提供有利的参考意见。②仿真模型，借助仿真模型对城市内涝区域实际情况进行模拟，为重建规划提供参考。③对比分析建议，给出类似城市内涝区域的建设思路和灾害情况，为重建规划提供参考。另外，为了使城市内涝防治系统、河流生态保护、水土流失防治等规划得到良好的衔接，城市内涝防治系统的设计需要实现多用途和多功能，如提高水质、增强地下水回灌、避免水土流失等，实时关注城市内涝防治设施的日常维护和管理。

3 结束语

综上所述，通过对信息化技术的有效应用，可以对城市内涝防治的各个阶段实行高效化控制。通过运用GIS技术、传感技术和监控技术，能够明显提高城市内涝的防治效果。城市内涝防治是综合性比较强的工作，不但要做好城市内涝防治系统中的各项工作，还需要做好跨系统之间的协作，从而保证城市内涝防治系统能更好地发挥作用。