排水设施数据采集与维护国标再解读—智慧排水之乱弹（44）

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小编按：数据是一切管理决策的基础，如果数据是错的，那么决策可能就会产生很大的偏差，用再好的分析模式也无法弥补，只能是“垃圾输入，垃圾输出”。而所谓排水管理的静态和动态数据基础，其实很多城市做的还是不完善、不精细、不清晰，那么就来重新回顾一下《城市排水防涝设施数据采集与维护技术规范》（GB/T 51187-2016）这本国家标准吧。

本文已经在工程建设标准化杂志正式发表，供参考和讨论。

《城市排水防涝设施数据采集与维护技术规范》解读

赵冬泉¹，董欣²
（1、北京清环智慧水务科技有限公司，北京 100084；2、清华大学环境学院，北京 100084）

1、编制背景

根据住房和城乡建设部发布的《2018年城乡建设统计年鉴》^[[1]]，我国城市排水管道长度达到了68.3万公里【小编：如果加上县城的，那么将突破100万公里】。但是各个城市普遍存在排水防涝设施现状不清、数据不完整、不准确的问题，制约了排水行业科学量化管理水平的提升。在各个城市的排水管理过程中，各种格式的数据并存，部分人工掌握的经验数据未及时电子化，未建立有效的数据更新维护机制，排水信息化的工作开展缺少系统规划，在排水管理过程中缺乏可以准确反映设施现状的一张图。同时，广泛分布的排水防涝设施缺乏“眼睛”，缺乏及时、准确的运行工况动态监测数据，缺乏有效预警预报手段，无法提前预知事故及风险，排水管理处于被动应急状态，无法定量评估排水防涝设施的运行状态及风险。【小编：静态数据和动态数据都存在一定的缺失和不完善】再者，由于排水防涝设施数据的不完整、不准确，导致模型模拟等先进技术不能有效的反映设施现状，限制了相关辅助决策功能的应用，排水地理信息系统及信息化管控平台的实际应用效果有待提升。

2014年1月1日起施行的《城镇排水与污水处理条例》（国务院令第641号）首次将建立排水设施地理信息系统【小编：不只是地理信息，更是排水管理的专业应用系统】的内容以法规形式固定下来，既是前款“县级以上人民政府鼓励、支持城镇排水与污水处理科学技术研究”的具体体现，也为未来城镇排水与污水处理行业发展指明了方向，奠定了基础^[[2]]。通过排水设施地理信息系统的建立和应用，可以辅助管理者有效地分析并解决排水设施规划、改造、建设与运行管理中各种错综复杂的问题，变“被动应对响应”为“主动预警处置”，变“看不见的风险”为“可预测、可感知”的形象内容，从而提升排水设施管理的标准化、信息化、精细化水平，是我国未来城镇排水与污水处理行业的重要内容之一。

综上，可以看出统一、完整、准确、可信的数据是排水规划管理水平提升的前提和基础【小编：我们到底是延续拍脑袋还是精细化管理？这不仅仅是个技术问题】。为了科学、规范地开展城市排水防涝设施数据采集与维护工作，建立格式统一、信息完整的城市排水防涝设施数据库，提高城市排水防涝设施的规划、建设与管理水平，根据住房和城乡建设部《关于请组织开展城市排水相关标准制修订工作的函》（建标[2013] 46号）的要求，经广泛调查研究，编制了《城市排水防涝设施数据采集与维护技术规范》（GB/T 51187-2016）（以下简称“本规范”），于2016年8月18日发布，2017年4月1日起实施。

2、主要内容及特点

根据编制要求，本规范的主要技术内容包括了总则、术语、基本规定、数据采集、数据录入、数据校核、数据维护与使用7个部分，涵盖了采集、录入、校核、使用及更新等多个工作环节，不仅要求在数据库建设之初就要建立统一的格式，同时要求规范化的开展数据采集、录入、校核和维护工作，并要求建立常态化的数据持续更新维护的机制，在使用过程中不管的对现有数据库进行补充、修改和完善，保证城市排水防涝设施数据库的准确性、有效性和及时性，为排水防涝设施的科学管理提供准确的工作依据，为建立城市排水防涝设施的数字化管控平台提供数据支撑。本规范的主要特点包括下列5点内容：

（1）建立了全过程的城市排水防涝设施数据管理体系。

为了提高数据的准确性、现势性、可靠性，必须要建立采集、录入、校核、维护、使用全过程的数据管理体系。只有这样做，才能充分利用现有的数据基础，避免重复采集工作，通过使用来发现数据问题，不断提高和改善数据质量，从而为城市排水系统的规划、设计和管理提供准确可靠的现状资料。

城市排水防涝设施数据采集与维护工作应该从数据采集开始，要充分利用现有的数据，特别是经过使用核实的数据基础，收集已有的城市排水防涝设施的空间信息、属性数据以及运行维护管理数据，进行内业分析，制定现场工作计划，并进行必要的现场探测、监测与检测工作。然后按本规范附录A的数据内容及格式要求设计城市排水防涝设施数据库，对已有数据和现场采集数据进行标准化处理及录入。数据录入过程中，为了保证数据的准确性和完整性，需要对数据进行校验，并及时对发现的问题数据进行修正完善。数据校核完成后，应对排水防涝设施的规格、数量等进行自下而上的统计计算，生成数据质量报告，为排水防涝设施现状评估提供依据。同时，可借助数学模型对排水防涝设施进行评估分析。为了保证数据的准确性和时效性，应定期对城市排水防涝设施数据进行更新维护。在数据使用过程中，应对存在问题的排水防涝设施数据进行甄别、核实及修正，在使用中不断提高数据的准确度与可信度。【小编：形成迭代闭环，更新完善比初次巨大投入更重要！】

图1全过程城市排水防涝设施数据管理体系示意图

（2）完整地定义了城市排水防涝设施的数据内容和格式。

本规范涵盖了源头控制设施、雨水口、检查井（窨井）、排水管渠、泵站、闸门、阀门、截流设施、雨水调蓄设施、溢流堰、排放口、地表雨水行泄通道、污水处理厂等城市排水防涝设施和受纳水体，并对相关设施的空间数据、属性数据和运行管理数据都进行了具体的规定。通过本规范附录A的31张具体的数据信息表，对常见的城市排水防涝设施和受纳水体的相关数据进行了完整、全面、系统、规范、统一的定义，只要各个城市能按照附录A规定逐步补充完善相关数据，持之以恒的进行数据更新维护，必然可以为排水管理提供可靠的数据依据。

城市排水防涝设施的空间数据包括空间位置、拓扑关系等数据。城市排水防涝设施的属性数据用于描述城市排水防涝设施的特征，包括形态尺寸、高程、材质、类型、权属信息、建设年代等数据。城市排水防涝设施运行维护管理数据是掌握设施运行状况、保证设施安全运行、及时预警运行风险、分析溢流原因以及提供决策支持的基础，包括液位、流量、水质等监测数据，功能性缺陷与结构性缺陷等检测评估数据，设施状态、最新养护日期、调度规则等运行数据。

附录A规定了各类排水防涝设施的采集内容及格式。其中表A.0.1、A.0.3-A.0.7以及A.0.13是排水防涝设施中的关键设施类型，应优先进行数据采集和整理。排水防涝设施数据表中通过数据类型列将数据项分为基础数据和扩展数据，基础数据是指城市排水防涝设施管理过程中必须要采集的数据，是反映排水防涝设施现状的关键数据内容，是排水防涝设施的规划、建设、运营、管理、改造各个工作环节均需要的基础数据，包括与排水防涝直接相关的各类设施的空间属性与结构数据；扩展数据是指在城市排水防涝设施管理过程中根据当地实际情况和资料收集情况可扩展采集的数据，包括基础数据中未包含的其他排水防涝设施的空间信息、形态尺寸、拓扑关系，以及排水防涝设施的设施状况、运行状态等信息。同时，各地区可根据排水信息化的实际需求，在附录A的基础上进一步扩展数据内容，增加必要的数据项或数据表，记录与排水防涝设施相关的其他信息。【小编：按照附录的31张表不断进行标准化和统一化，持续的去做，数据质量和价值必然提高，有时候时间的代价是必要的】

（3）重视排水防涝设施数据库的动态更新与维护。

随着城市的建设和更新，城市排水防涝设施也会被改建或新建，如果不建立有效的数据动态更新机制，那么花费大量精力建设的城市排水防涝设施数据库将丧失生命力，同时也将失去使用价值。因此，本规范在多个条文中都要求要建立动态更新与维护的机制，提供相应的软件工具支撑数据的更新完善，不断提高数据质量，使得城市排水防涝设施数据库能真正用于运行管理，数据真实有效，而不仅仅是一套演示数据。【小编：使用比准确更重要，更新比精确更重要，只有“用”，数据质量才会变好。】

因此，需要对城市排水防涝设施数据库实行动态管理维护。当城市排水防涝设施改建或新建时，需及时更新城市排水防涝设施数据库，保持数据库的现势性。同时，我们不可能初次建设城市排水防涝设施数据库，就能保证里面所有的数据是真实有效的，这就需要建立数据反馈更新机制，通过数据的使用和校核，发现排水防涝设施数据中存在的问题，并通过现场勘查、核实及时修正数据，修正数据错误，不断提高数据质量，为排水管理决策提供可靠的依据。本规范要求排水防涝设施数据库更新周期不应超过一年，以防止设施变化数据没有得到及时的更新与修正。为了保证数据更新工作的顺利开展，同时建议地方政府安排专项资金保障排水防涝设施数据的动态更新。在实际应用中，可使用可视化的城市排水防涝设施普查信息平台，进行数据的更新、编辑与维护，保证数据格式与本规范的一致性，降低数据的录入和维护难度。

（4）强调排水防涝设施要素间的相互关联。

城市排水防涝设施一般不会孤立存在，各设施之间存在着一定的拓扑关系，如雨水口、排水户一般都连接下游排水管渠；检查井、附属设施一般都连接着上下游排水管渠；排放口一般都连接上游排水管渠，并且与受纳水体关联；汇水区通过雨水口或检查井与排水管网相互连接。符合拓扑关系约束的排水防涝设施数据能客观真实地反映排水防涝系统的网络连通关系，有效支持网络上下游分析和模型模拟技术的应用，帮助管理者摆脱传统的靠简单推理和经验对排水管网进行分析判断的困境。在本规范中，通过数据代码保证了数据的关联性，避免了信息孤立，同时，通过点线面的拓扑关系，可以构成排水防涝设施的上下游拓扑关系，支持相关的网络连接分析。

本规范中，排水防涝设施的上下游关系是通过起点编码、终点编码等字段建立的。如果已有数据没有体现上下游关系的字段，可以借助GIS的空间关联、空间查询、拓扑分析等方法，提取和设置设施上下游关系的字段内容。排水防涝设施上下游关系的建立，有助于查询某一个或多个节点的上下游排水流域、上下游管道以及上下游节点等信息。通过上下游查询分析，可解决排水系统管理中的诸多问题，如查询某一处管道阻塞的上游影响范围和区域，查询某一污水厂或出水口上游覆盖的排水管道及排水流域，查询排入某一河流的雨水排放口的分布情况等。在上下游查询与分析的基础上，还可以对上下游设施要素的查询结果进行统计分析，包括排水节点个数、排水管道条数与长度、排水流域的面积等统计信息，从而为管理人员提供简单快捷的分析方法与必要的统计数据。

本规范附录D规定了常见的拓扑问题以及解决办法，例如管线上下游连接节点关联关系错误、管线反向、节点孤立、管线重复，供拓扑关系校核时参考使用，需要在数据录入后进行校核。在拓扑关系修改完成时，应核查排水管渠的起止编码是否包含在对应设施类型的属性表中；对排放口、泵站等关键点进行上游分析，核查其上游的节点、管线是否连通。应核查排水口的受纳水体编号是否包含在河道、湖泊等受纳水体的数据表中；应对河道桩号点进行上游分析，核查其上游河道与排放口是否连通。只有确保这些拓扑关系的准确有效，才能保证排水系统的网络分析和模拟计算结果的有效性。

（5）定义了排水设施信息化管控平台，促进排水管理水平提升。

排水设施信息化管控平台，不仅包括利用GIS技术实现排水防涝设施地图可视化的功能，更是综合集成在线监测、数学模型、地理信息系统等先进技术，基于排水管理实际需求建立的排水行业应用系统。只有将计算机技术和排水专业需求做深度融合，才能真正提高排水管理水平的提升。本规程对排水设施信息化管控平台的专业化要求进行了明确的要求，避免各个城市建设仅具有“演示”功能的排水信息化平台，提高信息化平台的实用性和专业性。

从专业化需求出发，排水设施信息化管控平台需要实现排水管网基础数据管理、综合信息发布、排水管网巡查、养护和应急管理、在线监控与预警以及排水管网规划与辅助决策等业务功能。根据实现的难易程度，上述业务功能可以分为三个层次逐步建设完善，即基础数据管理、综合业务管理以及基于在线监测和模型模拟的动态运营管理。其中，对基础数据进行有序便捷的管理是排水设施信息化管控平台的基础功能；综合业务管理通过深入分析排水管网业务流程与当地业务特征，构建一套完整、符合当地需求的信息流系统，是排水防涝设施数字化建设较高的层次；在此基础上，结合管道流量、检查井液位等在线监测数据，利用排水管网模型对管网运行状态进行模拟分析，实现排水设施信息化管控平台的专业分析功能，可为排水防涝设施的动态运营管理提供工作平台与数据依据，极大地提高排水管理部门的科学管理与决策水平。在软件系统的实际开发和应用过程中，应根据当地管理部门的数据基础、项目投资、管理现状和实际业务需求，分层次地开发与完善系统应用，逐步提高排水防涝设施的科学管理水平。

3、标准发布以来发挥的作用

本规范是排水防涝设施管理的基础性数据标准，可以帮助各个城市建立格式统一、信息完整、动态更新的城市排水防涝设施数据库。基于本规范的具体规定，按照31张表逐步完善城市排水防涝设施数据，为多个城市在城市排水防涝、海绵城市建设、黑臭水体治理、提质增效等重大任务中建立和应用城市排水防涝设施数据库提供了依据。多个城市或地区参照本规范建立了排水管网地理信息系统，取得了较好的应用成果。

部分地区根据本地化排水信息化建设要求，结合规范的要求，实现了国家标准的地域化扩展，编制了相关地方性数据标准，如：《云南省城镇排水设施数据管理技术标准》（DBJ53/T-93-2018），通过地方性数据标准的编制与实施，保证了排水设施GIS数据的统一性和动态更新。同时，在相关国家标准或团体标准的编制过程中，在排水防涝设施数据要求的相关条文中，也对本规范进行了引用，提供了相关数据支撑。如：《城市内涝防治规划标准》（国家标准，征求意见稿）、《城镇内涝防治系统数学模型构建和应用规程》（T/CECS 647-2019）、《排水管网在线监测技术规程》（CECS协会标准，征求意见稿）【小编：该标准已经过审查会，准备报批中】。

4、总结及展望

《城市排水防涝设施数据采集与维护技术规范》的编制和发布，指导了城市排水防涝设施数据采集与维护工作的规范化和标准化，各个城市或地区通过建立格式统一的城市排水防涝设施数据库，实现了排水防涝数据的标准化、统一化与动态化，为城市排水防涝设施的现状评估、规划设计、日常运行管理、应急管理等提供科学的基础数据支持，有利于提高城市排水防涝设施的管理水平。

建议下一步一方面要落实本规范在各个城市的持久化和业务化应用，建立常态化排水管网数据动态更新维护机制，逐步理顺排水管网上下游拓扑关系，保持数据的现势性和可靠性，建立格式统一、信息完整、动态更新的城市排水防涝设施数据库，为城市排水管网的规划、设计和管理提供准确可靠的现状资料，保障规划设计方案的有效性和可实施性。另一方面，要城市排水防涝设施在线监测与预警系统并长期有效运行，保障动态监测数据的持续性、准确性和及时性，同时实现排水防涝设施的长期持续监测与短时预警预报，动态监测排水设施的运行状况及风险，在管网运行数据异常时快速进行事故溯源、追踪和预警，提高管理部门对排水管网事故的预警和处理能力；通过收集排水设施长期运行数据，结合数学模型等技术，识别排水防涝设施的运行规律，定量化评估海绵城市、黑臭水体、排水防涝等相关工程的实施效果，提高城市排水防涝设施的动态管理能力。【小编：智慧排水需要一步一步踏踏实实做，没有弯道和捷径可言，只有业务化运行的系统、频繁使用的数据，才能成为智慧排水的基石】

北京清环智慧水务科技有限公司，一家专注于智慧排水管网在线监测及服务的机构。

[1] 2018年城乡建设统计年鉴[DB/OL]，http://www.mohurd.gov.cn/xytj/tjzljsxytjgb/

[2]《城镇排水与污水处理条例》专家解读之六：建立排水设施地理信息系统意义重大，http://www.mohurd.gov.cn/zxydt/201311/t20131101_216092.html