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排水檢查井蓋的多功能應用及其案例
沈陽檢查井蓋在城市的道路上星羅棋布，無處不在。但目前絕大部分的檢查井蓋只使用了它的基本功能，即承重、封閉、開啟檢查井之用。隨著城市管理要求的日益高漲，需要我們審視檢查井蓋所蘊藏的新價值，利用現代的通訊技術，可以實現檢查井蓋的多功能化，從而發揮出其更多的用途。本文介紹利用檢查井蓋檢測排水管道內水位變化以預測城市內澇，檢測腐蝕性氣體濃度變化以對管道養護情況跟蹤等功能。此外，也可做成藝術井蓋用以傳播文化信息。
一. 前言
檢查井作為城市基礎設施的一部分，在城市的道路上星羅棋布隨處可見。而設置于檢查井頂部的井蓋，是通往地下設施出入口的封閉物，其功能為承重、封閉與開啟檢查井。它既能承受交通車輛大流量高速行駛，也可以防止車輛、行人及異物的進入，保障地下管線和設備正常運行。按照材質來區分檢查井蓋，有鑄鐵和球墨鑄鐵等的金屬井蓋，有高強度纖維水泥混凝土井蓋和再生樹脂井蓋等。
近年，隨著通訊技術的不斷發展，利用檢查井蓋在其內部安裝特制的檢測裝置并作為信息源的技術不斷被開發，同時，通過對檢查井蓋的表面進行裝飾或者做成藝術井蓋等途徑來傳播文化信息。本文對排水檢查井蓋的多功能應用及其案例進行說明。
二. 實時收集管道內信息的多功能井蓋
多功能排水檢查井蓋，其主要裝置是在檢查井蓋內安裝通訊天線和用于供電的蓄電池，把通過測定獲得的檢查井內信息通過無線通訊隨時輸送到設置在監控中心的儲存器中。這些信息通過處理后能夠在電腦或者手機等終端進行確認，為監控中心的管理者了解情況和決策判斷提供及時的信息資料。目前使用較多的為可測定排水管道內水位變化和有毒腐蝕性氣體濃度的井蓋。
2.1 雨天監測排水管道水位
1. 設置的原理
在雨天時如何及時把握排水管道內的水位變化，可否事先知道出現內澇的時間和地點等，通過設置在檢查井蓋上的水位儀和信息發射裝置，監控中心可以及時接受排水管道內的水位變化信息，為對應可能出現的內澇區域及時做好人員和排水設施的準備工作。
其原理是，在檢查井內的排水管道口設置壓力式水位計，并和井蓋上的通訊裝置相連接，通過該水位計獲得的水位信息就可以得到及時傳送。
2. 存在的問題
這樣的多功能井蓋在大雨天氣會發生井蓋飛散和通訊障礙等問題。首先，當排水管道內的水位不斷上升，形成路面積水甚至水位過高，可能會造成檢查井蓋飛散現象。為此，從防盜和防止飛散的目的出發，對多功能檢查井蓋需要固定在井座上并上鎖，采用專用的開鎖工具才能打開。
針對無線電波在水中會逐漸衰減造成通訊障礙的問題，日本東京的排水管理部門對采用手機電波實施信息輸送的多功能井蓋進行了試驗，當井蓋被水淹沒水位逐漸上升時，在水位達到36cm時開始出現信號不安定現象，當水位達到40cm時，信號完全中斷。
3、預知災害功能
從防災的角度來看，當雨天時排水管道內水位逐漸上升，超過地面開始冒溢時，此時監控中心已經收到該檢查井內的水位信息并開始采取應對措施。因此，在水位上升至40cm出現通訊中斷之前，能夠有時間安排好應對的策略。所以，具有水位測定功能的檢查井蓋在防災中可以發揮很大作用。除此之外，有關部門可以根據區域的重要性，制定規劃多處設置該種類的檢查井蓋，用于分析該區域的下雨強度和排水管道內水位的關聯性。對積累的數據進行分析，可以根據天氣預報來預知檢查井冒溢的可能性以及路面積水深度，盡早啟動預案防止內澇災害的擴大。
2.2 實測排水管道內腐蝕性氣體濃度
伴隨城市管理的深入，從檢查井以及雨水箅冒出臭氣的問題也將逐漸得到重視并需要及時解決。分析產生這些臭氣主成分硫化氫的成因，并提出解決的方案，可以采用多功能檢查井蓋實施。
具體做法是，在檢查井內設置硫化氫氣體濃度檢測儀，與多功能檢查井蓋的通訊裝置進行連接，把檢查井內的硫化氫氣體濃度實時傳送至監控中心。一般的硫化氫氣體濃度測試儀都自帶電池，根據型號不同決定更換電池的頻率。日本東京的排水管理部門采用的是三個月更換一次電池的型號，可確保收集信息的連續性并減輕了維護管理工作的壓力。
通過跟蹤和監測檢查井內硫化氫氣體的濃度變化，可以在高濃度的時間段，調查周邊排水設施與出現高濃度值的關聯性。如果出現突發性高濃度情況時，可以追蹤與該監測點檢查井相通的周邊管道，確認周邊大樓有無采用污水泵站排放高濃度污水的現象。獲得第一手資料后可以指導和改進高濃度污水排放泵站和排放管的結構，減少或者消滅臭氣的發生。如果測得的硫化氫氣體濃度一直處于平穩狀態，需要加強對周邊排水管道的養護，增加該區域管道清淤的頻度，減少或者去除管道內硫化氫氣體的發生源。
三. 進行信息傳播的藝術井蓋
排水管道是城市生活中不可少的基礎設施，但是對一般老百姓來說也有黑臭和臟的感覺。如何改變民眾對排水設施的印象，提高大家的關注度，可以在隨處可見的檢查井蓋上面做文章，這樣不僅能提高社會效應，還會產生一定的經濟效益。在檢查井蓋上嵌入廣告圖案以及做成圖案亮麗的藝術井蓋，都可以達到這樣的效果。
3.1 嵌入圖案做公益宣傳的井蓋
為了提高老百姓對排水設施的關注度，可以通過改善檢查井蓋表面呆板的現狀，將現有的老式檢查井蓋調換成經過特殊設計的新型井蓋并置入圖案，進行公益宣傳。
具體做法是針對直徑為60cm的檢查井蓋，將其中間的約40cm的范圍設計成下凹式，可以在下凹的部分嵌入經過認可的圖案并固定，進行公益宣傳。日本石川縣的做法是，在人流較多的車站周邊人行道的檢查井蓋上，導入了這類井蓋并向當地的企業進行開放。結果有11家企業制作了15個不同的廣告版嵌入并固定在檢查井蓋上，同時，采用數碼手機掃描廣告圖案上的二維碼，可以觀看約30秒長度的動畫廣告，知曉只有井蓋廣告上特有的優惠商品。這樣做既提高了大家對檢查井蓋的關注度，也使得商家的銷售額獲得上升，取得了一定的社會和經濟效益。公益檢查井蓋的概要如圖-5所示。
3.2 具有地方特色的藝術井蓋
在國外一些城市，道路上的檢查井蓋除了具有上述功能以外，還具有了宣傳城市產業特色，紀念城市重大活動，傳承城市文化財產等的功能。這種檢查井蓋在具有抗載荷能力的同時，其表面被設計成藝術圖案，或非常鮮艷，或生動有趣，或很有文藝范兒，設置在城市道路尤其是人行道以及大量人員出入的購物中心，旅游景點和車站廣場周邊。這樣的檢查井蓋讓人們過目不忘，同時，看到了這種設計不俗的井蓋，可以讓人們對城市水環境保護工作產生親近感和責任感，讓市民能更自覺地協助水務部門保護城市的水環境，為建設更加美麗的居住環境而出力。
最近，在日本，城市的排水管網檢查井藝術井蓋，已經成為展示一個城市軟實力的標志性設施之一。他們給每個檢查井藝術井蓋做一個特制卡片，放上照片，標明所在位置的經度和緯度，并說明該圖案設計的由來。于是，各個地方政府都把以前安裝的特色藝術井蓋拿來比拼，互相把井蓋作為一種城市的文化財產進行展示，吸引觀光客人前去探訪，以此提高本地區并促進當地經濟的活躍和發展。
在國內，上海市排水處針對新的需求，也進行了多功能井蓋的調研工作，并設計試制了含有上海特色的“東方明珠塔”和上海市花“白玉蘭花”為主題的藝術井蓋，并在局部路段開始安裝使用，取得了良好的效果。
四. 結束語
多功能檢查井蓋作為排水設施用途的一種衍生，在國外已經開始應用，國內目前還停留在規劃和試用階段。隨著城市管理的不斷深入，對排水管網設施在內的城市基礎設施的改造更新速度將會加快。在大數據時代，通過對多功能檢查井蓋所獲得的各類數據進行分析和整理，可以服務于城市的管理部門，為提升城市管理水平，快速應對城市內澇等發揮作用。配合基礎設施的改造，可以考慮逐步設置這類多功能井蓋，并集思廣益根據地方特色增加新的功能和用途。
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