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计算机在给排水方面的应用
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计算机在给排水方面的应用【1】
【摘 要】 当代，随着经济的腾飞，计算机技术也得到了迅速的发展，目前计算机的应用已经渗透到各个领域，学科不断的分支和演化，纵横交错的新兴学科也不断的兴起.给排水行业也正面临着一场世界性科技革命的挑战。
【关键词】 计算机 给排水
在二十世纪末期，国内的给排水专业领域里存在着一种传统理念，认为给排水工程中的工作从实验研究，工程设计，从生产运行管理一直到工程施工在内，一般不会涉及很复杂的计算问题，也没必要利用计算机来完成这些工作。
目前，这种错误的传统理念虽然已经得到了转变，但是在这个行业中仍然不同程度地存在着。
这一理念曾经一度阻碍了计算机在我国给水排水专业中的应用，同时也影响了本学科深入的研究与发展。
这样一来计算机技术在我国给水排水工程专业中的应用不仅明显地落后于国外发达国家同类专业水平。
当然，随着计算机科学技术的快速发展，在广大行业人士的共同努力下这种落后状况有了很大的改善。
此外，就给水和污水处理系统的控制与优化的方向及其内容来看，其研究的范围、深度还远远没有达到拓宽和深化的标准，但从总体发展的趋势来看，其差距正在逐步缩小。
就目前的形势而言，计算机在给排水专业中的应用与研究主要体现在以下几点：
(一)科学计算和计算机模拟
随着科技的发展，人们在科研和生产工程中，更注意追求科学化，精密化和定量化，继而用不同的方法去描述客观事物，并建立与其相对应的数学模型，不同的数学模型虽然是对事物有定量的描述，但最终还要依靠精确的计算。
在给排水工程设计涉及的计算中无论是解析计算机还是数值计算都要处理庞大的数据，其计算的工作量和对其精确度的要求这两个方面的问题而言，计算机正是解决这两个问题的最好工具。
像其他工程技术领域一样，计算机在给排水工程中的比较早的应用也是在科学计算中，在过去，管网平差的计算在给排水工程中不仅计算工作量较大，计算复杂繁琐，因此，用计算机进行管网平差计算是科学计算较早的应用。
在当今，尤其在全球性“绿色节能”的呼声日益高涨的今天，通过最优化设计来保证给水排水工程并尽可能降低基建费用;通过最优化控制等来保证给排水处理系统运行的安全性、可靠性并尽可能降低运行费用等方面的研究和实践就显得更为的重要了。
除了科学计算，给水管网及其排水管网的水力计算之外，计算机模拟技术在给排水工程中的应用也是如此，对于一些规模很大，危险性很强大，代价或实验模拟都难以实现的项目来说，计算机的模拟效果更能体现其优越性。
它是解决复杂的系统问题或过程定量分析问题的一种重要的手段。
数学模拟和计算机是解决复杂系统问题或过程定量问题更为重要的手段、不仅能节省大量人力物力，而且由这类问题的影响因素繁多且复杂.很难甚至无法用试验方法来模拟。
为了使这种非实物性的数学模型能够尽可能真实而准确地描述其原本面貌，必须在计算机上进行模拟分析和求解，最后配合必要的现场和实物的测试分析加以验证，才能建立起代替真实系统的模型。
(二)水环境的净化与污水处理厂的计算机控制
在发达国家中，水环境的净化和污水处理基本都实现了计算机控制，而我国在这方面还比较落后。
从过去到现在仍然有一种观点认为：由于我国一直不缺少人力资源，实现计算机控制虽然能节省人工，减轻劳动力的工作强度，没有必要为实现计算机自动控制而增加建设费用和投资。
事实上，国内外的实践都表明这中观点是不对的，因为计算机过程控制的三项最主要、最基本的要求是可靠性、经济性和稳定性。
就对于水处理系统而言，包括水质必须满足的要求外，其运行成本低和运行的安全可靠性等。
据相关数据统计，水环境的净化或者污水处理系统由手动改为计算机控制，不仅节省劳动力，提高了生产效率，而且还能使系统的运行更加的稳定，更能承受进水水质及水量等冲击负荷的波动，运行更可、靠更安全，不仅提高了出水水质达标率，而且普遍的降低了运行的成本。
特别是污水处理中的污水生物处理，微生物所参与的生物的、物理的、化学的过程机理十分的复杂，至今还没有被人们完全认识。
而且处理过程中往往还受到各种随机因素的干扰和影响，往往具有非线性、时变性和随机性等变化的特点，使处理系统具有高度的不稳定性和不确定性，因次难以建立与之相对应的数学模型，以满足最优控制的要求。
污水生物处理的控制方法也有待进一步的研究。
目前已有的控制方法或是过于复杂，难以实行在线实时控制，或者过于粗糙，不能满足高水平的控制要求。
解决这类问题的重要途径之一就是将人工智能.控制理论和运筹学三者相结合的智能控制。
其中模糊控制是智能控制的重要组成部分，也是近年来发展最快最具生命力的控制方法。
1985年8月，IHE在美国纽约召开的第一届智能控制学术讨论会，智能控制原理和智能控制系统的结构这一提法成为这次会议的主要议题，专家们一致认为，21世纪将是智能控制的时代。
就污水处理系统而言，智能控制也将有很大的发展空间。
(三)计算机辅助设计的应用。
计算机辅助设计的应用是在七十年末代发展起来的，八十年代以来逐渐受到重视。
由于它具有高速度、高精度和高效率等优点，目前在建筑、机械、航空、造船、气象和电子等很多领域里的应用都取得了显著的效果，在给水排水方面的应用也在全面的展开。
其中就CAD软件而言，CAD是计算机的一个辅助软件，它使的计算机在整个建筑行业应用的功能更加完善。
在建筑给排水工程设计中，标准件主要是包含材料和设备。
材料可以由图纸中的图例表示，而设备则牵扯到选型、计算和布置诸多方面。
目前的软件产品一般提供了较完备的材料库，随着软件进一步的升级且能提供自行扩充维护的材料库，基本内容包括各种管材、管件和型号规格等以及能编辑生成被相应软件直接调用的文件。
建筑给排水工程中有些设备的使用较为复杂，比如中水回用处理、热交换、游泳池等等，本身的信息量就决定了它们应当有专门的应用软件。
因此软件还有待于进一步开发，形成一套较完善的设备数据库：包括设备的性能特点、使用说明、选型各种计算方法、并支持辅助形成计算书以及可以被与之相应的软件直接调用的文件。
在随着计算机行业的不断发展，在支持多任务的操作系统平台上，同时使用与之相对应的软件和设备选型软件能够直接调入计算选型的设备完成布置，这是使用设备数据库比较理想的方式。
综上所述，给排水工程设计在相应软件普及使用下发生了深刻的变化，提高了多方面的工作效率，但是总体来看，给排水工程设计相应软件的开发工作还是十分艰巨的，简而言之，其发展方向如下：一是进一步提高相应软件的专业水平和智能水平;二是使相应软件的计算、分析、定量和模拟于一体，以改变目前软件只偏重于绘图的特点;三是除了建筑给排水之外，应扩充软件的净水和污水处理厂工程设计专用软件的研制;四是软件的研制逐步向标准化过度，便于其到更广泛的推广和并将其发挥更大的作用。
(四)结束语
本文初步探讨计算机在给排水工程中的应用问题，计算机在给排水工程领域中的应用除了以上几个方面之外，在分析统计，信息管理等方面，与其他工程技术领域一样都有很广泛的应用。
相信未来随着工程技术人员对计算机技术进行的更加深入的开发，必将带动包括给排水专业在内的各个技术领域广泛的应用必将走向辉煌。
参考文献
[1] 彭永臻.计算机在我国给排水的现状与展望.中国给排水，9(3)1993
[2] 杨春丽.计算机辅助设计在市政工程中的应用.山西科技，2003
计算机在给排水方面的应用【2】
摘要：这些年来我国一直在推进城市化、信息化与数字化的发展，经济水平的快速发展也促进了很多建设工程规模的日渐壮大，而给排水工程施工的质量等问题也逐渐出现在人们的眼前。
随着计算机网络技术的进步，人们的生活与工作都开始与其有了密切的联系。
用于工程设计的计算机其主要是为了将设计的效率与质量提高。
计算机在给排水方面的应用也是一场早已注定变革，现如今在我国已发展的初具规模。
本文将浅析计算机在给排水方面的应用，希望能给其专业工作者提供一些有价值的参考。
关键词：计算机;给排水;应用
前言
在给建筑等施工过程中最是关键工序的环节，便是给排水工程的施工，所以要严格组织与把关给排水施工的各种过程，并及时解决施工中出现的重点与难点，以及在这个基础之上设计其施工组织。
而计算机在给排水方面的应用能有效解决这些问题。
在工程设计方面的计算机应用也叫做计算机辅助设计技术。
现代计算机是制造行业与设计产品工作中必不可少的工作，其能够利用大量复杂的数学模型来自动计算，将手工绘制图纸这样的设计工作量在很大程度上减少，并将工程设计的质量与速度大大的增加了。
本文将从计算机的图形、工程的数据库以及标准件库三个方面来论述计算机在给排水方面的应用。
一、计算机的图形技术
给排水工程的最初与最终都是设计图纸。
直接表现出计算机图形技术的应用就是利用计算机CAD技术来制成设计图纸。
如今的计算机给排水软件有着比手工制图更便利、更效率的优势，第一个就是能够比较简单的进行平面定义，卫生设备和平面的管线可以自动地连接，同时直接在计算机的系统图纸上生成与之相关的设备图块，这些操作具有一定的可逆程度，且直接生成的图纸比较详细，一般来说都是不需要修改就可以制成图纸。
不仅如此，其GPS在室外也被设计得十分完美，其中的设计有包含泵房、自动生成设备材料表等，在很多方面上都能满足设计工作人员的要求。
计算机的GPS软件都包含有三个主要的部分。
首先是室内的给排水方面。
室内给排水有包括绘制建筑图纸、布置卫生器具、布置给排水管道、生成系统图示以及统计材料后绘制成材料表。
其次是室外的给排水设计，其中又布置给排水的井表、管线以及剖面图的生成。
最后是泵房的设计，包含有选泵、自动绘制水泵的基础图纸以及各种各样不同的管道等方面。
上述三个部分都将给排水设计涉及到的内容绝大多数给涵盖了，所以对于给排水的设计工作人员来说具有十分巨大的价值。
除此之外，要注意绘制图纸与设计图纸之间存在的区别，绘制图纸指的是绘图工作人员以设计工作人员所设计出来的结果通过计算机将工作图纸设计出来，而设计图纸指的是设计工作人员在功能或者是外观要求等方面来进行创作。
因此设计工作人员与绘图工作人员对软件有不同的要求，其需要的是具有概括功能的软件，在进行设计时，由粗放到细致，由确定方案到实施施工图纸，每一个具体的阶段都对软件有不同的要求。
因此，要将设计工作人员从粗到细的设计工作顺利的辅助完成，就需要功能强大且完善的计算机图形技术。
二、计算机的工程数据库
数据库简单来说就是集合在一起的数据。
包括ACCESS、DBASE以及FOXBAS等数据库的管理系统。
工程数据库会有一套如查询与报表等操作管理办法，所以也由于操作的缘故其就需要数据以一定的方式进行组合。
工程数据集合在一起就是工程数据库，不同的数据以不同的组合方式组合在一起，可以利用已经存在的管理系统也可以创新开发新的操作方法，然而在进行设计工作的过程中建立一个工程的数据库与其操作方式是十分重要的。
在设计建筑的给排水工程的过程中，要把大量的工种之间进行相互配合之后才将设计提交给计算机。
例如是在不同的专业之间的泵井与水池等位置进行互提资料，会有比较简单的方法来完成。
而要将泵站的地下室中的混凝土水池提升以及将防水管的位置预留并没有那么简单，不仅要将很多资料整理出来，在整理时还容易出现错误。
因此，需要使用不论是何种专业都能够轻松驾驭的工程数据库，利用计算机将资料整理完成，接着再通过数据库将条件图直接生成，这样做的话不但方便快速，还能减少错误的出现。
除此之外施工设计图纸中设计的管道综合很有可能会出现更复杂的情况，以及庞大的数据量，只有科学合理的数据库与操作方式才能顺利地完成这项工作，若是达不到要求，就不能使工程的文件设计的高质量与高速度得到有效的保证。
计算机数据库并不是只有在专业工作之间进行配合时才加以使用。
尽管最后要上交给施工队伍的设计时施工图纸，但是施工图纸并不能将工程的设计完全详细地变现出来，有些信息数据使用图纸表达不出来的，因此这就需要设计工作人员将自己所掌握的信息与数据在整个工程进行施工的过程中才将其表达出来。
给排水的工作需要有十分高要求的记忆、组织与管理，数据库能够高效地完成上述的要求。
在工程中经常使用的将三维的信息通过二维的纸张表现出来的方法是平面、剖面与立面的结合以及平面图和轴测图相结合这两种方法。
不管是哪一种方法，每一张单独的图形都能讲某个事物的各种不同的方面表达出来。
工程数据库可以连接不一样的图形之间的参考与调用，将具备良好结构的工程数据库利用好就能将不一样图形之间的转化顺利实现，并提高转化的速度水平。
给排水设计的工作人员十分需要数据库的管理方法，通过数据库可以方便直接地将不同设计规范的内容查询出来，因此，计算机在给排水工作中有着不可或缺的重要作用。
三、计算机的材料与设备资料库
计算机在给排水方面的应用其中之一就是管理材料与设备的资料库，而材料与设备指的就是标准件。
施工图纸上的图例会将材料表示出来，而机械设备就会与选择型号、计算以及布置有关。
现阶段有不少软件都能提供比较完善的材料库，更先进一点的甚至能将自行扩充与维护的材料库提供，其中又包含有不同的管材与管件，还有材料的型号规格、被计算机系统调用的文件。
与其他相比设备的资料会比较少。
然而有些软件已经把水泵之类的常见设备输入到设备库中。
在给排水工程中其实是有不少如中水处理、热交换与游泳池等使用较复杂的设备的，这些复杂的设备本身就具有十分复杂的信息量，因此它们需要用专门软件来进行处理。
而这些专业化的软件目前来说还是不够完善，需要进一步开发，从而促进设备的资料库越来越完善，其中就包含有设备性能与特性、使用方式、选择计算方法以及辅助计算书与可以被CAD技术直接操作的文件。
设备的资料库被使用时最理想的方式可以说是CAD系统与选择设备型号的软件可以同时在支持多个任务进行的操作平台上使用，能够将计算选择型号的设备直接与CAD系统相结合，从而达到布置设备的目的。
四、结束语
综上所述，我国的给排水工程已经在很大的程度上普及了计算机CAD技术的应用，整个工程行业已经形成了比较大规模的生产模式，CAD技术在给排水设计中的应用只是其很小的一个分支，但也是从稚嫩逐渐发展到如今比较成熟的地步。
我国的给排水工程技术工作人员一定会不断地发展与研究CAD系统，将其发展的更加满足现代化的建设要求，从而带动计算机在给排水方面的应用水平更进一步，达到提高工程的高质量、高效率以及经济效益的目的。
因此在往后的给排水施工中要及时总结其计算机的设计与应用问题，吸取经验教训，促进施工质量的提高，使工程的给排水功能的安全性与稳定性得到有效的保证。
参考文献：
[1]彭永臻、崔富义;给排水工程计算机应用;全国给水管网技术研讨会论文集;2012(11)39-45
[2]尤忠武;给排水设计中计算机应用问题的探讨;大庆石油化工设计院;2010(01)13-28
[3]王彤;给水排水计算机应用;人民交通出版社;2012(05)42-56
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