基于GIS的城市给排水管网管理

　　GIS，即地理信息系统。它是将计算机硬件、软件、地理数据以及系统管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。是融地理学、几何学、计算机科学及各类应用对象为一体的综合性高新技术。在现代信息社会里，GIS也是信息高速公路上的节点和基础设施。

　　随着城市规模的不断扩大和现代化程度的日益提高，城市给排水管网管线架构越来越密集，越来越复杂，更新越来越频繁，再加上城市给排水管网由于铺设年代不一，施工水平不尽相同，各类停水、泄漏等管线事故时有发生，管网改造、抢修补漏工作压力大，严重影响了人们的生活与工作秩序。同时，原有的管理办法对各种比例尺图形以及历史资料的查询、统计和分析难度较大，管理部门的各类统计报表、方案图、专题图也全部由手工计算和绘制完成，导致管理模式效率低，资料更新工作量大，造成人力、物力和资源的极大浪费。因而人们很容易想到，将计算机高新技术运用到给排水领域。

　　GIS具有这样几个特点：1．空间分析能力强。它能对空间信息进行各种复杂的空间运算，实现多元地理信息的叠加分析，以及图形与属性的双向查询，帮助人们了解空间实体的空间分布特征及其关系。2．信息来源多样。GIS的数据源可以通过遥感、测量、GPS（全球定位系统）等多种手段获得。3．应用范围广。由于能同时使用、综合分析属性数据和空间数据，因此能为需要提供空间查询、分析功能要求的领域所采用，这点恰恰适合水资源查找开发、城市给排水管网管理等。4．工作方式直观。GIS能直观地反映处理对象的空间分布和特征，并根据用户需要输出文字报告、专题地图、电子地图、多媒体信息等多样化的数字产品。5．信息利用速度快，管理决策周期短。GIS超强的信息检索和综合能力使管理部门决策的周期大大缩短。

　　因此，近年来，许多国家和城市已将GIS用于城市各类复杂管网管理，分别建立了相应的管理信息系统，满足了不同用户的需求，提高了现代化管理水平，降低了运营管理成本。我国城市给排水管网管线管理最有效的方法，应是利用GIS技术建立数据库或信息系统。GIS可以一种新的方式输入、编辑管网基础数据，建立与管线元素相关的属性数据库，迅速直观地构造给排水网络拓扑关系。同时组织和使用管线的各种地理信息，以便更有效地分析和更替新的管线信息，使管线资料更新管理工作高效、实时，使我国城市真正实现管线空间数据、属性数据、拓扑关系的信息化、科学化、标准化的现代化管理。

　　基于GIS信息系统，专家认为可以实现以下几个方面的管理功能：

　　1．管网综合管理。给排水管网综合管理包括管网编辑、查询统计、管网显示与输出等。系统提供多种工具对管网信息进行全面、快速的查询与统计，可按地名进行模糊定位，按任意给定区域或按属性信息如管段口径、管道材质、阀门种类、使用年限等进行单项或多项组合查询。可按指定属性或按任意划定区域进行统计，并将结果以直观的形式如表格、直方图、饼状图等方式输出。可对管网图形的任意部分进行放大显示，对管网图形进行平滑滚动浏览，并可对管网设施进行横纵断面或立体图三维观察。对管网图形可按矩形、多边形、底图幅画及按指定坐标范围裁剪输出。

　　2．管线事故处理。城市给排水管网中突发爆漏事故时有发生，系统可以根据用户需求自动在管网图上以事故地点为中心，确定受影响区域范围，发散性地搜索受影响处与用户，指出相关阀门及检查井，绘制影响区域现状管网图，绘出事故发生地点的管网图，并制定最佳抢修处理方案。

　　3．管线工程规划辅助设计。依靠GIS，可以大大减轻规划设计中的计算、判断、绘图和分析评价等大量常规手工劳动。为规划和设计提供灵活多样的绘图和标注工具，自动生成和管理设计图、竣工图、轴测图、管线材料统计表和设计说明，并将竣工图并入现状管网。在给定水源、水量及供水方向的前提下，能够实现自动管网布线，确定管道口径，并在短时间内提供多种管网改扩建方案。建立管网动态模型，模拟各种方案实施后的管网运行状态，实施工况分析，直观反映各种方案的综合性价比，在信息系统的配合下，实现运行调度，降低运行成本，在管网改扩建中对管线分布和管径选择提供指导，从而便利地选出最佳改扩建方案。

　　4．水力计算与水质分析。通过计算出厂水在管网中的停留时间，分析水处理剂的扩散过程，标记水质不合格区域，提供各水源最佳投药量，从而指导水厂合理投加药剂，提高水质，降低成本。