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計算機在給排水方面的應(yīng)用
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計算機在給排水方面的應(yīng)用【1】
【摘 要】 當代，隨著經(jīng)濟的騰飛，計算機技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，目前計算機的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)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(yè)也正面臨著一場世界性科技革命的挑戰(zhàn)。
【關(guān)鍵詞】 計算機 給排水
在二十世紀末期，國內(nèi)的給排水專業(yè)領(lǐng)域里存在著一種傳統(tǒng)理念，認為給排水工程中的工作從實驗研究，工程設(shè)計，從生產(chǎn)運行管理一直到工程施工在內(nèi)，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(tǒng)理念雖然已經(jīng)得到了轉(zhuǎn)變，但是在這個行業(yè)中仍然不同程度地存在著。
這一理念曾經(jīng)一度阻礙了計算機在我國給水排水專業(yè)中的應(yīng)用，同時也影響了本學科深入的研究與發(fā)展。
這樣一來計算機技術(shù)在我國給水排水工程專業(yè)中的應(yīng)用不僅明顯地落后于國外發(fā)達國家同類專業(yè)水平。
當然，隨著計算機科學技術(shù)的快速發(fā)展，在廣大行業(yè)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(tǒng)的控制與優(yōu)化的方向及其內(nèi)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(fā)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(yè)中的應(yīng)用與研究主要體現(xiàn)在以下幾點：
(一)科學計算和計算機模擬
隨著科技的發(fā)展，人們在科研和生產(chǎn)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(yīng)的數(shù)學模型，不同的數(shù)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(shè)計涉及的計算中無論是解析計算機還是數(shù)值計算都要處理龐大的數(shù)據(jù)，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(shù)領(lǐng)域一樣，計算機在給排水工程中的比較早的應(yīng)用也是在科學計算中，在過去，管網(wǎng)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(wǎng)平差計算是科學計算較早的應(yīng)用。
在當今，尤其在全球性“綠色節(jié)能”的呼聲日益高漲的今天，通過最優(yōu)化設(shè)計來保證給水排水工程并盡可能降低基建費用;通過最優(yōu)化控制等來保證給排水處理系統(tǒng)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(wǎng)及其排水管網(wǎng)的水力計算之外，計算機模擬技術(shù)在給排水工程中的應(yīng)用也是如此，對于一些規(guī)模很大，危險性很強大，代價或?qū)嶒災M都難以實現(xiàn)的項目來說，計算機的模擬效果更能體現(xiàn)其優(yōu)越性。
它是解決復雜的系統(tǒng)問題或過程定量分析問題的一種重要的手段。
數(shù)學模擬和計算機是解決復雜系統(tǒng)問題或過程定量問題更為重要的手段、不僅能節(jié)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(shù)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(xiàn)場和實物的測試分析加以驗證，才能建立起代替真實系統(tǒng)的模型。
(二)水環(huán)境的凈化與污水處理廠的計算機控制
在發(fā)達國家中，水環(huán)境的凈化和污水處理基本都實現(xiàn)了計算機控制，而我國在這方面還比較落后。
從過去到現(xiàn)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(xiàn)計算機控制雖然能節(jié)省人工，減輕勞動力的工作強度，沒有必要為實現(xiàn)計算機自動控制而增加建設(shè)費用和投資。
事實上，國內(nèi)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(jīng)濟性和穩(wěn)定性。
就對于水處理系統(tǒng)而言，包括水質(zhì)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(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，水環(huán)境的凈化或者污水處理系統(tǒng)由手動改為計算機控制，不僅節(jié)省勞動力，提高了生產(chǎn)效率，而且還能使系統(tǒng)的運行更加的穩(wěn)定，更能承受進水水質(zhì)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(zhì)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(tǒng)具有高度的不穩(wěn)定性和不確定性，因次難以建立與之相對應(yīng)的數(shù)學模型，以滿足最優(yōu)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(jié)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(fā)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(shù)討論會，智能控制原理和智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(tǒng)而言，智能控制也將有很大的發(fā)展空間。
(三)計算機輔助設(shè)計的應(yīng)用。
計算機輔助設(shè)計的應(yīng)用是在七十年末代發(fā)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(yōu)點，目前在建筑、機械、航空、造船、氣象和電子等很多領(lǐng)域里的應(yīng)用都取得了顯著的效果，在給水排水方面的應(yīng)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(yè)應(yīng)用的功能更加完善。
在建筑給排水工程設(shè)計中，標準件主要是包含材料和設(shè)備。
材料可以由圖紙中的圖例表示，而設(shè)備則牽扯到選型、計算和布置諸多方面。
目前的軟件產(chǎn)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(nèi)容包括各種管材、管件和型號規(guī)格等以及能編輯生成被相應(yīng)軟件直接調(diào)用的文件。
建筑給排水工程中有些設(shè)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(yīng)當有專門的應(yīng)用軟件。
因此軟件還有待于進一步開發(fā)，形成一套較完善的設(shè)備數(shù)據(jù)庫：包括設(shè)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(yīng)的軟件直接調(diào)用的文件。
在隨著計算機行業(yè)的不斷發(fā)展，在支持多任務(wù)的操作系統(tǒng)平臺上，同時使用與之相對應(yīng)的軟件和設(shè)備選型軟件能夠直接調(diào)入計算選型的設(shè)備完成布置，這是使用設(shè)備數(shù)據(jù)庫比較理想的方式。
綜上所述，給排水工程設(shè)計在相應(yīng)軟件普及使用下發(fā)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(shè)計相應(yīng)軟件的開發(fā)工作還是十分艱巨的，簡而言之，其發(fā)展方向如下：一是進一步提高相應(yīng)軟件的專業(yè)水平和智能水平;二是使相應(yīng)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(yīng)擴充軟件的凈水和污水處理廠工程設(shè)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(fā)揮更大的作用。
(四)結(jié)束語
本文初步探討計算機在給排水工程中的應(yīng)用問題，計算機在給排水工程領(lǐng)域中的應(yīng)用除了以上幾個方面之外，在分析統(tǒng)計，信息管理等方面，與其他工程技術(shù)領(lǐng)域一樣都有很廣泛的應(yīng)用。
相信未來隨著工程技術(shù)人員對計算機技術(shù)進行的更加深入的開發(fā)，必將帶動包括給排水專業(yè)在內(nèi)的各個技術(shù)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用必將走向輝煌。
參考文獻
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[2] 楊春麗.計算機輔助設(shè)計在市政工程中的應(yīng)用.山西科技，2003
計算機在給排水方面的應(yīng)用【2】
摘要：這些年來我國一直在推進城市化、信息化與數(shù)字化的發(fā)展，經(jīng)濟水平的快速發(fā)展也促進了很多建設(shè)工程規(guī)模的日漸壯大，而給排水工程施工的質(zhì)量等問題也逐漸出現(xiàn)在人們的眼前。
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進步，人們的生活與工作都開始與其有了密切的聯(lián)系。
用于工程設(shè)計的計算機其主要是為了將設(shè)計的效率與質(zhì)量提高。
計算機在給排水方面的應(yīng)用也是一場早已注定變革，現(xiàn)如今在我國已發(fā)展的初具規(guī)模。
本文將淺析計算機在給排水方面的應(yīng)用，希望能給其專業(yè)工作者提供一些有價值的參考。
關(guān)鍵詞：計算機;給排水;應(yīng)用
前言
在給建筑等施工過程中最是關(guān)鍵工序的環(huán)節(jié)，便是給排水工程的施工，所以要嚴格組織與把關(guān)給排水施工的各種過程，并及時解決施工中出現(xiàn)的重點與難點，以及在這個基礎(chǔ)之上設(shè)計其施工組織。
而計算機在給排水方面的應(yīng)用能有效解決這些問題。
在工程設(shè)計方面的計算機應(yīng)用也叫做計算機輔助設(shè)計技術(shù)。
現(xiàn)代計算機是制造行業(yè)與設(shè)計產(chǎn)品工作中必不可少的工作，其能夠利用大量復雜的數(shù)學模型來自動計算，將手工繪制圖紙這樣的設(shè)計工作量在很大程度上減少，并將工程設(shè)計的質(zhì)量與速度大大的增加了。
本文將從計算機的圖形、工程的數(shù)據(jù)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(yīng)用。
一、計算機的圖形技術(shù)
給排水工程的最初與最終都是設(shè)計圖紙。
直接表現(xiàn)出計算機圖形技術(shù)的應(yīng)用就是利用計算機CAD技術(shù)來制成設(shè)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(yōu)勢，第一個就是能夠比較簡單的進行平面定義，衛(wèi)生設(shè)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(tǒng)圖紙上生成與之相關(guān)的設(shè)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(shè)計得十分完美，其中的設(shè)計有包含泵房、自動生成設(shè)備材料表等，在很多方面上都能滿足設(shè)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(nèi)的給排水方面。
室內(nèi)給排水有包括繪制建筑圖紙、布置衛(wèi)生器具、布置給排水管道、生成系統(tǒng)圖示以及統(tǒng)計材料后繪制成材料表。
其次是室外的給排水設(shè)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(shè)計，包含有選泵、自動繪制水泵的基礎(chǔ)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(shè)計涉及到的內(nèi)容絕大多數(shù)給涵蓋了，所以對于給排水的設(shè)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(shè)計圖紙之間存在的區(qū)別，繪制圖紙指的是繪圖工作人員以設(shè)計工作人員所設(shè)計出來的結(jié)果通過計算機將工作圖紙設(shè)計出來，而設(shè)計圖紙指的是設(shè)計工作人員在功能或者是外觀要求等方面來進行創(chuàng)作。
因此設(shè)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(shè)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(shè)計工作人員從粗到細的設(shè)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(shù)。
二、計算機的工程數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)庫簡單來說就是集合在一起的數(shù)據(jù)。
包括ACCESS、DBASE以及FOXBAS等數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)。
工程數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)以一定的方式進行組合。
工程數(shù)據(jù)集合在一起就是工程數(shù)據(jù)庫，不同的數(shù)據(jù)以不同的組合方式組合在一起，可以利用已經(jīng)存在的管理系統(tǒng)也可以創(chuàng)新開發(fā)新的操作方法，然而在進行設(shè)計工作的過程中建立一個工程的數(shù)據(jù)庫與其操作方式是十分重要的。
在設(shè)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(shè)計提交給計算機。
例如是在不同的專業(yè)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(xiàn)錯誤。
因此，需要使用不論是何種專業(yè)都能夠輕松駕馭的工程數(shù)據(jù)庫，利用計算機將資料整理完成，接著再通過數(shù)據(jù)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(xiàn)。
除此之外施工設(shè)計圖紙中設(shè)計的管道綜合很有可能會出現(xiàn)更復雜的情況，以及龐大的數(shù)據(jù)量，只有科學合理的數(shù)據(jù)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(shè)計的高質(zhì)量與高速度得到有效的保證。
計算機數(shù)據(jù)庫并不是只有在專業(yè)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(shè)計時施工圖紙，但是施工圖紙并不能將工程的設(shè)計完全詳細地變現(xiàn)出來，有些信息數(shù)據(jù)使用圖紙表達不出來的，因此這就需要設(shè)計工作人員將自己所掌握的信息與數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫能夠高效地完成上述的要求。
在工程中經(jīng)常使用的將三維的信息通過二維的紙張表現(xiàn)出來的方法是平面、剖面與立面的結(jié)合以及平面圖和軸測圖相結(jié)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(shù)據(jù)庫可以連接不一樣的圖形之間的參考與調(diào)用，將具備良好結(jié)構(gòu)的工程數(shù)據(jù)庫利用好就能將不一樣圖形之間的轉(zhuǎn)化順利實現(xiàn)，并提高轉(zhuǎn)化的速度水平。
給排水設(shè)計的工作人員十分需要數(shù)據(jù)庫的管理方法，通過數(shù)據(jù)庫可以方便直接地將不同設(shè)計規(guī)范的內(nèi)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(shè)備資料庫
計算機在給排水方面的應(yīng)用其中之一就是管理材料與設(shè)備的資料庫，而材料與設(shè)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(shè)備就會與選擇型號、計算以及布置有關(guān)。
現(xiàn)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(guī)格、被計算機系統(tǒng)調(diào)用的文件。
與其他相比設(shè)備的資料會比較少。
然而有些軟件已經(jīng)把水泵之類的常見設(shè)備輸入到設(shè)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(shè)備的，這些復雜的設(shè)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(yè)化的軟件目前來說還是不夠完善，需要進一步開發(fā)，從而促進設(shè)備的資料庫越來越完善，其中就包含有設(shè)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(shù)直接操作的文件。
設(shè)備的資料庫被使用時最理想的方式可以說是CAD系統(tǒng)與選擇設(shè)備型號的軟件可以同時在支持多個任務(wù)進行的操作平臺上使用，能夠?qū)⒂嬎氵x擇型號的設(shè)備直接與CAD系統(tǒng)相結(jié)合，從而達到布置設(shè)備的目的。
四、結(jié)束語
綜上所述，我國的給排水工程已經(jīng)在很大的程度上普及了計算機CAD技術(shù)的應(yīng)用，整個工程行業(yè)已經(jīng)形成了比較大規(guī)模的生產(chǎn)模式，CAD技術(shù)在給排水設(shè)計中的應(yīng)用只是其很小的一個分支，但也是從稚嫩逐漸發(fā)展到如今比較成熟的地步。
我國的給排水工程技術(shù)工作人員一定會不斷地發(fā)展與研究CAD系統(tǒng)，將其發(fā)展的更加滿足現(xiàn)代化的建設(shè)要求，從而帶動計算機在給排水方面的應(yīng)用水平更進一步，達到提高工程的高質(zhì)量、高效率以及經(jīng)濟效益的目的。
因此在往后的給排水施工中要及時總結(jié)其計算機的設(shè)計與應(yīng)用問題，吸取經(jīng)驗教訓，促進施工質(zhì)量的提高，使工程的給排水功能的安全性與穩(wěn)定性得到有效的保證。
參考文獻：
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[3]王彤;給水排水計算機應(yīng)用;人民交通出版社;2012(05)42-56
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