城市排水管网数字化管理的理论与应用

　　排水管网系统是城市的重要基础设施之一，对其进行管理和维护已经成为城市管理者和决策者面临的一项紧迫任务。然而，对于同时具有复杂性和隐蔽性的排水管网系统，如何建立科学有效的管理方法，分析并解决管网运行中各种错综复杂的问题，依靠传统的纸图与简单推理分析的方法显然已经苍白无力。随着计算机技术的飞速发展，数字化技术为城市排水管网提供了科学有效的管理手段。本书全面翔实地论述了城市排水管网数字化管理的理论与应用，介绍了排水管网系统综合管理、规划设计、模拟分析等方面的最新理论与知识，深入探讨了数学模型、数据库、GIS和在线监控等技术在排水管网系统管理中的应用方法，详细介绍了排水管网管理中一系列实际问题的流程化操作方法与应用分析模式。本书可作为相关工程设计人员和管理人员的工作参考书，也可供给排水、环境工程等相关专业的高年级本科生和研究生作为教材或教学参考书使用。

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第1篇 城市排水管网系统及模型
第1章 城市排水管网系统概述
1.1 城市排水体制
1.1.1 合流制排水体制
1.1.2 分流制排水体制
1.1.3 城市排水体制的选择
1.2 城市排水系统的组成
1.2.1 城市污水排除系统的组成
1.2.2 工业废水排除系统的组成
1.2.3 城市雨水排除系统的组成
1.2.4 城市排水管道附属构筑物
1.3 城市排水管网系统的规划方法
1.3.1 城市污水管网系统的规划方法
1.3.2 城市雨水管网系统的规划方法
1.3.3 合流制排水管网系统的规划方法
1.3.4 基于数学模型的动态规划方法
第2章 城市排水管网模型及原理
2.1 排水管网模型概述
2.1.1 排水管网模型的发展
2.1.2 排水管网模型简介
2.1.3 排水管网模拟软件简介
2.2 排水管网模型的计算原理
2.2.1 地表径流过程的模拟原理
2.2.2 管网传输过程的模拟原理
2.2.3 降雨径流污染的模拟原理
2.2.4 城市地表径流污染的控制
第2篇 排水管网数字化管理技术
第3章 排水管网数字化管理总论
3.1 我国排水管网管理现状及存在问题
3.2 排水管网管理部门的数字化需求
3.3 排水管网数字化建设的内容
3.3.1 综合数据库建设
3.3.2 排水管网模型构建
3.3.3 业务软件系统开发
3.3.4 硬件支撑平台搭建
第4章 GIS技术在排水管网管理中的应用
4.1 GIS技术概述
4.1.1 图形绘制与存储
4.1.2 空间查询与分析
4.1.3 数据的输出与表达
4.1.4 GIS在城市排水系统管理中的应用
4.2 GIS支持下的排水管网电子地图
4.2.1 数据集操作
4.2.2 地图视图切换
4.2.3 地图选择
4.2.4 地图量算
4.2.5 地图书签
4.2.6 地图对比
4.2.7 地图制图打印
4.3 排水管网数据编辑与处理
4.3.1 排水管网空间数据编辑
4.3.2 排水管网属性数据编辑
4.3.3 排水管网数据编辑保障机制
4.3.4 排水管网历史数据管理
4.3.5 排水管网数据的导人与导出
4.4 排水管网查询分析与三维显示
4.4.1 排水管网设施查询
4.4.2 排水管网纵断图与横截面分析
4.4.3 排水管网网络查询与分析
4.4.4 排水管网三维显示与查询
4.5 排水管网模拟结果分析
4.5.1 模拟结果图表显示
4.5.2 模拟结果平面专题图显示
4.5.3 模拟结果纵断图显示
4.5.4 模拟结果三维显示
4.5.5 模拟结果统计分析
4.5.6 模拟结果报表
第5章 排水管网综合数据库的设计与建设
5.1 排水管网综合数据库设计
5.1.1 数据库总体设计
5.1.2 空间数据库设计
5.1.3 属性数据库设计
5.2 数据加工、处理与入库的方法
5.2.1 普查数据处理流程
5.2.2 纸质图纸处理流程
5.2.3 其他格式数据处理流程
5.3 管网拓扑关系检查和处理
5.3.1 排水管网系统的主要拓扑规则
5.3.2 导致拓扑错误的典型数据问题
5.3.3 拓扑检查及修正工作流程
第6章 基于G重S支持的排水管网模型构建
6.1 排水管网模型的构建和应用流程
6.2 排水管网模型初步构建
6.2.1 汇水区(或服务区)划分与关联
6.2.2 管网属性数据设置
6.3 监测方案的制定与实施
6.3.1 监测内容
6.3.2 监测方案的制定原则
6.3.3 监测实施的工作流程
6.4 排水管网模型的参数识别
6.4.1 排水管网模型的不确定性
6.4.2 模型参数的灵敏度分析
6.4.3 模型不确定性分析
6.4.4 排水管网模型的自动率定和验证
6.5 排水管网模型的集成应用
6.5.1 排水管网模拟情景条件设定
6.5.2 规划设计与运行管理的模型特点及区别
6.5.3 排水管网模型的集成开发与应用
6.6 实际工程中排水管网建模的难点与关键问题
6.6.1 实际工程中排水管网建模的难点
6.6.2 排水管网模型应用于实际决策中的关键问题
第7章 排水管网数字化管理软件的系统设计
7.1 排水管网数字化管理软件总体设计
7.1.1 软件系统总体架构
7.1.2 软件系统体系结构
7.2 排水管网管理系统的基础平台设计
7.3 排水管网基础数据管理系统设计
7.4 排水管网综合业务管理系统设计
7.4.1 排水管网综合信息发布子系统
7.4.2 排水管网巡查子系统
7.4.3 排水管网养护管理子系统
7.4.4 排水管网应急管理子系统
7.5 基于在线监测和模型模拟的排水管网管理系统设计
7.5.1 排水管网在线运行监控与预警子系统
7.5.2 排水管网辅助规划子系统
7.5.3 户线接人设计与评估子系统
7.5.4 基于在线监测和模型的联合应用模式
第8章 排水管网系统硬件支撑平台设计
8.1 管网在线监测平台总体设计
8.1.1 在线监测平台设计要求
8.1.2 在线监测平台总体结构
8.1.3 在线监测设备
8.1.4 在线数据采集模块
8.2 网络平台总体设计
8.2.1 网络平台设计原则
8.2.2 网络平台总体结构
8.2.3 通信方式
8.2.4 网络安全
8.3 服务器、存储及展示平台的总体设计
8.3.1 服务器与存储平台
8.3.2 大屏幕展示平台
8.4 管道检测技术及其发展
8.4.1 管道检测技术
8.4.2 管道检测技术的发展与展望
第3篇 排水管网数字化管理应用与案例
第9章 排水管网数字化管理软件介绍与应用案例
9.1 数字排水平台介绍
9.1.1 数字排水平台的关键技术
9.1.2 数字排水平台的主要功能
9.2 应用1：污水管网结构分析与现状评估
9.2.1 污水管网结构分析
9.2.2 污水管网现状评估
9.2.3 应用小结与工作流程
9.3 应用2：管网升级改造方案设计与评估
9.3.1 管网现状评估和缺陷分析
9.3.2 管网改造方案设计
9.3.3 管网改造方案评估
9.3.4 应用小结与工作流程
9.4 应用3：管网养护中的管道清淤分析
9.4.1 管道淤积风险分析
9.4.2 管道清淤效果分析
9.4.3 应用小结和工作流程
9.5 应用4：管网养护中的事故应急分析
9.5.1 管道破裂风险分析
9.5.2 管道破裂影响分析
9.5.3 与管道内检测技术的结合
9.5.4 应用小结与工作流程
9.6 应用5：管网规划方案制定与模拟优化分析
9.6.1 排水管网规划方案制定
9.6.2 排水规划方案评估
9.6.3 排水规划方案优化
9.6.4 应用小结与工作流程
9.7 应用6：污水管网户线接入方案设计与评估
9.7.1 户线接人方案设计
9.7.2 户线接人方案评估
9.7.3 应用小结与工作流程
9.8 应用7：雨水管网溢流分析与管理
9.8.1 城市雨水排除系统的模型构建
9.8.2 降雨情景生成
9.8.3 模拟结果分析
9.8.4 应用小结与工作流程
9.9 应用8：雨洪利用工程方案设计与评估
9.9.1 城市洪水风险分析
9.9.2 雨洪利用工程方案设计
9.9.3 雨洪利用工程方案评估
9.9.4 应用小结与工作流程
9.10 数字化管理模式应用于实际工作的关键问题
参考文献