市政管网优化技术研究现状与趋势探究

吴帆

摘 要：市政管网建设是城市基础设施建设的重要组成内容，其对于保障城市水资源的利用率及城市经济的发展具有至关重要的作用，因而市政管网优化技术是促进其作用发挥的重要保障。该文基于我国当前市政管网优化技术的现状，结合城市基础建设的实际情况对市政管网优化技术的发展趋势进行探讨。

关键词：市政管网 优化技术 现状 趋势

中图分类号：TU990.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0074-01

1 市政管网优化技术的发展历程

市政管网优化是对计算机软件、数学理论及技术经济评价等方面的综合运用，其根据目标系统构造模型而利用先进的技术与理论，设计合理的工程实施方案，进而为工程项目的施工与运行提供科学的依据。我国对市政管网优化技术的研究大概在20世纪80年代，对于优化技术的发展历程主要可以分为几个阶段：前期主要采用以线性或非线性、动态规划等经典优化理论进行市政管网的优化；而后在市政管网优化的纵向发展中，遗传算法及人工神经网络法等应用广泛；随着科学技术的发展，市政管网优化逐渐向着多方法结合的横向方向发展，包括对以上诸多方法的综合应用，并融合进现代地理信息系统等先进软件的技术。应该说，市政管网优化技术逐渐由传统单一化向着先进综合化的方向发展。

2 市政管网优化技术的研究现状

2.1 遗传算法在市政管网优化中的应用

遗传算法是在模拟自然生物遗传与进化过程的基础上进行全局搜索的方法。将其应用于市政管网优化的设计环节，具有较大的必要性。市政管网优化具有一定的复杂性，遗传算法能为其提供简便的方式，在处理离散变量函数时，不用对管径进行后期调整，能减少管网的投资，优化管网布置。同时，遗传算法可以明确内编码空间与问题空间，解决许多常规算法难以计算和解决的问题，因而具有更加的实用性和针对性。另外，通过遗传算法可以为工作人员对管网优化模型中存在的问题提供解决方法，最大程度的实现管网优化的经济性及供水的安全稳定性。

2.2 数学模型在市政管网优化中的应用

采用数学模型进行市政管网的优化设计，是在非线性模型的基础上借助最小二乘法而对管网系统进行优化，建立起自压式树状管网神经网络优化设计模型。这一设计模型能够在不影响水力模型的计算精度下对管网进行简化，同时通过采用水力平差模型还能对供水管网的运行情况进行验证，进而根据其平差结果进行有针对性的调整，促进管网铺设方案的科学高效。当前，建立数学模型的方法已在市政管网建设中得到了广泛的应用，并取得了较为理想的经济效益与社会效益。

2.3 计算机技术在市政管网优化中的应用

在现代计算机信息技术迅速发展并得到广泛应用的形势下，计算机技术也在市政管网优化中发挥出巨大的辅助作用。针对市政管网优化技术，计算机主要为期提供了Auto CAD的操作平台，在此平台上提供HY-SZGXV4.0、Water CAD、理正给排水设计等市政管网设计软件及给水系统优化软件。通过这些系统软件，对市政管网的优化设计提供了极大的便利与效果，提高了市政管网铺设的效率，是未来市政管网建设工程技术的必然发展方向。

3 市政管网优化中出现的问题与解决方法

3.1 管网系统布置的不合理问题

由于城市自来水加快普及，在管网布局与规划缺乏科学性的情况下，新时期市政管网系统铺设冗余、连接复杂的问题日益突显。为了解决此问题，供水单位应该根据供水区域的地形情况及用户分布情况，结合城市建设规划而进行管网系统布置。在布置管网的过程中，要充分考虑经济成本，应用遗传算法尽量将管网布置成环状或枝环状，在节省工程造价的同时提高管网安全性。

3.2 市政管网漏失的问题

管网漏失问题是当前市政管网中存在的普遍问题，管材质量及施工管理的不足都是导致其问题产生的重要原因。因此，为了解决市政管网漏失的问题，应该在其原因的基础上进行有针对性的解决。首先，供水单位要严把管材质量关，选择抗腐蚀强、质量优的抗老化管材，选择柔性橡胶接口；对各附件进行定期的检查与更新。其次，在市政管网的设计施工环节中，要依据原有的详细资料精心设计其管网铺设方案并制定施工计划，施工人员则应该在科学的施工方案下进行施工，确保管基的平整结实，并在施工完成后进行水压试验，确保管网的性能。最后，在市政管网的管理工作方面，要建立健全的查漏检查制度，建立现代化的管网资料数据库，及时了解管网的漏失情况，并加强维修与维护，要重视对老旧管网的改造与更新工作，利用更换、喷涂及翻衬修复的多种方法确保管网的整体完整。

3.3 市政管网抗暴雨的强度问题

随着近年暴雨的频频降临，市政管网自身存在的不足及施工中存在的质量问题，使得其抗暴雨强度逐渐变差，给人民的生活及城市经济的发展带来诸多消极影响。笔者认为，应该适当增加管网的排水管道、出水口的标准系数。由此就要求政府应加大管网建设资金，加强管线管理，加强雨水收集措施的实施，通过多种途径保证管网建设的质量。当然，这需要在考虑当地降雨量、市政管网排水能力及经济等要素下进行切合实际的措施改进。

4 市政管网优化技术的发展趋势

市政管网优化技术的发展趋势是在当前市政管网优化技术影响因素的复杂性基础上，以改变传统管网优化技术中的不足和缺陷，而充分利用以上算法辅助市政管网优化，进而想着更多元化的现代化方向发展。

4.1 积极拓展市政管网优化领域

在我国城市化进程加快发展的新形势下，市政管网建设规模也呈日益扩大的趋势不断发展。然而，不同的地形及水源质量差异、经济条件及技术条件差异也日益壮大的市政管网优化工作带来了难题。为此，笔者认为应该积极拓展拓展市政管网优化领域。首先，要加强对市政管网建设与运行的经济性及可靠性分析，保证管网建设的作用与性能；其次，要加强新算法与旧算法的结合，促进市政管网的优化布置；最后，要加强管网的混合布置，如环状、树状间的结合，最大程度的提高市政管网优化布置的水平。

4.2 积极研发市政管网优化软件

在现代信息时代，一些信息技术已开始应用于市政管网优化工作上，并取得了相应的成绩，但可视化技术及优化算法等技术却还未真正的研发并应用起来。未来的市政管网优化技术，应该在不同市政管网特点的基础上，研发出更多的集成性、通用性自动化软件，诸如集成GIS等新型软件都将是市政管网优化技术的发展方向。

5 结语

总之，在社会经济日益发展壮大的背景下，我国市政管网优化工作应该借助科学技术的力量，大力加强创新与研发，不断推进新型的市政管网优化技术的诞生与应用，促进市政管网优化的快速持续发展。

参考文献

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