城市污水管网地理信息系统设计

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基于GIS管理的排水管网系统设计

基于GIS管理的排水管网系统设计

基于GIS管理的排水管网系统设计作者:裴可新来源:《山东工业技术》2019年第19期摘要:城镇排水系統是日常生活中必不可少的处理设施,与社会的方方面面特别是经济的全面发展和先导性息息相关。

然而随着城镇化速度的加快,产业规模扩张的越来越快,人口数目也在骤增,给水排水的负荷在不断增加,如何实现对给水排水管网系统的有效设计及信息化管理至关重要。

关键词:排水网;市政;管理;设计DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2019.19.0961 城市排水管网特点(1)规模庞大。

伴随社会经济的飞速前进,当前城市的地下管道与水、电、煤气等交织在一起,十分复杂。

仅拿排水管路来说,其组成繁复,涉及范畴广,同时呈现一定的不确定性,可以说不是一个简单的网路,尤其对于人口相对密集,展开市政改造工作次数多的城镇,其排水系统的涉及范畴与繁琐程度是很难估量的。

(2)相关设施类别繁多。

排水设施并不是单一的,其数目较多,通常涉及地下水管网、水渠、各类雨污水泵房及不同位置的监测仪器等。

譬如,管渠用于流水,相邻2个检查井或别的相关建筑物间就设置1道管渠。

检查井通常用于连接管段,也可作为操作人员展开管道检修维护工作的地方。

泵站通常是在下游管段出现由于埋的太深或排水洪水位过高使得出水口有被洪水淹没倾向时,来对雨污水水位加以提高。

(3)呈现因地理方位而异的特征。

排水系统的管路方位及相关配套设施与客户种类因地理呈现出较大的差异性,现实生产作业时,涉及到管路更新、停业检修或者新添用户等,都要结合管线长度、街道方位、间距等地理条件综合考虑。

2 基于GIS的城市排水管网设计国内不少城镇相继构建了排水网络地理信息系统,也就是GIS,从而强化管网系统的监管力度。

结合呈现显著地理分布特点的排水系统数据加以视觉判断与探究,并建立排水网络空间数据库,排水网络数据的即时更新和维护是排水网络GIS实践的重中之重。

地下排水系统也是城镇基建行业不可缺失的单元,堪称整个城镇的发展动脉,有很关键的用处。

污水管网工程规划方案

污水管网工程规划方案

污水管网工程规划方案一、前言污水管网工程规划方案是指在城市污水排放管理和环境保护的背景下,为解决城市生活污水排放压力大、管网老化和损坏等问题,通过科学规划和合理设计,提出合理的管网布局方案,制定管网改造和建设的整体规划,为城市污水排放系统提供可靠的技术支持和管理方案,有效提高污水排放的效率和环境保护水平。

本文将介绍污水管网工程规划的概念、目的、重要性及规划步骤、方法和应用。

二、概念和目的1. 概念污水管网工程规划是指根据城市污水排放和处理的现状,通过对城市污水系统进行全面调研和分析,依据城市发展规划和环境保护要求,制定并落实合理的污水管网建设方案和管理措施,以实现城市污水排放系统的高效、安全和环保运行。

2. 目的污水管网工程规划的主要目的是为解决城市污水排放管理和环境保护的问题,确保城市污水排放系统的畅通和运行安全,提高城市污水排放的处理效率和水质,保护城市水源和环境,并为城市的可持续发展和居民的健康生活提供保障。

三、重要性污水管网工程规划在城市环境保护和水资源管理中具有重要的作用和地位。

首先,规划方案是城市污水排放系统建设和管理的基础,直接影响城市污水排放系统的技术水平和管理效果。

其次,规划方案是城市环境保护和水资源管理的关键,能有效避免管网老化和损坏、减少排污口和废水处理装置的安全隐患。

最后,规划方案是城市可持续发展的保证,能够提高城市污水处理的效率和水质,改善城市居民的生活环境和水资源利用效率,为城市发展提供可靠的基础设施。

四、规划步骤污水管网工程规划一般包括以下几个步骤:1. 管网现状分析:通过对城市污水管网系统进行全面调研和分析,了解管网现状和问题,为规划方案制定提供基础资料和依据。

2. 污水排放需求分析:结合城市发展规划和环境保护要求,分析城市污水排放的需求和压力,确定污水管网建设的指导方针和发展目标。

3. 管网规划方案制定:根据管网现状和污水排放需求,制定合理的管网规划方案,包括管道布局、设施配套、工程量计算等内容。

基于GIS技术的城市水环境监测系统设计与实现

基于GIS技术的城市水环境监测系统设计与实现

基于GIS技术的城市水环境监测系统设计与实现随着城市化进程的加快,城市水环境污染问题日益严峻。

为了有效监测和管理城市水环境,地理信息系统(GIS)成为了一种重要的工具。

本文将探讨基于GIS技术的城市水环境监测系统的设计与实现。

一、城市水环境监测系统的背景与意义城市水环境是指城市内各种水体及其周边环境的整体。

水环境污染问题严重影响城市环境和国民健康。

因此,建立完善的城市水环境监测系统是城市管理的必要举措。

基于GIS技术的城市水环境监测系统可以通过信息化手段对城市水环境进行监测、评价和管理,提高城市管理的水平。

二、城市水环境监测系统的组成与原理城市水环境监测系统主要由数据采集子系统、数据处理子系统、数据管理子系统、数据展示子系统四大部分组成。

1.数据采集子系统数据采集子系统是监测系统的核心,它主要通过各种机器设备采集城市内各个区域的水环境数据。

数据采集子系统的数据会自动传输到数据处理子系统。

2.数据处理子系统数据处理子系统主要是用来处理数据的系统。

这个子系统需要将数据进行分类、筛选、排序、计算和分析等步骤,最后得到处理完毕的数据并自动传输到数据管理子系统中。

3.数据管理子系统数据管理子系统是将处理好的数据进行归档管理的子系统。

它负责对数据进行归类、存储并且会对数据进行备份。

在需要的时候可以随时调取到数据,以满足用户对数据的需求。

4.数据展示子系统数据展示子系统也是该系统一个非常重要的子系统。

该子系统主要通过数据图像和动画等形式将数据呈现给用户。

这对于使用该系统的人们来说非常有用,它可以让使用者更直观的了解城市内各个区域的水环境状况。

三、城市水环境监测系统的实现流程1.数据采集模块实现数据采集模块是城市水环境监测系统的核心,它主要由各种数据采集设备组成,包括水质监测设备、在线监测设备等,这些设备将获取到的数据传到数据处理中心。

2. 数据处理模块实现数据处理程序的实现需要先完成数据分类、处理、计算和分析等工作,将数据分析结果显示到监测系统界面。

GIS在城市排水管网中应用

GIS在城市排水管网中应用

GIS在城市排水管网中应用——以山东省潍坊市景芝镇排水管网规划设计为例一、简介:城市排水管网地理信息系统就是利用GIS技术和排水专业技术相结合,集采集、管理、更新、综合分析与处理城市排水管网系统信息等功能于一身的应用系统。

城市排水管网地理信息系统是融计算机图形和数据为一体,存储和处理空间信息的高新技术,它把空间地理位置和相关属性有机结合起来,根据需要准确、真实、图文并茂地输出给用户,满足市政部门对排水管网的运行管理、设计和信息查询的需要,借助其强大的空间分析功能和可视化表达,进行各种辅助决策。

通过排水管网地理信息系统,可以方便地搜索、更新和维护排水管网基础设施资料,从而提高管理部门对管网系统现状的了解程度,加快管理部门对管网系统事故的反应速度、丰富应对事故的措施。

本文研究的城市排水管网信息管理系统的目的主要是通过运用GIS地理信息技术,建立起包括以排水管网地形图、管线信息、信息浏览、标注、数据的查询、统计、分析以及地图的维护、输出等一整套效能化、标准化的排水设施管理模式,对城市排水管网进行先进科学的管理,使排水管理模式由人工化管理转变为计算机管理,从而进一步提高城市排水系统的管理和服务水平。

本文山东省潍坊市景芝镇排水管网规划为例进行说明。

二、方案目的和需求分析(1)显示图形图形的显示内容:路网图、小区范围图、建筑物、城市排水管网图(排水管线、排水泵站、检查井、雨水口标注)。

(2)查询图形用户可以对相关管路、检查井、各个管线埋深、直径等进行详细查询和简易查询。

(3)分析管网,出专题图①管网阻塞事故处理的缓冲区分析:阻塞事故发生后可迅速制定维修排污管方案,查找维修口和受影响区域。

②排水管网连通性分析专题地图:对排水管网的管径、材质、埋设方式制作专题图,方便施工;对管道的运行状况、历史、危险级别等制作专题图,了解管道需维修或更换的时间。

③叠加功能:将多个专题自由叠加,产生一个新的专题,提供管线多专业信息。

智慧水务智慧管网gis系统设计方案

智慧水务智慧管网gis系统设计方案

智慧水务智慧管网gis系统设计方案智慧水务智慧管网GIS系统设计方案一、需求分析智慧水务智慧管网GIS系统是基于地理信息系统(GIS)技术,结合智慧水务的相关数据和信息,实现对水务管网的全面管理和智能决策支持的系统。

系统的需求主要包括以下几个方面:1. 数据管理:系统需要能够管理水务管网的相关数据,包括水管道、排水管道、阀门、水表等信息;同时,还需要能够处理和管理使用数据,如监测数据、水质数据等。

2. 空间分析:系统需要能够对水务管网进行空间分析,包括网络拓扑分析、管道流向分析、流量分析等,以便做出合理的决策。

3. 实时监测:系统需要实时监测水务管网的状态,包括管道泄漏、水位、压力等数据,并能够对异常情况进行预警和预测。

4. 决策支持:系统需要为水务管理人员提供决策支持,包括优化管网布局、节约用水、降低管网漏损等方面的决策。

5. 数据展示:系统需要能够将数据以图形化的方式展示出来,使得相关人员可以直观地了解水务管网的情况。

二、系统架构设计基于以上需求,我们设计了如下的智慧水务智慧管网GIS系统的架构:1. 数据采集层:该层主要负责采集水务管网的实时数据,包括管道状态、监测数据等,在此基础上进行实时监测和预警。

2. 数据处理层:该层主要负责对采集到的数据进行处理和分析,包括空间分析、流量分析等,以供决策支持系统使用。

3. 决策支持层:该层主要根据数据处理层提供的分析结果,为水务管理人员提供决策支持,包括管网布局优化、漏损控制、降低用水成本等方面的决策。

4. 数据展示层:该层主要负责将处理层提供的数据以图形化的方式展示出来,以便相关人员可以直观地了解水务管网的情况。

三、关键技术在设计智慧水务智慧管网GIS系统时,需要使用一些关键技术,包括:1. GIS技术:GIS技术是系统的核心技术,用于处理空间数据和进行空间分析,包括空间数据采集、存储、处理和展示等。

2. 数据采集技术:系统需要采集水务管网的实时数据,需要使用一些数据采集技术,如传感器技术、数据传输技术等。

城市排水信息化管理系统的设计与应用

城市排水信息化管理系统的设计与应用

的实时调度方案。所建立的 系统为管理人 员有效地进行 日常管理、泵站调度以及 处理突发事件
提 供科 学依据 与参 考 ,实现 了不 同 管理 部 门之 间的 数据 共 享 ,对 提 高城 市排 水 系统 管理 的效 率
和 水平 具有 重要意 义 。
关键词 :城市排水 ;专家决策系统 ;地理信息系统 ;排水管网模型;泵站优化调度
he t ma n a g e r s e f f e c t i v e l y c a r r y i n g o u t t h e d a i l y ma n a g e me n t ,p u mp i n g s t a i t o n s c h e d u l i n g a n d h a n d l i n g e me r g e n c i e s .D a t a s h a r i n g b e t w e e n he t d i f e r e n t ma n a g e me n t d e p a r t me n t s w a s r e a l i z e d nd a i t i s o f g r e a t
o p i t mi z e d p u mp s t a i t o n s c h e d u l i n g ,t h u s a r e a l — t i me s c h e d u l i n g s c h e me f o r p u mp s t a i t o n i s d e c i d e d wi t h
( D e p a r t me n t o f Ma n a g e me n t a n d E c o n o mi c s , T i a n j i n U n i v e r s i t y , T i a n j l n 3 0 0 0 7 3 , C h i n a )

污水管网的设计说明及设计计算样本

污水管网的设计说明及设计计算样本

污水管网设计阐明及设计计算1.设计都市概况假设都市设计为江西某中小都市排水管网设计, 有明显排水界限, 分为河南区与河北区, 坡度变化较大。

河流为其都市地面标高最低点, 由河流开始向南、向北地面标高均有不同限度增长, 且都市人口重要集中河北区, 城区基本出去扩建状态中, 发展空间巨大, 需要结合都市近远期规划进行管网布置。

都市布局还算合理, 区域划分明显, 交通发达, 对于布管具备相称简便性。

2.污水管道布管(2).管道系统布置形式对比各种排水管道系统布置形势, 本设计污水管铺设采用截留式, 在地势向水体恰当倾斜地区, 各排水区域干管可以最短距离沿与水体垂直相较方向布置, 沿河堤低边在再敷设主干管, 将各个干管污水截留送至污水厂, 截流式管道布置系统简朴经济, 有助于污水和雨水迅速排放, 同步对减轻水体污染, 改进和保护环境有重大作用, 合用于分流制排水系统, 将生活污水、工业废水及初降废水经解决后排入水体。

截流式管道系统布置示意图如下.1—城乡边界2—排水流域分界线3—干管4—主干管(2).污水管道布管原则a.按照都市总体规划, 结合本地实际状况布置排水管道, 并对各种方案进行技术经济比较;b.一方面拟定排水区界、排水流域和排水体制, 然后布置排水管道, 应按主干管、干管、支管c.顺序进行布置;d.充分运用地形, 尽量采用重力流排除污水, 并力求使管线最短和埋深最小;e.协调好与其她地下管线和道路工程关系, 考虑好与公司内部管网衔接;f.规划时要考虑使管渠施工、运营和维护以便;g.规划布置时应当近远期结合, 考虑分期建设也许性, 并留有充分发展余地。

(3).污水管道布管内容①.拟定排水区界、划分排水流域本设计中有很明显排水区界, 一条河流自东向西流动, 将整个城乡划分为河南区与河北区;同步降排水区域分为四个某些, 分别有四条干管收集污水, 同一进入位于河堤主干管, 送至污水解决厂。

②.污水厂和出水口位置选取本设计中河流流向为自东向西, 同步该城乡夏季主导风向为南风, 因此污水解决厂应当设立在都市西北处河流下游, 由于该城乡是中小型都市, 因此一种污水解决厂足以实现污水净化。

地理信息系统在城市排水管网中的应用分析

地理信息系统在城市排水管网中的应用分析

地理信息系统在城市排水管网中的应用分析
地理信息系统(GIS)是一种结合地理信息和计算机技术的信息处理系统,具有数据整合、分析和展示的能力。

在城市排水管网中的应用分析中,GIS可以帮助城市管理部门更好地进行排水管道的管理与维护。

首先,GIS可以拓展城市管理部门对城市排水管网的了解。

通过市政部门征地认购的土地资料、建筑物资料、排水管网资料等数据的整合,结合地图等地理信息,可以建立起完整的城市排水管网信息系统。

这些数据可以生成图像,从而方便城市管理部门对城市排水管网进行可视化的分析和监控。

其次,GIS可以通过数据分析帮助城市管理部门识别管道故障和破坏点。

例如,当一个排水管道出现故障时,GIS可以帮助城市管理部门及时地定位和识别故障点,从而更好地进行维修和处理。

另外,GIS可以为城市管理部门提供针对性的规划和决策支持。

在城市排水管网的规划和建设中,GIS可以通过分析城市不同区域的建筑、地形、降雨等情况,预测排水管网的需求并提供相应的解决方案。

这样有助于避免排水管网在建设过程中的缺陷,保证排水管网的正常运行。

总之,GIS在城市排水管网管理中的应用可以帮助城市管理部门更好地了解和维护城市排水管网,并提供决策支持和应急处理的帮助,从而提高城市排水管网的运行效率和管理水平。

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城市污水管网地理信息系统设计 金建华 曾德飞 杨晓芳 武汉理工大学建筑学院市政工程 430070

摘要:以地理信息系统(GIS)为技术支持,结合污水管网管理的实际需求,在VB环境下利用GeoMap控件进行二次开发,建立了污水管网地理信息系统。该系统充分发挥了GIS对空间、属性数据的编辑、管理、显示和查询的功能,并实现了在GIS环境下对污水管网流量的动态模拟和水质的分析预测功能。 关键词:污水管网;地理信息系统;水量模拟计算;水质分析

1 引言 利用GIS技术建立城市污水管网管理信息系统已经成为城市水环境综合治理的迫切需要。本文以武汉某经济开发区水环境综合治理工程为背景,建立一个应用型GIS系统。该系统建成后将有利于该地区的水环境综合治理工程顺利进行,能够提供包括及时的水量、水质报告,同时也可为城市的规划提供最新的资料,这些都将加快城市的现代化建设步伐。

2 系统的建立及其功能 信息系统的管理对象是图像信息和数据信息,信息量比较大而且精度要求很高,应根据实际的情况来制定不同的数据录入方案。 2.1 系统建立 该开发区已开发面积约为15.35平方公里,总人口约5.8万人;污水系统由约25公里管网、2个污水提升泵站、2000多个污水检查井和一座污水处理厂组成。 根据实际情况,制定如下数据录入方案:首先,图形资料选用污水管网电子图,为了提高系统中各个要素的检索速度,便于系统的灵活调用、更新、管理和输出,把与污水设施相关的图形数据分成4层,具体为:(1)污水管网层;(2)合流制管网层;(3)检查井层(点状);(4)其他背景地物层(作为栅格文件插入调用)。在建立了AutoCAD和GIS图层之间的一一对应的关系后,通过GeoStar提供的数据类型转换功能将其转换成为GeoMap支持的图形数据格式;其次,按照信息系统对数据的不同管理要求分别处理各图层数据,即将其他背景地物层数据处理成地图库文件作为系统的参考背景信息,将污水管网层、合流制管网层和检查井层数据处理成具有拓扑关系的网络文件以模拟实际管网。属性数据的输入放到图形数据录入工作以后,为此,专门设计了一套用于输入属性数据的程序,该程序可直接对数据库进行操作,并提供了数据检查功能。 本系统在VB环境下利用GeoMap控件进行二次开发,数据库选用Microsoft Access,系统登录界面和主界面如图1和图2所示。

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org 2.2 数据库设计 图形数据库主要贮存与污水管线相关的图形数据,它包括道路背景图、污水管线图、各管线对应的附属物(如检查井、泵站、污水处理厂等)以及各管线对应的注记等;图形数据用拓扑关系贮存管线之间的联接关系,包括节点位置、管线弧段等信息。属性数据库由泵站、污水处理厂、检查井、管段、水质、排水用户等多个数据库组成,包括各类管网及其附属物的位置、结构的属性信息,用E—R模型反映其间的联系如图3所示。

2.3 系统主要功能及实现 系统主要功能模块如图4所示。

(1) 建立污水流量模拟水力模型:实现污水管网流量的动态模拟,反映污水管网各管段污水流量随时间的动态变化情况。 GIS环境下污水管网流量的计算比较合适的方法是递归算法。污水管网是一种重力流的支状结构网络,整个网络可以抽象为由若干有向树构成的森林,对于每棵有向树而

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org言,根节点表示污水处理厂,叶节点为污水收集节点,内节点(除根节点和叶节点以外的节点)是污水传输节点,同时也可能是污水收集节点(当有本段流量时),树枝代表污水管段,树的方向性表现在污水是从叶节点(或内节点)逐级往下游管段和节点流动,直至达到根节点的。 在计算管段流量之前,先建立反应污水管网中管段与管段、管段与节点相关信息的逻辑和量化关系的链式表,以便进行有效的递归运算,其内容包括: 1 管段索引号i; 2 父管段索引号Findex(i)(本段相邻的下游管段在链式表中的索引号); 3 管段起始节点号FN(i) ; 4 管段终止节点号TN(i); 5 集中流量Qcollect(i)(从工业企业或其他大型公共建筑物流过来的污水); 6 本段流量Qarea(i) (从管段沿线街坊流过来的污水); 7 管段平均流量 Q (i); 8 管段最大时流量 Qmost(i); 9 管段子管段数Cnumber(i)(本段上游管段数); 10 管段计算未完成标志Unfinished(i)(1:未完成;0:已完成)。 建立属性表并将其初始化之后,开始用递归算法计算每根管段的流量。初始化主要包括以下主要步骤: 1 预置数据库表中的管段平均流量Q(i)为对应管段的集中流量Qcollect(i)和管段流量Qarea(i)之和; 2 预置数据库表中的管段父管段索引号、子管段数均为0;管段计算未完成标志为1。 3 建立管段之间的父—子关系,计算出每根管的子管段数。 递归算法包括主调用和递归调用两个过程,主调用给出程序的入口的判断条件,递归调用完成流量的递归计算。其算法主要描述如下: (返回的Q(i)为管段平均流量,Qmost(i)为管段最大时流量); 1 主调用(mainprogram) (n为污水管网总管段数)

For i = 1 To n If cnumber(i) = 0 ∧ unfinished(i) = 1 Then recursion (i) ‘搜索子管段数为0且未计算完毕的管段,进入递归调用;

2 递归调用 recursion (i) Unfinished(i) = 0 ‘置本次递归参数i对应的管段计算未完成标志为0; F_index = Findex(i) ‘将该管段父管段索引号值赋给参数F_index; Q(F_index) = Q(F_index) + Q(i) ‘将本次递归参数i对应的管段模拟计算流量累加到其父管段的模拟计算流量上; Qarea(F_index) = Qarea(F_index) + Qarea(i) ‘得出父管段的管段流量 Qcollect(F_index) = Qcollect(F_index) + Qcollect(i) ‘ 得出父管段的转输集中流量 Cnumber(F_index) = Cnumber(F_index) – 1 ‘由于上一步的原因,父管段的子管段数目应减少一个;

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org If Cnumber(F_index) = 0 Then recursion (F_index) ‘条件判断:若父管段的子管段数目已经为0,说明它的流量

计算过程已结束,因而应将其作为本段流量,通过递归调用将对应的流量累加到它的父管段流量上。

3 计算管段最大时流量(k为总变化系数) 简单的说递归算法的计算思路就是先计算子管段的流量,然后由计算出的子管段流量计算其父管段流量,然后再计算该父管段的父管段的流量,依次类推,直至计算出所有管段的流量。 (2)建立污水水质分析模型:能够对城市污水水质各项指标进行分析、对比,同时可以反映出污水的可生化性,为该地区的水环境治理提供依据。利用数据库技术对污水水质及时更新,并通过这些数据可以绘出水质各项指标的变化趋势图表(见图5)。

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org (3)查询功能:可按照管网中的实体空间位置、属性种类或根据SQL条件表达式进行检索。系统强大的图形、数据联动功能可以实现图形和属性数据的同时显示以使管网资料更为直观,如实现数——图、图——数两种方式的双向查询,并对查询的管段加亮显示,这大大的方便操作人员的使用。 (4)统计功能/专题图输出:可针对某个区域、某类管线或检查井进行各种形式的统计,不仅可以得到表现统计结果的各种统计图,而且可以得到各种所需的数据统计;也可通过流量和水质中任一项指标进行查询。 (5)排污单位管理:记录显示各单位排污量和污水中各项水质指标。 (6)泵站管理:记录泵站的工作运行情况和维修记录。 (7)添加/关闭注记:对图形添加注记功能,也可把属性转化为注记,并可根据需要决定是否显示注记。 (8)打印输出:对各种报表和图形提供了打印和预览功能,可以根据用户的要求自行定义打印格式。 (9)图形输出:可显示地图的比例,有放大、缩小、漫游、分层显示等功能;根据工作需要制作不同形式的报表,还可以根据需要决定是否加载地形背景图。 (10)用户管理:系统存储大量宝贵数据,有严格的安全权限设置,系统分为系统管理员和高级用户、一般用户三个等级,每个用户设有密码,不同级别用户对数据存取拥有不同权限;系统管理员可以增加或是删除用户,同时系统提供数据备份和数据修复功能,防止数据破坏。

3 结语 该系统的设计满足了污水管网的管理要求并实现了对污水水质的预测和对水量的动态模拟;同时还大大的减轻了工作人员的工作强度,提高了管网的管理水平,为该地区的水环境综合治理提供了一定的帮助。

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