供水管網工程建設中如何控制

廣東珠三角城際軌道交通有限公司 510308

摘要：隨著社會經濟的快速發展，城市供水管網作為保障正常生產及生活的生命線，對自身的信息化管理亦提出了更高要求，而傳統的人工管理、紙介質圖紙模式已很難適應當今供水企業的發展和管理需求。因此，供水管網地理信息系統應運而生。地理信息系統可以準確、完整地進行供水管網信息管理，是傳統的人工管理無法比拭的。本文根據筆者多年工作實踐，對城市供水管網地理信息系統的建設及使用進行探討。

關鍵詞：供水管網；建設；使用

前言

近年來，城市建設與變遷日新月異，大量的供水管網資料需要處理，采用人工方法，借助圖紙、卡片的傳統手工管理方式效率低下，己越來越難以滿足實際需要。所以實現對供水管網管理系統的需求是相當迫切的，開發供水管網地理信息系統（以下簡稱“GIS系統”）已勢在必行。利用GIS系統管理供水管網具有以下意義：（1）高效地管理、保存完整地形圖數據；（2）反映城幣供水管網的現狀；（3）有效的提高日常查詢檢索速度；（4）充分利用計算機進行方便快捷的日常事務處理；（5）運用計算機進行靈活的管網規劃設計和診斷；（6）保證信息可靠存儲、方便更新；（7）提供多樣準確的輸出；（8）實現數據的共享和Internet發布。

在系統的建立之前必須對管網資料進行詳細了解及分析用戶的需求，選擇采用較成熟且較適合供水管網使用特性的GIS軟件作為系統開發平臺，并購置相應硬件設備，同時根據自身的管網信息化管理需求，不斷補充、完善總體方案，確保系統的實用性。

一、系統建立流程

先進行小型試驗，可以取有代表性的區域進行，在試運行中觀測其合理性、完整性。綜合各方面的意見，然后對整個系統的流程與標準制定，全面開展系統的綜合開發。其中現狀供水管網數據的采集與錄入是整個系統建設的基礎，而且數據精確性、完整性也是系統得以正常運轉的前提。

（一）背景圖處理

以某城市1/500電子版地形圖為街區背景圖。需在背景圖中將道路、河流、建筑及各類設施等能夠單獨顯示、組合顯示以及背景圖信息全部顯示等，同時要求打印出圖比例不同（1/500或1/2000）時，顯示的地物稠密程度不同。為了克服目前計算機無法解決的地物取舍問題，在對電子版CAD背景圖整飾后，將其轉換為GIS標準數據格式，并分別提取道路、河流、建筑、地名、行政區劃邊界、地表高程數據等圖層形成單獨的文件，在地圖庫中以層類區分。

背景圖庫建成后經系統測試，啟動系統時顯示背景圖全部圖層信息所需時間較長。因此限定各圖層顯示比例，使各層類只在特定的比例范圍內顯示。這樣，隨著系統背景圖的逐級放大，背景地物的顯示逐漸詳細具體，既加快了圖形的顯示速度，又從側面解決了計算機關于地物取舍的問題。

（二）管網數據處理

處理管網數據的關鍵問題在于管網屬性數據和參數數據的組織、數據庫結構體系的確定。為便于管網管理，本系統采用分層的數據組織結構，并建立完善的管線拓撲關系，即不同直徑的管線、閥門構成不同的數據層，并設置不同的顏色加以區別。這樣無須管徑、閘徑標注，只通過顏色即對管線、閥門的布局一目了然、方便、快捷。具體管網數據錄入方式如下：

1、管網普查數據

為實現對現狀供水管網設施的相關資料的了解，專門委托有相應資質的勘察單位對現狀供水管網設施進行全面普查，并按照GIS系統建設錄入的要求和格式編制管網普查相關數據，并根據后續的管網運營維護要求對閥門、消防栓、排泥閥、水表等進行統一標號，后續通過現場管線巡檢、開挖、管網調試對普查數據進行二次核實，提高數據的準確性、完整性，以確保管網普查效果。

在上述管網普查數據完成的基礎上，委托專業人員進行普查數據的GIS系統導入、邏輯分析及校對、現場再次核查（必要的話），再進行后續確認。

2、利用管網竣工圖紙

安排GIS專職維護人員進行必要培訓后，可進行管網竣工圖在GIS系統中的錄入，在建立管網圖形數據庫時，由于使用的管網竣工圖精度不夠，造成管線和閥門位置可能出現偏差。考慮到將來城市發展，道路、街區改造可能會發生閥門占壓，而事故關閥或閥門檢修若不能精確定位，必然加大事故的影響程度，并造成施工、檢修不便。故將已錄入的管網圖全部按照閥門最新實測數據進行修正，并以此作為相關管線的定位依據，保證管線位置的精確性，從而確保建立的管網圖形數據庫的準確與完備。

同時，充分利用技術手段優化數據錄入進度。譬如在在閥門屬性錄入方式的選擇上，反復進行分析比較。如果對照圖形直接錄入屬性，將增大錄入難度，降低工作效率。因此采取先將屬性數據統一錄入到GIS數據庫中，然后以閥門編碼作為標識字段，將圖形和屬性數據相關聯。這樣既使繁瑣的數據錄入工作在短時間內完成，又提高了數據錄入的準確性。

（三）系統集成與調試

綜合開發完成后，進行系統集成、功能調試，檢查系統各部分是否完善、吻合。從軟件各部分結構、功能，到街區背景圖的核實，并充分利用軟件自身的功能如借助關閥搜索檢查管網拓撲關系。與此同時，也可通過后續的管網維護管理資料（如爆管搶修等）對比系統數據，并對現狀系統數據進行比對和完善，同時對局部無電子地形圖的區域，實施街區背景的人工錄入。最后，經反復調試使得系統集成后暴露出的一些問題均得到妥善解決。

二、系統主要功能設計

根據GIS軟件平臺提供的功能，系統可以對管線及附屬設施的各類信息進行編輯、查詢檢索、統計分析等常規管理，并實現了事故關閥、故障影響分析、等輔助決策。也為后續系統的二次開發創造了條件，具體如下：

（一）快速定位、查詢與圖表輸出

對于大型供水管網管理信息系統而言，實現快速、靈活的定位至關重要。本系統實現了整個管網范圍內的定位線定位和地名定位，能夠方便、快捷的定位到管網中特定的區域和設施，大大提高了整個系統的管理效率。

考慮到到用戶在日常管理中常需查詢和統計上報各類報表，本系統根據用戶管理要求制作了管段報表模版和閥門報表模版，可將查詢結果直接打印輸出。

在進行事故影響分析或確定管線、設施檢修方案時，往往需要打印相關閥門位置圖。對此系統專門設計了閥門信息卡，并對重點閥門進行實測距離進行閥門現場定位，連同閥門相關屬性一并輸出，一目了然，便于施工人員現場操作、維修

（見附圖1 閥門信息卡樣式）。

（見附圖1 閥門信息卡樣式）

（二）、相關數據的適時更新、提取、匯總

GIS系統建成后，在日常管網運營管理工作中，可實現對各類口徑、管材、管網設施維護次數、水表各口徑和區域匯總等數據適時更新及統計，在實現與收費系統的對接后，還可及時實現用水量數據統計、用戶停水統一在線告知等功能，極大地提高了數據匯總提取的便利性和時效性，給相關的管網管理決策提供了必要的數據支持。

（三）管網運營管理手段的二次技術開發

在GIS系統的基礎上，可根據實際運營需要進行區域內管網模型的簡化建模，建立區域管網的水力模型。利用GIS系統的數據處理功能對區域內局部供水管網水力運行的情況模擬與分析，以實現對水廠供水分界線、