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中国城镇供排水协会在2014年的统计报告中指出,全国大中型城市的自来水公司平均管道漏失率为15.7%。2002年发布的《城市供水管网漏损控制及评定标准》明确规定,“城市供水企业管网基本漏损率不应大于12%”。管道漏失导致中国每年流失自来水70多亿立方米,相当于“漏”掉一个太湖,除去利润每年单因漏失就要损失70多亿元。城市自来水管网大多埋地铺设,串、并联成巨大的树状或环状网络,空间特性复杂,数据信息繁复。供水企业为提高供水管网管理水平,降低漏失率,缩小产销差,有必要将地理信息系统GIS(Geographical Information System)技术应用到城市供水管网的管理中,以实现供水管网管理的科学化、高效化、信息化。 本论文以ArcGIS为研究平台,构建实用的城市供水管网GIS系统。分析了城市供水管网存在的主要问题和漏损现状,概述目前管网漏失检测技术,研究GIS系统在城市供水管网中应用的必要性。从管网网络结构布局、控制计量的仪表阀门、供水管网的压力监测及调度,共3个方面详细研究了维持管网安全运行的技术要求。 研究了基于城市供水管网的GIS系统特点及总体架构,针对城市供水探讨GIS系统功能划分。以地理信息数据库Geodatabase为基础,对管网数据模型、数据库命名规则及数据库逻辑结构作出设计论述。根据供水管网的空间地理属性和信息属性设计了基础地理数据集、业务图形数据集、运维表、权限功能表。重点分析管网爆管事故,采用有向图模拟水流,逻辑几何网络模拟管道、阀门及连通关系,建立网络模型拓扑邻接关系,采用邻接矩阵分析管网图,得出爆管关阀数组和停水用户搜索范围。 最后分析了GIS在城市供水管网中的应用。以桌面版系统(C/S)、发布版系统(B/S)、移动端系统(M/S),3种方式呈现。研究了GIS在管网采集、检漏,管网维修,以及工程建设中的管道、户表管理和水厂综合运营方面的功能实现。反馈结果表明,基于GIS的城市供水管网信息管理系统投入实际应用后,在控制供水管网漏失上有明显的技术优势,同时也是未来城市供水管网管理的技术趋势。