[发明专利]排水管网污泥沉积可视化仿真方法及系统

权利要求书

1.一种排水管网污泥沉积可视化仿真系统，其特征在于，其通过污泥沉积模块实现，污泥沉积模块包括数据层、服务层、业务层以及UI层；

服务层分别与数据层、业务层相连；业务层同时与UI层相连；

数据层用于存储排水管网的管网shp数据以及SWMM模型数据；

服务层用于根据管网shp数据以及SWMM模型数据进行计算，并将计算结果发送给业务层；

业务层用于根据结算结果实现管网数据管理和管网状态管理，并将管理结果数据发送给UI层；

UI层用于根据管理结果数据实现管网污泥沉积可视化；

服务层用于根据管网shp数据以及SWMM模型数据进行计算包括：

根据管网shp数据、SWMM模型输出的数据，得到任一管网上游下水井污泥浓度与下游下水井单根管道进出口悬浮颗粒物浓度SS，再通过半经验模型公式计算可得此污泥沉积速率，从而计算污泥沉积量；

根据管网shp数据、SWMM输出数据，得到任一管网上游下水井污泥浓度与下游下水井SS，再通过半经验模型公式计算可得此污泥沉积速率，从而计算污泥沉积量包括：

结合SWMM模型输出管网数据运用半经验模型公式计算单根管道进出口SS，半模型公式如下：

C_min＝η_minρ_mρ_s(ρ_s-ρ_m)^-1UJ/w

C_max＝η_maxρ_mρ_s(ρ_s-ρ_m)^-1UJ/w

其中C_min表示管道SS浓度下限；C_max表示管道SS浓度上限；η_min、η_max表示效率系数，大小由计算区域状况决定；W表示颗粒物沉降速度；ρ_m表示污水密度；ρ_s表示颗粒密度；U表示污水流速；J表示管网坡度；

依据管道自身流量和管道的进出口浓度构建管网沉积量计算模型，所述管网沉积量计算模型公式如下：

其中，M为管道在时间段T(s)内的污染物沉积量，Q为时间段T内的水量，C_in和C_out分别为管道的进出口污染物浓度，ρ为沉积物的密度。

2.如权利要求1所述的排水管网污泥沉积可视化仿真系统，其特征在于，

所述排水管网的管网shp数据通过从城市管网下游末端往上游寻找管网数据参数，构成整个管网路径，直至管网源头，再从管网源头往下游逐步梳理管网，经过每个管网节点，梳理出整个管网路径，得到管网shp数据。

3.如权利要求1所述的排水管网污泥沉积可视化仿真系统，其特征在于，

所述SWMM模型数据为管网污泥沉积模块提供排水管网水质和水量数据，包括流量、水深、流速、水量、充满度和污染物浓度数据。

4.如权利要求1所述的排水管网污泥沉积可视化仿真系统，其特征在于，

所述管网数据管理包括实现对SWMM模型输出的管网数据的缩放、拖动和选择；

所述管网状态管理包括对模块运行时各个管网污泥沉积量的监测，判断各个管网的污泥运输是否畅通。

5.如权利要求1所述的排水管网污泥沉积可视化仿真系统，其特征在于，

UI层用于根据管理结果数据实现管网污泥沉积可视化包括：可视化展示包括管网属性表显示、管网沉积污泥沉积量不同分别设色以及管网污泥沉积量统计图显示。

6.一种排水管网污泥沉积可视化仿真方法，其特征在于，其通过如权利要求1-5任一项所述的系统实现，其包括如下步骤：

S1、从城市管网下游末端往上游寻找管网数据参数，构成整个管网路径，直至管网源头，再从管网源头往下游逐步梳理管网，经过每个管网节点，梳理出整个管网路径；

S2、将排水管网水质和水量数据，包括流量、水深、流速、水量、充满度和污染物浓度数据输入SWMM模型；

S3、在SWMM模型输出数据至污泥沉积模块后污泥沉积模块运行，结合SWMM模型输出的各个管网入口污染物浓度和各参数计算管道两端节点污染物浓度，根据污染物浓度和各参数结合半经验模型公式计算管道两端节点的污染物浓度；

S4、通过可视化形式显示污泥在排水管网中的污染物沉积情况。