GIS在城市給水排水中的應(yīng)用研究

1、    gis在城市給水排水中的應(yīng)用研究    陳晏摘 要：文章結(jié)合筆者多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將對(duì)gis在城市給水排水中的應(yīng)用意義進(jìn)行分析，并對(duì)gis在城市給水排水中的具體應(yīng)用進(jìn)行深入的研究和探討。以供廣大同行提供參考意見(jiàn)。關(guān)鍵詞：gis；城市給水排水；應(yīng)用近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)建設(shè)得到了快速發(fā)展，城市人口劇增增長(zhǎng)，城市配水系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜程度日益增大，導(dǎo)致原有的配水系統(tǒng)均出現(xiàn)不同程度的耗電量大、分布不均衡、供水壓力大等問(wèn)題。為了更好的提高水資源利用率，減少能源消耗，確保城市的供水經(jīng)濟(jì)與安全，更好的滿足人們需水要求，優(yōu)化配水系統(tǒng)成為了擺在各供水部門面前的重要課題。給水

2、排水管網(wǎng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，其具有不可見(jiàn)性、分布集中的特點(diǎn)，這在一定程度上加大了對(duì)其管理難度。尤其是在城市配水系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們需水要求不斷增加的背景下，傳統(tǒng)的圖紙圖表管理方式已無(wú)法滿足城市給水排水的管理需求。而gis，即地理信息系統(tǒng)，憑借其圖形化處理方式、強(qiáng)大的技術(shù)、信息功能在城市給水排水中得到了推廣應(yīng)用，并具備較為廣闊的應(yīng)用前景。1 gis在城市給水排水中的應(yīng)用意義就現(xiàn)階段給水排水管網(wǎng)管理過(guò)程中存在的現(xiàn)實(shí)性差、信息提供不準(zhǔn)確、管理模式陳舊等問(wèn)題，可以利用gis技術(shù)建立起城市給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)城市管線布局的優(yōu)化、給水排水管網(wǎng)管理的自動(dòng)化以及提高資金利用率，避免出現(xiàn)不

3、必要的資金浪費(fèi)。其中，gis技術(shù)建立起的城市給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)是由統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊、斷面圖分析、信息輸出模塊、空間分析模塊、視圖模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、查詢模塊、安全功能模塊、事故處理和分析模塊以及幫助功能模塊等構(gòu)成。根據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)可知，該系統(tǒng)在投入使用過(guò)程中，收獲較為良好的效果。具體可將其應(yīng)用意義概括如下：第一，能夠有效獲取與分析城市給水排水管網(wǎng)的信息，能夠幫助相關(guān)管理人員對(duì)給水排水管網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行定量、定性的了解。第二，能夠建立起靈活的查詢模塊，能夠快速的在龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)中查找到需要的管網(wǎng)信息，大大提升工作效率。第三，能夠建立起完善的圖文數(shù)據(jù)庫(kù)，為城市給水排水管理資料的維護(hù)與管理提供便利，

4、以確保管網(wǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)效性。第四，能夠迅速分析城市給水排水管網(wǎng)事故情況，并在第一時(shí)間內(nèi)提供有效的解決方案，并將應(yīng)進(jìn)行檢修的檢查井以及需關(guān)閉的閥門進(jìn)行準(zhǔn)確輸出，為城市管網(wǎng)的維護(hù)與搶修提供有效指導(dǎo)。第五，能夠快速生成管網(wǎng)斷面圖，能夠?qū)⒐芫W(wǎng)運(yùn)行情況以及相應(yīng)位置準(zhǔn)確現(xiàn)實(shí)出來(lái)，將管網(wǎng)由隱蔽轉(zhuǎn)變?yōu)楣_(kāi)，能夠促進(jìn)地下管線可視化管理的實(shí)現(xiàn)。2 gis在城市給水排水中的具體應(yīng)用2.1 水資源的管理和分析gis能夠管理與場(chǎng)地位置密切相關(guān)的地形、水文、土地利用及其它環(huán)境數(shù)據(jù)，并將它們與特定應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)，從而對(duì)復(fù)雜的水資源問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，所以gis在該領(lǐng)域的應(yīng)用研究非常多。mauants等（1991）應(yīng)用gis做了比

5、利時(shí)vover流域的降雨和徑流相關(guān)情況的空間分析，為該流域地表水和地下水的聯(lián)合調(diào)度與管理提供了可靠的科學(xué)依據(jù)。adams等利用gis技術(shù)建立了能夠收集、維護(hù)并能按需要提供水資源和水文數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，可以支持不同部門進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、地下水保護(hù)和研究。該系統(tǒng)能夠根據(jù)井點(diǎn)進(jìn)行空間查詢，并能生成三維圖形。oloufa等利用mapinfo2.0實(shí)現(xiàn)了地下水模擬和管理系統(tǒng)，他們以美國(guó)夏威夷的oahu島為研究對(duì)象，建立了土壤類型、含水層、降雨量、地面徑流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，并利用mapbasic建立了點(diǎn)源濃度場(chǎng)模型，能以地圖和統(tǒng)計(jì)圖形式給出結(jié)果。很多國(guó)家的水資源部門都廣泛應(yīng)用了gis技術(shù)，作為水資源貧乏、水資源問(wèn)題敏感的

6、發(fā)展中國(guó)家一南非共和國(guó)，gis在其政府水資源部門（dwaf）的應(yīng)用很有特色，近幾年來(lái)，dwaf應(yīng)用gis于水政管理、流域研究、水質(zhì)許可系統(tǒng)、地下水信息系統(tǒng)、水文地質(zhì)編圖、水資源規(guī)劃和水資源可持續(xù)應(yīng)用等諸多方面，取得了良好的綜合效益。2.2 管網(wǎng)應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)分析通常情況下，往往會(huì)由于各種故障到導(dǎo)致城市給排水管網(wǎng)功能受到破壞，從而對(duì)城市正常給排水造成影響。因此，如何準(zhǔn)確、快速的發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生未知，并對(duì)閥門進(jìn)行正確調(diào)度，將關(guān)閉閥門數(shù)量、停水區(qū)域以及維修時(shí)間降到最短成為了當(dāng)前確保城市給水排水正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在。以往的處理方案通常是由相關(guān)技術(shù)人員采用圖紙的方式制定而成，但該種方式工作量巨大，且往往無(wú)法全面

7、、準(zhǔn)確以及及時(shí)的將管網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息提供出來(lái)，不但大大消耗了物力與人力資源，并且還容易由于人為失誤而導(dǎo)致錯(cuò)誤的決策。而采用gis管網(wǎng)應(yīng)急預(yù)警系統(tǒng)，如果在運(yùn)行管理中發(fā)生局部管網(wǎng)保爆炸，則系統(tǒng)管理人員可根據(jù)用戶提供給的有效地址位置在屬性數(shù)據(jù)庫(kù)以及管網(wǎng)地圖中尋找相應(yīng)圖檔，并對(duì)發(fā)生爆炸管網(wǎng)的準(zhǔn)確地理位置、埋設(shè)日期、管材、管徑以及具體的管段編號(hào)反映出來(lái)，并通過(guò)閥門調(diào)度程序來(lái)獲得最佳調(diào)度閥門的方案。從而將該些信息數(shù)據(jù)打印出來(lái)，并交由搶修人員進(jìn)行有針對(duì)性的管網(wǎng)搶修。2.3 水質(zhì)污染狀況和趨勢(shì)分析在評(píng)價(jià)區(qū)域水體質(zhì)量現(xiàn)狀過(guò)程中，可以以監(jiān)測(cè)水體上監(jiān)測(cè)斷面所得數(shù)據(jù)為依據(jù)來(lái)全面、客觀的對(duì)整體區(qū)域的水體污染指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，并全

8、面的將該區(qū)域空間分布情況、受污染程度以及排放到該水體工業(yè)污染源的比例反映出來(lái)，從而給相關(guān)環(huán)保決策者提供準(zhǔn)確、及時(shí)的參考信息。通過(guò)利用gis的路徑分析，可以得到廢水排放去向；利用gis的疊加分析，即空間分析功能，可以提取行政區(qū)域內(nèi)水體分布圖、水體污染程度圖；利用gis的緩沖區(qū)分析，可對(duì)水體分布圖、水體污染程度圖相關(guān)要素做出包含或臨近分析，如顯示水體污染源影響范圍。另外對(duì)水體的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行月、季或年度比較，以圖表展示歷史變化趨勢(shì)，可得到各區(qū)域的污染發(fā)展態(tài)勢(shì)。3 結(jié)語(yǔ)總的來(lái)說(shuō)，我國(guó)人口數(shù)量較為龐大，對(duì)于城市給排水需求較大。而由于城市給水網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，為了更好的滿足我國(guó)居民日漸增大的供水排水需求，應(yīng)當(dāng)在城市給水排水中運(yùn)用gis技術(shù)，并構(gòu)建起科學(xué)的信息管理系統(tǒng)，以在最大程度上提升工作效率，將事故發(fā)生率降到最低，并且還能給相關(guān)管理部門提供有效的參考依據(jù)。然而，現(xiàn)階段gis技術(shù)在我國(guó)城市給水排水中應(yīng)用還不夠成熟，仍值得相關(guān)人員進(jìn)行進(jìn)一步的研究。參考文獻(xiàn)1 王淑瑩，馬勇，王曉蓮等.gis在城市給水排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用j.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，37（1）.2 袁建平，方正，王暉.地理信息系統(tǒng)在城市水資源