城市地下管線包括排水、給水、電信、電力、燃氣、通訊等多種管線。近年來頻繁發生的地下管線事故使地下管線信息化工作成為社會的焦點,2013年11月22日中國青島和2014年8月1日高雄的燃氣管線爆燃,以及2014年5月11日深圳內澇事件,使地下管線信息化及其應用工作迫在眉睫,地下管線信息化工作包括了數據的采集、更新與維護,到目前為止,中國內地已經有259個城市開展城市地下管線普查工作,成果在城市管理、規劃、建設、安全運行和維護工作中發揮著積極作用。
昆明市于2007年大規模開展地下管線信息化工作,昆明市地下管線普查工作的首要目標是為治理滇池提供科學決策。在滇池治理工作進入治本階段,城市管理者和專業技術人員逐漸意識到地下管線信息在滇池治理所涉及到的工程設計、河道整治、涉水規劃等工作中所能發揮的關鍵作用,因此昆明市政府專門立項開展地下管線普查探測工作;該工作的另外一個重要任務是服務城市建設,和國內其它城市一樣,昆明市地下管線信息管理尚有標準不一、資料不齊、家底不清、基準不明、現勢性弱、多頭管理等問題,在一定程度上影響了高節奏的城市規劃建設,特別是市政工程建設,由此導致道路反復開挖、管線爆管頻繁發生、城市內澇層出不窮,造成大量社會經濟損失,這些問題進一步加大城市管理成本。為解決上述問題,昆明市專項投入資金,目的是全面采集滇池北岸,昆明市主城區,即滇池主要污染源所在區域內地下管線地理信息數據、為水環境治理、城市建設等各項工作提供支持與服務,減少地下管線事故并保障人民群眾生命與財產的安全。
昆明市地下管線普查覆蓋主城區330平方公里,考慮到工作需要,昆明市地下管線普查工作分為兩個階段。第一階段即市政管線普查階段工作于2007年12月開始,2009年5月結束,過程歷時一年零六個月;第二階段即針對滇池治理專門開展的庭院小區排水管線普查工作,于2009年12月開始,2010年10月結束,期間歷時一年零十個月。
全面查清主城區市政道路所有排水、給水、電力、通訊、燃氣、工業、熱力、不明管線共計約9000公里,其中排水2500多公里,這是昆明市管理部門首次掌握主城區道路網排水管線分布實際,普查工作共開井155000個,其中排水井約90000個,編制了各類1∶500比例尺綜合管線圖3500幅,完成管線探測點470000個。
昆明市小區庭院排水管線普查成果為:采集排水管線數據長度約10000公里;探測管線點1670000個;各類檢查井300000個;化糞池90000座;立管200000萬根;普查工作涉及小區6700個。昆明市小區庭院排水管線普查的特點是首次采集了滇池北岸昆明市主城區的排水立管和化糞池數據,在國內是首個城市從根本上查清了所有的地下排水管線,這項工作為滇池治理工作提供了重要的基礎數據資料儲備。
后普查時代是指城市地下管線普查工作完成以后的時期,后普查時期,地下管線信息化特征主要是以下三方面:其一是政府性規模化資金投入減少;其二是城市地下管線信息平臺運行與維護需要持續投入;其三是地下管線信息隨著城市化的快速發展,需要不斷更新,以滿足城市日新月異建設發展的需要。
后普查時期的地下管線信息化平臺建設與維護十分關鍵,眾所周知,城市地下管線信息平臺建設是城市地下管線信息化工作核心,在后普查時期,城市地下管線信息平臺的主要任務是:第一,建設并維護地下管線數據庫,管理城市地下管線普查成果數據,保證數據成果的安全有效性;第二,提供數據成果對外服務接口,包括向政府部門、管線權屬單位以及公眾提供數據使用功能服務,促進城市地下管線信息在全市范圍內安全有序獲得共享與使用,以此推動地下管線信息持續更新;第三,增強地下管線信息在昆明滇池治理、城市建設、水環境提升、城市應急工作中發揮積極作用,幫助解決城市地下空間建設過程中出現的混亂問題。
昆明市地下管線信息系統以管線數據庫建設及維護、管理為核心,同時具備海量存儲運算、空間化、時間化、網絡化、智能化管理以及可視化應用服務能力,系統在配置保密專網的基礎上提供授權用戶使用,通過服務共享等手段實現系統管理數據動態更新與維護,因此,該系統主要建設了地下管線數據批量處理子系統、地下管線動態更新管理子系統、三維地下管線管理子系統等三個主要組成部分。
面向用戶的地下管線信息應用系統建設的目的主要是為地下管線信息化建設處于初始階段的城市管線單位提供數據以及系統應用功能的支持,其目的是促進昆明市地下管線信息在全市地下管線建設、管理、權屬單位中獲得深入地推廣應用,促進城市地下管線信息的交換與更新。
對管線單位提供的信息化工作服務主要包括兩方面,首先是數據服務,主要提供地下管線數據給各專業管線單位,滿足其對涉管線專業實施管理、建設、以及維護等日常工作需要,特別是為不同專業背景管線單位提供數據服務以支持其進行管線規劃、建設、施工監管的綜合與專業管線信息資料,以保證管線動態建設與維護的安全;其次是功能服務,即對管線單位提供基本應用功能滿足其對本專業地下管線信息進行查詢、瀏覽、統計、分析,并促進地下管線信息獲得深層次推廣應用。
昆明城市排水審批管理系統是該系統的一個典型應用代表,該系統主要由即圍繞排水行政管理部門審批以及專題數據管理兩部分組成,包括面向管理的WebGIS系統和面向現場的桌面版本查詢分析系統,前者包括辦公自動化系統和電子地圖,兩者結合,管理著與城市排水口審批相關的地下排水管線現狀以及規劃數據、竣工測量數據以及審批輔助決策數據。這些工作能夠使排水審批管理工作人員應對室內和野外不同的作業環境開展工作。
2010年普查工作完成以來,昆明市地下管線信息邊采集邊應用,成果先后為滇池治理、城市規劃與建設、城市道路施工、河道整治、城市園林綠化、城中村更新改造等工作中發揮了顯著作用,有力支持了上述城市建設和環境建設工程順利開展,典型應用主要是以下方面:
市政以及管線規劃設計。昆明市地下管線信息有力支持了市政及管線規劃設計,通過地下管線信息的歸納應用,編制了更具使用價值的城市管線專題地圖,基本改變了城市管線規劃缺乏基礎資料的窘境,設計成果逐漸擺脫依據經驗占主導的思路。使編制的規劃成果更具專業領域科學性、合理性以及針對性,近年來,上述基礎資料信息先后支持了昆明市排水、給水、防汛、電力、綜合管線等各項規劃設計工作的順利開展與完成。同時完成了地下空間開發利用專項規劃等一系列重要的規劃成果編制。
入滇河道整治。昆明市地下管線信息在入滇河道治理方面有著精確定位的作用,首先為入滇河道的堵口查污提供了準確信息,從源頭保證了城市工業以及生活污水不流入入滇河道,其次為河道的截污管線設計與改建提供了良好的數據支持,保證工程的順利實施,實現節約資金效益最大化。
雨污分流實施。地下管線信息為城市2011年開展的雨污分流改造提供了良好技術支持,通過資料提供,實現城市雨污分流工程快速設計完成、實現高效施工、并為雨污分流成果驗核提供了重要基礎依據。
道路(軌道)建設。昆明市地下管線信息為城市道路的建設提供高效支持,是城市道路選址規劃、地質勘察工作重要基礎資料,節省了大量前期勘察經費并支持其按期完工,這項工作在2011年以來開展的城市軌道工作中尤其明顯:在城市軌道交通工作的站場設計、選址、遷改管線資金估算等工作中價值明顯。
城市應急防災。昆明市地下管線信息化數據及成果在昆明市近年來發生的城市內澇、給水管線爆裂、燃氣起火等事故中支持了災害應急處置、使災害損失最小化,維護了社會公眾利益。
信息及系統服務。昆明市地下管線信息化通過數據與服務功能并實現產品化提供提供,在一定程度上為昆明市有關管線單位緩解了數據及智力資源缺失問題,有效地提高了其工作效率,同時,通過數據共享等技術管理手段促進城市地下管線信息得到迅速更新。
數據挖掘價值實現。昆明市地下管線信息管理部門利用已有地下管線信息及城市基礎地理信息數據成果,對目前掌握的昆明市部分重點、熱點區域地下管線數據信息開展深入分析研究,利用地理信息系統(GIS)的原理結合城市排水模型相關知識,對上述區域城市地下管線現狀進行評價,以支持對城市內澇、管線規劃、設計、施工風險進行有效的規范和管理,促進城市地下管線片區改造成效明顯。
規劃成果編制。地下管線信息化工作完成之后,大量的市政規劃能夠編制,2015年,基于地下管線普查資料,昆明市編制完成排水規劃、地下空間開發利用專項規劃,綜合管線規劃和豎向規劃等一系列城市規劃(見圖7)。