GIS在城市供水管网信息管理系统中的应用

GIS在城市供水管网信息管理系统中的应用摘要针对供水企业的发展需求，简要介绍gis系统在城市供水管网管理中的功能，结合工程实例说明供水管网gis信息管理系统的应用。

关键词地理信息系统(gis ) 供水管网应用实例中图分类号：c922 文献标识码：a 文章编号：0 前言随着我国经济的发展和城市化水平的提高，城市供水事业发展迅速，许多城市的供水管网改扩建量很大，不同时期敷设的管道纵横交错，采用传统的资料管理方式已经不能满足供水企业发展需要。

过去，大量的设计、施工与竣工资料和图表一直采用人工管理，在资料或者档案室存档；随着管网建设的不断发展，这种管理方式完全不能适应新的管理要求，很难做到科学的管理，各个属性的关联等等；而且各种资料非常容易损坏、丢失，信息检索也非常不方便。

这就使得供水安全问题日益突出，管网系统不能经济有效的运行，增加了城市建设成本，因此，全面地提高城市供水管网的综合管理水平是当下十分迫切的问题。

地理信息系统(geographic information system, gis)因其具有强大的空间数据管理和分析能力, 在欧美等国家中已经广泛被应用于城市供水管网系统管理之中。

gis所特有的可视化表达方式和空间分析功能非常符合供水管网信息所具有的区域性强、隐蔽、复杂、动态、数据量大等特点，作为一种先进的技术手段应用于城市供水领域，对强化城市供水规划、指挥、调度、信息查询、快速维修、维护、准确定位、人员最优化调配等各方面的工作都将产生积极效果。

1. 基于gis的供水管网信息管理系统1.1gis的介绍地理信息系统(geographic information system简称gis)是一种以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论，为地理研究和地理决策服务的计算机系统，是一门空间信息领域的新兴交叉学科。

gis系统可广泛应用于城市市政设施管理、土地管理、城市规划以及资源环境等领域［1］。

1.2 供水管网gis信息管理系统的介绍供水管网管理涉及的信息多且具有空间地理特性，难以用传统的数据库进行管理。

为了对城市供水管网进行有效的管理，我们可借助gis技术对供水管网系统进行全面的管理。

供水管网gis信息管理系统就是利用地理信息系统(gis)和供水技术采集、管理、更新、综合、分析与处理城市供水管线信息的技术系统。

它以通用编程软件尤其是面向对象的可视化开发工具作为开发平台，从给排水工程专业的角度出发，针对供水公司的特殊需求而编制的专用于供水管网系统的gis软件，在此基础上可进一步实现供水系统的建模、优化运行、改造分析等管网计算功能［2］。

2. 供水管网gis在供水公司发挥的作用供水管网gis信息管理系统以实现自来水公司生产运行的计算分析、优化管理为主体，同时兼顾其他职能部门的正常工作。

该系统具备的基本功能包括以下几方面：2.1 固定资产数据管理传统的固定资产管理方式是以管理单位为单元，按照管理区域分门别类的将各种管线和设备的详细信息保存在数据库表中，实现了固定资产的数字化管理，并能生成各种统计和查询表格，以及报警、调拨和报废信息等。

通过与管网管理信息系统相结合，实现了固定资产的图形化管理，具体增强的功能包括：通过在图形中指定某个调压站或管线，可以查询到该管线或调压站的详细信息，井能确定其所属的单位等；建立供水管网系统中央数据库，可编辑和显示管线、设备、区域、文字等元素，测量图形长度、面积等，截面分析，自动生成纵断面图，进行合流/分流制管网分层查询等；通过在图形中直观画出区域范围，可以综合显示该区域的固定资产状况，并形成固定资产统计报告；在按照预定规则自动整理出需要进行状况报警的固定资产设备时，可以在图上高亮显示出现报警的管线设备，并同时察看周围的管线情况；可以按区域方便的进行固定资产划拨等。

2.2 管网基础资料维护管理在管网管理信息系统的平台上建立管网腐蚀控制管理信息系统，完善于埋地管网腐蚀案例库，积累大量的工程信息和相关环境基础数据信息，实现工程信息分析，标准规范实用性选择，腐蚀控制方案评价选择，阴极保护系统设计分析，设计结果输出和系统运行结果预测等一系列内容。

从而达到对供水管网的规划、改建、扩建、维修保养等的工程信息，通过查询、输入、编辑等操作加入到已建立的城市供水管网信息系统中，对其资料进行动态管理。

2.3 为管网施工提供图纸依据实现管网规划图、设计图、施工图、竣工图、工程档案、地形背景图等各类图纸的查询。

准确定位供水管道的埋设位置、埋设深度、管道井、阀门井的位置、供水管道与其它地下管线的布置和相对位置等，以减少由于开挖位置不正确造成的施工浪费和开挖时对通讯、电力、煤气等地下管道的损坏带来的经济损失。

2.4 应急抢险指挥城市供水管网的功能会因各种故障而破坏，快速、准确地找出事故点的位置，及时调度阀门，使管网维修时间最短、停水区域最小、关闭的阀门最少，成为保证供水可靠性的关键。

利用gis系统可以在供水管网发生事故时快速生成关阀方案，指导抢修，并且列出影响的范围和需要补救的办法，节约人力资源、水资源［3］。

如在管网事故紧急抢修时，可以采用gis与gps相结合，通过gps系统准确获取抢修的地面位置，并将数据实时传送给gis，可以快速确定故障区域，协助抢险人员分析事故的影响范围和影响程度，生成抢修方案，有效实施抢修作业。

与传统的事故处理相比，上述技术方案充分显示出现代信息技术高效率的优势。

2.5 优化调度提供供水管网优化规划设计，对整个城市原水输、配水系统进行全面监测，通过对水源水量的优化分配，合理进行原水水量在各水厂之间的比例分配，使各水厂都能充分合理地发挥各自的处理能力。

实现供水管网系统的优化运行，降低供水企业成本，例如：当需要进行调压站压力调整时，需要根据地理信息系统察看调压可能影响到的区域范围和用户量；当出现保管或漏水事故时，可以利用管网管理信息系统的事故分析功能，分析事故可能的影响范围，以及为了控制事故的扩展需要关闭的阀门和采取的措施：在进行管网仿真时，需要管网管理信息系统提供最基本的管网拓扑信息和属性信息，仿真管段和节点的压力和流量情况，还可从gis的属性数据库中提取有关高峰系数、用水量历史记录等基础数据，通过编制计算程序，进行管网工况参数及用水负荷分析等［4］。

2.6 管网运行管网管理信息系统最早的应用就是在管网运行上，可以为管网运行提供最基本的管网分布基本信息，帮助运行人员了解自己管辖范围内的管线的详细情况，可以根据管网管理信息系统的动态栓点功能精确定位特定的管线、闸井和调压站设备等。

随着管网管理信息系统的不断发展，其在管网运行中的作用也越来越重要，将管网管理信息系统与巡检系统相结合，可以跟踪巡检人员每天巡检路线，确保管网运行更加安全可靠。

3. 工程应用广州市供水管网gis信息管理系统（荔湾所）自2008年2月正式应用于生产以来，至2009年8月底，共计提供各式查询服务1683次，其中工改设计767次、修漏469次、开叉接驳344次、阀门查找92次、探漏6次、阀门普查3次、消火栓普查1次、阀门区册1次7000多张，共提供大小不同的彩色管网图10000多张。

供水管网发生事故时多是由于管道爆裂。

采取传统的手工管理，往往因为资料不全、人为失误等因素，经常发生错关、漏关控制爆裂管道的阀门的情况，这就给社会带来巨大的经济损失。

因此供水管网发生事故时，如何在短时间内进行优化关阀一直是管网维护的重点。

在供水管网gis管理系统中，这种情况可得到圆满解决。

下面介绍基于供水管网gis管理系统事故抢修功能的实际应用。

2009年初，西槎路dn1200阀门漏水，我们利用gis制定的关阀方案提供给阀门组，由于要关的阀门从广佛高速公路一直到聚龙工业区，范围相当大，但是运用gis系统只用3张a3纸就将这一带的管网和地形背景打印出来了，节省大量时间。

通过gis系统模拟关阀，可以准确地分析出需要关闭的阀门，操作员只需作简单的核对工作就可以了，避免了人工分析出现的错漏现象造成延误施工时间。

而且可以根据gis系统显示确定受爆管影响的供水管网范围，操作界面图如下：根据常水热线用户电话，在广州市中山七路有一处dn800钢管爆管，使用“事故处理”中的“关阀搜索”在管网上点击爆管处（如图中红点处），闪烁为绿色管线的是受影响的供水管网区域。

可以及时通知用户，在减少公司损失的情况下，同时减少用户的损失，提高公司的服务水平等级。

爆管时gis的上述功能为调度、抢修提供了依据，提升了公司的应急反应能力。

根据上述实例分析，可以得出gis在以下方面为该市供水管网管理发挥了积极作用。

(1)阀门状态管理。

阀门状态的管理记录影响整个系统各项分析的准确性，系统有专门管理模块管理整个网络的阀门状态，可对阀门进行空间查询、定位以及操作管理。

技术人员应用gis可快速、准确了解阀门信息，阀门的实时工作状况动态显示功能可以直观地显示出阀门的不同工作状态，在不同工作状态可用不同颜色显示。

(2)事故抢修分析。

供水管网突然发生爆管等事故时，gis能够快速生成关阀方案。

首先，系统操作人员根据用户反映的爆管所处街区，用事故处理呼叫系统迅速定位发生事故的管道位置，查询爆管的属性（如管段编号、管径、管材、埋设日期），快速、准确地从仓库里找到和爆管属性匹配的给水管；然后，系统根据阀门信息情况在短时间内制定关阀方案并及时调度阀门，使维修时间最短、停水区域最小、关闭的阀门最少。

当关阀方案中有的阀门已经失灵(比如锈死)，根本无法关闭时，系统提供多级关阀搜索，可通过关上一级阀门来达到同关此阀门一样的效果；最后，根据关阀方案并结合gis生成停水区域，自动查询出与之相关的用户信息，输出关阀报表、关阀图和因关阀影响停水的重要用户信息，并向受影响的用户发出停水通知。

将这些资料打印出来交给施工人员，迅速准确地准备材料、进入现场抢修，以减少用户和公司的损失，提升公司应急反应能力和公司的服务质量。

4. 结束语“供水管网gis信息管理系统”对于企业的信息化建设有着巨大的作用，可实现供水管网管理的科学化、现代化，提升企业服务水平，确保城市供水的安全可靠，获得明显的经济效益和社会效益。

但该系统的使用和维护是一个长期的过程，因此需要更多的专业人员积极参与才能进一步拓宽供水管网gis信息管理系统的应用范围，提高其应用水平。

参考文献：［1］耿为民张力刘遂庆．关于供水管网管理信息系统［j］．城市公用事业，2002，(6)：24— 26．［2］邱文心俞良协涂立俊．供水管网gis应用软件的合理选择［j］．给水排水，2005，(10)：93— 97［3］陶陶闾国年张书亮．gis技术支持下的给水管网模型与网络分析［j］．给水排水，2005，(2)：104— 107［4］张泽中赵盼舒杨智领齐青青薛小杰丁海涛基于gis和gsm的水文信息远程采集系统[j];安徽农业科学;2008年15期。