信息化技術(shù)在城市內(nèi)澇防治中的應(yīng)用研究

王勇飛

東莞市運(yùn)河治理中心，廣東 東莞 523000

城市快速發(fā)展，但是部分排水系統(tǒng)并未做到完善處理，在暴雨的情況下，導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重的城市內(nèi)澇事件，嚴(yán)重威脅城市居民的人身和財(cái)產(chǎn)安全。文章采用相應(yīng)的信息化技術(shù)希望解決上述問題，促進(jìn)城市得到良好發(fā)展。

1 城市內(nèi)澇產(chǎn)生的原因及信息化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

1.1 城市內(nèi)澇產(chǎn)生的原因

在全球氣候發(fā)生變化的情況下，我國(guó)大部分城市的暴雨天氣增加了很多，導(dǎo)致部分城市出現(xiàn)內(nèi)澇的情況，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。近年來，由于暴雨形成內(nèi)澇在全國(guó)范圍內(nèi)已高達(dá)65%以上。城市內(nèi)澇災(zāi)害的出現(xiàn)，帶來了較大的損失和傷害。

1.2 信息化技術(shù)在城市內(nèi)澇防治中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

近年來，信息化技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，特別是在城市內(nèi)澇防治方面，有了明顯的進(jìn)步。在數(shù)據(jù)采集的過程中，相關(guān)人員有效利用互聯(lián)網(wǎng)和視頻監(jiān)控技術(shù)，全面采集各種信息，如天氣情況、水土保持等多方面的信息。在采集過程中，主要使用的手段是遙感遙測(cè)、傳感器自動(dòng)化采集等。在數(shù)據(jù)傳輸期間，光纖技術(shù)、5G技術(shù)等不斷成熟，使傳播方式變得更加多樣化[1]。

2 信息化技術(shù)在城市內(nèi)澇事前、事中、事后階段的應(yīng)用

2.1 事前的應(yīng)用

（1）地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)、三維建模及基礎(chǔ)信息收集。GIS主要發(fā)揮的作用是獲取、分析及綜合地理空間數(shù)據(jù)，并與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，將空間邏輯思維逐漸拓展至形象思維。在城市內(nèi)澇防治中信息化系統(tǒng)的構(gòu)建中，GIS是系統(tǒng)建立的基本框架，是決策的輔助工具，也是展示重要信息的平臺(tái)。通過對(duì)GIS的有效利用，將城市內(nèi)澇防治信息單獨(dú)或者疊加展現(xiàn)，有利于相關(guān)工作人員全面了解城市內(nèi)澇的防治情況，然后針對(duì)實(shí)際情況展開合理分析，有效判斷應(yīng)該采用何種策略。同時(shí)，結(jié)合地理信息進(jìn)行迅速定位，促使各類業(yè)務(wù)流程得到更加便捷的處理。此外，在實(shí)際開展城市內(nèi)澇防治工作時(shí)，城市排水管網(wǎng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)如雨水及污水管線等，都與地理空間位置分布有著緊密聯(lián)系。GIS技術(shù)的應(yīng)用可以直觀展示這部分資源信息數(shù)據(jù)空間，完善統(tǒng)計(jì)工作，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)布局及資源合理化配置等，從而為城市內(nèi)澇防治提供有利的地理空間可視化技術(shù)服務(wù)。另外，三維建模技術(shù)的逐步發(fā)展，同樣能夠?yàn)槌鞘袃?nèi)澇防治提供直觀、便捷、有效的管理工具。城市區(qū)域建模是城市內(nèi)澇模型分析的重要基礎(chǔ)部分，而地下管道建模是管道建設(shè)、管徑分析和內(nèi)澇測(cè)算等方面的重要基礎(chǔ)部分。

（2）模型仿真研究。通過有效利用GIS和三維模型，并結(jié)合已有的城市內(nèi)澇防治模型，能夠促使城市積水、退水及淹沒仿真分析得到實(shí)現(xiàn)[1]。根據(jù)城市實(shí)際降水量、排水能力及以往內(nèi)澇數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，將預(yù)報(bào)降水量和城市內(nèi)澇出現(xiàn)頻率高的地區(qū)實(shí)行模型相連，高效分析城市內(nèi)澇所發(fā)生的區(qū)域和時(shí)間以及延續(xù)時(shí)間段等。同時(shí)，結(jié)合仿真分析結(jié)果，制訂具有可行性的城市內(nèi)澇防治策略和緊急應(yīng)對(duì)方案。

（3）貫穿多系統(tǒng)信息的綜合防災(zāi)系統(tǒng)。需要注意是，雖然城市內(nèi)澇防治中的排水系統(tǒng)處理存在局限性，但是城市內(nèi)澇防治不僅與排水系統(tǒng)密切相關(guān)，也與供水系統(tǒng)、排污系統(tǒng)及市政建設(shè)等諸多方面相關(guān)[2]。例如，在展開城市內(nèi)澇防治期間，需要實(shí)時(shí)關(guān)注降雨的詳細(xì)信息，全面了解降雨的基本情況以及未來降雨的主要趨勢(shì)。更重要的是，需全面了解城市內(nèi)澇周邊環(huán)境的工程建設(shè)等有關(guān)方面情況，從而規(guī)劃出最優(yōu)質(zhì)的城市內(nèi)澇防治方案。因此，在后期的城市內(nèi)澇防治信息系統(tǒng)建設(shè)中，需要重視多系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建貫穿多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。只有完善綜合城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)，才能夠有效降低由城市內(nèi)澇造成的傷害和損失。

（4）信息化技術(shù)在城市內(nèi)澇中的應(yīng)急預(yù)案。為了高效應(yīng)對(duì)和處理城市的內(nèi)澇問題，保證城市內(nèi)澇防治工作得到井然有序地展開，降低由城市內(nèi)澇所帶來的各種傷害和損失，必須編制相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。在對(duì)應(yīng)急預(yù)案實(shí)行編制期間，信息化系統(tǒng)能夠發(fā)揮有效的作用。應(yīng)急預(yù)案編制的前提是根據(jù)城市內(nèi)澇出現(xiàn)和處理情況進(jìn)行預(yù)判和分析，并利用GIS技術(shù)方面的不同信息化手段，強(qiáng)化城市中各項(xiàng)基礎(chǔ)信息的調(diào)研，根據(jù)以往降水量來對(duì)未來暴雨天氣出現(xiàn)的可能性展開相應(yīng)的預(yù)測(cè)，明確造成城市內(nèi)澇的根本原因，完善對(duì)城市內(nèi)澇防治的各項(xiàng)預(yù)防措施。例如，城市內(nèi)澇防治設(shè)備、受納水體及管網(wǎng)信息等的評(píng)估工作[3]。

2.2 事中的應(yīng)用

（1）借助監(jiān)控技術(shù)掌握城市內(nèi)澇實(shí)時(shí)信息。在城市內(nèi)澇實(shí)際發(fā)生時(shí)，首要工作是全面掌握災(zāi)害信息。信息化技術(shù)能夠在其中起到重要的作用，具體內(nèi)容如下。①水雨情信息和內(nèi)河信息，采取傳統(tǒng)人工和信息化技術(shù)相結(jié)合的模式，能夠更加詳細(xì)地了解內(nèi)河水位和降水量等信息。在此過程中，主要發(fā)揮作用的是水位計(jì)和流速儀等傳感器。②視頻監(jiān)控信息，在城市合理地布置不同類型的監(jiān)控設(shè)備，主要有公安、交通及城管等方面的布設(shè)，充分說明了系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息共享的重要性，從而在城市內(nèi)澇發(fā)生時(shí)，可以快速獲取內(nèi)澇的各種情況[4]。

（2）信息化技術(shù)提高城市內(nèi)澇排水。在具體的城市內(nèi)澇排水時(shí)，能夠促使信息化系統(tǒng)的作用得到有效發(fā)揮，主要為輸入降水量和工情信息，以歷史數(shù)據(jù)為參考，可以制訂相應(yīng)的解決方案，在城市內(nèi)澇條件符合各項(xiàng)要求時(shí)，觸發(fā)系統(tǒng)使泵閘聯(lián)動(dòng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)有關(guān)閘門等參數(shù)，明顯提升城市內(nèi)澇排水的效率。此外，指揮調(diào)度系統(tǒng)、視頻會(huì)議、會(huì)商系統(tǒng)等信息化方式，同樣可以為城市內(nèi)澇防治的現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度提供重要的技術(shù)支持[5]。

（3）多系統(tǒng)的災(zāi)情處置聯(lián)動(dòng)。在城市內(nèi)澇防治工作展開時(shí)，需要各項(xiàng)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，尤其是隨著各行各業(yè)信息化系統(tǒng)的構(gòu)建，急需完整的設(shè)計(jì)方案，有效規(guī)避信息孤島的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)信息共享。在數(shù)據(jù)共享作用得到充分發(fā)揮時(shí)，更深層次地發(fā)掘數(shù)據(jù)潛在的價(jià)值，并通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘的有效利用，實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)澇防治多系統(tǒng)的災(zāi)情處理聯(lián)動(dòng)，以便將城市內(nèi)澇造成的傷害和損失降至最低。

2.3 事后的應(yīng)用

（1）災(zāi)害統(tǒng)計(jì)。信息化技術(shù)在城市內(nèi)澇發(fā)生以后的統(tǒng)計(jì)中不僅具有快速性和準(zhǔn)確性等優(yōu)點(diǎn)，還具有以下特點(diǎn)。①可視化統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)階段的城市內(nèi)澇統(tǒng)計(jì)中，量化程度偏高，數(shù)據(jù)比較全面。然而，社會(huì)在很多情況下，對(duì)這部分?jǐn)?shù)據(jù)的重要性缺乏認(rèn)知，而通過有效利用這些可視化方法（圖片、視頻等），能夠彌補(bǔ)這方面的局限性。②數(shù)據(jù)對(duì)照性，信息化數(shù)據(jù)在對(duì)照分析中具有顯著性的優(yōu)勢(shì)，主要包含歷史數(shù)據(jù)對(duì)比分析（同區(qū)域不同時(shí)間點(diǎn)城市內(nèi)澇情況對(duì)比分析）；周邊數(shù)據(jù)分析（同時(shí)間段不同區(qū)域城市內(nèi)澇情況對(duì)比分析）；預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析（實(shí)際城市內(nèi)澇情況和預(yù)測(cè)城市內(nèi)澇情況對(duì)比分析）。

（2）經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)修正。根據(jù)“預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析”所發(fā)揮的作用，其中最為核心的作用是對(duì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。主要涵蓋的內(nèi)容包括模型參數(shù)的取定、暴雨級(jí)別的修訂等，并依照修正情況和實(shí)際情況對(duì)應(yīng)急預(yù)案展開修正。另外，通過利用不斷的修正方式，能夠促使整個(gè)信息化城市防治過程得以實(shí)現(xiàn)“建模→仿真→預(yù)案→實(shí)踐→修正→再建?！保⒅鸩降刳呄蛴跍?zhǔn)確結(jié)果。

（3）重建建議。重建是城市內(nèi)澇發(fā)生以后的重要內(nèi)容，其首要因素是規(guī)劃。信息化技術(shù)能夠?yàn)橐?guī)劃提供極其重要的參考信息，主要體現(xiàn)如下：①歷史資料信息，主要涵蓋城市內(nèi)澇實(shí)時(shí)區(qū)域情況分析和歷史城市內(nèi)澇情況分析，以便找出以往建設(shè)中的不足，為后期的重建提供有利的參考意見。②仿真模型，借助仿真模型對(duì)城市內(nèi)澇區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行模擬，為重建規(guī)劃提供參考。③對(duì)比分析建議，給出類似城市內(nèi)澇區(qū)域的建設(shè)思路和災(zāi)害情況，為重建規(guī)劃提供參考。另外，為了使城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)、河流生態(tài)保護(hù)、水土流失防治等規(guī)劃得到良好的銜接，城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)多用途和多功能，如提高水質(zhì)、增強(qiáng)地下水回灌、避免水土流失等，實(shí)時(shí)關(guān)注城市內(nèi)澇防治設(shè)施的日常維護(hù)和管理。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)信息化技術(shù)的有效應(yīng)用，可以對(duì)城市內(nèi)澇防治的各個(gè)階段實(shí)行高效化控制。通過運(yùn)用GIS技術(shù)、傳感技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)，能夠明顯提高城市內(nèi)澇的防治效果。城市內(nèi)澇防治是綜合性比較強(qiáng)的工作，不但要做好城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)中的各項(xiàng)工作，還需要做好跨系統(tǒng)之間的協(xié)作，從而保證城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)能更好地發(fā)揮作用。