基于GIS的城市排水管网信息系统研究 ——以巢湖市排水管网为例

作     者：郑伟 

作者单位：安徽建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄明;凌琪

授予年度：2013年

学科分类：081603[工学-地图制图学与地理信息工程] 081802[工学-地球探测与信息技术] 07[理学] 08[工学] 070503[理学-地图学与地理信息系统] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0705[理学-地理学] 0816[工学-测绘科学与技术] 

主      题：排水管网 地理信息数据库 水力模型 暴雨管理模型 

摘      要：目前，城市化建设正稳步快速地进行，城市配套基础设施工程排水管网的建设也同步大力推进，排水管线日趋增多且布置复杂，传统的手工管理模式已难以满足城市市政的现代化管理需求，市政管理部门对信息化排水管网管理系统的需求迫在眉睫。开展对基于GIS的排水管网信息管理系统的研究工作，不仅可以有效地管理已建排水管网，而且能为改扩建及新建排水管网工作提供决策支持，对市政管理部门的工作有着重要的现实意义。 本文以巢湖市为研究区域，在GIS理论基础上，以ArcGIS Desktop9.3为研究平台，对排水管网信息管理系统展开了研究。研究表明系统可以加强对排水管网的管理效率，为市政管理部门提供决策支持，同时加快了排水管网信息的流通速度，增强了信息资源的利用率。 首先，详细阐述了对已建排水管网的管理方法。一方面完成了排水管网空间数据库和属性数据库的建立和整合，实现了空间数据与属性数据的显示、管理、更新、查询、统计等系统基本功能，通过系统专业化的窗口界面可以快速准确地获得所需的排水管网信息并完成对目标管网要素的分析；另一方面应用系统特有的空间分析功能，进行对指定管网要素的缓冲区分析、网络分析。其中，缓冲区分析操作可以得出该管网要素的影响范围；网络分析操作可以实现根据事故点寻找事故源。 其次，结合SWMM（暴雨管理模型）为管网的改扩建提供参考。以巢湖市老城区排水管网为模型研究区域，通过对比分析各排水管网系统子模型的原理、方法及适用性，确定适合研究区域的模型方法。如选择以圣维南方程组为核心的运动波法作为管网汇流模型的模拟方法，选择芝加哥合成降雨过程线（CHM）法作为降雨模型的模拟方法，选择Horton入渗模型计算降雨损失即地表洼蓄量，选择非线性水库法作为地表汇流的计算方法等，最终确定了适合研究区域的SWMM模型参数的具体值。然后将排水管网GIS数据库作为数据信息交换平台，针对SWMM模型各模块的数据需求，提出如何使用ArcGIS数据库为SWMM模型软件提供模拟数据，如使用属性查询功能确定管道标高、偏移量等参数，用区域统计功能确定汇水区域面积，用表面分析功能确定汇水子区域的坡度值等，并将模拟结果反馈到ArcGIS，直观地显示瓶颈管段的位置。 此外，本文对新建管网地区排水规划提供决策进行了初步探讨。包括基于系统的水文分析功能的排水区域划分，以及基于最短路径网络分析功能分析如何协调排水管道的布置。