城市供水管網(wǎng)是給水系統(tǒng)供水到用戶的重要環(huán)節(jié),給水管線需要遍布整個給水區(qū)域,管網(wǎng)投資大,往往要占到給水系統(tǒng)總投資的50%——70%。由于供水管網(wǎng)具有投資大,隱蔽性強(qiáng)等特點,整理完善城市管網(wǎng)資料,建立健全各類不同比例的管網(wǎng)技術(shù)檔案就顯得尤為重要。同時,城市供水管網(wǎng)檔案的建立,具有歷史憑證功能。對現(xiàn)有管網(wǎng)進(jìn)行分析,掌握管網(wǎng)發(fā)展?jié)摿?,改變管網(wǎng)不合理布局,提高供水安全可靠性,降低管網(wǎng)漏失率,改善管網(wǎng)水質(zhì),用最經(jīng)濟(jì)的投資和最優(yōu)化的運營成本來滿足城市供水的需求和發(fā)展,進(jìn)而提高整個給水系統(tǒng)的效率,將起到其它硬件無法替代的作用。管網(wǎng)資料的詳細(xì)、確切,完整與否,直接體現(xiàn)出企業(yè)的管網(wǎng)管理水平。
荊州水務(wù)集團(tuán)有限公司自一九五四年建立至二○二0年,管道長度與日俱增,管網(wǎng)的復(fù)雜系數(shù)逐年提高。隨著今后城市功能的不斷完善,供水面積的不斷擴(kuò)大和供水半徑的拓展,地下管網(wǎng)的管理工作難度越來越大。如果不采取相應(yīng)搶救性措施建立完善的管網(wǎng)資料,以后的管網(wǎng)管理工作就會形成混亂局面,尤其是隨著公司“活檔案、活地圖”的老職工相繼離退,管網(wǎng)管理的連續(xù)性也將被迫中斷。如何建立詳實、可靠的第一手管網(wǎng)檔案資料及程序呢,首先要弄清楚管網(wǎng)技術(shù)檔案的主要內(nèi)容,它是從設(shè)計、施工、竣工、管網(wǎng)現(xiàn)狀四部分組成。第一個重點就是設(shè)計,設(shè)計是一切工作的龍頭,圖紙是工程師的語言,也是客觀準(zhǔn)確表達(dá)設(shè)計人員設(shè)計構(gòu)想的最直接手段,在圖紙上加強(qiáng)對城市道路和地形進(jìn)行精確定位就顯得尤為重要。圖紙上需標(biāo)明三個以上的參照物,結(jié)合GPS定位系統(tǒng)的應(yīng)用,注明破口管道與標(biāo)識性參照物的相對位置,節(jié)點詳圖清晰、明了,使設(shè)計圖能準(zhǔn)確無誤地指導(dǎo)施工。其次是在施工中需做好技術(shù)交底工作,注重隱蔽工程的中間驗收和記錄。在管道捌點處埋設(shè)管道樁,非金屬管鋪上管道示蹤線,以便今后的管網(wǎng)探測。三是豐富竣工資料的內(nèi)容和確保竣工資料的完整性,適當(dāng)增加周圍地面情況、埋深、管基質(zhì)地狀況、管道竣工年限等條目,完成竣工圖的繪制,進(jìn)一步完善基礎(chǔ)圖文資料檔案,以便日后充分利用、分析、研究。最后精心繪制管網(wǎng)竣工圖,竣工圖要真實、準(zhǔn)確的反映管網(wǎng)實際情況,最大限度的為管網(wǎng)管理工作創(chuàng)造好的技術(shù)支持。
城市建設(shè)規(guī)模由小到大逐漸發(fā)展,有些檔案資料未能及時收集,年代久遠(yuǎn)的部分工程圖就成了“盲區(qū)”,給供水企業(yè)管網(wǎng)管理工作帶來了難度。因此,及時進(jìn)行搶救性地挖掘工作就顯得尤為重要,補測、補繪,就是主要手段之一,內(nèi)容包括摸底、查訪、整理等幾個階段。
摸底階段,我們針對整個城市管網(wǎng)不夠明確和詳細(xì)的地方,深入現(xiàn)場,核實有關(guān)管網(wǎng)資料,根據(jù)現(xiàn)有的原始資料或老職工的記憶進(jìn)行現(xiàn)場挖掘、查找,對找到的管道及附件設(shè)施進(jìn)行實地測量,現(xiàn)場繪制草圖,在草圖上標(biāo)明管道的長度、轉(zhuǎn)角、座標(biāo)、埋深、管徑、材質(zhì)。對不便用鋼尺等測量工具測量的管線,采用全鉆儀、GPS測繪儀等測繪工具來補測。對調(diào)查工作有疑問的管道,反復(fù)請教老職工,通過召開座談會的形式,明確管線的具體位置并在現(xiàn)場予以核對。對于不便開挖的管道采用管線探測儀、方便,快捷地探測到真實的管線分布情況。同時,結(jié)合地形圖及時更新不同口徑的管線資料,修改完善,為今后的管網(wǎng)管理工作打好基礎(chǔ)。
整理階段包括根據(jù)城市街區(qū)分布狀況,按路段對管網(wǎng)資料進(jìn)行分類編目,并依據(jù)管道接水分支點的狀況進(jìn)行梳理,編制出城區(qū)設(shè)計資料總目錄,做到條目清晰、分類明確、便于檢索。依據(jù)收集的資料,繪制1:500的街區(qū)切塊圖,綜合形成1:1000、1:2000、1:5000、1:10000各類管網(wǎng)分布圖。對現(xiàn)有的圖紙,逐年進(jìn)行添加、補充,以便完善最基礎(chǔ)給水管網(wǎng)管理資料。
通過各種手段形成的各類圖紙,過去我們一直采用傳統(tǒng)方式。為了便于新增管線上圖更準(zhǔn)確、及時,便于長期實施動態(tài)管理,應(yīng)盡早建立供水系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(GIS)、供水系統(tǒng)實時運行數(shù)據(jù)監(jiān)測(SCADA)和給水管網(wǎng)計算機(jī)動態(tài)模擬技術(shù)。實施管理信息化和建立數(shù)字通信技術(shù)平臺,能夠?qū)嵤┙o水管網(wǎng)數(shù)據(jù)的錄入、管理、分析、檢索、成圖輸出等功能,并可滿足地下管線的勘探,數(shù)據(jù)入庫管理及施工管理的需要,為規(guī)劃、設(shè)計施工等部門提供準(zhǔn)確可靠的地下管線分布走向、埋深及各種專業(yè)屬性信息。該系統(tǒng)的建立,將為形成高精度的地下管網(wǎng)參數(shù)及相關(guān)資料奠定了良好的基礎(chǔ)。
系統(tǒng)組成:該系統(tǒng)以管線的圖性,屬性數(shù)據(jù)庫為核心,由地理底圖編輯出版,底圖建庫及管理,屬性定義及地下管線數(shù)據(jù)錄入,空間分析和管線檢索子系統(tǒng)構(gòu)成,各系統(tǒng)關(guān)系圖為:
底圖庫、屬性庫、管網(wǎng)信息庫可同時為GIS制圖出版系統(tǒng);底圖屬性定義及屬性管理子系統(tǒng);地理底圖建庫及管理子系統(tǒng);管線信息輸入子系統(tǒng);空間分析子系統(tǒng);管線信息檢索子分析子系統(tǒng)服務(wù)。
系統(tǒng)有以下功能:
(一)圖形庫存的實時更新與管理,將管網(wǎng)圖數(shù)字化或矢量化輸入,編輯管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,迅速直觀地構(gòu)造供水網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)提供自動分層功能,可對管網(wǎng)進(jìn)行分層管理。
(二)管道爆管搶修輔助決策,在爆管的情況下快速查找漏點,發(fā)散性地搜索受影響的閘門與停水用戶,確定最優(yōu)關(guān)閘方案和智能化搶修方案,繪出事故發(fā)生地點的管網(wǎng)圖,自動生成搶修單。
(三)管網(wǎng)數(shù)據(jù)模型的建立,為管網(wǎng)平差及管線設(shè)計提供技術(shù)支持。系統(tǒng)提供節(jié)點水壓法、管段流量法、環(huán)方程法等方法進(jìn)行管網(wǎng)平差計算。根據(jù)平差結(jié)果,計算節(jié)點水壓,自動繪制管網(wǎng)等水壓線,標(biāo)記低壓范圍及涉及的相應(yīng)用戶。自動搜索供水路徑,并顯示管段的運行參數(shù)。系統(tǒng)提供管線設(shè)計窗口,協(xié)助設(shè)計人員完成設(shè)計任務(wù)。
(四)管網(wǎng)設(shè)施的維修、保養(yǎng)及日常生產(chǎn)信息的管理,根據(jù)管道維修記錄,建立各種重要設(shè)施的保養(yǎng)卡,從而方便、快捷地實施有效管理。
我司的整個管網(wǎng)信息化建設(shè),采用三步走的策略,通過一步一個臺階,使我司的管網(wǎng)管理躍上一個新臺階,提高供水企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
第一步:主要完成管網(wǎng)的數(shù)字化入庫工作,這主要將記載在圖紙上的管網(wǎng)圖形數(shù)據(jù),地下管網(wǎng)探測結(jié)果通過數(shù)字化工作錄入計算機(jī)中,由計算機(jī)管理,這是一切工作的基礎(chǔ)。以后工作圍繞數(shù)字化圖展開,利用圖形庫存,完成規(guī)劃圖、現(xiàn)狀圖、成果圖的自動生成和打印輸入。
第二步:建立管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(管網(wǎng)GIS)和數(shù)據(jù)采集與通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)),實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息采集和處理自動化。建立良好的追蹤分析和預(yù)警機(jī)制,健全事故記錄制度,完善查詢分析系統(tǒng)和圖庫管理系統(tǒng)。
第三步:邁向網(wǎng)絡(luò)化的聯(lián)網(wǎng)方案,通過供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)與供水調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)的交叉互訪。通過對管網(wǎng)壓力、流量、水質(zhì)等實時數(shù)據(jù)的交換,對運行的管網(wǎng)進(jìn)行水力計算與動態(tài)分析,及時反映供水管網(wǎng)的運行狀態(tài)及所存在的問題,為供水調(diào)度和管網(wǎng)改造提供決策依據(jù)。也為管網(wǎng)事故,提供應(yīng)急響應(yīng)方案和最優(yōu)處理措施。也能為現(xiàn)場施工管道定位提供數(shù)據(jù)支撐。
提高管網(wǎng)資料管理水平,加速信息化建設(shè)進(jìn)程,實現(xiàn)城市管網(wǎng)運行的智能化管理,才能真正促進(jìn)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步,提升企業(yè)誠信服務(wù)的能力,取得企業(yè)社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。
(通訊員:曹安陵)