城市给排水管网优化·管理系统的开发

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1、城市给排水管网优化·管理系统的开发-->第1章绪论1.1课题的研究背景及意义1.1.1课题背景2011年6月，一场暴雨彻底解除了江西全省的旱情，却带来了另一个灾难——洪涝，导致部分地区出现水灾。据新华网报道，截至6月6日，已造成江西超过52万人受灾，许多农田受淹，位于长江中游的南昌市水位已经达到41.86米，并逐渐接近警戒线的53.00米，而南昌市政府投资20亿改造的城市五大排水系统在强降水面前显得如此不堪一击。一场降雨打破了许多城市高枕无忧的美梦，也敲响了中国城市给水排水系统工程的警钟。实际上，我国属于水资源严重短缺的国家之一。根据2012年2月国务院发布的《国务院关

2、于实行最严格水资源管理制度的意见》数据[1]，我国人均水资源为2100立方米，仅为世界人均占有量的四分之一。从北京市水务局的数据中看出[2]，北京市人均可再生水拥有量(renewablewaterreserves)更是降至不到100立方米，实际上人均可再生水拥有量为500立方米时——这个数字被认为是保持一个社会正常运转的供水底线——北京的水资源就已经开始限制北京市经济的发展。而随着城市化的发展，工业进程的加快，社会对淡水资源的需求量日益增大，水资源短缺已经严重影响到一些城市的经济社会发展和居民正常生活。所以保护水资源，充分利用水资源，是我国建设资源节约型社会的必要条件。

3、而在2012年3月召开的十一届全国人大五次会议上，国家总理温家宝也强调，增加污水处理能力，不要以牺牲环境为代价来发展经济。城市水系统(包括供水系统、排水系统、水资源)是城市稳定发展的有力保障，是维护城市的基础设施之一，是城市赖以生存发展的根本，是建设政治稳定、经济繁荣、科技发达、生活富裕的现代化城市的基本条件。其一旦受到损坏，轻则影响生活，重则会使城市瘫痪。因此研究中国城市水系统承载能力，建立城市水系统管理决策模型和水系统预警平台，提升城市水系统的管理决策与实际运行能力，最大限度地用好水资源，对我国经济可持续发展具有重要影响，也是建设和谐社会的根本保障。城市给水、排水系

4、统的建设是一个庞大的系统工程。在给水管道运行中，各级管道把城市用水可靠并且安全地输送到各个用水点，并要求满足水压、水质和水量等条件。因此给水管网的布局的合理性、管网运行的稳定性不仅直接影响到城市居民的日常生活，而且管网改扩建及日常运行维护中所耗用的巨大投资也日益为给水工程相关领域的技术工所关注。所以在整个供水系统中，给水管网部分的投资所占的比重一般要占到工程总投资的50%-80%[3]。而且对于较大城市，保障给水管网正常运行的同时将涉及到庞大的包括能耗和运行管理等费用。对于城市排水系统，也同样要求合理布局，科学管线管理和维护，及时处理故障。因此，在我国目前水资源短缺，城

5、市水系统不完善的背景下，建立良好的城市水资源管理平台就显得尤为重要和迫切。以北京市系统工程研究中心为例[2]，其致力于城市发展、区域发展与管理科学理论、方法及应用问题的研究，建立北京城市水系统研究平台可以有效地促进首都水资源管理、监控技术水平的提升，对于进一步提高研究中心的科技实力至关重要。本课题正是基于此背景，本着响应国家建设资源节约型社会的目标，着力于建设城市给水、排水管网管理系统，并研究先进智能算法在管网管理系统中的应用，以期实现给排水管理系统的优化设计、完善管线管理以达到节约水资源的目标。1.1.2研究意义供水服务公司在为市民服务的时候，经常会遇到一下这些问题：

6、管道的修补和铺设工程延期，用水高峰期时间增加，以及由于用水高峰而引起的水压低、水质差等，常常造成断水现象的发生。所有这些问题都严重影响供水服务部门的服务质量。由于所有的信息都与地理位置和网络资源有关，如何迅速获得这些最新的地理信息，是供水服务部门首先应该考虑的问题。另一方面，我国的水资源现状决定了合理使用、有效保护水资源的任务迫在眉睫，水务管理应由以需定供转为以供定需，优化供水系统和产业配置，实现城乡水资源管理一体化。依靠现代科技，解决部分城市水系统安全运行的问题十分必要。而其中由于给排水管网系统的建设和维护费用庞大，在整个城市水系统中所占的比例也最大，引起了国内外学者

7、和工程师们的广泛关注[4-7]。近年来，伴随着城市的迅速发展，传统的供水、排水管网的管理模式已远远不能满足城市供水管网的现代化管理要求。随着城市建设的发展和时间的推移，建立统一的地下管网管理信息系统和信息共享机制尤为重要。建立城市供水系统信息化平台，借助GIS等信息资源[8-9]，实现对给水、排水系统关心的数据进行采集、管理、操作、分析、模拟与显示，可以为城市规划设计、建设和城市应急等提供基础数据支撑，进而提高城市运行管理水平。本课题目的在于掌握保证水系统安全运行的各个部分的运行状况，通过信息系统展现出来，为政府相关部门科学决策提供参考，