[發(fā)明專(zhuān)利]由開(kāi)源GIS及數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建給水管網(wǎng)管理及水力模型方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711092872.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107958104A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭波;田一梅;張盛楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50;G06F17/30;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所12201
• 代理人: 劉國(guó)威

1.一種由開(kāi)源GIS及數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建給水管網(wǎng)管理及水力模型方法，其特征是，步驟如下：

(1)對(duì)給水管網(wǎng)所必需具備的管段、節(jié)點(diǎn)、水庫(kù)圖層，合理設(shè)計(jì)其屬性字段，以滿(mǎn)足將來(lái)建立水力模型進(jìn)行水力計(jì)算的需要；

(2)采用開(kāi)源的QGIS(Quantum GIS)桌面軟件管理給水管網(wǎng)數(shù)據(jù)、地圖，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、編輯功能，查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)功能，并訪(fǎng)問(wèn)PostGIS地理數(shù)據(jù)庫(kù)；

(3)采用開(kāi)源的PostGIS地理數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)給水管網(wǎng)數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)協(xié)同編輯，實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)同時(shí)編輯、由在線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)轉(zhuǎn)換成離線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、離線(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)同步；

(4)采用QGIS的插件Ghydraulics實(shí)現(xiàn)給水管網(wǎng)地理數(shù)據(jù)向EPANET輸入文件的轉(zhuǎn)換；

(5)轉(zhuǎn)換以后，利用EPANET建立給水管網(wǎng)模型，進(jìn)行水力模擬、計(jì)算。

2.如權(quán)利要求1所述的由開(kāi)源GIS及數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建給水管網(wǎng)管理及水力模型方法，其特征是，步驟(2)進(jìn)一步具體包括：各ShapeFile圖層字段設(shè)計(jì)：利用QGIS軟件，新建一份地圖文檔，添加管網(wǎng)ShapeFile數(shù)據(jù)，至少包括管段、節(jié)點(diǎn)、水庫(kù)三類(lèi)圖層，圖層名稱(chēng)應(yīng)采用英文；

管段Pipes圖層至少包含各字段的作用及數(shù)據(jù)類(lèi)型要求如下：

DC_ID：管段的編號(hào)，字符型，由shp文件的FID通過(guò)字段計(jì)算器計(jì)算得到，或人工指定；

LENGTH：可由shp文件自帶的Shape_Leng屬性，通過(guò)字段計(jì)算器賦值得到；

ROUGHNESS：浮點(diǎn)型，粗糙系數(shù)；

MiNORLOSS：局部損失系數(shù)；

STATUS：文本型，初始狀態(tài)

節(jié)點(diǎn)Junctions至少包含的字段的作用及數(shù)據(jù)類(lèi)型要求如下：

DC_ID：節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，

DEMAND：浮點(diǎn)型，需水量

ELEVATION：浮點(diǎn)型，標(biāo)高

PATTERN：模式

清水庫(kù)Reservior至少包含的字段的作用及數(shù)據(jù)類(lèi)型要求如下：

DC_ID：清水庫(kù)的編號(hào)，字符型為宜

DEMAND：浮點(diǎn)型，需水量

PATTERN：需水量模式

導(dǎo)入Shapfile文件到PostGIS數(shù)據(jù)庫(kù)：在QGIS中，利用“SPIT工具”，連接到PostGIS數(shù)據(jù)庫(kù)，選擇需要導(dǎo)入的ShapeFile文件，然后即可導(dǎo)入。

3.如權(quán)利要求1所述的由開(kāi)源GIS及數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建給水管網(wǎng)管理及水力模型方法，其特征是，水力模擬、計(jì)算的具體步驟如下：

(1)首先，在EPANET中選擇水力計(jì)算采用的公式，即Hazen-Williams公式：

hf=10.67q1.852Cw1.852D4.87l]]>

(2)對(duì)于24小時(shí)延時(shí)模擬，首先要設(shè)置水廠(在EPANET軟件中為“水庫(kù)”)的模式。在EPANET的“瀏覽器”中，選擇“模式”，添加一個(gè)新的模式，輸入每個(gè)時(shí)段的“乘子”，應(yīng)為每一個(gè)水庫(kù)設(shè)置其供水總水頭隨24小時(shí)變化的模式；

(3)選擇“水庫(kù)”，雙擊打開(kāi)其屬性窗口設(shè)置“總水頭”，并選擇已經(jīng)設(shè)置好的“模式”；

(4)對(duì)于節(jié)點(diǎn)，首先仍按照步驟(1)的方法為節(jié)點(diǎn)的需水量設(shè)置模式。然后，選擇每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，雙擊打開(kāi)屬性窗口，設(shè)置節(jié)點(diǎn)的“基本需水量”，并在“需水量模式”中選擇剛才設(shè)置的模式；

(5)對(duì)于管段，選擇某一管段后，雙擊打開(kāi)屬性窗口，為其設(shè)置“粗糙系數(shù)”、“管徑”關(guān)鍵參數(shù)；。

(6)設(shè)置好以上參數(shù)以后，即可點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，EPANET將進(jìn)行水力計(jì)算，水力計(jì)算的結(jié)果，可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)、管段的屬性窗口查看，或以表格、圖形的形式查看；

(7)如果進(jìn)行管網(wǎng)的升級(jí)改造，在對(duì)現(xiàn)狀管網(wǎng)進(jìn)行水力分析以后，應(yīng)分析哪些管段的水頭損失過(guò)大，并擬定新的管徑，重新設(shè)置管段的管徑參數(shù)，按照以上步驟(2)-(6)操作；如果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果，應(yīng)重新擬定管徑，重復(fù)以上步驟，直到取得比較滿(mǎn)意的結(jié)果為止。