大数据在给水排水行业的应用分析

张云

摘要：鉴于暴雨强度公式不能提供降雨的时空分布，利用气象大数据为排水管网模型提供精确的降雨情报，大大提高模型计算的精确度，同时阐述了现有排水模型引进气象情报（风速情报）的必要性。利用大数据区分各个群体的环保理念和价值观，针对不同群体提出环保项目的解决方案，提高环保项目与公众的沟通效率，减少扰民的误会，维护政府的公信力。列举应用智能终端手机抄表、缴费、查询自来水水质、污染投诉等，提出通过微信参与市政项目的业务新模式。

关键词：给水排水行业 气象大数据 排水模型 公众参与

随着智慧城市、物联网和移动互联网的发展，信息技术渗透到社会的各行各业。网上购物，刷卡消费，未来社会一定是个高度智能的社会。信息技术发展迅猛，三到五年更新一代，信息技术给人带来方便，也改变人的工作方式、思维方式。在大数据时代，人要适应这种变化，企业也要适应这种变化，如何充分利用当代最先进的数字技术，革新生产模式，关系到企业在给排水行业未来的地位。

近几年经常出现极端天气，城镇内涝频发，城市排水管网分析仍以手算、眼观、现场踏勘等传统技术手段为主，存在收集的资料少、不全面、时效性差等问题。本人就管网的小数据和社会的大数据在城市管网中的应用进行分析。

1．大数据为城市排水管网模型提供精确降雨情报

城镇化的实施，大都市的急剧扩张，地面硬底化非常严重，地面径流加大，城市对水非常敏感、非常脆弱，一有降雨，就发生水浸，造成交通堵塞，一个水浸点常常引发附近道路“连锁”拥堵，一场大雨甚至引发全城交通瘫痪，从而造成巨大损失。雨水径流在管网和地面的汇流过程非常复杂，通过建立排水管网模型，以整个管网为计算对象，能够完整地模拟管网的汇流和地面径流，虽然排水管网模型在内涝的分析上取得巨大进步，但仍存在降雨数据缺乏、失真、时效性差的问题。市政暴雨强度公式以降雨样本数据进行统计推导出来，不同的选样方法，不同的重现期下，计算结果相差较大，在宁波和余姚两地的暴雨统计中，2年重现期的暴雨误差高达27%【1】。降雨常常受气流的影响，降雨量在年度、季节和空间分

布上极不均匀，《室外排水设计规范》上的暴雨强度数据不能反映降雨时空上的分布，暴雨强度公式只是适应小于小范围。为了弥补暴雨强度公式的不足，利用气象雷达预报降雨强度及空间上的分布，通过水文模型进行地面产流模拟，分析管网在降雨过程中的运行状态。日本、美国、英国在20世纪90年代就利用气象雷达预测降雨量及分布，用于对城市雨水径流及初雨污染的全面控制，在很多城市得到成功应用。目前，我国每年新增的气象数据达到PB量级（1PB=1024TB，1TB=1024GB），较20世纪90年代增长了数千倍，并仍在快速增长中。存储和处理这些数据，需要海量的计算资源。精确的气象预报需要非常庞杂的数据采集与计算作支撑，这包括全国2000多个地面站、120多个高空探测站、6颗在轨卫星、5万多个自动监测站、600多个农业监测站、300多个雷达站等，逐日逐小时甚至到逐分钟扫描各地出现的各种各样的大气数据。大数据技术不仅要处理实时数据，还需要对历史数据进行挖倔，包括：60多年的历史气象数据；城市各类观测站、卫星、雷达监测的观测数据，包括降水、温度、风力风向、地面结冰、太阳辐射、酸雨、空气能见度等多种要素。甚至通过国际交换获取的全球气象观测、预报数据。只有大数据技术才能为城市排水管网模型提供精确、全面的降雨情报。原始的气象数据局限于气象专业，不能直接用于排水管网模型。排水模型需要的是降雨随时间的变化曲线，以及降雨的空间分布。

大数据更多提供的是宏观的、全局的降雨情报，甚至也能提供在什么暴雨下会出现洪涝灾害，但不能提供局部地、细微的信息，例如雨下到多大才成灾、某地段水浸范围和水浸时间是多少、下沉式隧道的水位警戒线、车辆和人员的疏散通道等等，这些就需要排水模型根据降雨情报对管网和地面水流进行模拟计算得出。

气象大数据不仅提供短时一场降雨情报，也提供长时甚至一年的气象情报。以一年为一个周期，将逐月逐日的降雨、蒸发情报用于水库的年水量平衡分析，科学的预测水库泄水蓄洪时间，削减洪峰，降低洪涝灾害，根据干旱季节水库的泄水量调节水库下游的灌溉面积、农作物的种类。

现有排水模型没有考虑风速对降雨的影响，而气象数据不仅提供降雨信息，而且提供风向、风速、温度、蒸发的气象信息，未来排水模型应增加风速的因素，这钟完善后的排水模型更接近实际。

2．大数据为工程项目提供价值取向

给排水项目的价值取向具有相对性,它会随着特定的社会经济、时间、地点以及周围环境

的变化而变化,而且随着人们环保意识的提升,人们对给排水项目的价值判断也会发生变化。20世纪80年代之前，人的环保意识非常淡薄，自然环境也非常好。现在情况完全转变，《2013中国环境状况公报》（环保部）显示，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河等十大水系的国控断面 …… 此处隐藏：2274字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……