中国城市给水工程的发展现状及GIS技术的应用

李楠++雷超++顾春明

摘要：自改革开放以来，我国经济经历几十年的飞速发展，与之相伴的是城市人口的快速增长以及城市化进程的加快。水是人类耐以生存的重要资源之一。在人口不断增长而水资源相对较为匮乏的冲突之下，我国不少城市都出现了不同程度的给水问题。而城市是国家经济发展的重要贡献因素，因此如何有效保障城市供水显得尤为重要。在此前提之下，对我国城市给水工程的发展现状及趋势进行充分的了解便显得十分必要。

关键词：城市给水工程；发展现状；GIS

引言

所谓给水工程是指为满足城乡居民及工业生产等用水需要而建造的工程设施。它的任务是自水源取水，并将其净化到所要求的水质标准后，经输配水系统送往用户。给水工程包括水源、取水工程、净水工程、输配工程四部分。

水是生命之源，城镇中的居民时时刻刻离不开水，故此城市给水工程是城市中最重要的基础设施之一、城市的生命工程。本世纪以来，我国城镇化率提高了近10个百分点，城市的GDP增加了2.7倍、用水人口增长了53.8%；而城市的年用水总量只增加了11.5%，多年基本稳定在500亿m2左右；城市居民的人均日生活用水量从220L降低到172L，与国际发达国家基本保持一致。[1]虽然我国城市的总用水量呈现出稳定的态势，但是由于水资源相对匮乏以及部分地区盲目发展等原因，我国的城市给水工程仍存在许多问题与挑战。而关注了解中国城市给水工程的发展现状则正是解决这些问题的前提。

1.城市给水工程的规划的发展现状

作为城城市总体规划的一个重要的组成部分，城市给水工程规划是否合理直接影响到城市的发展、工业生产的增长和居民的正常生活。因此，在编制城市总体规划同时，必须认真考虑城市给水工程规划，使之互相协调，适应建设的需要。

1.1 给水工程规划的深度

城市给水工程规划应包括远期规划和近期规划。一般认为，远期规划的主要内容是：估算城市总用水量和一般地确定水质要求；制订水量、水质的规划原则和方案；合理选择水源、取水口、水厂的规模和位置；规划城市供水管网并进行平差计算，求出最佳方案，对取水水体和周围环境提出较全面的环保要求和措施，估算总投资；绘制城市给水工程规划图。近期规划一般应包括：城市给水工程现状和存在问题；详细计算近期城市总用水量；根据远期规划确定近期应建的水厂；对现状给水管网和近期规划给水管网分别进行平差计算；绘制近期规划图；对近期规划进行投资概算。

而实践中，有学者发现期限较短，给水往往又是城市发展的先决条件，而新的给水设施从编制计划任务书到批准，从投资兴建到全部建成投产又需要一定的时间，新设施运转送水之日亦是近期规划实现之时。因此他们认为，为加速进程和节省时力，在条件许可的城市，可将近期规划和编制城市给水工程计划任务书同时进行，即直接编制计划任务书并呈请报批。尽早报批、尽早实施，只有这样才有可能较迅速地弥补现有缺口，适应城市的发展。[2]

1.2 给水工程规划用水量的预测制定

一个城市的总用水量是确定城市给水系统设计规模的重要参照，它影响到城市给水工程规划是否科学合理。如果水量的预测过高了，则会导致过分扩大城市给水设施建设规模，造成某些供水设备较长时间的闲置，并且还会造成投资的浪费和无法在规划年限内收回建设资金，进而很难进行水价的控制管理；而预测过低，则会使规划建设的供水设施不能满足社会、经济发展的需求，还会导致重复建设输配水管网等供水设施建设，造成了浪费。[3]

同一个城市的总用水量与居民生活用水量之间存在相对稳定的比例关系，如下公式，用于预测城市总用水量：

其中， 为城市总用水量，m3/d； 为城市生活用水量，m3/d； 为城市各类不同用水量与生活用水量的比例系数， 的取值按城市的用水分类情况来确定。

城市居民生活用水量 由城市居民生活用水量指标乘以规划人口数得到，所以如何准确得到城市居民生活用水量指标 是确定 的关键。[4]

2.GIS技术在给水管网的应用和发展趋势

GIS是集采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据为一体的计算机系统。通过GIS技术可以将地理等相关的空间、位置、属性、特性等信息进行统筹管理，并且能有效的同时进行空间分析。GIS技术应用于城市给水管网布置管理，可以起到如下作用[5]：

（l）将管网图库、空间数据库与属性数据库融为一体。把地形图、给水管线以及各种设施的各种信息完全管理起来，并能够随时查找给水管网的相关信息，既能总体反映给水网全貌，又能清晰了解各个细节，有效地提高了管网管理工作的质量与效率。

（2）能够快速准确地检索、统计、查询、输出工程所需要的各个相关图片或信息资料，有利于规划、设计和施工指导，大大提高了工程效率。

（3）GIS技术能运行实施信息模拟以及图形处理，利用GIS数字高程模型可方便用三维模型显示城市地形，同时参照实时监测状态，为决策者调度优化提供更好更快的依据。

（4）通过专业分析工具，如水力计算、管网建模等，可以随时掌握运行工况，如果出现事故，也能迅速针对处理，降低成本，提高效率。

城市给水管网作为纵横交错的巨大网络，很难用传统的数据库建模管理，这些信息一般用图纸、图表描述，各种图档资料不甚齐全，在管理、计算时产生困难，GIS技术的推广，为解决这些问题提供了一个平台。

参考文献：

[1]仇保兴.我国城市水安全现状与对策[J].给水排水，2014，01：1-7.

[2]万学文.城市给水工程规划的几个问题[J].城市规划，1979，05：26-28.

[3]王阿华.区域供水规划中用水量指标取值探讨[A].中国土木工程学会水工业分会给水委员会第八次年会[c].2001.

[4]王伟.城市给水工程规划中总用水量预测方法的探索[J].山西建筑，2013，14：111-112.

[5]张谱，党志良，武萌，陈惠民.基于GIS实现供水管网管理的可视化[J].中国给水排水，2008，06：59-62.endprint