城市給排水管網優化和管理系統分析

洪松柏

摘要：近年來，伴隨著城市的迅速發展，傳統的供水、排水管網的管理模式已遠遠不能滿足城市供水管網的現代化管理要求。隨著城市建設的發展和時間的推移，建立統一的地下管網管理信息系統和信息共享機制尤為重要。建立城市供水系統信息化平臺，借助GIS等信息資源，實現對給水、排水系統關心的數據進行采集、管理、操作、分析、模擬與顯示，可以為城市規劃設計、建設和城市應急等提供基礎數據支撐，進而提高城市運行管理水平。

關鍵詞：城市給排水管網;優化管理系統

為了有效實現對給排水管理系統進行優化設計分析，本文對國內外排水管網管理系統的現狀進行分析。在設計城市給排水管理系統時，要實現有效提升城市運行管理水平，就要實現城市供水系統信息化，為對給水、排水系統的相關數據進行采集、管理、操作、分析和模擬顯示，就要借助GIS等信息資源，實現城市規劃設計、建設和城市應急措施的數據支持。

1城市市政給排水管網優化配置的基本原理

城市市政給排水管網系統是城市管網系統的重要組成部分之一，給排水管網系統主要是運用沉淀池、水塔、水泵以及水管等設施將水資源運送居民家中，這個過程中，從管道鋪設路線方案到材料選擇再到設備設施的使用等各個方面，都屬于這個系統的重要環節，任何一個環節出現一丁點的紕漏，都會影響整個系統的正常運作，因此在設計城市市政給排水管網優化配置的時候，將這幾個環節要考慮在內，以達到降低管網的投資和維護成本，節約水資源的目標。

2國外給排水管網管理系統的研究現狀

2.1實時有效的動態檢測與分析，為供水管理提供必要的支持

系統新的功能也在不斷的實踐過程中得到完善，例如巴黎市CEP供水公司從1991年起開始使用GIS技術，對相關地理信息數據庫進行了充分的運用，并且日常事務處理的能力得到大范圍的提升，GIS主要有以下的核心模塊：網絡的改建計劃、管道的模擬追蹤、斷水處理、事件記錄、解決程序管理（用水高峰期、斷水等）、用戶信息管理、消火栓信息的管理和重修工作的安排。

2.2 GIS與其他系統廣泛集成

GIS應用的關鍵指標之一就是GIS系統的擴展性。對于自定義管理系統功能的實現，就是要求在根據不同的城市需要在GIS平臺上擴展出不同的附加功能。未來主要的一個發展方向就是對GIS和先進管理模塊進行優化控制結合。

3系統需求分析

系統需求分析需要對用戶進行深入細致調查，收集信息并進行整理，得到對系統概略的描述和可行性分析文件。

隨著我國每個城市的快速發展，城市排水管正在快速擴張和大規模的改造，經營管理水平面臨了更高的要求，這和目前的基礎設施材料不完整、缺乏信息收集、管理方法手段相對落后產生了沖突。地理信息系統具有強大的數據管理和分析功能，可用于管網模型，水質監測系統數據交換平臺，可實現城市排水管網有效的技術管理。根據城市排水管網的日常管理工作的需要和地理信息系統的功能特點，建立城市供水和排水管網地理信息系統，該系統不僅要與地理信息系統共享數據、實現數據格式轉換、圖形管理檢索等基本功能，還可以生成圖形，圖表并實現地圖管理，如特殊的空間分析功能，以滿足城市排水需要。本文對城市排水管網地理信息系統軟件進行功能分析。

1）業務需求。供水企業的生產運行模式圍繞水源、制水廠，然后經由輸配水管送到千家萬戶。企業管理涉及三個層次：水生產/消費、運營與服務。其中運營、服務環節涉及到龐大的地理信息數據，包括管網管理系統、水力模型系統、管網GIS系統等。

2）功能需求。管線信息管理和查詢：按照管線編號、材質類型、鋪設時間、管線直徑、管線地址、組合查詢等方式進行查詢，按接口查詢，按照閥門查詢，區域查詢。管線維護和服務：爆管信息顯示、閥門定位和維護建議，老化管線的更換和維修建議。管線GIS圖形管理：放大，縮小，漫游，圖層切換，管線、閥門、節點、消火栓的要素顯示和定位。管道擴建智能決策：根據實際模型和不同管徑管線的價格，利用先進的智能優化算法，提供在符合水模型壓力的情況下的擴建管線建議。

3）性能和運行需求。本系統可運行于Microsoft Windows的各個版本下，包括Windows 9X（win95需要升級系統文件）、Windows Me、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7等平臺下，奔騰1GHzCPU或更快，256 MB內存或更多，16MB磁盤空間。

4系統功能設計

系統采用模塊化程序設計方法，本著模塊內部高內集，模塊之間低耦合的思想，結構清晰、簡潔、擴展功能強。根據給排水管理的實際情況，本系統應具備以下功能：

1）主要功能應包括：用戶信息管理、管網信息管理、爆管信息管理、預警信息管理、實時監控管理。具有查看區域地理信息系統（GIS）數據的功能，可以在地圖上進行數據分析，并可以查看該信息的3D模型視圖。①用戶管理模塊：管理用戶的日常工作，通過權限設置，充分保護用戶的信息安全。②數據管理模塊：要求實現動態管理，能夠實時更新管線數據和基本地形圖數據，以便提供數據和數據更新、數據傳輸，實現數據采集，自動更新的系統管理。要求數據的安全性，不同的用戶設置不同的權限，確保系統數據的安全。③數據瀏覽模塊：通過此模塊可以實現給水排水管網數據以及圖像的顯示，并可根據需要對各種信息進行顯示，實現圖文交互。

2）根據工程管理中的實際情況，管線查詢采用多種查詢方式，可以模糊查詢、多種查詢組合使用等;管線信息和爆管信息可以顯示管線的地圖，方便提供決策。主要針對各級管理人員對基礎管網圖和各種專題數據的查詢需求而設計的，具有空間位置、屬性、范圍及關系等多種查詢檢索功能，可查詢管線的材質、管徑等特征。

3）提供優化決策功能，通過選擇模型并輸入不同管徑的造價，利用智能優化算法運算最節省成本的管徑組合。在城市地理信息系中，通過檢查和性能的相關數據并嵌入優化模型，判斷兩者之間的關系，這將有助于空間關系的比較，以支持規劃決策過程。在管道的規劃和調整過程中，通過管線分布的模擬，實現管道的分析和設計優化。

5結語

城市供水管網系統在現代化技術快速的發展之下，傳統的供水、排水管網的管理模式已經遠遠落后。地下管網管理信息和信息共享機制的統一建立，在現代城市化建設的發展中顯得尤為重要。為提升城市運行管理水平，就要實現城市供水系統信息化，為對給水、排水系統的相關數據進行采集、管理、操作、分析和模擬顯示，就要借助GIS等信息資源，實現城市規劃設計、建設和城市應急措施的數據支持。

參考文獻：

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[2]劉培坤.市政給排水管網的現狀分析與優化思路探析[J].河南科技，2018，1（4）：58-59.

（作者單位：湖北楚元工程建設咨詢有限公司海南分公司）