GIS在城市给水排水中的应用研究

陈晏

摘 要：文章结合笔者多年实践经验，将对GIS在城市给水排水中的应用意义进行分析，并对GIS在城市给水排水中的具体应用进行深入的研究和探讨。以供广大同行提供参考意见。

关键词：GIS；城市给水排水；应用

近年来，我国社会建设得到了快速发展，城市人口剧增增长，城市配水系统的规模和复杂程度日益增大，导致原有的配水系统均出现不同程度的耗电量大、分布不均衡、供水压力大等问题。为了更好的提高水资源利用率，减少能源消耗，确保城市的供水经济与安全，更好的满足人们需水要求，优化配水系统成为了摆在各供水部门面前的重要课题。给水排水管网是城市的重要基础设施之一，其具有不可见性、分布集中的特点，这在一定程度上加大了对其管理难度。尤其是在城市配水系统规模不断扩大，人们需水要求不断增加的背景下，传统的图纸图表管理方式已无法满足城市给水排水的管理需求。而GIS，即地理信息系统，凭借其图形化处理方式、强大的技术、信息功能在城市给水排水中得到了推广应用，并具备较为广阔的应用前景。

1 GIS在城市给水排水中的应用意义

就现阶段给水排水管网管理过程中存在的现实性差、信息提供不准确、管理模式陈旧等问题，可以利用GIS技术建立起城市给水排水管网信息管理系统。从而实现城市管线布局的优化、给水排水管网管理的自动化以及提高资金利用率，避免出现不必要的资金浪费。其中，GIS技术建立起的城市给水排水管网信息管理系统是由统计计算模块、断面图分析、信息输出模块、空间分析模块、视图模块、数据管理模块、查询模块、安全功能模块、事故处理和分析模块以及帮助功能模块等构成。根据相关调查数据可知，该系统在投入使用过程中，收获较为良好的效果。具体可将其应用意义概括如下：第一，能够有效获取与分析城市给水排水管网的信息，能够帮助相关管理人员对给水排水管网的运行情况进行定量、定性的了解。第二，能够建立起灵活的查询模块，能够快速的在庞大的数据库中查找到需要的管网信息，大大提升工作效率。第三，能够建立起完善的图文数据库，为城市给水排水管理资料的维护与管理提供便利，以确保管网数据的实效性。第四，能够迅速分析城市给水排水管网事故情况，并在第一时间内提供有效的解决方案，并将应进行检修的检查井以及需关闭的阀门进行准确输出，为城市管网的维护与抢修提供有效指导。第五，能够快速生成管网断面图，能够将管网运行情况以及相应位置准确现实出来，将管网由隐蔽转变为公开，能够促进地下管线可视化管理的实现。

2 GIS在城市给水排水中的具体应用

2.1 水资源的管理和分析

GIS能够管理与场地位置密切相关的地形、水文、土地利用及其它环境数据，并将它们与特定应用程序相关联，从而对复杂的水资源问题进行综合分析，所以GIS在该领域的应用研究非常多。MaUants等（1991）应用GIS做了比利时Vover流域的降雨和径流相关情况的空间分析，为该流域地表水和地下水的联合调度与管理提供了可靠的科学依据。Adams等利用GIS技术建立了能够收集、维护并能按需要提供水资源和水文数据的系统，可以支持不同部门进行工程设计、地下水保护和研究。该系统能够根据井点进行空间查询，并能生成三维图形。Oloufa等利用MapInfo2.0实现了地下水模拟和管理系统，他们以美国夏威夷的Oahu岛为研究对象，建立了土壤类型、含水层、降雨量、地面径流基础数据库，并利用MapBa—sic建立了点源浓度场模型，能以地图和统计图形式给出结果。很多国家的水资源部门都广泛应用了GIS技术，作为水资源贫乏、水资源问题敏感的发展中国家一南非共和国，GIS在其政府水资源部门（DWAF）的应用很有特色，近几年来，DWAF应用GIS于水政管理、流域研究、水质许可系统、地下水信息系统、水文地质编图、水资源规划和水资源可持续应用等诸多方面，取得了良好的综合效益。

2.2 管网应急预警系统分析

通常情况下，往往会由于各种故障到导致城市给排水管网功能受到破坏，从而对城市正常给排水造成影响。因此，如何准确、快速的发现事故发生未知，并对阀门进行正确调度，将关闭阀门数量、停水区域以及维修时间降到最短成为了当前确保城市给水排水正常运行的关键所在。以往的处理方案通常是由相关技术人员采用图纸的方式制定而成，但该种方式工作量巨大，且往往无法全面、准确以及及时的将管网结构信息提供出来，不但大大消耗了物力与人力资源，并且还容易由于人为失误而导致错误的决策。而采用GIS管网应急预警系统，如果在运行管理中发生局部管网保爆炸，则系统管理人员可根据用户提供给的有效地址位置在属性数据库以及管网地图中寻找相应图档，并对发生爆炸管网的准确地理位置、埋设日期、管材、管径以及具体的管段编号反映出来，并通过阀门调度程序来获得最佳调度阀门的方案。从而将该些信息数据打印出来，并交由抢修人员进行有针对性的管网抢修。

2.3 水质污染状况和趋势分析

在评价区域水体质量现状过程中，可以以监测水体上监测断面所得数据为依据来全面、客观的对整体区域的水体污染指标进行评价，并全面的将该区域空间分布情况、受污染程度以及排放到该水体工业污染源的比例反映出来，从而给相关环保决策者提供准确、及时的参考信息。通过利用GIS的路径分析，可以得到废水排放去向；利用GIS的叠加分析，即空间分析功能，可以提取行政区域内水体分布图、水体污染程度图；利用GIS的缓冲区分析，可对水体分布图、水体污染程度图相关要素做出包含或临近分析，如显示水体污染源影响范围。另外对水体的各项监测指标进行月、季或年度比较，以图表展示历史变化趋势，可得到各区域的污染发展态势。

3 结语

总的来说，我国人口数量较为庞大，对于城市给排水需求较大。而由于城市给水网错综复杂，为了更好的满足我国居民日渐增大的供水排水需求，应当在城市给水排水中运用GIS技术，并构建起科学的信息管理系统，以在最大程度上提升工作效率，将事故发生率降到最低，并且还能给相关管理部门提供有效的参考依据。然而，现阶段GIS技术在我国城市给水排水中应用还不够成熟，仍值得相关人员进行进一步的研究。

参考文献

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