摘要：給水管網在城市生產及生活中發揮著十分重要的作用，所以，保證其正常運行便顯得尤為必要了。本文將基于給水管網動態水力建模數據及其管理展開相應的分析，以期促進城市給水管網運行質量的提高，為同行提供一些有益的參考。
1給水管網動態模擬概述
針對給水管網運行特點，建立相應的動態水力模型，不僅能夠實現優化控制的目的，同時還能夠起到科學管理的效果。在模型中，其水流需要能夠有效反映現實管網中水流所具有的流動狀態，換而言之，該動態模型需要能夠有效反映現實管網中的一系列動態參數。
合理的給水管網動態模型具有以下作用：對管網漏損進行有效的輔助預測;對事故狀態下的運行進行有效模擬，從而便于故障解決措施的制定和實施;對以爆管為代表的一系列異常狀況進行預見性分析，為調度及維修人員提供有益參考;為水系統運行的后續優化工作奠定基礎;方便水質模型的構建，在水質分析過程中發揮輔助作用。
2給水管網動態水力建模數據分析
2.1動態水力建模數據類型及來源
管網屬性數據：對于給水管網而言，其屬性數據通常指的是測量值及實際調查獲得數據，該類數據大多情況下借助GIS系統便能夠準確獲得。
管網運行監測數據：該類數據主要包括兩個部分，一種是在線監測的壓力數據，另一種是在線監測的流量數據。在建立水力模型的過程中，通常應用SCADA系統以實現對管網的延時模擬，也可以截取代表性較為突出的某幾天數據進行模型校驗處理。
實測數據：在具體建模環節，需進行實測的數據主要包括三大部分，一是對管網屬性中那一類不確定信息進行準確地現場測定，二是對水泵曲線(尤其是工作年限較長的)進行現場實測，三是對用戶的用水量曲線進行現場測定。
派生數據：所謂派生數據指的是，在分析數據過程中形成的一類新數據，雖然不是建模的必要組成部分，但有助于對既有數據中所包含的隱形信息進行一定程度的挖掘。如可利用數據挖掘功能對爆管進行分析，從而提高管網的安全系數。
2.2動態水力建模數據質量分析
2.2.1數據質量評價準則
在建模過程中，應對相關數據質量進行有效分析和控制。所謂數據質量(英文簡稱DQI)指的是，參與動態建模的諸多數據能夠滿足建模實際需求的特征。
在獲悉數據質量的情況下，才能對建模的可行性等進行準確預判斷。對于動態建模數據而言，其質量水平集中體現在如下各點：準確度、精度、不確定性、包容性、一致性、完整性、易使用性、可得性、現勢性等。
2.2.2數據質量評價方法——以模糊綜合評價法為例
采用模糊綜合評價法的過程中，涉及以下評價指標：
1)拓撲屬性，如節點坐標位置精度等;
2)節點流量，如用水數據精度等;
3)泵站相關數據，如水泵曲線符合實際的程度;
4)監測數據，如監測點分布密度;
5)其它輔助信息，如地面標高等反應真實的程度。
對上述指標進行評價時，劃分優良中差四個不同等級：優指的是數據質量相當優異，能夠為建模工作提供理想的數據支持;良指的是數據質量稍次;中指的是能夠基本滿足建模需要;差指的是數據質量極不理想，無法支持建模工作。
2.3數據處理
當篩選出適宜的管網建模數據之后，接下來便需對其展開相應標準化處理，即對原始形式下的數據進行處理，使其轉化成標準的且能夠參與實際建模的形式。
管網建模過程中，涉及的關鍵數據需求及其處理如下：
1)建立健全管網拓撲結構，并準確輸入有關屬性信息——管網拓撲結構、管段以及節點屬性、標高數據等。
2)對節點流量進行科學分配——用戶用水量數據以及用水曲線。
3)構建有效的泵站模型，并加以校核——水泵曲線以及泵站運行記錄。
4)展開相應的模擬計算以及校核——監測點數據記錄等。
動態水力模型數據綜合管理
3.1模型數據綜合管理需求分析
3.1.1數據完整和同步的需求
給水系統涉及的數據絕大部分屬于測量值以及實地調研數據，所以，應尋求這樣一個高效數據管理系統，即無論發生何種類型的連動變更，都能夠借助系統本身提供的內部功能予以自行維護，從而保證一系列數據的完整性以及同步性。
另外，在正式管理過程中，應嚴格設置和管理用戶權限，從而確保相關數據的安全性。
3.1.2數據使用便利的需求
在模型的諸多計算中，通常需要涉及大量數據的綜合計算，由于來源不一，再加上格式多樣，所以，有必要構建一個高度統一的數據管理系統，為數據使用提供便利。
不僅如此，借助視圖或者存儲方式，能夠基于模型計算對數據的相應要求而得到目的明確的查詢結果，從而在一定程度上有效強化了篩選模型計算數據的工作效率。
3.2給水管網動態數據管理技術——給水管網動態數據庫
對該數據庫進行管理時，主要涉及以下幾點：
1)數據存儲，即把全部數據轉化成數據表形式，并存儲起來;
2)數據庫連接，即數據庫之間的連接，以及數據庫和其他系統之間的連接;綜合/聯合查詢，借助查詢方式搜集需要用到的數據及信息，又或者基于視圖與存儲的形式，對常用查詢模塊進行有效保存，以便后期調用;
3)數據更新;
4)用戶管理。
3.2.1數據庫設計原則
數據庫設計原則主要包括：滿足用戶需求的實用性原則、數據的準確性原則、安全穩定性原則、易操作性、可擴展性原則。
3.2.2數據庫的建立
數據庫組成主要涉及以下幾點：
1)管網基礎數據類，如參數表、用戶信息表、測壓點信息表、水泵信息表、水廠信息表、閥門信息表、加壓泵站信息表、清水池信息表;
2)動態模擬數據類，如測壓點壓力表、水廠出水壓力表、水泵數據表、清水池水位表、加壓泵站數據表、閥門數據表、累計流量數據表。
將上述數據統籌、歸類、入庫便能夠獲得一個具有動態特性的數據管理系統。
數據表相互間存在一定的關聯性以及制約性，這是因為數據本身便存在一定的關聯性，常見的有管線和節點之間、閥門和節點之間、以及設備兩端節點之間等。
在執行刪除或者編輯等重要動作時，應特別注意：對節點進行挪動時，與節點保持相連的管道也應隨著節點置的變化而發生相應的變化;對節點新坐標進行確定時，需要對管道長度進行修改;對管段進行移動時，對于該管段而言，其兩個節點也會隨之進行相應的移動，另外，和這一管段存在連接關系的諸多管段也會隨之出現一定程度的拉伸效應。
在數據庫管理系統的幫助下，能夠清晰且明確地觀察到數據表相互間存在的關系結構，從而準確理清各個數據表之間的內外在關系。
數據庫的其他組成部分：
1)視圖：對于那些需要固定格式處理的數據可借助視圖予以保存，在需要的情況下再抽調出來，從而有效避免了重復作業的發生;
2)存儲過程：對于那些應用頻率相對較高的查詢模塊，則有必要為其編譯相應的存儲過程，使其成為具有獨立特性的單元體以供用戶調用，從而防止代碼的多次編譯，進而節省大量的人力和時間;
3)觸發：通常適應于級聯更新或者級聯刪除的情況。
3.2.3數據維護和更新
基于現有模型構建一個全新的、完整的數據庫之后，在將來的備份及更新時，那些不同時間段的數據便有了與之相應的版本。應用數據庫系統管理軟件本身具備的優異更新及備份功能，能夠基于既有的數據庫開展相應的備份操作。
在此過程中，基礎數據庫可以共用，而不同時間段的各個版本可以以相對獨立的更新文件形式予以存儲，如此一來，任何時間段所對應的版本均能夠得到完整而有效的保存，不僅如此，還實現了數據冗余最小化的目標，再加上共享度相對較高，文件以最小體積形式存在，使得更新任務量也相對較小。
對給水管網動態模型數據進行維護和更新時，主要涉及如下工作：
1)對管網模型的拓撲結構及有關數據進行更新;
2)對節點流量進行更新;
3)對操作方案進行更新;
4)對管道粗糙系數進行更新;
5)對水泵特性曲線進行更新;
6)對模型進行定期檢驗。
當上述數據出現相應改變時，數據庫中與之對應的數據也會隨之被有效更新。對管網拓撲結構及相關屬性信息進行更新時，可借助數據庫和模型本身的接口對相關模型數據進行重新導入。
對于那些繁雜程度較高且形式變化較多的數據，可結合具體變化情況，由有修改權限的數據庫管理人員進行手動方式或者其他方式的更新。
結語：
隨著城市給水管網規模的不斷擴大，其運行及管理工作將面臨更大的挑戰，所以，做好給水管網動態水力建模數據分析及其綜合管理工作便顯得尤為重要了。
相信隨著研究的不斷深入，動態水力模型將會在功能及精度上取得更大的進步，從而為城市給水管網的正常運行及高效運行提供更大的幫助。
參考文獻[1]陳濤,徐鵬,趙潔. 給水管網動態水力模擬系統的建模研究[J]. 城鎮供水,2012,01:66-67.
[2]歐陽嘉. 給水管網水力建模與優化調度應用研究[D].湖南大學,2012.
[3]盧漢清,蔣敏. 寧波慈城區域給水管網水力建模與應用研究[J]. 城鎮供水,2010,01:56-58.
