GIS技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代城市水利管理的可行性研究

陳雪英，連少偉，謝 磊

（河北省水利技術(shù)試驗推廣中心，石家莊 050061）

GIS技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代城市水利管理的可行性研究

陳雪英，連少偉，謝 磊

（河北省水利技術(shù)試驗推廣中心，石家莊 050061）

結(jié)合研究范圍實際，選取范圍內(nèi)的居住點(diǎn)、主要道路和人工渠道等為基礎(chǔ)資料，運(yùn)用GIS技術(shù)數(shù)字化后，再運(yùn)用空間分析模塊功能對影響因素進(jìn)行分析，綜合分析的結(jié)果顯示，可能供水點(diǎn)的最適宜設(shè)置位置有2處，供水規(guī)模為78492.59m3/d。因其結(jié)果是綜合了多個因素分析后的成果，所以具有很好的參考價值。

GIS；可行性研究；城市水利

據(jù)統(tǒng)計，在1979年以前的30a間，我國在城市水務(wù)等基礎(chǔ)設(shè)施方面的投資占當(dāng)年全社會固定資產(chǎn)投資的比例，多數(shù)年份沒有超過2%，發(fā)展滯后。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，引發(fā)了一系列的城市水資源問題。水利現(xiàn)代化，早在20世紀(jì)90年代末，在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)就已經(jīng)提出。城市水利現(xiàn)代化不僅是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的客觀要求，更是其自身發(fā)展的內(nèi)在需要，城市水利的現(xiàn)代化管理是經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和時代不斷發(fā)展的必然要求?，F(xiàn)代城市發(fā)展對水利管理提出的前所未有的挑戰(zhàn)和高要求，要求我們將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用于城市水利管理。

信息技術(shù)在當(dāng)今社會越來越受重視，GIS（地理信息系統(tǒng)）是集制圖、數(shù)據(jù)管理和空間分析等功能為一體的、先進(jìn)的信息管理軟件。當(dāng)下，GIS技術(shù)在國外應(yīng)用已相當(dāng)廣泛且成熟。將GIS技術(shù)應(yīng)用于我國城市水利的現(xiàn)代化管理，是現(xiàn)代水利發(fā)展的必然趨勢，是提高管理水平的重要措施和途徑。

本文基于GIS技術(shù)來確定供水點(diǎn)設(shè)置和供水規(guī)模的研究。

1 工作開展的步驟

1.1 城市水利管理內(nèi)容

城市水利涉及的方面有很多，經(jīng)過初步分析，涉及的內(nèi)容主要有以下幾方面：污水處理點(diǎn)的設(shè)置；供水點(diǎn)的設(shè)置；排水、供水網(wǎng)管的布設(shè)；地下水漏斗的控制；供水水源的選擇、優(yōu)化；公共用水（道路、綠化）水源的一個選擇、優(yōu)化；雨水收集系統(tǒng)的建立；集水區(qū)范圍的設(shè)定等。最好。分析結(jié)果見圖2。

（2）以主要道路為對象分析可能供水點(diǎn)到各主要道路的距離，由于希望可能供水點(diǎn)靠近道路設(shè)置，所以需要給離可能供水點(diǎn)較近的點(diǎn)賦較高的值，因為它們的適宜性最好。分析結(jié)果見圖3。

1.2 基礎(chǔ)資料的數(shù)字化

選取石家莊市的裕華區(qū)為研究地點(diǎn)，研究范圍只考慮二環(huán)以內(nèi)。

供水點(diǎn)設(shè)置的主要影響因素是地形、人口居住分布、現(xiàn)狀道路和人工渠道等情況，考慮到實際地形比較平坦，故本次研究擬不考慮地形因素的影響。根據(jù)需要將研究范圍內(nèi)的現(xiàn)狀主要道路、居住點(diǎn)和人工渠道等基本情況進(jìn)行數(shù)字化。居住點(diǎn)以居住小區(qū)為對象，不包括公共場所、學(xué)校、企事業(yè)單位等其他類別的用地。數(shù)字化以后的結(jié)果為，研究范圍內(nèi)居住點(diǎn)共有69處，人工渠道1處。具體分布情況見圖1。

1.3 供水點(diǎn)的確定

利用GIS的空間分析模塊功能，可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)生成大量的信息地圖。本次研究的內(nèi)容就是如何利用GIS空間分析模塊生成的信息地圖進(jìn)行供水點(diǎn)的確定。具體步驟如下：

（1）以居住點(diǎn)為對象分析可能供水點(diǎn)到各居住點(diǎn)的直線距離，由于希望可能供水點(diǎn)靠近居住點(diǎn)的位置，所以需要給離可能供水點(diǎn)較近的點(diǎn)賦較高的值，因為它們的適宜性

（3）以人工渠道為對象分析可能供水點(diǎn)到人工渠道的直線距離，由于希望可能供水點(diǎn)靠遠(yuǎn)離人工渠道，所以需要給離可能供水點(diǎn)較遠(yuǎn)的點(diǎn)賦較高的值，因為它們的適宜性最好。分析結(jié)果見圖4。

（4）如果到各主要道路的距離與到各居住點(diǎn)的距離、到人工渠道的距離數(shù)據(jù)具有同等重要性，那么只需把它們進(jìn)行簡單的合并就可以了。但實際情況是，到各居住點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)的重要性要高于到各主要道路的距離與到人工渠道的距離數(shù)據(jù)。所以，本次供水點(diǎn)的確定，最后以賦予到各居住點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)、到各主要道路的距離數(shù)據(jù)和到人工渠道的距離不同的權(quán)重再進(jìn)行疊加分析后得出。其中，以到各居住點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)為主要參考，權(quán)重賦予值為0.6；以到各主要道路的距離和到人工渠道的距離數(shù)據(jù)為次要參考，權(quán)重賦予值均為0.2。分析結(jié)果見圖5。

1.4 供水規(guī)模的確定

研究范圍供水規(guī)模的確定，擬以居民日生活用水定額為計算基礎(chǔ)，再乘以范圍內(nèi)的總?cè)丝跀?shù)得出。

（1）研究范圍內(nèi)現(xiàn)狀人口的量化分析

研究范圍內(nèi)各居住點(diǎn)人口擬以樣本點(diǎn)旭景琴園的人口及小區(qū)占地面積為參考值進(jìn)行量化處理。旭景琴園的人口是調(diào)查數(shù)字，小區(qū)占地面積是GIS對基礎(chǔ)資料數(shù)字化后的數(shù)據(jù)。其他居住點(diǎn)的居住人口計算公式如下：

式中 Py為樣本點(diǎn)人口（人）；Sy為樣本點(diǎn)占地面積（m2）；Pj為計算點(diǎn)人口（人）；Sj為計算點(diǎn)占地面積（m2）。

量化結(jié)果見表1。

（2）供水規(guī)模的計算

研究范圍內(nèi)的居民生活用水量可按下式計算：

式中 W為生活用水量 （m3/d）；P為設(shè)計用水總?cè)藬?shù)，取713569人；q為居民日生活用水定額，取110L/（人·d）。

經(jīng)計算，W=78492.59m3/d。即研究范圍內(nèi)的供水規(guī)模為78492.59m3/d。

2 結(jié)語

本次研究涉及的居住點(diǎn)69處，經(jīng)分析后可知，可能供水點(diǎn)最適宜的設(shè)置位置有2處，供水規(guī)模為78492.59m3/d。實際情況證明，將GIS技術(shù)運(yùn)用于城市水利的管理是現(xiàn)實可行的，因其結(jié)果是綜合了多個因素分析后的成果，所以具有很好的應(yīng)用價值。

表1 各居住點(diǎn)居住人口情況 單位：人

［1］周保，胡貴壽，彭建兵，等.基于GIS的黃河上游拉干峽—寺溝峽段滑坡危險性評價［J］.南水北調(diào)與水利科技.2010（1）：36－38.

［2］王麗英.城市水務(wù)行業(yè)發(fā)展資金瓶頸及對策研究［J］.水利發(fā)展研究，2010（5）：51－52.

［3］張嘉濤.關(guān)于現(xiàn)代水利的粗淺認(rèn)識［J］.水利發(fā)展研究，2010（6）：15－18.

［4］Jill McCoy， Kevin Johnston.Finding a site for a new school in Stowe， Vermont，USA.Using ArcGIS Spatial Analyst［K］.USA：ESRI.2001.23－38.

TheFeasibilityStudyfortheGISApplytoModernCityWaterConservancyManagement

CHEN Xue-ying，LIAN Shao-wei，XIE Lei
（HeBei Extension and Experiment Center for Water Technology,Shijiazhuang 050061,China）

According to the reality of the research region,selecting a the residential areas and main roads in the research region as the basic data,digitize them by GIS,then analyse the research region by the spatial analysis function of GIS.The results of synthetical analysis shows that the possible water supply site have two sites in the research region,and the water supply dimension is 78492.59m3/d.The results can be used as a consultancy data,becaused it synthetized a set of data to make the conclusion.

GIS;feasibility study;city water conservancy

TV213.4

A

1672-9900（2010）S0-0136-03

2010-09-27

陳雪英（1978-），女（漢族），河北石家莊人，工程師，主要從事農(nóng)田水利方面工作，（Tel）13832186557。