一种基于GIS技术的排水管网设计优化系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于GIS技术的排水管网设计优化系统及方法，包括管网数据单元、管网编辑单元和管网分析单元；所述管网数据单元用于存储排水管网的管网数据；所述管网编辑单元用于可视化和管理所述管网数据单元的管网数据；所述管网分析单元用于根据所述管网数据分析管网的属性特征，并根据所述管网的属性特征进行管网水力分析、雨水管网易涝区域分析、雨水调蓄池位置选取及雨水调蓄池容积确定，本发明专利技术利用地理信息技术实现排水管网的多种分析和动态优化设计，提高排水管网的设计效率和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GIS技术的排水管网设计优化系统及方法
本专利技术涉及市政排水管网设计
，尤其涉及一种排水管网设计优化系统及方法。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，城市建设步伐不断加快，在市政排水管网的设计规划过程中，对市政排水管网设计结果的可靠性、输水能力等方面也提出了更高的要求。地理信息系统技术是集存储、查询、分析和显示地理数据为一体的综合性技术，近年来已逐步应用于城市规划、土地管理和地下管网设施管理等诸多领域。尤其是随着管网水力仿真模拟技术的发展，为了快速、准确地构建出适宜水力模型模拟的管网信息化系统数据，对其有效的数字化处理技术手段提出了更为迫切的要求。目前我国多地已开发建立起市政排水管网信息系统，但是，这类系统很多存在以下缺点：很多系统虽然引入了地理信息系统(GIS)技术，实现了对管网数据进行编辑、浏览、查询、统计分析和输出等功能，但很多系统集中在对整个排水管网方案的直观显示上，未能考虑对整个管网数据进行分析和优化。此外，传统的市政排水管网设计规划具有短期性和静态性，忽视了规划过程具有动态性以及规划对实施过程的长期影响性。很多市政排水管网规划系统存在管道水力计算和方案设计制图相互分离的问题，对于新建排水管网的设计、已有旧管网的扩建和评价均存在不方便、不直观等问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种基于GIS技术的排水管网设计优化系统，利用地理信息技术实现排水管网的多种分析和动态优化设计，提高排水管网的设计效率和质量。本专利技术的另一个目的在于提供一种排水管网设计优化方法。为了达到以上目的，本专利技术一方面公开了一种基于GIS技术的排水管网设计优化系统，包括管网数据单元、管网编辑单元和管网分析单元；所述管网数据单元用于存储和可视化排水管网的管网数据；所述管网编辑单元用于处理所述管网数据单元的管网数据；所述管网分析单元用于根据所述管网数据分析管网的属性特征，并根据所述管网的属性特征进行管网水力分析、雨水管网易涝区域分析、雨水调蓄池位置选取及雨水调蓄池容积确定。优选地，所述系统还包括管网查询单元、管网统计单元和管网发布单元；所述管网查询单元用于根据至少一个预设规则查找对应的管网设施；所述管网统计单元用于对管网数据进行分类统计；所述管网发布单元用于将所述管网数据转换为至少一种输出格式并输出。优选地，所述管网的属性特征包括管网设施属性特征和排水管网属性特征；其中，所述管网设施属性特征包括管网管道的长度、坡度、流向、起始点埋深、地面管径、管点井深及地面高程信息；所述排水管网属性特征包括排水管网网络中任意两个位置点的连通性信息。优选地，所述管网分析单元用于根据管网数据对雨水管网和/或污水圆管进行水力计算；其中，管网分析单元用于根据管道断面过水流量、断面过水面积、管道粗糙度和管道坡度对所述雨水管网进行水力计算；管网分析单元用于根据管道断面过水流量、管道粗糙度、管径、管道坡度和断面过水水深对应的管道圆心角对所述污水圆管进行水力计算。优选地，当所述雨水调蓄池用于合流制排水系统径流污染控制时，所述管网分析单元用于根据调蓄池进水时间、调蓄池建成后截留倍数、系统原截留倍数以及截流井以前的旱流污水量确定所述雨水调蓄池的容积；当所述雨水调蓄池用于分流制径流污染控制时，所述管网分析单元用于根据调蓄量、汇水面积和径流系数确定所述雨水调蓄池的容积；当所述雨水调蓄池用于削减排水管道洪峰流量时，所述管网分析单元用于根据脱过系数、调蓄池上游设计流量和降雨历时确定所述雨水调蓄池的容积。优选地，所述管网分析单元进一步用于：根据所述管网数据得到排水管网的地面高程数据，根据所述地面高程数据得到道路低洼区域；根据所述管网数据得到所述道路低洼区域的排水能力值，将排水能力值低于第一预设值的道路低洼区域确定为管网易涝区域；通过所述道路中心线和所述管网易涝区域确定易积水道路长度以完成雨水管网易涝区域分析。优选地，所述管网分析单元进一步用于：当雨水调蓄池用于合流制排水系统径流污染控制及分流制径流污染控制时，选取排水管排河口区域为雨水调蓄池位置；当雨水调蓄池用于削减排水管道洪峰流量时或易涝区域管网改造时，选取排水能力低于第二预设值的老旧管线流域为雨水调蓄池位置。本专利技术还公开了一种排水管网设计优化方法，所述方法包括：获取排水管网的管网数据；根据所述管网数据分析管网的属性特征，并根据所述管网的属性特征进行管网水力分析、雨水管网易涝区域分析、雨水调蓄池位置选取及雨水调蓄池容积确定。优选地，所述方法进一步包括：根据所述管网数据得到排水管网的地面高程数据，根据所述地面高程数据得到道路低洼区域；根据所述管网数据得到所述道路低洼区域的排水能力值，将排水能力值低于第一预设值的道路低洼区域确定为管网易涝区域；通过所述道路中心线和所述管网易涝区域确定易积水道路长度以完成雨水管网易涝区域分析。优选地，所述方法进一步包括：当雨水调蓄池用于合流制排水系统径流污染控制及分流制径流污染控制时，选取排水管排河口区域为雨水调蓄池位置；当雨水调蓄池用于削减排水管道洪峰流量时或易涝区域管网改造时，选取排水能力低于第二预设值的老旧管线流域为雨水调蓄池位置。本专利技术通过利用GIS技术，通过设置管网数据单元对排水管网数据进行设计，设置管网编辑单元可对管网数据单元的管网数据进行编辑，以实现排水管网的动态变化，设置管网发布单元根据管网数据单元中存储的管网数据形成可视化的排水管网视图，以向操作人员展示，进一步设置管网分析单元对管网数据单元中的管网数据进行分析，以实现对排水管网的评价、设计和优化。本专利技术充分利用GIS技术的制图编辑和数据存储等功能，简化了排水管网的分析和优化方法，提高排水管网的设计工作的工作效率和设计的排水管网的整体质量水平，便于操作人员及时发现排水管网中存在的问题并优化，提高排水管网设计优化水平。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出本专利技术一种基于GIS技术的排水管网设计优化系统一个具体实施例的结构示意图；图2示出本专利技术一种基于GIS技术的排水管网设计优化系统一个具体实施例中管道剖面的示意图；图3示出本专利技术一种基于GIS技术的排水管网设计优化方法一个具体实施例的流程图之一；图4示出本专利技术一种基于GIS技术的排水管网设计优化方法一个具体实施例的流程图之二；图5示出示出适于用来实现本专利技术实施例的计算机设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，根据本专利技术的一个方面，本实施例公开了一种排水管网设计优化系统。本实施例中，所述系统包括管网数据单元11、管网编辑单元12和管网分析单元13。其中，所述管网数据单元11用于存储和可视化排水管网的管网数据，所述管网编辑单元12用于处理所述管网数据单元11的管网数据，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GIS技术的排水管网设计优化系统，其特征在于，包括管网数据单元、管网编辑单元和管网分析单元；所述管网数据单元用于存储和可视化排水管网的管网数据；所述管网编辑单元用于处理所述管网数据单元的管网数据；所述管网分析单元用于根据所述管网数据分析管网的属性特征，并根据所述管网的属性特征进行管网水力分析、雨水管网易涝区域分析、雨水调蓄池位置选取及雨水调蓄池容积确定。

【技术特征摘要】
1.一种基于GIS技术的排水管网设计优化系统，其特征在于，包括管网数据单元、管网编辑单元和管网分析单元；所述管网数据单元用于存储和可视化排水管网的管网数据；所述管网编辑单元用于处理所述管网数据单元的管网数据；所述管网分析单元用于根据所述管网数据分析管网的属性特征，并根据所述管网的属性特征进行管网水力分析、雨水管网易涝区域分析、雨水调蓄池位置选取及雨水调蓄池容积确定。2.根据权利要求1所述的排水管网设计优化系统，其特征在于，所述系统还包括管网查询单元、管网统计单元和管网发布单元；所述管网查询单元用于根据至少一个预设规则查找对应的管网设施；所述管网统计单元用于对管网数据进行分类统计；所述管网发布单元用于将所述管网数据转换为至少一种输出格式并输出。3.根据权利要求1所述的排水管网设计优化系统，其特征在于，所述管网的属性特征包括管网设施属性特征和排水管网属性特征；其中，所述管网设施属性特征包括管网管道的长度、坡度、流向、起始点埋深、地面管径、管点井深及地面高程信息；所述排水管网属性特征包括排水管网网络中任意两个位置点的连通性信息。4.根据权利要求1所述的排水管网设计优化系统，其特征在于，所述管网分析单元用于根据管网数据对雨水管网和/或污水圆管进行水力计算；其中，管网分析单元用于根据管道断面过水流量、断面过水面积、管道粗糙度和管道坡度对所述雨水管网进行水力计算；管网分析单元用于根据管道断面过水流量、管道粗糙度、管径、管道坡度和断面过水水深对应的管道圆心角对所述污水圆管进行水力计算。5.根据权利要求1所述的排水管网设计优化系统，其特征在于，当所述雨水调蓄池用于合流制排水系统径流污染控制时，所述管网分析单元用于根据调蓄池进水时间、调蓄池建成后截留倍数、系统原截留倍数以及截流井以前的旱流污水量确定所述雨水调蓄池的容积；当所述雨水调蓄池用于分流制径流污染控制时，所述管网分析单元用于根据调蓄量、汇水面积和径流系数确定所述雨水调蓄池的容积；当所述雨水调蓄池用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，饶雪峰，张晓磊，梁思懿，
申请(专利权)人：中冶京诚工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11