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固原市海绵城市建设

2020-06-01 02:34

来源：澎湃新闻·澎湃号·政务

原创中国测绘杂志中国测绘学会

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本文内容摘自《中国测绘》2020年第4期

海绵城市的提出，源于突出的城市洪涝灾害。它是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用。每个城市都有自己的特点，发展程度不同，因而海绵城市的建设需“因地制宜”。位于黄土高原中西部的固原市采用海绵城市智慧运营平台，搭建“弹性”城市，促进城市雨水资源利用和生态环境保护。

建设背景

2014年住房和城乡建设部印发《海绵城市建设技术指南──低影响开发雨水系统构建（试行）》（下文简称《指南》），2015年8月水利部出台《水利部关于推进海绵城市建设水利工作的指导意见》，提出要充分发挥水利在海绵城市建设中的重要作用。我国在快速城镇化建设过程中，由于城市开发强度过高，大量的硬质铺装，不仅改变了原有的自然下垫面，导致“逢雨必涝、雨后即旱”，而且造成水生态恶化、水资源紧缺、水环境污染、水安全缺乏保障等一系列问题。

为解决近年来各地城市化带来的积水内涝、城市面源污染日益突出、水资源形势严峻等一系列问题，2013年国务院及相关部门先后三次发文要求各地在建设过程中加强低影响开发建设模式的应用和推广工作。习近平总书记在2013年中央城镇化工作会议、2014年考察京津冀协同发展座谈会、中央财经领导小组第5次会议等场合多次强调在城市规划建设中要体现“山水林田湖”生命共同体的系统理念，建设“自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。

住建部总结国内外实践，于2014年10月编制印发了《海绵城市建设技术指南》，指导各地开展海绵城市建设工作。2014年11月，住建部颁布《海绵城市建设指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》，指导各城市开展海绵城市建设。2014年12月，三部委要求各地开展海绵城市试点建设工作，并给与专项资金支持，引导各地开展海绵城市建设探索。2015年4月，财政部公布第一批海绵城市建设试点城市名单；2015年7月，建设部印发《海绵城市建设绩效评价与考核办法（试行）》，督促各试点城市科学合理开展海绵城市建设。2015年10月11日，国务院办公厅发布《关于推进海绵城市建设的指导意见》（国办发[2015]75号），要求加快推进海绵城市建设，修复城市水生态、涵养水资源，增强城市防涝能力，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展。

固原市位于黄土高原中西部，宁夏回族自治区南部，是宁夏回族自治区五个地级市之一和唯一的非沿黄城市。现辖西吉、隆德、泾源、彭阳和原州区四县一区，总面积1.05万平方公里，位于银川、兰州、西安三个省会城市构成的三角地带的中心位置，是“丝绸之路”经济带上的重要节点。为落实习近平总书记关于“加强海绵城市建设”的讲话精神以及中央经济工作会议的有关要求，财政部、住房城乡建设部、水利部于2014年12月决定开展中央财政支持海绵城市建设试点工作，2016年三部委召开第二批国家海绵城市建设试点竞争性评审会议，固原市经过省内及三部委的竞争性评审后，成功入选第二批国家海绵城市建设试点，成为宁夏唯一入选海绵城市建设试点城市。固原市为落实海绵城市的建设要求、有序推进海绵城市试点建设，固原市海绵城市建设领导小组办公室委托中国城市规划设计研究院负责编制《固原市海绵城市专项规划》，进行海绵城市建设条件分析，与相关的规划进行统筹协调，分别就城市排水规划优化与防涝防治、水环境改善与水生态修复、供水损控制与雨水利用等方面提出规划方案及建设管控策略。

宁夏首创海绵城市建设发展有限公司经固原市政府授权以PPP模式建设国家级海绵城市试点项目，本项目合作期限为25年（含建设期2.5年）。该项目预计总投资约50亿元，一期试点区项目估算投资约38亿元，其中29.88亿元采用PPP模式进行建设，二期拓展区项目总投资约12亿元。宁夏首创作为固原海绵城市的主建设单位，主要负责固原市海绵城市的前期建设和后期运营维护。

应用内容

固原海绵城市智慧运营平台主要包括系统首页、海绵监测、考核评估、综合运营、工程项目管理、物资物料管理、报表中心、水联网、平台管理几个子系统。

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海绵一张图

“海绵一张图”将各层次的总体运营结果展示在统一界面下，方便快速了解整体项目情况。主要包括以地图为核心的区域/站点/人员/车辆分布情况、项目概况、监测情况、设备状况、运营情况。

海绵一张图示意图

后台数据服务应用统计分析监测对象（流计、液位计、气象站、SS在线监测仪、COD+氨氮在线监测仪、积水影像监测系统、水表、海绵体、站点、人员、车辆）的相关位置信息、运营信息和考核信息等，并做秒级汇总，前端页面采用定时或者回调方式刷新数据，实现前台实时监控。

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海绵监测

海绵监测系统又由综合监测、历史数据、报警管理、人工数据、数据分析等模块组成。

综合监测是海绵监测系统的整体展示。以GIS地图为主要展示形式，可通过不同的查询方式得到目标对象的信息。

报警管理模块主要能实现设备运行故障报警、监测数据异常报警。设备运行故障报警就是当出现异常情况时，系统会基于监测数据进行判断分析，若接近临界值则出发预警机制，生产预警单并给出相应维护建议。若超出设定临界值则以短信、平台提醒等形式发出报警通知，按照应急、运营等平台的工作机制进行处理。告警显示在概览等地图页面上，直观地显示出告警数量及告警分布，以及告警简要提醒。

设备运行故障报警

监测数据异常报警能够筛选条件提供今日、近7天、本月、历史报警的快速选择。报警类型有流量、水质、内涝积水报警，处理状态有未处理、运维处理中、已发送短信、已处理、已忽略、已关闭。

同比环比分析

在人工数据部分，分别又包含了水质、水表、内涝、生态岸线、污水厂数据。这些数据基本情况如下：

水质数据：对清水河试点区内4个监测断面的水质进行人工检测，录入人工检测的水质数据，包括化学需氧量（CODCr）、氨氮（NH3-N）、pH、溶解氧（DO）、总氮（TN）、总磷（TP）。常规每月开展1次（宜在每月上旬开展），雨洪期每年加测3～5次。监测应在降雨量大于10mm的有效降雨结束后约12h内开展，力争做到逢雨必测，至少应做到小、中、大各种典型降雨每年有1～2场可用数据。

水表数据：海绵建筑小区的屋面雨水采用雨水桶收集。在雨水桶入流、出流口安装水表，用于计量收集的雨水水量，其监测频次为，没有降雨时，人工每月统计1次，有降雨时，逢雨必测，每场雨统计1次。

内涝数据：固原试点区在内涝点布设积水影像监测系统，采用人工及设备监测相结合的方式，其中水深为设备自动监测，积水面积、积水时间为人工监测。监测频率：每场降雨均开展监测。

生态岸线数据：人工踏勘清水河的生态恢复岸线长度，踏勘频率每月一次。该页面展示每月清水河生态岸线恢复的长度数据，支持下载与导出功能。

污水厂数据：从污水处理厂统计数据获得计算数据，每月一次。该页面展示每月水质达标的再生水水量、排入人工湿地或生态处理设施，且处理后达到或优于地表IV类要求的污水水量、污水处理总量。支持下载与导出功能。

数据分析则是对各类监测设备的历史监测数据进行同比环比分析，从多个角度了解监测数据的变化规律。

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考核评估

考虑到固原市城市开发力度对地下水位及水质影响较小，市域内地表水主要为清水河，该河流受季节、气象等因素影响水量波动大等原因，在本监测方案内暂不考虑地下水位、天然水域面积保持程度两指标，而增加系统化方案中提到的污水再生利用率、合流制溢流污染频次两个指标。固原海绵城市的监测指标具体包括以下8项：

水生态:（1）年径流总量控制率（2）生态岸线恢复

水环境:（3）地表水体水质达标率（4）面源污染控制（5）合流制溢流污染频次

水资源:（6）污水再生利用率（7）雨水资源利用率

水安全:（8）城市暴雨内涝灾害防治

总体评价

内涝灾害防治

运营监控

详细来谈，各监测指标如下：

总体评价也就是从总体全区角度，查看全区域每次考核过程中各项指标的完成程度，包括年径流总量控制率、地表水环境质量、城市面源污染控制、合流制溢流污染控制情况等的信息统计结果。

水生态考核指标包括年径流总量控制率和生态岸线恢复。

年径流总量控制率展示全区以及各角度的年径流总量控制率情况、判定是否达标，并结合每年全区年径流总量控制率的计算结果查看海绵建设前后对比效果。

生态岸线恢复展示生态岸线恢复情况。

水环境考核指标包括地表水体水质达标率、面源污染控制和合流制溢流污染频次。

地表水体水质达标率展示清水河试点区段每年水质情况以及达标率，同时可查看近年河道的水质变化趋势，以及河流的四个断面的水质变化趋势等。

面源污染控制展示试点区域面源污染控制率情况、判定是否达标，并结合每年全区面源污染控制率的计算结果查看海绵建设前后对比效果。

合流制溢流污染对入河各合流制溢流口进行流量监测以获取污染次数，展示清水河沿岸合流制管网排口年溢流污染频次。

水资源考核指标包括污水再生利用率和雨水资源利用率。

污水再生利用率根据污水处理厂的处理水量、再生水量和生态处理水量得出污水再生利用率。

雨水资源利用率根据各类雨水收集设施收集利用的水量得出雨水资源利用率。

水安全考核指标包括城市暴雨内涝灾害防治。

内涝点分析主要考察历史积水点彻底消除或明显减少，或者在同等降雨条件下积水程度显著减轻。根据视频监控系统、模型计算的方式分析海绵设施建设前后各内涝点位的灾害防治变化情况，可与历时同期降雨量情况进行比较分析。

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综合运营

综合运营包括运营监控、工单管理、轨迹管理、专题统计等功能。

运营管理过程中相关的所有信息展示在统一界面下，包括以地图为核心的事件工单/巡检计划/维修任务/人员分布情况，各运维管理模式的最新消息动态、完成状况，运营情况统计结果。

工单管理就是对运维过程当中出现的事件工单进行运营管理，包括事件流程管理、人员管理、信息统计、上报上级部门等多角度管理模式，维护排水管网设施，使其经常保持完好状态的工作，及时发现堵塞管道并疏通，防止雨水天气排水不畅等现象发生。系统包括：事件上报、事件审核、工单派发、事件统计、工单统计等功能。

轨迹管理依托于先进的移动互联网技术、4G/WIFI无线通讯技术、GPS/北斗定位技术，实现对巡查员的实时位置与人员轨迹回放，可在地图上对运维人员巡查产生的轨迹进行查看。

专题统计是对海绵城市运维产生的各类工单进行统计。包括事件统计、巡查统计、养护统计、维修统计。展示各种工作近12个月完成的数量趋势，每种工作内子工作类型的比例。展示各种流程状态的占比。

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工程项目管理

海绵城市项目种类较多，包括海绵型小区、海绵型道路、海绵型公园等，工程项目管理对海绵工程项目进行整体管理，可查看项目从始至终全生命周期信息。

待办工作：根据个人登录账号不同，获取自己待办的工作，列表显示出来，便于用户可以及时地处理，确保工程能顺利进行，提高工作办理效率。

工程建档：对工程的基本信息进行新建，创建一个档案信息，以便于后面的阶段跟踪与信息录入，支持查询、详情查看、修改功能。

施工管理：对工程在施工过程中的事项进行全生命周期的管理，从资金、物料、进度、变更、验收全面管理。提供了各阶段的查询、信息录入、编辑、查看、导出等功能。

工程查询：支持按项目阶段、项目时间、区域、类型等多种手段进行项目查询。并提供了搜索、导出、查看详情等功能。使用户能准确找到自己关心的项目，并查看其全部的详细信息。

统计报表：从多维度对新建工程和改造工程等信息进行数据统计，生产丰富的报表，并支持打印及导出功能，满足用户工作实际统计需求。

文档库管理：针对工程中产生的一些文档资料进行管理，支持文本、图片、语言、视频等格式。提供了上传、下载、预览、查询（按上传人、类型、工程、时间）等功能，并支持搜索功能，可以更精确地查询到自己想要的文档资料。

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物资物料管理

海绵城市建设涉及大量的物资物料，物资物料对海绵城市建设及运营过程中的物资物料进行整体管理。

库存管理：针对整个运营期间的各物资仓库中现有的物资进行管理，包括每个物资仓库的名称、位置、物资名称、设备类型、厂家、生产年份、单价、库存量、入库时间等信息进行全面管理；提供方便快捷的查询功能（可按物资仓库、设备类型、厂家、物资名称进行快捷查询）；提供入库操作，能够将批量购买的一类设备投放进单/多个物资仓库；提供出库操作，能够选择物资领用清单，系统“一键式”自动进行出库操作，方便管理人员对库存量进行管理；也可进行报废处理。

物资领用：提供物资领用表单，填写物资领用人、时间、领用说明，并通过上传或手动填写物资领用清单完成物资领用申请，所有物资领用都保留记录。

物资报警：针对一些缺乏的物资，当到达一定阈值的时候进行系统自动报警并推送给物资库负责人。使负责人可以及时地对缺乏的物资进行申请采购，避免事件发生时由于物资缺乏带来的二次危害。

统计报表：从设备类型、厂家、生产年份多个维度进行库存量的统计；统计各设备的总量、报警量、使用/报废率等各项信息，支撑物资管理。

物资台账管理：对于物资的进出库、安装、使用、报废进行全生命周期的台账管理。按照各类物资编号，记录物资基本信息、使用信息等。

物资配置：配置物资仓库，可添加物资仓库，指定其仓库名称/位置/面积大小/管理人员等，同时也可进行删除、修改操作；配置物资的设备类型；配置报警阈值等。

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报表中心

分析报表对海绵关键业务进行报表分析管理，方便用户对某些重点业务的详细分析，深入挖掘业务特性，支撑工作汇报等。

监测数据报表：把各类监测指标的实时监测、历史监测数据形成报表，提供一定时段、一定时间间隔的报表展示，支持快速上报、导出。实时监测数据类报表（日报/月报/年报）、监测设备运行类报表、人工录入数据报表。

预报预警报表：对海绵体告警、站点告警、数据异常、设备异常、事件工单告警形成统计报表，包括一定时期内的报警总数，报警类型统计，报警状态个数统计，报警分布统计。支持快速上报、导出。

综合运营报表：海绵型道路、海绵型小区、海绵型公园、河道、排水管网、调蓄池等各类海绵体的运营工作，包括事件、巡检、维修、养护的运营工单，提供一定时段的报表展示，统计各类运营事件结果。支持快速上报、导出。

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水联网

将前端的海绵监测设备通过一定的通信协议连接入平台当中，对设备基本信息、接入适配、设备运行状态进行管理，保障实时监测数据顺利地上传至系统当中。支撑海绵监测系统中实时监测数据的展示，设备状态的统计。

监控总览：监控总览对站点总数、检测设备总数、在线设备数、离线设备数、故障设备数、报警设备数进行总体统计。

设备管理：对各站点监测设备的信息进行管理，包括设备名称、标识、厂家、型号等信息。提供组织结构对站点快速搜索。

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移动APP

移动APP为海绵城市移动化运维、办公、管理提供支撑，方便管理人员和运维人员等快速沟通。

首页展示待办事项以及公司公告，待办事项来自报警通知，主要有数据异常报警，设备异常报警，事件工单报警。公司公告展示公司近期发布的最新消息，使运维人员了解公司新闻、制度。

我的工作：包括运维人员的常规运维工作项、巡检人员的巡检工作项、上级领导的工单审批、派发项等。包括：监测数据查询、巡查/养护/维修、事件上报、受理工单、轨迹管理、申请物资等功能。

工作统计：工作统计对用户执行的任务、运维的事件、巡检小组的巡检情况进行分类别统计，可查看已完成、未完成、进行中等统计信息。

我的模块主要包括个人信息及APP相关信息的管理，还包括消息管理、消除缓存、关于（版权、版本号、检查更新等）等。

应用效果

通过固原海绵城市智慧运营平台的建设，实现对固原海绵城市各项工程的信息化管理，落实海绵城市建设长效管理机制，提升固原市水资源综合管理水平，有效控制雨水径流及合流制污染，同时信息化平台为智慧城市物联网统一基础服务平台、大数据服务平台、协同指挥服务平台、公众信息服务平台提供基础及应用信息支撑。不但全面提升固原海绵城市信息化水平，有助于构建协调统一、廉洁高效、科学先进的海绵城市管理体系，而且还为固原海绵建设在水资源管理、水环境保护、水生态修复、水安全预防等方面提供全方位的技术保障。

为海绵城市智慧化运营提供基础支撑

基于“水生态、水环境、水资源、水安全”的海绵智慧管理体系，采用物联网、GIS、数学模型、大数据分析挖掘等先进技术，通过在线监测仪表的智慧感知提供海绵城市所需的气象、水质、水文、供排水等基础监测数据支撑，结合运营管控的业务应用，实现海绵城市建设成果综合展现、建设绩效考核、长效运维管理、雨洪内涝风险预警等方面的智慧化管理。

为海绵城市规划建设提供决策保障

基于搭建地块的海绵城市指标可视化地图管理系统为实现海绵城市示范与构建提供可视化展示；建立海绵城市建设与运营管理的标准化数据接口，规范化建设运营数据，开发设施建设运行数据分析挖掘功能，为海绵城市各类设施的建设运行提供决策保障。

打造海绵城市运营平台“样板间”

基于综合管控平台实现运营资产的动态管理、运营标准化、运营调度以及项目管理信息化，提高工作效率和管理水平。以固原海绵管控平台建设为基准，推动首创智慧海绵综合平台建设的快速进行，进而打造成首创海绵城市信息化能力品牌。

创新点

为了降低系统的耦合性，将功能分解到离散的各个服务当中，采用更加灵活的服务支持微服务架构。结合固原海绵城市的传感设备分散，类型多，设备点多以及后期扩展的需要，采用物联网技术对信息进行采集等。采用模型模拟矩阵进行内涝和管网运行预测。

社会效益

固原海绵城市智慧运营平台的建设对海绵城市智慧化管理具有重要意义。

完善信息化基础建设

固原海绵城市信息化基础薄弱，搭建固原海绵城市智慧运营平台，是面向业务领导及时掌握海绵城市建设进展信息的需求，是海绵城市项目信息、实时监测统计信息、考核信息、运营信息等综合信息的有机结合，是海绵城市建设成果的直观展示平台，服务于海绵城市监控、模拟、运营、考核等全流程环节。融入“互联网+海绵城市”建设思维，为固原海绵城市建设的过程监管、考核评估与综合管理提供全过程信息化支撑，实现固原海绵城市智能化运营。

标准规范化考核评价

海绵城市的良好发展离不开完善的考核机制，固原市政府成立海绵城市PP项目考核工作小组，由市住建局牵头组织，市各单位成员为考核工作小组成员参与具体考核工作。固原海绵城市通过人工考核及模型辅助考核的方式对海绵城市的建设效果进行考核，借助海绵城市智慧运营平台对考核结果进行综合管理，协助项目公司根据考核结果支付可用性服务费和运维绩效服务费。

协助实现综合运营管控

通过固原海绵城市智慧运营平台，实现固原海绵城市各项业务的综合管控，对监测数据、考核数据、运维数据、管理数据进行统筹管理，综合分析，提升智能化管理水平，节约管理成本。同时，可将本平台与政府及相关部门平台进行集成，实息共享。

促进全民海绵城市建设

固原海绵城市的建设离不开群众的支持，开放群众举报途径，大力畅通民意渠道。发现问题后，群众可以通过关注海绵城市网页、举报热线、微信等常规手段上报问题，加强排查分析。通过梳理群众举报信息，可以更加了解海绵城市建设问题所在，积极回应群众期待；通过管理信息的闭环处置流程，将处理结果及时反馈给举报群众，做到处置公开透明，通过群众监督，有力推动问题的解决，最终发挥管理服务的作用。同时通过海绵知识宣传互动，政策宣传，可以让更多的人了解海绵城市工作的意义，关心海绵城市治理。

文、图 / 北京华展汇元信息技术有限公司

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