市政管网优化技术研究现状与趋势

向宇

（重庆市大学城水务技术开发有限公司，重庆 400000）

水资源是当前人类最为宝贵的资源之一，也是万物生存的根本，是推动人类社会发展进程的重要基础。随着人类生活水平的提升以及人口数量的持续上涨，越来越多的水资源开发问题暴漏出来，一些地区出现水资源浪费现象，另外一些地区则存在水资源污染问题，不合理的水资源开发导致水资源急剧短缺。从我国现有水资源问题来讲，我国目前存在洪涝方面灾害，且承受水土流失的负担，还因为水污染并没有得到有效控制，一些地区的水资源供需平衡被打破。市政管网铺设是城市水资源利用的重点，优化市政管网技术，能够有效改善水资源利用问题，下文将就市政管网优化技术展开详细论述。

一、市政管网技术优化必要性

城市化的发展改变水资源开发重心，促使原本从城市向农村供水转变成了从农村向城市供水，该种变化导致城市水资源的利用比例增加。而从我国城市用水现状来讲，大部分地区都存在缺水情况，尤其是城市发展水平越来越高，各个行业也都加大用水量，水资源短缺问题更加严重。如今，城市加强水资源利用效率，夯实水资源基础建设，优化城市管网技术成为当前保护水资源的有效途径。城市供水系统当中，市政管网是最为重要的组成部分，对管网的布置、设计以及算法均进行优化，才能够控制好城市管网铺设的成本费用，而管网的后续运行费用也会因此降低，城市管网系统具备较高可靠性情况下，其能够降低城市水资源消耗，从而达到节约水资源的目的。本文探究市政管网优化技术的研究现状，综述国内外各个学者在市政管网优化技术方面的研究成果，主要是期望能够为后续城市管网工程建设提供坚实的理论依据，促使城市供水系统建设更加科学合理。

二、市政管网优化技术的研究现状

市政管网优化研究属于比较广泛的研究领域，其涉及到的学科较多，因此，理论知识也比较复杂，学者们从数学角度、经济角度以及计算机功能等角度均提出过属于自己的研究观点，如今，管网优化已经被运用到农业灌溉、城市供排水以及油气输送等多个领域当中。管网优化过程中依据了目标体系，其通过相关规范设计对应模型，并借鉴最优化理论的情况下，设计好管网参数，确保其能够满足工程方案的实际需求，成为市政管网工程建设的科学依据。

事实上，早在20世纪60年代，国外学者就已经开始从全面性和系统化角度对管网优化方法展开分析，该研究方向比我国开始研究市政管网优化设计早了大约20年的时间。而从我国研究市政管网优化的实际情况，可以将其划分为几个阶段：第一阶段是景点优化理论的应用阶段，当时很多学者就市政管网优化的基础理论展开研究，认为诸如动态规划法、非线性规划法以及有现行规划法都能够被合理运用到市政管网规划当中。第二阶段则是算法优化研究阶段，为了促使市政管网的优化向着纵向方向发展，一些学者开始研究采用人工神经网络法以及遗传算法等方式来计算市政管网，确保其铺设更加科学。第三阶段是多方法优化研究阶段，该阶段中学者们的研究观点向着横向方向发展，其不仅将模糊数学以及动态规划等算法结合起来，也借助了计算机软件，将地理信息系统等先进技术也融入到市政管网优化当中，从而达到对市政管网的更精确优化。总结学者们在市政管网优化技术方面的研究，可以得出如表1中的研究出成果。

表1 部分学者市政管网优化研究观点

三、市政管网优化技术的发展趋势

从当前市政管网优化技术研究情况来看，市政管网的优化成为未来研究方向，尽管优化受到多种因素影响，且传统的优化方法不仅工程量大，且计算负担也比较重，很难被运用到一些复杂的市政管网工程当中。而学者们所总结出的遗传算法优化、人工神经网络算法优化等更加高效，能够促使市政管网优化难度得以降低，计算的效率却显著提升。我国地大物博，不同的城市地形状态不同，拥有的水资源含量也不同。为此，在对市政管网进行优化期间，为了提升其可靠性和经济型，需要采用算法结合的方式，将传统的优化算法和新研究出的算法结合在一起，借助计算机技术的辅助，共同完成市政管网的优化布置工作。如今，很多计算机软件公司已经迎合行业发展需求，开发关于市政管网优化的软件，其中EXCEL一集CAD等均能够达到数据可视化的效果，其借助GIS系统，对市政管网的设计和算法完成优化，能够充分突出不同类型市政管网的特征，从而使研发结果更加精确。

四、结束语

总而言之，城市化进程是不可避免的发展趋势，市政管网的设计也将成为城市化发展的重中之重。在逐渐开发市政管网的情况下，寻找市政管网改造的路径，并了解具体的技术推广措施，能够促使市政管网技术得以优化，其最终能够达到节约水资源的目的。