论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国经济的发展和科学技术的不断提高，人们的生活水平越来越高，对自身居住环境也有了更高的追求，同时对城市地下管线的认识也不断的提高。我国最近几年积极的推进城市的地下管线的信息化建设，本文浅析城市地下管线探测与管理技术的发展与应用。
【关键词】城市地下管线；管线探测；管理技术；
一、前言
我国的城市地下管线探测技术已经由早期的摸黑进行，到了现在的利用国内外先进的仪器设备进行探测；人机一体化的成图模式，以及全方位信息化的管理方式，来管理数字化的信息。但目前还是存在着一定的实际问题。
二、城市地下管线探测方法
常用的和较为有发展前景的探测方法包括电磁法、电磁波（地质雷达）法、磁梯度法、综合分析法、钎探法、声波法、红外辐射法以及其它方法等等。其中，前五种是现实应用的最基本的探测方法，后两种是我个人认为今后可能会有一定的发展的探测方法。
1、电磁法：
简单地说就是交变电磁场（一次场）可以在地下金属管线上感应产生次级交变电磁场（二次场），由于一次场在空气中的传播距离有限，而二次场则可以沿金属管线传播很远，所以我们可以在离开一次场的地方通过测量二次场来确定地下管线的位置。电磁法是目前地下管线探测的最核心的技术方法。它探测结果精确、探测方法多种多样，可以适用于绝大多数情况下的地下金属管线探测，是在包括技术理论、仪器生产和实际应用等方面都最为成熟的地下管线探测技术。
2、磁梯度法：
通过测量单位距离内地磁场强度的变化，可以发现近地表的金属物体。主要用于探测被掩埋的金属井盖，缺点是易磁性体干扰。
3、钎探法：
沿管道可能的走向上垂直布设钎探点，在各个钎探点上先用冲击钻钻透坚硬路面，再将钢钎逐渐打下，直到超过管道可能的深度再换下一点重新开始，一直到打到管道为止。钎探需要避开地下电缆和其它地下重要设施，具有一定的危险性和破坏性，要求具有钎探经验的技术人员现场指挥操作。当其它方法均不奏效时，钎探法往往是最后的选项。它也被事实证明是一种非常有效的探测方法，对解决探测中的难点问题帮助巨大。
4、综合分析法：
搜集一切可以搜集的直接证据、间接证据以及相关参考，通过综合的逻辑分析来判断地下管线的真实情况，从而对地下管线精确定位。以供水管道为例，直接证据包括在明显管线点上调查的阀门、消火栓、排气阀、排污阀、预留口、减压阀、检修井以及管道出露位置和用户情况等等。间接证据则包括各种管网资料图、各种探测方法所提供的信号信息等等。相关参考则包括探测方法的基本原理及技术理论、管道施工及管网布设的一般规律及本地特殊规律、干扰因素的估判、个人探测经验、相关人士提供的管道信息等等。直接证据是最根本有效的探测依据，间接证据和相关参考都必须和直接证据存在逻辑关系才能成为探测依据。综合分析法是地下管线探测中最根本最普遍的技术方法，它始终贯穿于各种探测方法之中，是探测得以实现的根本原因。
5、电磁波（地质雷达）法：
电磁波法是一种使用高频电磁波探测地下介质分布的非破坏性探测方法。它通过剖面扫描的方式获得地下剖面的扫描图像。通过在地面上移动的发射天线向地下发射高频电磁波，在地下旅行的电磁波遇到不同的电性界面时，就会发生反射、透射和折射。电介质间的电性差异越大，反射回波能量也越大。反射到地面的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过接收主机精确地记录下反射回波到达的时间、相位、振幅、波长等特征，再通过信号叠加放大、滤波降噪、图像合成等数据加工处理手段，形成地下剖面的扫描图像。通过对图像的判读，便可得到地下目标物的分布位置和状态。
6、声波法：
由于声音在大地土壤中的传播与沿地下管道传播存在着差异，如果使一定频率和强度的声波沿管道传播，通过仪器在地面寻找并接收这个声波，就可以推断出地下管道的位置和走向。它应用的是波的传播原理，可以用于探测那些对测深精度要求不高的、或者深度数据可以通过调查弥补的金属及非金属管道。这一方法目前还有待于进一步的研究和开发。
7、红外辐射法：
在有些地区、或者在某个季节里，地下供水管道中水的温度较其周围土壤偏低，使得我们有可能通过热辐射检测来确定地下管道的平面位置以及发现漏水。应用的是热交换原理。它可以用于探测那些对测深精度要求不高的某些金属及非金属管道，具有一定的发展前景。
8、其它可选方法：
其它可选的物理探测方法还有：电阻率法、充电法、磁场强度法、浅层地震勘测法、面波法等等。这些也都具有良好的应用开发前景。也许，将来还会有一些前所未知的新技术、新方法也逐渐进入人们的视野，为我们提供更多的选择。
三、地下管线技术的发展与应用
地下管线探测是地下管线信息获取重要的基础工作。直到目前，随着我国城市地下管线管理事业的不断的发展，地下管线探测技术技术也越来越信息化了。
1.管道管理信息化
是改变了传统管理方式，提高了工作效率和管理水平。原来对城市地下管线以人工管理方式为主，但往往是现状不清、资料不全、不准确、不现势，并且管线档案均以纸介质存储。通过地下管线普查，查清了地下管线现状，实现了管线信息的数字化与信息化管理，促进了地下管线管理的科学化、规范化。
因为只有建立了地下管线的准确的信息系统，才可以及时的为城市的建设与建筑的施工提供服务，这样可以避免许多挖断管线的施工事故，同时可以对城市的面貌和环境产生良好的影响，为构建数字城市创造条件，及时有效的对数字信息的动态的更新，实现管线信息的资源共享奠定一个美好的基础。
2.地下管线技术发展
传统二维的管理模式难以对大量的管线信息进行有效的描述和表达，管线三维模型能直观地描述管线的特征及管线间的空间关系，能真实地反映地下管线的空间分布状况，因此在三维系统中实现管线的三维显示与管理可使系统的直观性和可操作性得到大大的改观，使得本来在平面显示下错综复杂的管线变得更加清晰明了。城市三维地下管线管理系统是以计算机网络为载体，GIS软件为平台的应用型技术系统，整合城市地下综合管线数据资源，实现了地下管线的三维可视化管理、存储、查询、分析、定位等功能，形成了一套完善的城市地下综合管线数据资源管理数字化、可视化的三维管线系统。
整合城市地下综合管线基础数据资源，推进数字地理空间信息平台建设，逐步通过数据资源的“集中管理、分布应用”实现数据管理部门和应用部门之间的共建共享。实现决策基础数据资源管理数字化、可视化。通过整合GIS技术，将地图元素和地下空间信息融入到管理体系中，以三维的形式展现，实现城市决策信息资源的数字化和可视化，提高了决策的科学性和合理性。提高政府保障公共安全和处置突发公共事件的能力。
突发应急事故发生后，政府可在第一时间了解灾害发生地周边管线分布情况，高效调用相关资源，迅速完成应急处置，使产生的危害降到最低程度。提高基础数据管理水平。既可以查阅局部地区管线的各种细节，又可浏览区域管线的宏观分布；既可研究单种管线情况，又可了解各种管线的整体分布关系；既可用以指导工程施工，又可用来做新区规划或管线设计，使管理工作得心应手。
四、地下管线管理进入数字化和信息化时代
首先要加强法规建设，完善管线的法治化管理，将地下管线管理列入地方性法规立法的计划。同时要从市级层面进行顶层设计，理顺地下管线管理体制机制，明确市、区两级政府和各部门管理职责，建立跨区域跨部门的协调管理机制。
从提升信息化管理水平方面，建议提出要打造智慧网络体系。从全市层面进行一次地下综合管线数据的全面普查，建立标准统一的综合管线数据库。同时借助云计算等信息技术，建立信息共享机制，打造全市统一的地下管线协同管理网络平台。
五、结束语
健全地下管线的管理条例和体系，统一实现高科技的技术水平是城市地下管线信息化的基本条件，所以要在监督检测城市地下管线的同时，完成对地下管线的维护和管理，并进一步的推进探测技术的规范和标准，建设健全的社会体系。
参考文献：
[1]李学军.我国城市地下管线信息化发展与展望[J].城市勘测.2011（8）：90-92
[2]夏蔷哲.浅谈城市地下管线探测工程监理[J].城建档案.2013（4）：20-22
[3]魏彬，贺莎蕾.地下管线探测数据的后期处理[J].城市勘测.2012（7）：201-203
[4]陈南阳.泉州市地下管线探测经验探讨[J].测绘与空间地理信息.2012（71）：3-6
【关键词】城市地下管线；管线探测；管理技术；
一、前言
我国的城市地下管线探测技术已经由早期的摸黑进行，到了现在的利用国内外先进的仪器设备进行探测；人机一体化的成图模式，以及全方位信息化的管理方式，来管理数字化的信息。但目前还是存在着一定的实际问题。
二、城市地下管线探测方法
常用的和较为有发展前景的探测方法包括电磁法、电磁波（地质雷达）法、磁梯度法、综合分析法、钎探法、声波法、红外辐射法以及其它方法等等。其中，前五种是现实应用的最基本的探测方法，后两种是我个人认为今后可能会有一定的发展的探测方法。
1、电磁法：
简单地说就是交变电磁场（一次场）可以在地下金属管线上感应产生次级交变电磁场（二次场），由于一次场在空气中的传播距离有限，而二次场则可以沿金属管线传播很远，所以我们可以在离开一次场的地方通过测量二次场来确定地下管线的位置。电磁法是目前地下管线探测的最核心的技术方法。它探测结果精确、探测方法多种多样，可以适用于绝大多数情况下的地下金属管线探测，是在包括技术理论、仪器生产和实际应用等方面都最为成熟的地下管线探测技术。
2、磁梯度法：
通过测量单位距离内地磁场强度的变化，可以发现近地表的金属物体。主要用于探测被掩埋的金属井盖，缺点是易磁性体干扰。
3、钎探法：
沿管道可能的走向上垂直布设钎探点，在各个钎探点上先用冲击钻钻透坚硬路面，再将钢钎逐渐打下，直到超过管道可能的深度再换下一点重新开始，一直到打到管道为止。钎探需要避开地下电缆和其它地下重要设施，具有一定的危险性和破坏性，要求具有钎探经验的技术人员现场指挥操作。当其它方法均不奏效时，钎探法往往是最后的选项。它也被事实证明是一种非常有效的探测方法，对解决探测中的难点问题帮助巨大。
4、综合分析法：
搜集一切可以搜集的直接证据、间接证据以及相关参考，通过综合的逻辑分析来判断地下管线的真实情况，从而对地下管线精确定位。以供水管道为例，直接证据包括在明显管线点上调查的阀门、消火栓、排气阀、排污阀、预留口、减压阀、检修井以及管道出露位置和用户情况等等。间接证据则包括各种管网资料图、各种探测方法所提供的信号信息等等。相关参考则包括探测方法的基本原理及技术理论、管道施工及管网布设的一般规律及本地特殊规律、干扰因素的估判、个人探测经验、相关人士提供的管道信息等等。直接证据是最根本有效的探测依据，间接证据和相关参考都必须和直接证据存在逻辑关系才能成为探测依据。综合分析法是地下管线探测中最根本最普遍的技术方法，它始终贯穿于各种探测方法之中，是探测得以实现的根本原因。
5、电磁波（地质雷达）法：
电磁波法是一种使用高频电磁波探测地下介质分布的非破坏性探测方法。它通过剖面扫描的方式获得地下剖面的扫描图像。通过在地面上移动的发射天线向地下发射高频电磁波，在地下旅行的电磁波遇到不同的电性界面时，就会发生反射、透射和折射。电介质间的电性差异越大，反射回波能量也越大。反射到地面的电磁波被与发射天线同步移动的接收天线接收后，通过接收主机精确地记录下反射回波到达的时间、相位、振幅、波长等特征，再通过信号叠加放大、滤波降噪、图像合成等数据加工处理手段，形成地下剖面的扫描图像。通过对图像的判读，便可得到地下目标物的分布位置和状态。
6、声波法：
由于声音在大地土壤中的传播与沿地下管道传播存在着差异，如果使一定频率和强度的声波沿管道传播，通过仪器在地面寻找并接收这个声波，就可以推断出地下管道的位置和走向。它应用的是波的传播原理，可以用于探测那些对测深精度要求不高的、或者深度数据可以通过调查弥补的金属及非金属管道。这一方法目前还有待于进一步的研究和开发。
7、红外辐射法：
在有些地区、或者在某个季节里，地下供水管道中水的温度较其周围土壤偏低，使得我们有可能通过热辐射检测来确定地下管道的平面位置以及发现漏水。应用的是热交换原理。它可以用于探测那些对测深精度要求不高的某些金属及非金属管道，具有一定的发展前景。
8、其它可选方法：
其它可选的物理探测方法还有：电阻率法、充电法、磁场强度法、浅层地震勘测法、面波法等等。这些也都具有良好的应用开发前景。也许，将来还会有一些前所未知的新技术、新方法也逐渐进入人们的视野，为我们提供更多的选择。
三、地下管线技术的发展与应用
地下管线探测是地下管线信息获取重要的基础工作。直到目前，随着我国城市地下管线管理事业的不断的发展，地下管线探测技术技术也越来越信息化了。
1.管道管理信息化
是改变了传统管理方式，提高了工作效率和管理水平。原来对城市地下管线以人工管理方式为主，但往往是现状不清、资料不全、不准确、不现势，并且管线档案均以纸介质存储。通过地下管线普查，查清了地下管线现状，实现了管线信息的数字化与信息化管理，促进了地下管线管理的科学化、规范化。
因为只有建立了地下管线的准确的信息系统，才可以及时的为城市的建设与建筑的施工提供服务，这样可以避免许多挖断管线的施工事故，同时可以对城市的面貌和环境产生良好的影响，为构建数字城市创造条件，及时有效的对数字信息的动态的更新，实现管线信息的资源共享奠定一个美好的基础。
2.地下管线技术发展
传统二维的管理模式难以对大量的管线信息进行有效的描述和表达，管线三维模型能直观地描述管线的特征及管线间的空间关系，能真实地反映地下管线的空间分布状况，因此在三维系统中实现管线的三维显示与管理可使系统的直观性和可操作性得到大大的改观，使得本来在平面显示下错综复杂的管线变得更加清晰明了。城市三维地下管线管理系统是以计算机网络为载体，GIS软件为平台的应用型技术系统，整合城市地下综合管线数据资源，实现了地下管线的三维可视化管理、存储、查询、分析、定位等功能，形成了一套完善的城市地下综合管线数据资源管理数字化、可视化的三维管线系统。
整合城市地下综合管线基础数据资源，推进数字地理空间信息平台建设，逐步通过数据资源的“集中管理、分布应用”实现数据管理部门和应用部门之间的共建共享。实现决策基础数据资源管理数字化、可视化。通过整合GIS技术，将地图元素和地下空间信息融入到管理体系中，以三维的形式展现，实现城市决策信息资源的数字化和可视化，提高了决策的科学性和合理性。提高政府保障公共安全和处置突发公共事件的能力。
突发应急事故发生后，政府可在第一时间了解灾害发生地周边管线分布情况，高效调用相关资源，迅速完成应急处置，使产生的危害降到最低程度。提高基础数据管理水平。既可以查阅局部地区管线的各种细节，又可浏览区域管线的宏观分布；既可研究单种管线情况，又可了解各种管线的整体分布关系；既可用以指导工程施工，又可用来做新区规划或管线设计，使管理工作得心应手。
四、地下管线管理进入数字化和信息化时代
首先要加强法规建设，完善管线的法治化管理，将地下管线管理列入地方性法规立法的计划。同时要从市级层面进行顶层设计，理顺地下管线管理体制机制，明确市、区两级政府和各部门管理职责，建立跨区域跨部门的协调管理机制。
从提升信息化管理水平方面，建议提出要打造智慧网络体系。从全市层面进行一次地下综合管线数据的全面普查，建立标准统一的综合管线数据库。同时借助云计算等信息技术，建立信息共享机制，打造全市统一的地下管线协同管理网络平台。
五、结束语
健全地下管线的管理条例和体系，统一实现高科技的技术水平是城市地下管线信息化的基本条件，所以要在监督检测城市地下管线的同时，完成对地下管线的维护和管理，并进一步的推进探测技术的规范和标准，建设健全的社会体系。
参考文献：
[1]李学军.我国城市地下管线信息化发展与展望[J].城市勘测.2011（8）：90-92
[2]夏蔷哲.浅谈城市地下管线探测工程监理[J].城建档案.2013（4）：20-22
[3]魏彬，贺莎蕾.地下管线探测数据的后期处理[J].城市勘测.2012（7）：201-203
[4]陈南阳.泉州市地下管线探测经验探讨[J].测绘与空间地理信息.2012（71）：3-6