在全球氣候變化加劇、降雨時(shí)空分布日益不均的背景下，城市排水系統面臨嚴峻考驗。海綿城市建設通過(guò)滯、蓄、滲等措施，有效削減地表徑流、減輕城市排水系統壓力，顯著(zhù)緩解了內澇問(wèn)題，改善了水生態(tài)環(huán)境。海綿城市建設中產(chǎn)生的大量矢量化資料與監測數據，為排水系統的智慧化奠定了堅實(shí)基礎，而智慧管理平臺的構建，則進(jìn)一步推動(dòng)了排水系統的升級，使其具備更強的監測、預警、調度和決策能力，從而為城市的韌性發(fā)展筑牢根基。
“海綿”助力排水系統智慧化建設 海綿城市智慧管理平臺的建設，為城市排水系統數據的收集和入庫提供了重要契機。一方面，海綿城市建設涵蓋城市綠地、透水鋪裝、雨水花園、下沉式綠地等設施的規劃、設計、施工和運維等過(guò)程，同步產(chǎn)生了大量的數據，包括設施的地理位置、面積、類(lèi)型、滲透能力、蓄水能力等。另一方面，海綿城市建設推動(dòng)了城市排水管網(wǎng)的普查和更新、合流制溢流以及排水管網(wǎng)能力提升改造等，更新了管網(wǎng)的長(cháng)度、管徑、材質(zhì)、埋深、流向等資料。此外，為評估海綿設施的運行效果和排水系統的整體性能，在海綿設施、排水管網(wǎng)、泵站、水體等關(guān)鍵節點(diǎn)新增大量在線(xiàn)監測設備，實(shí)時(shí)采集降雨、流量、水位、水質(zhì)等數據，并通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)回傳至智慧管理平臺。上述數據統一匯入海綿城市智慧管理平臺，大大豐富了城市排水系統數據庫，使得排水系統的運行狀態(tài)得到更全面、準確的監測和分析，為排水系統的智慧化建設奠定了堅實(shí)的基礎。
海綿城市建設同時(shí)為智慧排水系統能力躍升提供了豐富的應用場(chǎng)景和技術(shù)支撐。在建設過(guò)程中，廣泛應用物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，設計排水系統的智能化感知、分析、決策和控制。依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，連接海綿設施、排水管網(wǎng)、監測設備等，構建感知網(wǎng)絡(luò )，實(shí)時(shí)感知和采集數據。利用大數據技術(shù)存儲海量監測數據，有助于進(jìn)一步管理、分析和挖掘數據的潛在價(jià)值。通過(guò)云計算技術(shù)，計算和存儲資源，以支撐復雜模型運算和數據分析。應用人工智能，探索智能診斷、預測及自動(dòng)化調度控制。這些技術(shù)的綜合應用，顯著(zhù)提升了排水系統的智慧化水平與應對能力，有力增強了城市韌性。
數據質(zhì)量制約排水系統智慧化發(fā)展 高質(zhì)量數據是排水系統智慧化的核心基礎，更是其智能能力有效發(fā)揮的必要前提。然而，當前絕大多數城市入庫的排水系統數據質(zhì)量亟待提升。在排水管網(wǎng)普查過(guò)程中，多數測量設備的精度有限、操作人員的技術(shù)水平參差不齊，導致部分入庫管網(wǎng)數據存在偏差，無(wú)法真實(shí)反映現狀。加之部分管網(wǎng)建設年代久遠、檔案缺失，進(jìn)一步加劇了數據的完整性問(wèn)題。這些缺陷使得智慧排水系統在數據分析和輔助決策時(shí)，難以獲得準確可靠的數據支撐，嚴重制約了系統運行效能與決策的科學(xué)性。
在線(xiàn)監測設備的可靠性和數據質(zhì)量同樣面臨挑戰。排水管網(wǎng)中的雨污水通常攜帶大量垃圾、懸浮物，且流量波動(dòng)劇烈，在線(xiàn)監測設備的傳感器易被覆蓋或堵塞，導致數據中斷或失真，設備故障率增高。極端暴雨天氣下，監測設備還可能遭受水淹或雷擊損壞，影響數據的正常采集和傳輸。此外，監測數據的精度和分辨率不足、監測設備的布設點(diǎn)位不合理等問(wèn)題普遍存在。這使得大量原始監測數據難以直接用于智能分析與決策，需耗費巨大精力進(jìn)行數據清洗和校正，導致大量數據存于平臺未被有效應用。
智慧排水系統需持續加強數據建設 提升數據質(zhì)量是智慧排水系統的首要任務(wù)。未來(lái)應持續完善排水管網(wǎng)普查和更新機制，推廣先進(jìn)的測量技術(shù)和設備，強化人員技能培訓，規范數據采集流程，以提升排水管網(wǎng)數據的準確性。建立統一的數據標準和規范，整合多源數據，實(shí)現數據的互聯(lián)互通和共享。構建數據共享平臺，打破部門(mén)之間的數據壁壘，確保排水系統數據能夠在城市規劃、建設、管理等各個(gè)環(huán)節中得到充分利用。
對于排水系統監測數據，需建立嚴格的數據質(zhì)量控制體系。強化數據校驗、數據清洗、數據融合等技術(shù)手段，對數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和處理，保障其準確性、完整性和一致性。加強監測設備的維護和管理，定期校準、維護并及時(shí)更換損壞設備，確保監測數據的穩定性與有效性。優(yōu)化監測設備的布設，根據排水系統的實(shí)際運行狀況和管理需求，合理增設監測點(diǎn)位，提升數據覆蓋范圍與分辨率。
未來(lái)，需持續深化數據治理、豐富數據維度、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新，加強物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算、人工智能等技術(shù)的研發(fā)與應用，賦能排水系統形成“感知—分析—決策—優(yōu)化”的閉環(huán)能力，為智慧城市與韌性城市建設提供有力支撐。
李迎霞 北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授，美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校環(huán)境工程博士。兼任美國環(huán)境科學(xué)雜志副主編、亞太科學(xué)中心研究顧問(wèn)、中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì )污染源排放與管控專(zhuān)業(yè)委員會(huì )常務(wù)委員等。長(cháng)期從事城市面源污染、雨洪管理，海綿城市規劃設計、感知監測、排水系統模型模擬，流域面源污染控制研究等工作。主持及參與國家自然科學(xué)基金面上項目、創(chuàng )新群體項目以及地方海綿城市規劃、監測、模擬項目等多項國家與地方項目。近五年在國際優(yōu)秀期刊上發(fā)表了數十篇TOPSCI論文，相關(guān)研究成果在國際處于領(lǐng)先水平?！爸袊ㄔO智庫”專(zhuān)家。
來(lái)源：中國建設報
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