[发明专利]基于GIS技术的城市排水管网设计系统及方法

权利要求书

1.一种基于GIS技术的城市排水管网设计系统，其特征在于，该系统包括：

区域地理数据库，其储存居民区图、街区图、水系图、道路规划图及地面高程点图的背景图层及其属性数据；

管网要素设计数据库，其储存污水管道、检查井、排水泵站、污水处理厂、排水系统的规划要素图层及其属性数据；

参数设置数据库，其存放编码参数、模型预测参数及水力计算参数；

管网要素绘制模块，其根据管网要素设计数据库的数据，绘制检查井、污水管道、排水泵站、污水处理厂、排水区域图层；其中，根据高程背景图，自上而下绘制管道，管道流向自动表达； 

污水量预测模块，其根据参数设置数据库的模型预测参数，预测生活污水量和工业废水量；

管网优化设计模块，其根据参数设置数据库的数据，计算管道水力及管径优化；

成果表达模块，在地图上显示排水管网的平面图、管道纵断面图、导出管道水力计算结果Excel表和排水管网的AtuoCad图。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述参数设置数据库的编码参数包括：检查井编码、污水管道编码、污水泵站编码、污水处理厂编码及排水系统编码；模型预测参数包括：规划年限、预测生活污水参数及预测工业废水参数；水力计算参数包括：起始流速、最大流速、控制点埋深、冰冻线深度、最小覆土厚度及最大埋深。

3.一种权利要求1所述系统的运作方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤一：分别从区域地理数据库和管网要素设计数据库中加载区域背景图层和管网要素设计图层；

步骤二：在加载的图层中进行排水区域的划分，并绘制主干管道、细化分支管道，其之间的节点视为检查井的插入，其中，在绘制过程中管道与检查井之间建立对应关系，管道流向按高程自上而下生成；

步骤三：对各个排水区域进行污水量预测，并将污水量平均分配到每个排水区域对应的检查井中；

步骤四：进行水力计算参数的设置，然后计算管段的设计流量，再逐管进行水力计算，得到管径、充满度、管道坡度、上下管底标高、上下管底埋深、管段流速；对管道的管径进行调整，进行调整后的管道水力计算；

步骤五：步骤二、三、四形成的管网设计方案，在地图上整体显示，根据需要导出平面布置图、管道的纵断面图、管网水力计算出的设计参数表和CAD图。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述污水量预测包括：生活污水量和工业废水量的预测，其中：生活污水量预测包括：

ⅰ）污水量时间序列预测，即根据历年污水量数据，预测该市未来污水量，每个排水区域的生活污水量按下列公式计算： 

ⅱ）人口数时间序列预测，即根据历年人口数据，预测未来该市人口，再根据设定的生活污水定额，计算生活污水量，每个排水区域的生活污水量按下列公式计算： 

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工业废水量预测采用单位生产总产值排水当量来计算，计算公式如下：

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