基于ArcGis的排水管网水力模拟方法和应用

摘要

随着城市排水管网模拟理论的发展和计算方法的不断改进，城市排水管网计算机模型逐渐成为排水系统管理必不可少的一部分。运用地理信息系统技术和排水管网动态模拟技术进行排水管网资产管理和运行管理日益成为一种不可或缺的手段。排水管网计算机模型的建立需要排水地理信息系统中存储的大量信息作为数据支持；同时，随着地理信息系统功能的完善，排水地理信息系统已经逐渐具有对排水管网模拟结果进行直观表达及分析的功能。 本文提出将排水管网地理信息系统和排水管网水力模型联合应用的概念和技术方法，通过联合ArcGis地理信息系统和SWMM模拟系统，实现在统一的平台下完成排水管网数据管理及排水管网系统模拟功能。利用该技术方法可以大大缩短计算机模型建立的周期，提高管网水力模型的准确性，同时为排水管网系统运行与管理提供必要的技术支持。通过对ArcGis数据管理模型分析，选择利用ArcGis的Geodatabase模型建立排水管网地理信息系统数据库；通过对SWMM排水管网系统模拟原理及数据需求分析，明确在ArcGis系统中建立排水管网计算机模型所需数据。基于以上分析，提出了ArcGis与SWMM排水管网水力模拟系统相联合的总体框架，详细叙述了利用联合模式建立排水管网计算机模型的方法及该方法的技术优势。通过分析ZHJ市排水管网数据存在的问题，对ArcGis进行二次开发实现管网数据合理性校验功能；针对汇水区域模型的数据需求，阐述应用ArcGis空间处理功能生成汇水区域模型数据的方法及步骤。最后，本文利用上述方法建立了ZHJ市主城区一个独立雨水管网系统的模型，通过案例验证了该技术方法的可行性与实用性。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1课题研究背景

1.1.1城市排水管网动态模拟必要性

1.1.2城市排水地理信息系统发展及现状

1.1.3城市排水管网模拟技术发展

1.2地理信息系统与排水管网模型的结合方式

1.3课题研究目的和内容

1.3.1课题研究目的

1.3.2课题研究内容和方法

第2章ArcGis排水管网系统数据管理模型及功能

2.1 ArcGis排水管网数据管理模型

2.1.1 GIS数据模型的发展

2.1.2 Geodatabase模型结构

2.1.3 Geodatabase排水管网数据模型设计

2.2 ArcGis空间处理功能介绍

2.2.1网络分析

2.2.2数据转换

2.2.3空间分析及3D分析

2.3 ArcGis二次开发

2.3.1 ArcGis二次开发基础

2.3.2 ArcGis二次开发类型

2.3.3 VBA开发环境

第3章SWMM排水管网模拟理论及数据需求

3.1 SWMM删模型介绍

3.1.1 SWMM软件介绍

3.1.2 SWMM模型构成

3.2旱流污水模拟

3.3含水层模拟

3.4降雨模拟

3.4.1实测降雨模拟

3.4.2合成降雨模拟

3.5 SWMM删地面径流模拟

3.5.1子流域概化

3.5.2产流模型

3.5.3汇流模型

3.6 SWMM管网汇流模拟

3.7 SWMM模型数据需求

3.7.1管段类数据需求

3.7.2节点类数据需求

3.7.3汇水区域数据需求

第4章ArcGis与排水管网模型联合模式分析

4.1 ArcGis与排水管网模型联合模式总体框架

4.1.1联合模式总体框架

4.1.2联合模式技术优势

4.2管网数据生成

4.2.1管网数据校核功能实现

4.2.2生成管网数据

4.3汇水区域数据生成

4.3.1汇水区域划分

4.3.2生成汇水区域数据

4.4模拟及表达

4.4.1模拟文件的生成

4.4.2运行模拟及结果获取

4.4.3结果表达

第5章工程实例

5.1建模区概况

5.1.1地理概况

5.1.2城市水文概况

5.1.3实例区概况

5.2模型数据生成

5.2.1排水管网数据库建立

5.2.2管网数据生成

5.2.3汇水区域数据生成

5.3基于ArcGis的模型文件生成

5.3.1模拟选项设置

5.3.2降雨过程线的生成

5.3.3模型文件的生成

5.4结果表达

第6章结论与建议

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果