智慧海绵城市总体方案
智慧海绵城市建设
总体方案
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前言
城镇化是保持经济持续健康发展的强大引擎，是推动区域协调发展的有力支撑，也是促进社会全面进步的必然要求。然而，快速城镇化的同时，城市发展也面临巨大的环境与资源压力，外延增长式的城市发展模式已难以为继，《国家新型城镇化规划（2014－2020年）》明确提出，我国的城镇化必须进入以提升质量为主的转型发展新阶段。为此，必须坚持新型城镇化的发展道路，协调城镇化与环境资源保护之间的矛盾，才能实现可持续发展。党的“十八大”报告明确提出“面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位……”。习近平总书记关于“加强海绵城市建设”的讲话指出，建设生态文明，关系人民福祉，关乎民族未来。2013年12月，中央城镇化工作会议要求，“建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市”。
在此背景下2014年11月，住房和城乡建设部出台了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》。同年12月，住建部、财政部、水利部三部委联合启动了全国首批海绵城市建设试点城市申报工作。
目录
前言 ...................................................................................................................................... I I 第一章海绵城市概念理念与建设目标 . (4)
一、基本概念 (5)
二、建设理念 (5)
三、控制目标 (7)
第二章智慧海绵城市总体设想 (9)
一、智慧海绵城市与智慧城市的关系 (9)
二、智慧海绵城市建设目的 (9)
三、智慧海绵城市建设范围 (10)
四、智慧海绵城市建设思路 (11)
五、智慧海绵城市建设原则 (12)
六、智慧海绵城市建设目标 (13)
第二章智慧海绵城市系统架构 (16)
一、业务架构 (16)
二、数据架构 (16)
三、技术架构 (17)
四、系统布局 (18)
第三章智慧海绵城市系统功能 (19)
一、城市雨水资源建设一体化管理平台 (19)
二、城市雨水资源状态智能感知 (20)
三、城市雨水资源运营监管与决策平台 (21)
四、雨水资源公众信息服务平台 (24)
第四章建设智慧海绵城市的基础条件 (25)
一、通信网络 (25)
二、软硬件平台 (25)
三、安全系统 (26)
四、终端系统 (27)
第五章商业模式 (28)
第一章海绵城市概念理念与建设目标
2012年4月，在《2012低碳城市与区域发展科技论坛》中，“海绵城市”概念首次提出；2013年12月12日，习近平总书记在《中央城镇化工作会议》的讲话中强调：“提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑更多利用自然力量排水，建设自然存积、自然渗透、自然净化的海绵城市”。而《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》以及仇保兴发表的《海绵城市（LID）的内涵、途径与展望》则对“海绵城市”的概念给出了明确的定义，即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。提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。
国务院办公厅出台“关于推进海绵城市建设的指导意见”指出，采用渗、滞、蓄、净、用、排等措施，到2020年将80%的降雨就地消纳和利用。作为城市发展理念和建设方式转型的重要标志，我国海绵城市建设“时间表”已经明确且“只能往前，不可能往后”。全国已有130多个城市制定了海绵城市建设方案。
一、基本概念
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适
应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。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。建设海绵城市，统筹发挥自然生态功能和人工干预功能，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式，有利于修复城市水生态、涵养雨水资源，增强城市防涝能力，扩大公共产品有效投资，提高新型城镇化质量，促进人与自然和谐发展。
简而言之，海绵城市建设成具有吸水、蓄水、净水和释水功能的海绵体，提高城市防洪排涝减灾能力。
二、建设理念
建设海绵城市，首先要扭转观念。传统城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水，以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。根据《海绵城市建设技术指南》，城市建设将强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水，以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念。
建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回
用，最后剩余部分径流通过管网、泵站外排，从而可有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力。
图海绵城市——低影响开发雨水系统构建设流程
海绵城市——低影响开发雨水系统构建需统筹协调城市开发建设各个环节。在城市各层级、各相关规划中均应遵循低影响开发理念，明确低影响开发控制目标，结合城市开发区域或项目特点确定相应的规划控制指标，落实低影响开发设施建设的主要内容。
三、控制目标
构建低影响开发雨水系统，规划控制目标一般包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等。各地结合水环境现状、水文地质条件等特点，合理选择其中一项或多项目标作为规划控制目标。鉴于径流污染控制目标、雨水资源化利用目标大多可通过径流总量控制实现，低影响开发雨水系统构建可选择径流总量控制作为首要的规划控制目标。
图低影响开发控制目标
《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》将我国大陆地区大致分为五个区，并给出了各区年径流总量控制率α的最低和最高限值，即I区（85%≤α≤90%）、II区（80%≤α≤85%）、III区（75%≤α≤85%）、IV区（70%≤α≤85%）、V区（60%≤α≤85%），如图3-3所示。各
地参照此限值，因地制宜的确定本地区径流总量控制目标。
第二章智慧海绵城市总体设想
一、智慧海绵城市与智慧城市的关系
海绵城市建设可以与国家正在开展的智慧城市建设试点工作相结合，实现海绵城市的智慧化，重点放在社会效益和生态效益显著的领域，以及灾害应对领域。智慧化的海绵城市建设，能够结合物联网、云计算、大数据等信息技术手段，实现智慧排水和雨水收集，对管网堵塞采用在线监测并实时反应；对城市地表水污染总体情况进行实时监测；通过暴雨预警与水系统智慧反应，及时了解分路段积水情况，实现对地表径流量的实时监测，并快速做出反应；通过集中和分散相结合的智慧水污染控制与治理，实现雨水及再生水的循环利用等等。
二、智慧海绵城市建设目的
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，，建设海绵城市，统筹发挥自然生态功能和人工干预功能，有效控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式，有利于修复城市水生态、涵养雨水资源，增强城市防涝能力。
通过智慧海绵城市建设达到如下三个目的：一是改进海
绵城市建设与运维监管方式，通过城市雨水资源体系状态与数据采集机制，包括海绵城市建设项目的模型化分析、雨水径流数据的动态化采集、雨水在城市区域的积存、渗透和净化的数字化感知，实现城市雨水资源体系的建模、统计、收集和利用过程的数字化动态监测，实现地表水污染源和指标的实时监测；二是通过一体化的业务监管云平台，对海绵城市的建设、管理和运维的业务监管提供技术支撑，在全面数据感知的基础上，为宏观层面的指挥协调、服务监管、异常预警和辅助决策提供过程数字化、管理可视化、决策数据化的能力，并提供城市雨水资源数据资源共享能力，统筹和促进自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节；三是改进海绵城市雨水资源建设、管理与运维的市民体验交互的服务方式，构建内容丰富、形式多样、及时可靠的城市雨水资源体验交互的信息服务体系，提高雨水资源系统的体验交互的信息服务能力，引导广大市民认知和参与海绵城市的建设、管理和运维过程中来。
三、智慧海绵城市建设范围
本信息化应用的建设范围主要包括雨水资源体系的状态与数据的动态采集平台（包括建设项目一体化管理系统、运维数据集成化感知系统、雨水资源污染源和污染指标实时化监测系统），海绵城市业务综合管理平台（包括基于地理信息系统（GIS）的海绵城市一体化展示系统，海绵城市工
程数字档案系统、海绵城市建设一体化管理系统、海绵城市异常预警与指挥调度系统），市民信息交互服务平台。通过三个平台以及下属系统的建设，以实现数据采集、业务监管、异常预警、指挥协调辅助决策和公众服务的目的；
智慧海绵城市建设以建设单位、设计单位、项目业主、行业主管单位、城市市民为主要服务对象，建设城市雨水资源智能化系统。以完善构建城市雨水资源体系建设与运维监测为重点，加快推进雨水资源行业的运行状态日常监测、服务监管、统计分析与异常预警，实现城市雨水资源管控的协同调度，并提供及时可靠面向公众的信息交互服务。
四、智慧海绵城市建设思路
采用“政府主导、互动协同、共建共享”的建设模式，遵循“强化数据建设，突出应用效能，提升服务质量，建立长效机制”的建设思路，确保工程满足近期需求，兼顾未来发展。
（一）强化数据建设。以建设项目一体化管理、运维数据集成化感知、雨水资源污染源和污染指标实时化监测为核心，强化行业管理部门与运营企业间的数据交换与共享，基本建成包含雨水资源相关企业和行业管理部门两个层级的城市雨水资源数据资源体系，并确保各类数据的真实性、准确性与及时性。
（二）突出应用效能。智慧海绵城市建设着眼于为城市雨水资源行业管理部门实时感知与监测雨水资源各个环节的数据状态、增强服务质量与安全监管能力、提升综合决策水平等，为城市雨水资源相关企业提高运行效率，优化企业管理等发挥应用实效。
（三）提升服务质量。智慧海绵城市建设致力于为市民提供及时准确、便于获取的交互信息，并改进与位置信息相结合的动态信息服务，让市民切实感受到信息服务的便利。
（四）建立长效机制。在工程建设过程中，必须同步建立信息采集、交换和质量保障机制以及运行维护保障机制，以确保城市雨水资源信息化建设良性发展。
五、智慧海绵城市建设原则
（一）用户导向。智慧海绵城市建设充分体现“以人为本”，便民、利民的服务理念，优化城市雨水资源的运行调度与规范化管理，建设丰富实用、经济便捷的一体化体验交互的信息服务体系，使体验交互的信息服务惠及最广大的市民。
（二）资源集约。应充分利用各地现有的动态监测设备、数据资源中心、基础通信网络、数据交换平台、机房等信息化基础条件，整合各类数据资源，统筹规划和推进智慧海绵城市建设，加强与已有、在建、待建系统间的功能接口设计
和应用集成，避免重复建设，提高行业信息化的资源整合与规模效益。
（三）业务协同。着眼于构建现代城市综合雨水资源利用体系，加强工程顶层设计，明确不同城市雨水资源渗、净、蓄、用水各个环节、雨水资源企业与行业管理部门间、城市雨水资源与其他行业之间的业务协作，保证行业、企业间相关业务的协调联动。
（四）标准统一。严格遵守终端设备、应用系统、信息资源、信息交换、信息服务等方面的相关国家标准、行业标准和本信息化应用标准规范，保证信息高效共享和业务有效联动，形成协调统一的有机整体。
（五）架构开放。以保证系统可靠运行和持续发展为前提，采用开放式架构设计，满足业务功能扩展需要，加强与其他相关信息系统架构统筹协调和有效融合，共建共享相关资源。
六、智慧海绵城市建设目标
根据《规划》要求，确定本信息化应用的建设目标如下：（一）提升城市雨水资源体系监测水平。
——完善城市雨水资源收集和利用基础信息采集能力。在工程确定的示范区域内，城市雨水资源管控的基础信息
（企业信息、从业人员信息、设备信息、管网信息、蓄水池信息等）采集入库比率逐渐达到100%。
——完善城市雨水资源动态监测体系建设。其中径流量、管网流量、设备功率、蓄水量、主要污染物监测等实现智能感知，智能设备的平均上线率应不低于95%。城市雨水资源管控的运行信息（包括运营计划信息、运营服务信息、设备运行信息和安全事故信息等）采集入库比率应达到100%。
（二）提升城市雨水资源企业智能化调度水平。
——实现智能调度、设备动态监控、调度计划的自动生成以及动态排班等功能。
——建设有快速排水系统的，应全面实现快速排水系统与普通雨水资源管控的协同调度。
（三）提升体验交互的信息服务水平。
——能够通过网站、移动终端、电子信息服务屏等多种渠道，为市民提供体验交互的信息服务。
——已实现雨水资源管控各个环节的信息共享的，并为市民提供综合体验交互的信息服务。
（四）提升行业监管水平。
——实现行业管理部门对城市雨水资源收集和利用基础信息以及运行状态信息的准确掌握，增强行业管理部门监
管能力，促进运营管理规范化。
——实现对城市雨水资源数据资源的综合利用，增强行业管理部门对服务质量考核、发展水平评价、线网优化调整等方面决策的科学性。
（五）提升安全保障水平。
——加强城市雨水资源相关设备设备及管线等重点设施的运行状态监测与安全防控。
——增强城市雨水资源相关设备运行状态异常监测与预警能力，提升城市雨水资源系统应急反应能力和安全保障水平。
——有条件的城市应加强与其他城市客运方式指挥调度与应急处置系统的协调联动。
第二章智慧海绵城市系统架构
一、业务架构
根据工程业务范围，本信息化应用包括城市雨水资源建设一体化管理、城市雨水资源状态感知、行业运营监管与决策、雨水资源公众信息服务四大业务平台。
各地应根据当地城市雨水资源收集和利用发展状况、管理体制以及企业经营管理模式，合理确定工程业务架构，明晰城市雨水资源利用主管部门及相关业务部门、各城市雨水资源企业的业务功能及分工协作关系，构建合理的业务运行管理机制。
二、数据架构
本信息化应用涉及城市雨水资源的基础数据、运行监测数据、综合分析数据、体验交互的信息服务数据。数据架构采用行业、企业两级数据资源逻辑架构体系。物理架构可根据各城市的建设条件、行业管理体制及企业经营管理模式，合理部署包括行业管理部门和企业两个层级的数据资源体系。数据库建设应遵循信息资源规划思想，坚持“一数一源”的原则，避免重复采集。
由行业管理部门统一建设城市雨水资源数据资源中心，构建涵盖企业和行业两个层级的雨水资源数据资源体系。其
中，企业层级主要面向企业监控调度、运营生产等管理过程，实现对公交基础数据、动态运行信息的采集、处理和存储，形成统一的雨水资源基础数据库和业务数据库；行业层级主要面向雨水资源基础业务管理、综合运行监测、应急指挥调度、服务质量考核与发展水平评价、行业分析决策和雨水资源公众信息服务等业务需求，通过定期交换共享和实时采集的方式分别获取雨水资源的基础数据、动态运行数据，形成统一的雨水资源基础数据库、业务数据库与主题数据库。并预留与省级雨水资源利用主管部门、城市其他行业相关部门之间的信息交换共享。
三、技术架构
本信息化应用技术架构应加强与其他信息系统技术架构的统筹协调，共建共享统一支撑城市雨水资源利用信息化发展的技术和保障体系，防止不同工程间技术体系分化，避免重复建设，实现集约发展，提高行业信息化的规模效益。
应根据系统的应用架构与数据架构，在城市雨水资源收集和利用管理部门、雨水资源企业间合理配置相应的应用支撑平台、主机及存储系统、通信网络系统、信息安全系统、应用系统、数据采集终端系统等技术资源。还应考虑与部、省级雨水资源利用主管部门以及城市其他相关部门间的业务对接。
四、系统布局
各城市应根据现有建设条件和城市雨水资源利用信息化总体规划，按照资源集约的原则，综合考虑管理体制、业务布局、数据架构、应用架构和技术架构等因素，合理确定系统布局方案，在城市雨水资源利用主管部门或雨水资源企业集中或分布部署软硬件平台。
城市行业运营监管与决策平台原则上应部署在城市雨水资源利用主管部门，通过雨水资源行业专网与省、部级相关信息化平台以及雨水资源状态智能感知实现业务衔接和信息共享。雨水资源状态智能感知原则上应部署在雨水资源企业，通过雨水资源专网实现与城市雨水资源收集和利用管理部门的系统衔接与信息共享。雨水资源公众信息服务平台可部署在城市雨水资源利用主管部门或企业。
第三章智慧海绵城市系统功能
本信息化应用应围绕城市雨水资源企业、市民、行业管理部门三方的业务需求，实城市雨水资源建设一体化管理、城市雨水资源状态感知、行业运营监管与决策、雨水资源公众信息服务四大业务平台。
一、城市雨水资源建设一体化管理平台
面向海绵城市建设期，提供项目建设一体化管理平台，该平台基于地理信息系统（GIS），结合三维建模，将城市空间三维与雨水资源系统紧密融合，实现基于地上三维构造物和地下管线、设施的一体化展现，并实现以下具体的建设项目管理。
（1）建立合同管理机制，实现合同信息登记、合同变更管理、合同付款管理、合同分包管理，系统能灵活导出合同台帐。
（2）建立工程造价信息的分析、比较体系。实现设计概算、工程预算、合同清单、周期计量、工程结算的数据关联，进行动态对比与分析，实现业主投资的全面控制。
（3）实现包括单价变更、数量变更的变更申请、审批、批复的流程化管理和痕迹保留，实现相关变更附件、关联变更清单的查阅。并可基于大数据分析实现多层次变更情况汇
总，尤其是对变更情况及时进行统计、筛分，重点监控，有效控制建安项目“价量”的调整和变化。
（4）实现项目总体、年度、季度、月计划的填报与审核，各级管理者可以查阅权限内项目的计划汇总情况，还可逐级查询项目各施工单位（合同）计划情况。实现项目层面和整体层面的进度以及其它统计数据汇总、生成和查询。实现计划与进度完成（统计）情况的对比，形成图形化的结果输出。并可以与三维系统进行集成展示。
（5）基于手机无缝配合现有的项目管理体系，建立便捷的工作沟通管道，通过智能移动端的动态项目管理，为决策者提供实时资讯，提高工作效率。工程报验验收、工程变更、质量安全状况、施工环境、工程巡视及工作指令下达等信息沟通时可实现现场通过移动设备的移动处理，并于后台数据段和综合管理业务的无缝对接。
二、城市雨水资源状态智能感知
城市雨水资源状态智能感知主要包括企业运营信息管理、设备运行动态监控、资源信息动态采集等。
（一）企业运营信息管理。
主要包括运营计划、设备与班次计划、调度系统内各相关要素、运营指标等相关信息的管理和统计分析等功能。
（二）设备运行动态监控。
主要包括以模拟方式和电子地图方式实现设备的动态监控。可基于电子地图动态显示设备的实时位置、运行速度、设备关键设备的运行状态等信息，并能实现设备运行轨迹回放、车载视频动态远程监控与回放、设备运行异常状态的报警监控等功能。
（三）资源信息动态采集
水资源相关的分布式信息，包括径流量、污染物情况、水位信息、渗水指标等需要依托智能感知硬件实现采集、分析、传输，且与具体物理设备无关，需要分布式大量部署，平台需要结合地理信息系统进行统一的部署管理和数据融合，是实现海绵城市雨水资源动态智能感知的基础。
三、城市雨水资源运营监管与决策平台
城市行业运营监管与决策平台重点为行业管理部门提供行业监管与决策服务，主要包括基础业务管理、综合运行监测、安全应急管理、服务质量考核与发展水平评价、统计决策分析等功能。
（一）基础业务管理。
基础业务管理功能主要包括日常业务管理、服务监督管理、政务信息公开等三方面。