城市排水管網(wǎng)數(shù)字化管理探析

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城市排水系統(tǒng)是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著城市的進(jìn)步和發(fā)展，城市排水管網(wǎng)已進(jìn)入一個(gè)加強(qiáng)科學(xué)管理，提高安全保障的新時(shí)期，尤其是近年來我國城市暴雨事件頻發(fā)，更讓我們清醒地認(rèn)識(shí)到在排水管網(wǎng)科學(xué)建設(shè)的同時(shí)更要加強(qiáng)科學(xué)的管理，隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展使排水管網(wǎng)的數(shù)字化管理應(yīng)運(yùn)而生，排水管網(wǎng)的數(shù)字化管理將成為科學(xué)管理的發(fā)展方向。

1、排水管網(wǎng)管理的現(xiàn)狀與存在的問題

城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模龐大、隨機(jī)性強(qiáng)的巨型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此，實(shí)現(xiàn)排水管網(wǎng)系統(tǒng)的科學(xué)管理與決策，需建立排水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)水力模型，用計(jì)算機(jī)技術(shù)仿真管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行工況，輔助排水管網(wǎng)系統(tǒng)的決策和分析，這是當(dāng)前排水事業(yè)新發(fā)展的需要，也是目前急需解決的一大課題。

1.1排水設(shè)施的管理與查詢?nèi)詾槭止げ僮麟A段效率低下
以密山市為例，密山市排水系統(tǒng)包括各類排水窨井兩萬多個(gè)，明溝十幾公里，管渠上百公里，此外還有污水處理廠等，這些排水設(shè)施均處于手工操作管理階段。眾所周知，城市的排水管網(wǎng)是一個(gè)縱橫交錯(cuò)的巨型網(wǎng)絡(luò)，尤其對(duì)于人口多、市政設(shè)施建設(shè)頻繁且多處管理的城市來說，管網(wǎng)的規(guī)模和復(fù)雜程度是難以想象的，人工管理圖紙和文本資料存在以下缺點(diǎn)：

(1)將管網(wǎng)分割在幾張圖上，不便于縱觀全局，也不便弄清管線的來龍去脈；

(2)管線的屬性信息只有一部分通過符號(hào)和標(biāo)注反映在圖紙上，其余大部分以文本資料(成果表和調(diào)查表)的形式保存，因而只看圖紙并不能獲得它的全部信息，若將圖紙與文本資料對(duì)照起來看，既費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，又使人感到難以掌握全局；

(3)用傳統(tǒng)的管理方法，若要提高查詢速度，則必須要求管理人員熟悉資料的存放位置，而且隨著資料的增多還需增加管理人員。即使這樣，其查詢速度也無法與計(jì)算機(jī)相比：

(4)存儲(chǔ)量大。存儲(chǔ)圖紙所占的空間要比存儲(chǔ)到磁盤上大得多，這是顯而易見的；

(5)難以保存。由于經(jīng)常翻看，圖紙破損非?？?，而且由于環(huán)境溫度、濕度的變化造成圖紙變形進(jìn)而影響圖紙的精度。這些都給后期圖紙維護(hù)造成很大的壓力。

(6)基于現(xiàn)存的管網(wǎng)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、綜合分析、決策和預(yù)測(cè)時(shí)，更為困難，且不便于準(zhǔn)確定量分析。
由此可見，如果用傳統(tǒng)的管理方法來管理大城市的綜合地下管網(wǎng)資料，難以進(jìn)行科學(xué)有效管理。且近年排水管網(wǎng)建設(shè)頻繁，更加大了圖紙管理的難度，應(yīng)對(duì)城市的排水管網(wǎng)建立統(tǒng)一的信息管理系統(tǒng)。

1.2資料缺乏，頻繁發(fā)生施工事故
由于城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)的空間描述性標(biāo)注，空間定位精度不明確、不統(tǒng)一，甚至以施工圖充當(dāng)竣工圖，或沒有任何相關(guān)圖紙資料描述等，給城市排水管網(wǎng)的管理帶來了極大的不便，往往導(dǎo)致在施工過程中占用排水管道位置，甚至鑿穿排水管線，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的事故影響。

2、城市排水?dāng)?shù)字化管理與分析系統(tǒng)的目的與意義

2.1地理信息系統(tǒng)與優(yōu)化分析系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)是對(duì)具有空間特征的管網(wǎng)信息進(jìn)行分析、利用和管理的有效工具。管網(wǎng)信息獲取與處理是最合適，也是最需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的領(lǐng)域之一。而優(yōu)化分析系統(tǒng)，是給設(shè)計(jì)人員、管理者以及系統(tǒng)的維護(hù)人員、調(diào)度人員提供指導(dǎo)性建議、輔助決策和制定最優(yōu)方案的一個(gè)工具。根據(jù)水力模型和優(yōu)化運(yùn)行模型的計(jì)算結(jié)果制定決策方案，將徹底改變?nèi)藶榻?jīng)驗(yàn)決策和運(yùn)行局面，提高管理和決策的科學(xué)性。

(1)利用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集功能，可以提高排水管網(wǎng)信息獲取的效率，方便地將多種數(shù)據(jù)源、多種類型的排水管網(wǎng)信息集成到地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫中；利用地理信息的數(shù)據(jù)編輯功能，通過友好的用戶界面可對(duì)圖形和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行增添、刪除、修改等操作以及復(fù)雜目標(biāo)的編輯、圖形動(dòng)態(tài)拖動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、拷貝、自動(dòng)建立拓?fù)潢P(guān)系和維護(hù)圖形與屬性的對(duì)應(yīng)關(guān)系；利用地理信息系統(tǒng)的信息查詢功能，可以迅速提供用戶所需要的各種管網(wǎng)信息(包括空間信息、屬性信息、統(tǒng)計(jì)信息等)；利用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理功能，可自動(dòng)管理大量排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行管網(wǎng)數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、數(shù)據(jù)庫操作、數(shù)據(jù)庫維護(hù)等工作，還可以調(diào)用任何連續(xù)空間的管網(wǎng)數(shù)據(jù)；利用地理信息系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)制圖功能，可將大量抽象的管網(wǎng)信息變成直觀的管網(wǎng)專題地圖或統(tǒng)計(jì)地圖，形象地展示出排水管網(wǎng)專題內(nèi)容、管網(wǎng)空間分布與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律；利用地理信息系統(tǒng)的專業(yè)模型應(yīng)用功能，可進(jìn)行管網(wǎng)預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、規(guī)劃、模擬和決策；利用地理信息系統(tǒng)的演示輸出功能，可支持多媒體演示及基于多種介質(zhì)的管網(wǎng)信息輸出，還可用可視化方法生成各種風(fēng)格的菜單、對(duì)話框等。