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計算機在給排水方面的應用
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計算機在給排水方面的應用【1】
【摘 要】 當代，隨著經濟的騰飛，計算機技術也得到了迅速的發展，目前計算機的應用已經滲透到各個領域，學科不斷的分支和演化，縱橫交錯的新興學科也不斷的興起.給排水行業也正面臨著一場世界性科技革命的挑戰。
【關鍵詞】 計算機 給排水
在二十世紀末期，國內的給排水專業領域里存在著一種傳統理念，認為給排水工程中的工作從實驗研究，工程設計，從生產運行管理一直到工程施工在內，一般不會涉及很復雜的計算問題，也沒必要利用計算機來完成這些工作。
目前，這種錯誤的傳統理念雖然已經得到了轉變，但是在這個行業中仍然不同程度地存在著。
這一理念曾經一度阻礙了計算機在我國給水排水專業中的應用，同時也影響了本學科深入的研究與發展。
這樣一來計算機技術在我國給水排水工程專業中的應用不僅明顯地落后于國外發達國家同類專業水平。
當然，隨著計算機科學技術的快速發展，在廣大行業人士的共同努力下這種落后狀況有了很大的改善。
此外，就給水和污水處理系統的控制與優化的方向及其內容來看，其研究的范圍、深度還遠遠沒有達到拓寬和深化的標準，但從總體發展的趨勢來看，其差距正在逐步縮小。
就目前的形勢而言，計算機在給排水專業中的應用與研究主要體現在以下幾點：
(一)科學計算和計算機模擬
隨著科技的發展，人們在科研和生產工程中，更注意追求科學化，精密化和定量化，繼而用不同的方法去描述客觀事物，并建立與其相對應的數學模型，不同的數學模型雖然是對事物有定量的描述，但最終還要依靠精確的計算。
在給排水工程設計涉及的計算中無論是解析計算機還是數值計算都要處理龐大的數據，其計算的工作量和對其精確度的要求這兩個方面的問題而言，計算機正是解決這兩個問題的最好工具。
像其他工程技術領域一樣，計算機在給排水工程中的比較早的應用也是在科學計算中，在過去，管網平差的計算在給排水工程中不僅計算工作量較大，計算復雜繁瑣，因此，用計算機進行管網平差計算是科學計算較早的應用。
在當今，尤其在全球性“綠色節能”的呼聲日益高漲的今天，通過最優化設計來保證給水排水工程并盡可能降低基建費用;通過最優化控制等來保證給排水處理系統運行的安全性、可靠性并盡可能降低運行費用等方面的研究和實踐就顯得更為的重要了。
除了科學計算，給水管網及其排水管網的水力計算之外，計算機模擬技術在給排水工程中的應用也是如此，對于一些規模很大，危險性很強大，代價或實驗模擬都難以實現的項目來說，計算機的模擬效果更能體現其優越性。
它是解決復雜的系統問題或過程定量分析問題的一種重要的手段。
數學模擬和計算機是解決復雜系統問題或過程定量問題更為重要的手段、不僅能節省大量人力物力，而且由這類問題的影響因素繁多且復雜.很難甚至無法用試驗方法來模擬。
為了使這種非實物性的數學模型能夠盡可能真實而準確地描述其原本面貌，必須在計算機上進行模擬分析和求解，最后配合必要的現場和實物的測試分析加以驗證，才能建立起代替真實系統的模型。
(二)水環境的凈化與污水處理廠的計算機控制
在發達國家中，水環境的凈化和污水處理基本都實現了計算機控制，而我國在這方面還比較落后。
從過去到現在仍然有一種觀點認為：由于我國一直不缺少人力資源，實現計算機控制雖然能節省人工，減輕勞動力的工作強度，沒有必要為實現計算機自動控制而增加建設費用和投資。
事實上，國內外的實踐都表明這中觀點是不對的，因為計算機過程控制的三項最主要、最基本的要求是可靠性、經濟性和穩定性。
就對于水處理系統而言，包括水質必須滿足的要求外，其運行成本低和運行的安全可靠性等。
據相關數據統計，水環境的凈化或者污水處理系統由手動改為計算機控制，不僅節省勞動力，提高了生產效率，而且還能使系統的運行更加的穩定，更能承受進水水質及水量等沖擊負荷的波動，運行更可、靠更安全，不僅提高了出水水質達標率，而且普遍的降低了運行的成本。
特別是污水處理中的污水生物處理，微生物所參與的生物的、物理的、化學的過程機理十分的復雜，至今還沒有被人們完全認識。
而且處理過程中往往還受到各種隨機因素的干擾和影響，往往具有非線性、時變性和隨機性等變化的特點，使處理系統具有高度的不穩定性和不確定性，因次難以建立與之相對應的數學模型，以滿足最優控制的要求。
污水生物處理的控制方法也有待進一步的研究。
目前已有的控制方法或是過于復雜，難以實行在線實時控制，或者過于粗糙，不能滿足高水平的控制要求。
解決這類問題的重要途徑之一就是將人工智能.控制理論和運籌學三者相結合的智能控制。
其中模糊控制是智能控制的重要組成部分，也是近年來發展最快最具生命力的控制方法。
1985年8月，IHE在美國紐約召開的第一屆智能控制學術討論會，智能控制原理和智能控制系統的結構這一提法成為這次會議的主要議題，專家們一致認為，21世紀將是智能控制的時代。
就污水處理系統而言，智能控制也將有很大的發展空間。
(三)計算機輔助設計的應用。
計算機輔助設計的應用是在七十年末代發展起來的，八十年代以來逐漸受到重視。
由于它具有高速度、高精度和高效率等優點，目前在建筑、機械、航空、造船、氣象和電子等很多領域里的應用都取得了顯著的效果，在給水排水方面的應用也在全面的展開。
其中就CAD軟件而言，CAD是計算機的一個輔助軟件，它使的計算機在整個建筑行業應用的功能更加完善。
在建筑給排水工程設計中，標準件主要是包含材料和設備。
材料可以由圖紙中的圖例表示，而設備則牽扯到選型、計算和布置諸多方面。
目前的軟件產品一般提供了較完備的材料庫，隨著軟件進一步的升級且能提供自行擴充維護的材料庫，基本內容包括各種管材、管件和型號規格等以及能編輯生成被相應軟件直接調用的文件。
建筑給排水工程中有些設備的使用較為復雜，比如中水回用處理、熱交換、游泳池等等，本身的信息量就決定了它們應當有專門的應用軟件。
因此軟件還有待于進一步開發，形成一套較完善的設備數據庫：包括設備的性能特點、使用說明、選型各種計算方法、并支持輔助形成計算書以及可以被與之相應的軟件直接調用的文件。
在隨著計算機行業的不斷發展，在支持多任務的操作系統平臺上，同時使用與之相對應的軟件和設備選型軟件能夠直接調入計算選型的設備完成布置，這是使用設備數據庫比較理想的方式。
綜上所述，給排水工程設計在相應軟件普及使用下發生了深刻的變化，提高了多方面的工作效率，但是總體來看，給排水工程設計相應軟件的開發工作還是十分艱巨的，簡而言之，其發展方向如下：一是進一步提高相應軟件的專業水平和智能水平;二是使相應軟件的計算、分析、定量和模擬于一體，以改變目前軟件只偏重于繪圖的特點;三是除了建筑給排水之外，應擴充軟件的凈水和污水處理廠工程設計專用軟件的研制;四是軟件的研制逐步向標準化過度，便于其到更廣泛的推廣和并將其發揮更大的作用。
(四)結束語
本文初步探討計算機在給排水工程中的應用問題，計算機在給排水工程領域中的應用除了以上幾個方面之外，在分析統計，信息管理等方面，與其他工程技術領域一樣都有很廣泛的應用。
相信未來隨著工程技術人員對計算機技術進行的更加深入的開發，必將帶動包括給排水專業在內的各個技術領域廣泛的應用必將走向輝煌。
參考文獻
[1] 彭永臻.計算機在我國給排水的現狀與展望.中國給排水，9(3)1993
[2] 楊春麗.計算機輔助設計在市政工程中的應用.山西科技，2003
計算機在給排水方面的應用【2】
摘要：這些年來我國一直在推進城市化、信息化與數字化的發展，經濟水平的快速發展也促進了很多建設工程規模的日漸壯大，而給排水工程施工的質量等問題也逐漸出現在人們的眼前。
隨著計算機網絡技術的進步，人們的生活與工作都開始與其有了密切的聯系。
用于工程設計的計算機其主要是為了將設計的效率與質量提高。
計算機在給排水方面的應用也是一場早已注定變革，現如今在我國已發展的初具規模。
本文將淺析計算機在給排水方面的應用，希望能給其專業工作者提供一些有價值的參考。
關鍵詞：計算機;給排水;應用
前言
在給建筑等施工過程中最是關鍵工序的環節，便是給排水工程的施工，所以要嚴格組織與把關給排水施工的各種過程，并及時解決施工中出現的重點與難點，以及在這個基礎之上設計其施工組織。
而計算機在給排水方面的應用能有效解決這些問題。
在工程設計方面的計算機應用也叫做計算機輔助設計技術。
現代計算機是制造行業與設計產品工作中必不可少的工作，其能夠利用大量復雜的數學模型來自動計算，將手工繪制圖紙這樣的設計工作量在很大程度上減少，并將工程設計的質量與速度大大的增加了。
本文將從計算機的圖形、工程的數據庫以及標準件庫三個方面來論述計算機在給排水方面的應用。
一、計算機的圖形技術
給排水工程的最初與最終都是設計圖紙。
直接表現出計算機圖形技術的應用就是利用計算機CAD技術來制成設計圖紙。
如今的計算機給排水軟件有著比手工制圖更便利、更效率的優勢，第一個就是能夠比較簡單的進行平面定義，衛生設備和平面的管線可以自動地連接，同時直接在計算機的系統圖紙上生成與之相關的設備圖塊，這些操作具有一定的可逆程度，且直接生成的圖紙比較詳細，一般來說都是不需要修改就可以制成圖紙。
不僅如此，其GPS在室外也被設計得十分完美，其中的設計有包含泵房、自動生成設備材料表等，在很多方面上都能滿足設計工作人員的要求。
計算機的GPS軟件都包含有三個主要的部分。
首先是室內的給排水方面。
室內給排水有包括繪制建筑圖紙、布置衛生器具、布置給排水管道、生成系統圖示以及統計材料后繪制成材料表。
其次是室外的給排水設計，其中又布置給排水的井表、管線以及剖面圖的生成。
最后是泵房的設計，包含有選泵、自動繪制水泵的基礎圖紙以及各種各樣不同的管道等方面。
上述三個部分都將給排水設計涉及到的內容絕大多數給涵蓋了，所以對于給排水的設計工作人員來說具有十分巨大的價值。
除此之外，要注意繪制圖紙與設計圖紙之間存在的區別，繪制圖紙指的是繪圖工作人員以設計工作人員所設計出來的結果通過計算機將工作圖紙設計出來，而設計圖紙指的是設計工作人員在功能或者是外觀要求等方面來進行創作。
因此設計工作人員與繪圖工作人員對軟件有不同的要求，其需要的是具有概括功能的軟件，在進行設計時，由粗放到細致，由確定方案到實施施工圖紙，每一個具體的階段都對軟件有不同的要求。
因此，要將設計工作人員從粗到細的設計工作順利的輔助完成，就需要功能強大且完善的計算機圖形技術。
二、計算機的工程數據庫
數據庫簡單來說就是集合在一起的數據。
包括ACCESS、DBASE以及FOXBAS等數據庫的管理系統。
工程數據庫會有一套如查詢與報表等操作管理辦法，所以也由于操作的緣故其就需要數據以一定的方式進行組合。
工程數據集合在一起就是工程數據庫，不同的數據以不同的組合方式組合在一起，可以利用已經存在的管理系統也可以創新開發新的操作方法，然而在進行設計工作的過程中建立一個工程的數據庫與其操作方式是十分重要的。
在設計建筑的給排水工程的過程中，要把大量的工種之間進行相互配合之后才將設計提交給計算機。
例如是在不同的專業之間的泵井與水池等位置進行互提資料，會有比較簡單的方法來完成。
而要將泵站的地下室中的混凝土水池提升以及將防水管的位置預留并沒有那么簡單，不僅要將很多資料整理出來，在整理時還容易出現錯誤。
因此，需要使用不論是何種專業都能夠輕松駕馭的工程數據庫，利用計算機將資料整理完成，接著再通過數據庫將條件圖直接生成，這樣做的話不但方便快速，還能減少錯誤的出現。
除此之外施工設計圖紙中設計的管道綜合很有可能會出現更復雜的情況，以及龐大的數據量，只有科學合理的數據庫與操作方式才能順利地完成這項工作，若是達不到要求，就不能使工程的文件設計的高質量與高速度得到有效的保證。
計算機數據庫并不是只有在專業工作之間進行配合時才加以使用。
盡管最后要上交給施工隊伍的設計時施工圖紙，但是施工圖紙并不能將工程的設計完全詳細地變現出來，有些信息數據使用圖紙表達不出來的，因此這就需要設計工作人員將自己所掌握的信息與數據在整個工程進行施工的過程中才將其表達出來。
給排水的工作需要有十分高要求的記憶、組織與管理，數據庫能夠高效地完成上述的要求。
在工程中經常使用的將三維的信息通過二維的紙張表現出來的方法是平面、剖面與立面的結合以及平面圖和軸測圖相結合這兩種方法。
不管是哪一種方法，每一張單獨的圖形都能講某個事物的各種不同的方面表達出來。
工程數據庫可以連接不一樣的圖形之間的參考與調用，將具備良好結構的工程數據庫利用好就能將不一樣圖形之間的轉化順利實現，并提高轉化的速度水平。
給排水設計的工作人員十分需要數據庫的管理方法，通過數據庫可以方便直接地將不同設計規范的內容查詢出來，因此，計算機在給排水工作中有著不可或缺的重要作用。
三、計算機的材料與設備資料庫
計算機在給排水方面的應用其中之一就是管理材料與設備的資料庫，而材料與設備指的就是標準件。
施工圖紙上的圖例會將材料表示出來，而機械設備就會與選擇型號、計算以及布置有關。
現階段有不少軟件都能提供比較完善的材料庫，更先進一點的甚至能將自行擴充與維護的材料庫提供，其中又包含有不同的管材與管件，還有材料的型號規格、被計算機系統調用的文件。
與其他相比設備的資料會比較少。
然而有些軟件已經把水泵之類的常見設備輸入到設備庫中。
在給排水工程中其實是有不少如中水處理、熱交換與游泳池等使用較復雜的設備的，這些復雜的設備本身就具有十分復雜的信息量，因此它們需要用專門軟件來進行處理。
而這些專業化的軟件目前來說還是不夠完善，需要進一步開發，從而促進設備的資料庫越來越完善，其中就包含有設備性能與特性、使用方式、選擇計算方法以及輔助計算書與可以被CAD技術直接操作的文件。
設備的資料庫被使用時最理想的方式可以說是CAD系統與選擇設備型號的軟件可以同時在支持多個任務進行的操作平臺上使用，能夠將計算選擇型號的設備直接與CAD系統相結合，從而達到布置設備的目的。
四、結束語
綜上所述，我國的給排水工程已經在很大的程度上普及了計算機CAD技術的應用，整個工程行業已經形成了比較大規模的生產模式，CAD技術在給排水設計中的應用只是其很小的一個分支，但也是從稚嫩逐漸發展到如今比較成熟的地步。
我國的給排水工程技術工作人員一定會不斷地發展與研究CAD系統，將其發展的更加滿足現代化的建設要求，從而帶動計算機在給排水方面的應用水平更進一步，達到提高工程的高質量、高效率以及經濟效益的目的。
因此在往后的給排水施工中要及時總結其計算機的設計與應用問題，吸取經驗教訓，促進施工質量的提高，使工程的給排水功能的安全性與穩定性得到有效的保證。
參考文獻：
[1]彭永臻、崔富義;給排水工程計算機應用;全國給水管網技術研討會論文集;2012(11)39-45
[2]尤忠武;給排水設計中計算機應用問題的探討;大慶石油化工設計院;2010(01)13-28
[3]王彤;給水排水計算機應用;人民交通出版社;2012(05)42-56
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