中國城市給水工程的發展現狀及GIS技術的應用

李楠++雷超++顧春明

摘要：自改革開放以來，我國經濟經歷幾十年的飛速發展，與之相伴的是城市人口的快速增長以及城市化進程的加快。水是人類耐以生存的重要資源之一。在人口不斷增長而水資源相對較為匱乏的沖突之下，我國不少城市都出現了不同程度的給水問題。而城市是國家經濟發展的重要貢獻因素，因此如何有效保障城市供水顯得尤為重要。在此前提之下，對我國城市給水工程的發展現狀及趨勢進行充分的了解便顯得十分必要。

關鍵詞：城市給水工程；發展現狀；GIS

引言

所謂給水工程是指為滿足城鄉居民及工業生產等用水需要而建造的工程設施。它的任務是自水源取水，并將其凈化到所要求的水質標準后，經輸配水系統送往用戶。給水工程包括水源、取水工程、凈水工程、輸配工程四部分。

水是生命之源，城鎮中的居民時時刻刻離不開水，故此城市給水工程是城市中最重要的基礎設施之一、城市的生命工程。本世紀以來，我國城鎮化率提高了近10個百分點，城市的GDP增加了2.7倍、用水人口增長了53.8%；而城市的年用水總量只增加了11.5%，多年基本穩定在500億m2左右；城市居民的人均日生活用水量從220L降低到172L，與國際發達國家基本保持一致。[1]雖然我國城市的總用水量呈現出穩定的態勢，但是由于水資源相對匱乏以及部分地區盲目發展等原因，我國的城市給水工程仍存在許多問題與挑戰。而關注了解中國城市給水工程的發展現狀則正是解決這些問題的前提。

1.城市給水工程的規劃的發展現狀

作為城城市總體規劃的一個重要的組成部分，城市給水工程規劃是否合理直接影響到城市的發展、工業生產的增長和居民的正常生活。因此，在編制城市總體規劃同時，必須認真考慮城市給水工程規劃，使之互相協調，適應建設的需要。

1.1 給水工程規劃的深度

城市給水工程規劃應包括遠期規劃和近期規劃。一般認為，遠期規劃的主要內容是：估算城市總用水量和一般地確定水質要求；制訂水量、水質的規劃原則和方案；合理選擇水源、取水口、水廠的規模和位置；規劃城市供水管網并進行平差計算，求出最佳方案，對取水水體和周圍環境提出較全面的環保要求和措施，估算總投資；繪制城市給水工程規劃圖。近期規劃一般應包括：城市給水工程現狀和存在問題；詳細計算近期城市總用水量；根據遠期規劃確定近期應建的水廠；對現狀給水管網和近期規劃給水管網分別進行平差計算；繪制近期規劃圖；對近期規劃進行投資概算。

而實踐中，有學者發現期限較短，給水往往又是城市發展的先決條件，而新的給水設施從編制計劃任務書到批準，從投資興建到全部建成投產又需要一定的時間，新設施運轉送水之日亦是近期規劃實現之時。因此他們認為，為加速進程和節省時力，在條件許可的城市，可將近期規劃和編制城市給水工程計劃任務書同時進行，即直接編制計劃任務書并呈請報批。盡早報批、盡早實施，只有這樣才有可能較迅速地彌補現有缺口，適應城市的發展。[2]

1.2 給水工程規劃用水量的預測制定

一個城市的總用水量是確定城市給水系統設計規模的重要參照，它影響到城市給水工程規劃是否科學合理。如果水量的預測過高了，則會導致過分擴大城市給水設施建設規模，造成某些供水設備較長時間的閑置，并且還會造成投資的浪費和無法在規劃年限內收回建設資金，進而很難進行水價的控制管理；而預測過低，則會使規劃建設的供水設施不能滿足社會、經濟發展的需求，還會導致重復建設輸配水管網等供水設施建設，造成了浪費。[3]

同一個城市的總用水量與居民生活用水量之間存在相對穩定的比例關系，如下公式，用于預測城市總用水量：

其中， 為城市總用水量，m3/d； 為城市生活用水量，m3/d； 為城市各類不同用水量與生活用水量的比例系數， 的取值按城市的用水分類情況來確定。

城市居民生活用水量 由城市居民生活用水量指標乘以規劃人口數得到，所以如何準確得到城市居民生活用水量指標 是確定 的關鍵。[4]

2.GIS技術在給水管網的應用和發展趨勢

GIS是集采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據為一體的計算機系統。通過GIS技術可以將地理等相關的空間、位置、屬性、特性等信息進行統籌管理，并且能有效的同時進行空間分析。GIS技術應用于城市給水管網布置管理，可以起到如下作用[5]：

（l）將管網圖庫、空間數據庫與屬性數據庫融為一體。把地形圖、給水管線以及各種設施的各種信息完全管理起來，并能夠隨時查找給水管網的相關信息，既能總體反映給水網全貌，又能清晰了解各個細節，有效地提高了管網管理工作的質量與效率。

（2）能夠快速準確地檢索、統計、查詢、輸出工程所需要的各個相關圖片或信息資料，有利于規劃、設計和施工指導，大大提高了工程效率。

（3）GIS技術能運行實施信息模擬以及圖形處理，利用GIS數字高程模型可方便用三維模型顯示城市地形，同時參照實時監測狀態，為決策者調度優化提供更好更快的依據。

（4）通過專業分析工具，如水力計算、管網建模等，可以隨時掌握運行工況，如果出現事故，也能迅速針對處理，降低成本，提高效率。

城市給水管網作為縱橫交錯的巨大網絡，很難用傳統的數據庫建模管理，這些信息一般用圖紙、圖表描述，各種圖檔資料不甚齊全，在管理、計算時產生困難，GIS技術的推廣，為解決這些問題提供了一個平臺。

參考文獻：

[1]仇保興.我國城市水安全現狀與對策[J].給水排水，2014，01：1-7.

[2]萬學文.城市給水工程規劃的幾個問題[J].城市規劃，1979，05：26-28.

[3]王阿華.區域供水規劃中用水量指標取值探討[A].中國土木工程學會水工業分會給水委員會第八次年會[c].2001.

[4]王偉.城市給水工程規劃中總用水量預測方法的探索[J].山西建筑，2013，14：111-112.

[5]張譜，黨志良，武萌，陳惠民.基于GIS實現供水管網管理的可視化[J].中國給水排水，2008，06：59-62.endprint