摘 要：為了有效實現(xiàn)對給排水管理系統(tǒng)進行優(yōu)化設計分析，本文對國內(nèi)外排水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行分析。在設計城市給排水管理系統(tǒng)時，要實現(xiàn)有效提升城市運行管理水平，就要實現(xiàn)城市供水系統(tǒng)信息化，為對給水、排水系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)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(xiàn)城市規(guī)劃設計、建設和城市應急措施的數(shù)據(jù)支持。

關鍵詞：給排水；管理系統(tǒng)；城市供水；設計

中圖分類號：TU821.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-3362（2013）12-0069-02

引言

我國的“水”主要有兩大現(xiàn)狀，水資源短缺和水污染嚴重。這個狀況告誡我們要做好水資源的保護工作，水務管理處要嚴格限制用戶的用水量，同時也要對供水系統(tǒng)和硬件措施進行優(yōu)化配置。隨著科學技術的迅速發(fā)展，水務管理處要善于應用現(xiàn)代科技，實現(xiàn)對水資源的優(yōu)化管理，在城市的水資源管理系統(tǒng)中，排水網(wǎng)的管理系統(tǒng)是非常重要的一部分，所以在此方面，相關的學者給予了更多的重視。

1 城市給水管網(wǎng)優(yōu)化模型

在最初計劃要設計城市水管網(wǎng)時，需要考慮以下幾個方面的因素：要保證供水量和水壓滿足這個城市的供給需求；要考慮所供水資源的水質(zhì)情況；供水網(wǎng)絡有沒有妨礙城市內(nèi)的其他的施工；水管網(wǎng)絡的材質(zhì)是否可以承受水壓和水量；整個供水系統(tǒng)是否實用。這些內(nèi)容就是將來需要優(yōu)化的目標，在優(yōu)化時，要考慮整的管網(wǎng)的運行狀況，這些目標的優(yōu)化設計可以分為單工況和多工況的優(yōu)化設計兩類模型，后來，又有人根據(jù)這兩種優(yōu)化模型廢除了4個優(yōu)化設計模型，分別是單目標單工況，單目標多工況，多目標單工況，多目標多工況4個種類。

1.1 單目標單工況模型

單目標單工況模型，在這種模型下，只考慮經(jīng)濟指標，一般都只需要研究在水管網(wǎng)的水流量最大時的用水情況。到1968年時，一位學者提出了一種新的優(yōu)化設計模型，這項模型被稱為樹狀管網(wǎng)，這個管網(wǎng)非常的經(jīng)濟，需要的投資費用小，所以有很大的投資空間。在國內(nèi)外，有很多的學者都對這種模式做了深入的研究，希望可以帶來最大的經(jīng)濟效益。

1.2 單目標多工況模型

多工況模型指的是考慮在近期內(nèi)會出現(xiàn)的或在將來可能會出現(xiàn)的情況，例如，水管的年限、供水狀況、最大用水量、供水條件等。這個模型主要有水流量的約束，所以模型在改進時需要考慮這一重要條件，經(jīng)過試驗證明該技能后的多工況模式在安全性方面有大幅度的提升。

1.3 多目標單工況優(yōu)化模型

多在優(yōu)化目標的單工況模型時，大多考慮的是安全性和經(jīng)濟性，一般情況下都會選擇可靠度高和投資費用較小的水管網(wǎng)，但是該模型卻并不實用，因為他沒有考慮到水壓與節(jié)點銜接的部分的管徑。

1.4 多目標多工況優(yōu)化模型

在實際應用中，多目標多工況的模式并不常見，所以也沒有多目標多工況的優(yōu)化設計方案，在討論此問題時，學者們都會選擇利用美國紐約地道的問題來討論優(yōu)化的方法，并把研究出來的成果與已有的成果進行比較。

2 國外給排水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

在國外的供水行業(yè)隨著科技的進步，已普遍運用計算機信息進行管理，在關于地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）的研究多數(shù)發(fā)達國家已取得了一定的進展，甚至多數(shù)國家地下管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)已經(jīng)得到建立，并且已經(jīng)實現(xiàn)了商品化和專業(yè)化應用的生產(chǎn)階段。從日常的資料管理邁向更深層次的應用發(fā)展是目前國外供水行業(yè)管線管理技術的發(fā)展，下列就是其主要的幾個特點。

2.1 實時有效的動態(tài)檢測與分析，為供水管理提供必要的支持

系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(wǎng)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(tǒng)廣泛集成

GIS應用的關鍵指標之一就是GIS系統(tǒng)的擴展性。對于自定義管理系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，就是要求在根據(jù)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(fā)展方向就是對GIS和先進管理模塊進行優(yōu)化控制結合。

3 國內(nèi)給排水管網(wǎng)管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

對于國內(nèi)的給水管網(wǎng)信息系統(tǒng)的發(fā)展來看，由于其起步較晚，依然處于起步的階段，而且其在發(fā)展的過程中還存在著下列的一些缺點。

3.1 技術落后

對地下管線的資料的管理和表示運用的都是人工存檔的方式，傳統(tǒng)管線信息管理方式通常都是運用圖紙和表冊的形式。但是資料查找不便、易丟失、缺乏時效性并且更新較慢都是這種方式存在的不足。但是當今的一些企業(yè)和部門建立的管線管理系統(tǒng)都不具備空間數(shù)據(jù)分析的能力，其技術水平和規(guī)模依然是一種靜態(tài)管理模式。系統(tǒng)對于GIS功能的開發(fā)，基本還是局限于二維圖形數(shù)據(jù)，三維功能的開發(fā)遠遠不夠。

3.2 管理體制落后

基礎工作部門的人員，由于其從事管線管理并不能直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益，并且投資較大，所以企業(yè)領導往往會對其忽視，就出現(xiàn)其部門待遇較低，但工作任務重，這就導致該部門的工作人員熱情不足。

3.3 缺少專題性管理系統(tǒng)

基于多種管線的共性進行開發(fā)的一種綜合管網(wǎng)管理系統(tǒng)是目前的管線管理系統(tǒng)，但是其專業(yè)性不足，針對給水排水管線進行開發(fā)管理的系統(tǒng)還很是缺乏，并且對于建設專業(yè)性的專題管線管理系統(tǒng)仍存在很多不足。

加快信息化建設，在我國處在經(jīng)濟建設快速發(fā)展的階段，企業(yè)和部門對信息化建設越發(fā)完善。信息化社會對企業(yè)的要求就是信息查詢準確化、管理科學化、解決問題快速化。人工智能分析能力，管理部門實現(xiàn)快速決策，預警提示和圖形顯示得到實現(xiàn)，就是對企業(yè)管線管理部門的要求，并且要求其可以實現(xiàn)管線管理信息動態(tài)高度精確化，實現(xiàn)快速查詢。辦公系統(tǒng)管理智能化、科學化和自動化的實現(xiàn)，就是隨著GIS技術和計算機技術的快速發(fā)展，對于辦公中存在的問題，建立專題性的管線管理系統(tǒng)得以實現(xiàn)。所以對于建立給水排水管網(wǎng)管理系統(tǒng)需要以下幾點具體要求：管線全面信息的查詢能力和快速的檢索速度；配合相關的管理部門實現(xiàn)快速有效的開展工作，有提供優(yōu)化決策的能力；對于管理水平的提高，系統(tǒng)擁有較完善的人機界面。

起步、發(fā)展、產(chǎn)業(yè)化、社會化是截止目前地理信息系統(tǒng)的研究工作所經(jīng)歷的幾個階段。我國地理信息系統(tǒng)理論和應用方面取得快速發(fā)展就是在起步和發(fā)展階段，不僅為下步試驗的開展和技術的提升積攢了經(jīng)驗，而且軟件和硬件設施也得到了進一步的提升，奠定了地理信息數(shù)據(jù)在全國范圍內(nèi)開展的基礎。在國民經(jīng)濟等大型問題中地理信息系統(tǒng)開始發(fā)揮其智能分析能力和決策作用。在各個管理行業(yè)，通過地理信息系統(tǒng)進一步的擴大和產(chǎn)業(yè)社會化的發(fā)展，GIS技術和計算機技術為各個行業(yè)提供了各種信息服務。并且目前土地管理、地下管線、城市建設、運輸和導航及環(huán)境保護等領域都有GIS技術的廣泛應用。

4 結語

城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)在現(xiàn)代化技術快速的發(fā)展之下，傳統(tǒng)的供水、排水管網(wǎng)的管理模式已經(jīng)遠遠落后。地下管網(wǎng)管理信息和信息共享機制的統(tǒng)一建立，在現(xiàn)代城市化建設的發(fā)展中顯得尤為重要。為提升城市運行管理水平，就要實現(xiàn)城市供水系統(tǒng)信息化，為對給水、排水系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)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(xiàn)城市規(guī)劃設計、建設和城市應急措施的數(shù)據(jù)支持。

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作者簡介：侶記青（1972-），女，漢族，畢業(yè)于鄭州工業(yè)大學，水利及環(huán)境工程系，環(huán)境工程（給排水）專業(yè)，本科學歷，主要從事建筑給排水設計工作。