在全球氣候變化加劇、降雨時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，顯著緩解了內澇問題，改善了水生態環境。海綿城市建設中產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基礎，而智慧管理平臺的構建，則進一步推動了排水系統的升級，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、施工和運維等過程，同步產生了大量的數據，包括設施的地理位置、面積、類型、滲透能力、蓄水能力等。另一方面，海綿城市建設推動了城市排水管網的普查和更新、合流制溢流以及排水管網能力提升改造等，更新了管網的長度、管徑、材質、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、泵站、水體等關鍵節點新增大量在線監測設備，實時采集降雨、流量、水位、水質等數據，并通過物聯網實時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的基礎。
海綿城市建設同時為智慧排水系統能力躍升提供了豐富的應用場景和技術支撐。在建設過程中，廣泛應用物聯網、大數據、云計算、人工智能等先進技術，設計排水系統的智能化感知、分析、決策和控制。依托物聯網技術，連接海綿設施、排水管網、監測設備等，構建感知網絡，實時感知和采集數據。利用大數據技術存儲海量監測數據，有助于進一步管理、分析和挖掘數據的潛在價值。通過云計算技術，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、預測及自動化調度控制。這些技術的綜合應用，顯著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。
數據質量制約排水系統智慧化發展 高質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量亟待提升。在排水管網普查過程中，多數測量設備的精度有限、操作人員的技術水平參差不齊，導致部分入庫管網數據存在偏差，無法真實反映現狀。加之部分管網建設年代久遠、檔案缺失，進一步加劇了數據的完整性問題。這些缺陷使得智慧排水系統在數據分析和輔助決策時，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性。
在線監測設備的可靠性和數據質量同樣面臨挑戰。排水管網中的雨污水通常攜帶大量垃圾、懸浮物，且流量波動劇烈，在線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、監測設備的布設點位不合理等問題普遍存在。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 提升數據質量是智慧排水系統的首要任務。未來應持續完善排水管網普查和更新機制，推廣先進的測量技術和設備，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，實現數據的互聯互通和共享。構建數據共享平臺，打破部門之間的數據壁壘，確保排水系統數據能夠在城市規劃、建設、管理等各個環節中得到充分利用。
對于排水系統監測數據，需建立嚴格的數據質量控制體系。強化數據校驗、數據清洗、數據融合等技術手段，對數據進行實時監測和處理，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、維護并及時更換損壞設備，確保監測數據的穩定性與有效性。優化監測設備的布設，根據排水系統的實際運行狀況和管理需求，合理增設監測點位，提升數據覆蓋范圍與分辨率。
未來，需持續深化數據治理、豐富數據維度、推動技術創新，加強物聯網、大數據、云計算、人工智能等技術的研發與應用，賦能排水系統形成“感知—分析—決策—優化”的閉環能力，為智慧城市與韌性城市建設提供有力支撐。
李迎霞 北京師范大學環境學院教授，美國加利福尼亞大學洛杉磯分校環境工程博士。兼任美國環境科學雜志副主編、亞太科學中心研究顧問、中國環境科學學會污染源排放與管控專業委員會常務委員等。長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基金面上項目、創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。近五年在國際優秀期刊上發表了數十篇TOPSCI論文，相關研究成果在國際處于領先水平?！爸袊ㄔO智庫”專家。
來源：中國建設報
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