偌大城市，綜合管廊如何精準(zhǔn)定位？

原創(chuàng)2017-08-14李鵬程，施萍中國給水排水

編者按

目前，各大城市綜合管廊工程建設(shè)如火如荼，如何精準(zhǔn)科學(xué)規(guī)劃綜合管廊路由成為研究熱點。以靖江市綜合管廊設(shè)計為例，上海市政院利用GIS矢量數(shù)據(jù)拓撲分析、緩沖區(qū)分析等功能，探索了基于GIS的地下綜合管廊路由確定方法，相關(guān)成果可為地下綜合管廊規(guī)劃編制提供一種新思路。

作者簡介:李鵬程(1986-),男,漢族,河南新鄉(xiāng)人,博士,上海市政院工程師,主要從事市政排水、水文水資源、管廊規(guī)劃、設(shè)計和研究工作。

歸納多個城市管廊路由的規(guī)劃方法，大致可以分為以下兩類，一類是在適建區(qū)分析的基礎(chǔ)上，主要結(jié)合高壓規(guī)劃電力電纜布局安排，兼顧輸水規(guī)劃干管布局，以及通信干管布局，即以三類專業(yè)主干管形成管廊規(guī)劃布局，這種方法以江蘇省南京市的地下綜合管廊規(guī)劃為代表；第二類是將城市的主次干道作為可能建設(shè)地下綜合管廊干線、支線的路由，通過專家打分綜合管廊建設(shè)適宜度評價法（經(jīng)驗法）得到得分較高的路段，進行成果修正后得到綜合管廊的規(guī)劃路由，這種方法以湖北省十堰市的地下綜合管廊規(guī)劃為代表。

管廊路由的確定從本質(zhì)上講是將與其相關(guān)的空間信息資料（一般包括城市功能分區(qū)、空間布局、土地利用、開發(fā)建設(shè)、地下管線、道路布局等）進行提取、分析與數(shù)據(jù)挖掘的過程，而處理空間數(shù)據(jù)正是地理信息系統(tǒng)（Geographical information system，GIS）的核心功能之一。本次研究主要利用GIS矢量數(shù)據(jù)拓撲分析、緩沖區(qū)分析等功能，探索基于GIS的綜合管廊路由確定方法。

1

基于GIS的規(guī)劃路由確定方法

1.1

技術(shù)方法

通過GIS對對象城市所有道路下的管廊建設(shè)的適宜度進行評價，為規(guī)劃路由的確定提供依據(jù)。具體技術(shù)方法如下：

（1）選定城市道路（通常為主干路、次干路）為綜合管廊的適建道路；

（2）基于GIS按照統(tǒng)一的評判標(biāo)準(zhǔn)對被選對象進行綜合評價；

（3）最終確定綜合管廊路由是否合理，形成規(guī)劃路由。

通過上述步驟，完成基于GIS的地下綜合管廊路由方案的確定。

1.2

基于 GIS 的主、次干道綜合管廊適宜度評價方法結(jié)構(gòu)

綜合管廊建設(shè)的適宜度評判多用到類似層次分析法的專家打分體系，層次分析法把研究對象作為一個系統(tǒng)，按照分解、比較判斷、綜合的思維方式進行決策，成為繼機理分析、統(tǒng)計分析之后發(fā)展起來的系統(tǒng)分析的重要工具。傳統(tǒng)的基于經(jīng)驗的層次分析方法把路由確定工作作為一個系統(tǒng)，按照分解、比較判斷、綜合的思維方式進行決策，但存在以下兩方面的缺陷：

（1）定量數(shù)據(jù)較少，定性成分多，不易令人信服；

（2）指標(biāo)過多時數(shù)據(jù)統(tǒng)計量大，且權(quán)重難以確定。

敷設(shè)地下綜合管廊的路由道路適宜度評判的目標(biāo)并非利用評判結(jié)果直接得到規(guī)劃路由，而是通過多因素評判，為規(guī)劃地下綜合管廊路由提供經(jīng)過加工的“素材庫”。適宜度評價將結(jié)合GIS，通過點、線、面三種要素類型，選取與地下綜合管廊路由選線關(guān)系密切的五個因素，對適宜建設(shè)地下綜合管廊的道路進行初步遴選，地下綜合管廊適宜度評價指標(biāo)圖如圖1所示。

圖1 綜合管廊適宜度評價指標(biāo)圖

根據(jù)適宜度評價的目的，以目的為導(dǎo)向，為避免評價由是非、二分邏輯判斷演變?yōu)閺?fù)雜但無必要的數(shù)學(xué)優(yōu)化算法的爭論，且考慮各要素在地下綜合管廊適宜評價體系中并不存在顯著的重要性差異，因此規(guī)劃中原則上各子要素的得分值均為1，即道路滿足此子要素條件得1分，不滿足不得分。

2

實施案例：靖江市綜合管廊路由規(guī)劃

以靖江市為例，詳細介紹基于GIS地下綜合管廊路由規(guī)劃方法。靖江市屬于江蘇省泰州地區(qū)，位于中國內(nèi)地最富庶的經(jīng)濟發(fā)展區(qū)——長江三角洲，歷史悠久，文化底蘊豐厚，為全國綜合實力百強縣（市）之一、長三角最具投資價值縣（市）、全國生態(tài)示范區(qū)，自然條件優(yōu)越，有“蘇北小江南”的美譽，靖江市區(qū)位圖如圖2所示。

圖2 靖江市區(qū)位圖

3

基于 GIS 的點、線、面三種要素類型的綜合管廊適宜度評價方法

依據(jù)《靖江市城市總體規(guī)劃（2015—2030）》將靖江市的主、次干道作為可能建設(shè)地下綜合管廊干線、支線的路由。根據(jù)該規(guī)劃，至2030年，共規(guī)劃主、次干道62條，由于部分道路存在分段情況，實際總道路條數(shù)為66條。規(guī)劃的主、次干道共62條，每條道路與地下綜合管廊建設(shè)條件相關(guān)的要素又包括地塊屬性、管線規(guī)劃、道路寬度、建設(shè)時序等，利用GIS強大的空間分析功能對涉及地下綜合管廊建設(shè)相關(guān)要素的空間位置信息和其他屬性信息進行統(tǒng)一的分析與管理，對主干路、次干路進行管廊建設(shè)的適宜度進行綜合評價。

3.1

點要素

點要素考慮主要用戶鏈接度（變電站、熱電站、水廠）以及地下空間開發(fā)（地下綜合體中心）。點要素結(jié)合GIS的緩沖區(qū)分析功能，確定要素輻射的有效范圍。

變電站的出線若能在較近距離接入綜合管廊系統(tǒng)，可提高電網(wǎng)的安全性。考慮110kV及以上高壓線基本沿城市外圍布設(shè)，完全按照高壓電網(wǎng)的走向布置干線管廊可行性較低，因此，重點考慮變電站400米輻射范圍內(nèi)的道路，便于就近接入。經(jīng)統(tǒng)計變電站輻射范圍內(nèi)的道路共有29條。按照子要素的得分原則，該范圍內(nèi)的道路均得1分。

同變電站的分析類似，熱電廠同樣為地下綜合管廊建設(shè)的重要點要素。靖江市共有兩座熱電廠，分別為蘇源熱電廠和江源熱電廠。經(jīng)統(tǒng)計熱電廠輻射范圍內(nèi)的道路共有3條，該范圍內(nèi)的道路均得1分。

凈水廠為地下綜合管廊建設(shè)的重要點要素。靖江市共有三座凈水廠，分別為江防水廠、合興水廠及雅橋水廠。經(jīng)統(tǒng)計凈水廠輻射范圍內(nèi)的道路共有4 條，該范圍內(nèi)的道路均得1分。

根據(jù)《靖江市城市地下空間開發(fā)利用規(guī)劃（2015‐2030）》，將在濱江新城建設(shè)一處商業(yè)中心地下綜合體。經(jīng)統(tǒng)計，地下綜合體中心輻射范圍內(nèi)的道路共有2條，該范圍內(nèi)的道路均得1分。

3.2

線要素

線要素主要包括道路屬性、管線規(guī)劃、地下步行街及地下道路建設(shè)以及可實施性。

道路屬性主要包括道路的等級，以及道路的寬度，在GIS中建立道路等級與道路寬度的屬性庫。城市道路寬度越寬，越有利于施工。道路寬度大于等于36米的得1分，小于36米的得0.5分。

管線規(guī)劃主要指現(xiàn)狀及規(guī)劃的給水（DN≥400）、綜合通信、中壓燃氣、熱力的主干管。運用 GIS中的疊置分析功能，分析主、次干路下的上述主干管長度。如果規(guī)劃管線的長度占道路總長度的比例大于一定比例，例如25%，則得1分，否則不得分，最終得到主、次干路地下綜合管廊建設(shè)管線得分圖。

圖3 主、次干路綜合管廊建設(shè)管線得分圖

3.3

面要素

面要素主要指地塊的屬性。在GIS中將靖江市的用地類型按照6大類進行重新分類，得到居住用地、公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、工業(yè)用地、物流倉儲用地、綠地與廣場用地等6大類用地的土地利用圖。由于道路兩側(cè)地塊的寬度不同，若按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計，造成誤差較大。因此，可根據(jù)每條道路兩邊地塊的實際寬度確定道路服務(wù)面積的各屬性地塊面積。利用ArcGIS緩沖區(qū)分析功能，對主、次干道兩側(cè)服務(wù)地塊的面積及所屬用地分類進行統(tǒng)計。由于綠地與廣場用地包含用地類型較多，分析每條道路時，列舉除綠地與廣場用地外的主要用地類型占比。

因此，根據(jù)分析得到66條主、次干路中不同地塊類型（共六種類型：公共管理與公用服務(wù)設(shè)施用地、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、居住用地、工業(yè)用地、物流倉儲用地、綠地與廣場用地）所占面積百分比統(tǒng)計表，統(tǒng)計每類地塊一定的分位數(shù)，例如80%所對應(yīng)的數(shù)值，每類地塊大于此值的道路得1分。綠地與廣場用地不得分，物流倉儲用地得0.5分。據(jù)此原則計算的地塊屬性得分如圖4所示。

表1 主、次干路服務(wù)地塊分類統(tǒng)計表（部分）

注：A為公共管理與公用服務(wù)設(shè)施用地；B為商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地；R為居住用地；M為工業(yè)用地；W為物流倉儲用地；G為綠地與廣場用地。

圖4 主、次干路綜合管廊建設(shè)地塊得分圖

3.4

適宜度評價成果

將道路屬性、管線規(guī)劃、主要用戶、地塊屬性、地下空間開發(fā)、可實施性的得分相加，并將總得分大于6歸為適宜度高的一類，得分大于等于5小于6的歸為適宜度中的一類，得分小于5的歸為適宜度低的一類，評價結(jié)果如圖5所示。

圖5 主、次干道綜合管廊建設(shè)適宜度成果圖

3.5

規(guī)劃布局圖

通過GIS對綜合管廊路由的空間分析，得到了靖江市主、次干道綜合管廊建設(shè)適宜度的得分，并將其在空間內(nèi)進行展示。根據(jù)管廊的布局原則，結(jié)合管廊適宜度評價成果，確定規(guī)劃路由方案，通過分析可知，最終的環(huán)狀方案不但滿足于“綜合管廊主體框架應(yīng)盡量連接成環(huán)，并依托主干框架拓展支線及纜線系統(tǒng)，形成網(wǎng)狀系統(tǒng)”的系統(tǒng)性、完整性原則，并且通過GIS 的適宜度分析，接近70%路由均為適宜度高的道路。

圖6 靖江市綜合管廊總體布局圖

（本文詳細內(nèi)容參見2017年5月《中國給水排水》第10期 “基于GIS的城市地下綜合管廊路由規(guī)劃初探”，作者：李鵬程，施萍，上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司）

來源：

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部

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