數字排水

對於城市排水管網數字化管理和專業化分析的研究和應用一直在持續進行。在國外，20世紀60年代初期排水模型研究者就已經在城市排水系統模擬方面進行了研究和開發，並出現了大量的統計模型、機理模型及管理和規劃模型。最早在水領域應用的是Linslcy和Crawford開發的斯坦福流域模型（Stanford Watershed Model，SWM），這是一個應用於水資源領域的計算機連續模擬模型程序。而真正標誌著城市排水計算機建模開端的是1969-1971年由美國環保署（United States Environmental Protection Agency，簡稱USEPA）資助開發的暴雨管理模型（Storm Water Management Model，簡稱SWMM）。

在國內，20世紀70年代同濟大學的楊欽就將計算機技術引入到給水管網的計算中，使大規模的管網計算和優化成為可能，但遺憾的是並沒有建立類似國外SWMM、STORM等可以全面模擬城市排水系統的大型計算模型。另外一方面，對於大量複雜空間數據的管理、查詢和分析技術也得到了迅速的發展和廣泛的應用。從本世紀60年代初，加拿大的Roger F.Tomlinson和美國Duane F.Marble在不同方面、從不同角度提出了地理信息系統（GIS）概念以來，其含義與應用正在不斷擴大，目前GIS已成功地應用到了包括資源管理、自動製圖、設施管理、城市規劃等類別中的一百多個領域。

國內排水管管理模式的發展可分為四個階段。

（1）傳統管理模式：主要靠圖紙和管理者的記憶和經驗進行管理；

（2）簡單的計算機管理模式：以AutoCAD、Excel等文件格式對管網系統進行簡單的信息化存儲；

（3）基於GIS的管理模式：將管網數據以空間和屬性數據一體化方式存儲，實現基本的地圖顯示和查詢功能；

（4）基於監測和模擬的綜合管理模式：是目前排水系統管理研究和實施的熱點，該模式綜合GIS和專業模型的優勢，利用GIS提供數據管理和空間分析能力，利用管網水動力學模型提供專業計算和分析功能，為排水管網運營監控提供科學的參考意見；該模式更可以實時採集管網在線監測數據，進行動態分析和模擬，為排水管網的規劃管理、運行養護提供動態可靠的專業分析依據和方案。

應用數字排水（DigitalWater）平台為排水系統的資產管理、網路連接分析、動態模擬計算提供了一個便捷操作的工作平台，並為結合當地實際情況進行業務應用和分析功能的深度開發提供一個二次開發的基礎平台。主要解決10個排水管理中的實際問題——污水管網結構分析與現狀評估，管網升級改造設計與評估，污水管網負荷分析與局部優化，雨水管網溢流管理，雨洪利用設計與評估，管網規劃設計與模擬，管線入戶設計與評估，排水管網運營監控，管道清淤分析，事故應急分析等具體規劃和管理的業務工作。DigitalWater可以作為核心軟體與相關硬體系統相結合，構建符合當地實際情況的排水管網運營監控中心，為各個城市與地區提供排水管網數字化管理手段。

應用數字排水（DigitalWater）平台，可以為區域、排水流域或市域等各種不同級別的排水管網管理部門建立一個長期有效、統一方便的綜合排水管網資料庫，在“統一規劃，分步實施”的指導思想下，通過持續的專業模塊開發、管網數據維護和相應硬體支撐平台（計算機網路平台、大屏幕展示平台、管網液位與流量在線監測體系等）的建設，全面提升該地區的排水設施運營管理水平、規劃決策水平和客戶服務水平，為保障排水設施的安全穩定運行提供現代數字化管理手段。

DigitalWater DS體系具有管網分析、方案管理、空間編輯、屬性編輯、模擬結果表達、數據查詢、資料管理等基本功能模塊，同時DigitalWater 管網監測、管網規劃設計、戶線接入、管網三維、模擬結果率定、參數率定、暴雨生成等專業擴展模塊。

☆排水管網數據處理

標準化管網數據格式：對當地管網普查數據進行分析、處理、定製數據入庫技術路線；

管網拓撲關係檢查：對原始數據中的拓撲錯誤進行查詢定位，協助進行管網數據的補測；

管網拓撲關係修正：對管網數據中的拓撲錯誤進行修正，構建準確、完整的管網拓撲關係修正；

建立管網綜合管理資料庫：建立結構完整，格式統一的排水管網綜合管理資料庫；

數據持續更新維護機制：對管網模擬資料庫進行持續的更新和維護，保證模型的準確性。

☆管網建模與綜合評估

數字排水平台（DigitalWater DS）將GIS技術和專業模型合理集成，充分發揮兩者的優勢，具有排水系統資料管理和水量、水質模擬等功能，可構建排水管網模型，可進行排水系統綜合評估、排水業務分析、城市非點源污染評估。構建排水管網模型：利用普查數據、GIS數據和監測數據等進行排水管網模型參數的率定和驗證；

排水系統綜合評估：對排水狀況進行全管網水利分析，指導管網的改造、養護、清淤等工作；

排水管理業務分析：通過對多種情景的模擬，對流域內排水管網的優化調度、泵站的合理利用進行分析，制定科學管理方案；

城市非點源污染評估：對城市降雨徑流污染負荷進行估算，對污染特徵進行分析，對治理措施進行模擬。

· 基於DigitalWater DS進行以軟體為核心，結合硬體設施進行系統集成，搭建“數字排水平台”

系統集成採用“GIS、排水模型和在線監測”三驅動的模式，實現軟體與硬體結合、定性與定量結合、技術與藝術結合的排水管網數字化管理體系。