摘要：分析了目前供水系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題，指出了管網(wǎng)管理如何克服被動(dòng)管理，力求主動(dòng)、有序、有效的問(wèn)題，從現(xiàn)代化技術(shù)GIS的組成、發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化，論述了GIS應(yīng)用于供水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理方法上提出了一些觀點(diǎn)。
　　關(guān)鍵詞：供水管網(wǎng)，MAPGIS供水管網(wǎng)系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)
　　
　　供水系統(tǒng)是城市市政管網(wǎng)的重要組成部分，屬城市基礎(chǔ)設(shè)施，隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，尤其廈門市政府提出的要把廈門建成一個(gè)海灣型城市的宏偉計(jì)劃，供水管網(wǎng)也隨之將越來(lái)越來(lái)龐大，但由于存在歷史及管理上的原因，城市地下的自來(lái)水管線埋設(shè)情況復(fù)雜，資料管理混亂，以至于許多地方的管線埋設(shè)狀況無(wú)法考證，造成了諸多設(shè)計(jì)上的失誤和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的供水管線損壞的事故，給國(guó)家造成了不必要的巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)的信息化管理是值得深入探討的。
　　一、GIS技術(shù)的發(fā)展概況
　　在新興的信息產(chǎn)業(yè)中，GIS（GegraphicInfoemationSystem,地理信息系統(tǒng)）作為集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、城市科學(xué)、空間科學(xué)和管理科學(xué)及相關(guān)學(xué)科等一體的新興邊緣學(xué)科，近30年來(lái)迅速興起。GIS將計(jì)算機(jī)技術(shù)和空間地理分布數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過(guò)系統(tǒng)建立、空間操作與模型分析，為地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和工程設(shè)計(jì)，乃至企業(yè)鼓勵(lì)等方面的規(guī)劃、管理和決策提供有用的信息。目前GIS在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用領(lǐng)域已相當(dāng)廣泛，不但成功地應(yīng)用于測(cè)繪、制圖、資源和環(huán)境等領(lǐng)域，而且已成為城市規(guī)劃、公共設(shè)施管理、工程建設(shè)的重要工具，此外GIS還進(jìn)入了軍事戰(zhàn)略分析與決策、商務(wù)策劃、文教衛(wèi)生乃至人們?nèi)粘；顒?dòng)的各種領(lǐng)域中。據(jù)估計(jì)，人類活動(dòng)的80%的信息與地理信息系統(tǒng)密切相關(guān)，因此GIS開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的前途和容量是不可限量的。目前GIS被認(rèn)為是21世紀(jì)支柱性產(chǎn)業(yè)，是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。“九五”期間國(guó)家科技部已將GIS列為“重中之重”的項(xiàng)目，并重點(diǎn)支持我國(guó)的GIS產(chǎn)業(yè)。
　　二、供水企業(yè)實(shí)現(xiàn)供水管線微機(jī)管理的重要性和必要性
　　㈠現(xiàn)行供水管網(wǎng)系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題
　　⒈用戶對(duì)供水安全性的要求提高
　　供水管網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的“反應(yīng)器”，經(jīng)水廠處理合格的水，在管網(wǎng)中會(huì)發(fā)生一系列的物理、化學(xué)及生物反應(yīng)而導(dǎo)致水質(zhì)下降。用戶對(duì)水量和水質(zhì)要求的提高也加大了供水系統(tǒng)的運(yùn)行難度。
　　⒉供水效益亟待提高
　　在滿足社會(huì)需求和環(huán)境保護(hù)要求的前提下，必須盡量減少供水成本。電費(fèi)在自來(lái)水成本中所占比例較大（一般約為30%~40%），故降低電耗始終是貫徹節(jié)能方針，提高供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)。管網(wǎng)漏失在計(jì)算供水成本時(shí)往往被忽視，實(shí)際上它應(yīng)是影響供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要因素。一般采用供水產(chǎn)銷差率代替漏失量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，供水產(chǎn)銷差率過(guò)大是長(zhǎng)期困擾我國(guó)供水行業(yè)的一個(gè)老大難問(wèn)題。隨著近年來(lái)勞動(dòng)力價(jià)格的提高，勞動(dòng)力成本成為供水成本中一個(gè)不可忽視的項(xiàng)目。
　　⒊管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行要求管網(wǎng)布局科學(xué)
　　由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，城市化發(fā)展快，自來(lái)水普及率提高迅速而導(dǎo)致供水系統(tǒng)布局和規(guī)劃有欠科學(xué)，忽視了供水系統(tǒng)是一個(gè)多目標(biāo)問(wèn)題，致使管線連接復(fù)雜、鋪設(shè)冗余，出現(xiàn)了管理困難、停留時(shí)間長(zhǎng)、事故影響范圍大等問(wèn)題，故應(yīng)逐步改善管網(wǎng)布局以實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行。
　　供水管線作為城市生命線系統(tǒng)的組成部分，其管理水平的高低，會(huì)直接影響到城市功能的發(fā)揮和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也關(guān)系到群眾生活和社會(huì)的安定，但由于城市供水管網(wǎng)具有種類多、數(shù)量大、內(nèi)容復(fù)雜、圖形與文字表格資料并存等特點(diǎn)，這使管網(wǎng)資料的管理存在著許多困難，因此，管網(wǎng)數(shù)據(jù)的科學(xué)有效管理和如何為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)是我們當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題，運(yùn)用現(xiàn)代GIS技術(shù)對(duì)城市供水管網(wǎng)資料進(jìn)行自動(dòng)化管理是一種行之有效的解決辦法。
　　三、應(yīng)用MAPGIS供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)供水管線的微機(jī)管理，主要談?wù)勔韵聨讉�(gè)方面：
　　㈠用戶水表管理
　　⒈條件查詢用戶水表屬性：通過(guò)與水費(fèi)收費(fèi)系統(tǒng)的接口，可查詢到每一用戶的基本信息有：①接水點(diǎn)編號(hào)；②用戶地址；③電話號(hào)碼；④用水性質(zhì)；⑤水表表號(hào)；⑥入冊(cè)日期；⑦水表口徑；⑧拆換日期；⑨連接方法；⑩表前閥門口徑；⑾表后閥門口徑；⑿實(shí)時(shí)讀取水表用水量；⒀繳交水費(fèi)歷史情況。
　　⒉提供水表、用戶管理等功能，按照行業(yè)工作流程，提高辦公效率。
　　㈡管網(wǎng)維護(hù)管理
　　⒈可動(dòng)態(tài)了解管網(wǎng)中設(shè)備的使用情況，MAPGIS供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)提供自動(dòng)檢查管網(wǎng)中超過(guò)使用年限和維修次數(shù)的設(shè)備，為動(dòng)態(tài)掌握管網(wǎng)現(xiàn)狀提供直接依據(jù)，也可手動(dòng)查找。這一項(xiàng)工作可為管網(wǎng)運(yùn)行部及業(yè)務(wù)技術(shù)部提供管網(wǎng)更新改造、閥門更新工作計(jì)劃直接依據(jù)，可建立獨(dú)立的管道敷設(shè)、拆除、添改的逐年臺(tái)帳，與管網(wǎng)的現(xiàn)狀資料有機(jī)的結(jié)合，可以追查管網(wǎng)歷年的變遷情況，有利于管網(wǎng)的維修管理，對(duì)整個(gè)管網(wǎng)現(xiàn)狀一目了然，掌握管道相近平行及立交的其它管線情況，同時(shí)也明確列出了管網(wǎng)設(shè)備報(bào)廢情況，為固定資產(chǎn)的的管理提供了有效的數(shù)據(jù)。
　　⒉由于市政基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展快，城市地下供水管線的管位、走向、標(biāo)高、坐標(biāo)都比較混亂，又缺乏詳細(xì)準(zhǔn)確的資料，MAPGIS供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)可為在施工過(guò)程中提供完整的信息資料，避免施工單位損壞地下供水管線，造成事故，減少不必要經(jīng)濟(jì)損失，此外，MAPGIS供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)也提供輔助數(shù)據(jù)編輯，可對(duì)改建工程中的構(gòu)筑物如閥門井、水表井、排污井等及管線偏移情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，為今后市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)服務(wù)。這項(xiàng)工作就要求施工單位必須提供詳細(xì)準(zhǔn)確的竣工資料給管理部門，同時(shí)，對(duì)改建項(xiàng)目中的設(shè)備的固定資產(chǎn)重新進(jìn)行審核確認(rèn)調(diào)整。
　　㈢事故處理
　　供水管線損壞是事故處理最經(jīng)常碰到的情況，造成城市地下供水管線被損壞的事故主要有兩個(gè)方面，首先，對(duì)管線安全造成威脅的潛在因素有⑴管網(wǎng)圖件反映不夠真實(shí)、準(zhǔn)確，其原因有①管線歷史悠久，資料陳舊；②城建發(fā)展迅速，管理滯后；③早期測(cè)繪手段不規(guī)范，圖件表述不統(tǒng)一；④施工中更改設(shè)計(jì)，制作竣工圖時(shí)未能嚴(yán)格把關(guān)，造成與實(shí)地不符，⑵施工人員技術(shù)素質(zhì)不高和責(zé)任心不強(qiáng)，⑶片面追求速度，忽視管網(wǎng)運(yùn)行的安全，⑷只講經(jīng)濟(jì)效益，忽視保護(hù)管網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的技術(shù)措施，⑸缺乏保護(hù)管網(wǎng)的必要知識(shí)和法規(guī)意識(shí)，第二，管線損壞的直接因素有⑴市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)施工中，機(jī)械直接損害，⑵管網(wǎng)環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)生不均勻應(yīng)力，⑶自然因素影響如地震、大氣大量降水、地下空洞等等，而MAPGIS供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)綜合考慮以上各種因素，其事故處理功能主要采用人機(jī)交互的方式進(jìn)行，指定事故確切位置，由系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算需關(guān)閥門，受影響用戶，停水區(qū)域等，并打印搶修單、停水通知單等。
　　1.管網(wǎng)運(yùn)行部可根據(jù)管網(wǎng)中的設(shè)備如閥門、消防栓等日常運(yùn)行情況，對(duì)失靈設(shè)備進(jìn)行檢修，系統(tǒng)可根據(jù)需要維修的管點(diǎn)提供相關(guān)信息，以便工作人員能更有效準(zhǔn)確制定檢修設(shè)備工作計(jì)劃。
　　2.此外，也可通過(guò)采用GIS與GPS相結(jié)合，在管網(wǎng)事故緊急搶修時(shí)，一方面通過(guò)GPS系統(tǒng)準(zhǔn)確獲取搶修車的地面位置和路面交通情況，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳給GIS，計(jì)算最短行車路線，另一方面利用GIS的關(guān)閥搜索、管網(wǎng)狀態(tài)仿真模型，快速分析事故的影響范圍和程度，模擬管網(wǎng)動(dòng)態(tài)變化，以便調(diào)度管網(wǎng)相關(guān)設(shè)施，確保供水服務(wù)質(zhì)量。顯然與傳統(tǒng)的事故處理相比，顯示出現(xiàn)代信息技術(shù)高效率的優(yōu)勢(shì)。
　　㈣管網(wǎng)設(shè)計(jì)
　　⒈目前，由于供水管網(wǎng)新建、擴(kuò)建、改建的任務(wù)逐年增加，迫切需求實(shí)用的管網(wǎng)水力分析及擴(kuò)建改造優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)，而MAPGIS供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)中的管網(wǎng)設(shè)計(jì)功能可代替以往工程改建、擴(kuò)建時(shí)繁瑣的手工勞動(dòng)，以提高工作效率和準(zhǔn)確程度。根據(jù)用戶的用水需求，在指定范圍內(nèi)進(jìn)行管網(wǎng)設(shè)計(jì)，竣工后再將圖形連同其屬性一起回帖進(jìn)管網(wǎng)系統(tǒng)，不僅準(zhǔn)確、快捷，而且減少了工作量，提高了工作效率。
　　⒉設(shè)計(jì)優(yōu)化有利于城市供水管網(wǎng)的合理布局與科學(xué)調(diào)整，為日后管網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度奠定良好的基礎(chǔ)，而且通過(guò)GIS將管網(wǎng)大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、水力分析計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算以及設(shè)計(jì)方案輸出等集成為易于操作的專業(yè)軟件，為設(shè)計(jì)人員的實(shí)際應(yīng)用提供了極大方便。
　　㈤管網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度
　　⒈一個(gè)大型、復(fù)雜的管網(wǎng)要做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行并非易事。GIS根據(jù)可靠、準(zhǔn)確的管網(wǎng)運(yùn)行資料，建立管網(wǎng)數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行。
　　⒉在GIS的支持下，管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)融為一體，可以利用GIS數(shù)字高程模型，模擬管網(wǎng)水壓分布狀態(tài)，并以二維或三維圖形直觀顯示，也可以在多水源管網(wǎng)中尋求管網(wǎng)內(nèi)供水分界線的變化規(guī)律，以合理設(shè)置供水分界地帶的測(cè)壓點(diǎn)，并確定各測(cè)壓點(diǎn)之間的相關(guān)關(guān)系，MAPGIS供水管網(wǎng)信息系統(tǒng)根據(jù)管網(wǎng)中的測(cè)壓點(diǎn)的實(shí)時(shí)壓力值數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)繪制等水壓線，為運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度提供決策依據(jù)，這樣制水公司生產(chǎn)調(diào)度部門就能科學(xué)有效調(diào)整水廠的出廠水壓實(shí)時(shí)壓力值，滿足各用戶的用水需求，有效降低千噸水用電耗，節(jié)約制水成本。在管網(wǎng)服務(wù)壓力滿足用戶要求的前提下，有效控制管網(wǎng)壓力、合理分配壓力，則管網(wǎng)漏水量的損失可以極大的降低，從而，有效降低供水產(chǎn)銷差率。
　　⒊系統(tǒng)根據(jù)用水情況及管網(wǎng)的各種信息可進(jìn)行管網(wǎng)負(fù)荷水力計(jì)算和新建管網(wǎng)水力計(jì)算，這樣就可科學(xué)有效控制管網(wǎng)中的不同口徑管道的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力，管網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度管理部門通過(guò)管網(wǎng)水力計(jì)算數(shù)據(jù)，確定最優(yōu)的開(kāi)泵方案，根據(jù)壓力值，及時(shí)知道各個(gè)區(qū)域的供水情況，并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度處理。這樣，就可以有效降低運(yùn)行成本（降低電耗），節(jié)約制水成本。
　　四、結(jié)束語(yǔ)
　　城市如何設(shè)防才能保住我們的生命線工程和地下管線綜合管理是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程，供水企業(yè)一方面要依靠現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)的信息化管理，另一方面需要一整套完善的法規(guī)政策，才能根據(jù)事故的性質(zhì)和肇事的情節(jié)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)損失賠償和罰款處理，并建立自己的管線稽查執(zhí)法隊(duì)伍。
　　參考文獻(xiàn)：
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