浅议计算机在给排水方面应用

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1、浅议计算机在给排水方面应用【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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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，不仅提髙了出水水质达标率，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

7、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