(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111504837.6 (22)申请日 2021.12.10 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113901626 A (43)申请公布日 2022.01.07 (73)专利权人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 杨思原　王宣　包申旭　山梦杰　 (74)专利代理 机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42231 代理人 黄君军 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/20(2020.01)G06F 113/14(2020.01) 审查员 王利双 (54)发明名称 排水管网污泥沉积可视化仿真方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种排水管网污泥沉积可视化 仿真系统及方法， 其通过污泥沉积模块实现， 污 泥沉积模块包括数据层、 服务层、 业务层以及UI 层； 服务层分别与数据层、 业务层相连； 业务层同 时与UI层相连； 数据层用于存储排水管网的管网 shp数据以及SWMM模型数据； 服务层用于根据管 网shp数据以及SWMM模型数据进行计算， 并将计 算结果发送给业务层； 业务层用于根据结算结果 实现管网数据和状态管理， 将管 理结果数据发送 给UI层； UI层用于根据管理结果数据实现管网污 泥沉积可视化。 本发明通悬浮颗 粒物浓度 （SS） 及 沉积量随时间的变化情况， 采用递归 方法将单根 管道污泥沉降状况扩展至拓扑关系的整体管网， 并设立排水管网沉积阈值结合可视化渲染表征 排水管网污泥沉积 情况。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 113901626 B 2022.03.25 CN 113901626 B 1.一种排水管网污泥沉积可视化仿真系统， 其特征在于， 其通过污泥沉积模块实现， 污 泥沉积模块包括数据层、 服 务层、 业务层以及UI层； 服务层分别与数据层、 业 务层相连； 业 务层同时与UI层相连； 数据层用于存 储排水管网的管网shp数据以及SWM M模型数据； 服务层用于根据管网shp数据以及SWMM模型数据进行计算， 并将计算结果发送给业务 层； 业务层用于根据 结算结果实现管网数据管理和管网状态管理， 并将管理结果数据发送 给UI层； UI层用于根据管理结果数据实现管网污泥沉积可视化； 服务层用于根据管网shp数据以及SWM M模型数据进行计算包括： 根据管网shp数据、 SWMM模型输出的数据， 得到任一管网上游下水井污泥浓度与下游下 水井单根管道进出口悬浮颗粒物浓度SS， 再通过半经验模型公式计算可得此污泥沉积速 率， 从而计算污泥沉积量； 根据管网shp数据、 SWMM输出数据， 得到任一管网上游下水井污泥浓度与下游下水井 SS， 再通过半经验 模型公式计算可 得此污泥沉积速率， 从而计算污泥沉积量包括： 结合SWMM模型输出管网数据运用半经验模型公式计算单根管道进出口SS， 半模型公式 如下： Cmin＝ ηminρmρs( ρs‑ρm)‑1UJ/w Cmax＝ ηmaxρmρs( ρs‑ρm)‑1UJ/w 其中Cmin表示管道SS浓度下限； Cmax表示管道SS浓度上限； ηmin、 ηmax表示效率系数， 大小 由计算区域状况决定； W表示颗粒物沉降速度； ρm表示污水密度； ρs表示颗粒密度； U表示污水 流速； J表示管网坡度； 依据管道自身流量和管道的进出口浓度构建管网沉积量计算模型， 所述管网沉积量计 算模型公式如下： 其中， M为管道在时间段T(s)内的污染物沉积 量， Q为时间段T内的水量， Cin和Cout分别为 管道的进出口污染物浓度， ρ 为 沉积物的密度。 2.如权利要求1所述的排水 管网污泥沉积可视化仿真系统， 其特 征在于， 所述排水管网的管网shp数据通过从城市管网下游末端往上游寻找管网数据参数， 构 成整个管网路径， 直至管网源头， 再从管网源头往下游逐步梳理管网， 经过每个管网节点， 梳理出整个管网路径， 得到管网shp数据。 3.如权利要求1所述的排水 管网污泥沉积可视化仿真系统， 其特 征在于， 所述SWMM模型数据为管网污泥沉积模块提供排水管网水质和水量数据， 包括流量、 水 深、 流速、 水量、 充满度和污染物浓度数据。 4.如权利要求1所述的排水 管网污泥沉积可视化仿真系统， 其特 征在于， 所述管网数据管理包括实现对SWM M模型输出的管网数据的缩放、 拖动和选择； 所述管网状态管理包括对模块运行时各个管网污泥沉积量的监测， 判断各个管网的污权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113901626 B 2泥运输是否畅通。 5.如权利要求1所述的排水 管网污泥沉积可视化仿真系统， 其特 征在于， UI层用于根据 管理结果数据实现管网污泥沉积可视化包括： 可视化展示包括管网属性 表显示、 管网沉积污泥沉积量 不同分别设 色以及管网污泥沉积量统计图显示。 6.一种排水管网污泥沉积可视化仿真方法， 其特征在于， 其通过如权利要求1 ‑5任一项 所述的系统实现， 其包括如下步骤： S1、 从城市管网下游末端往上游寻找管网数据参数， 构成整个管网路径， 直至管网源 头， 再从管网源头往下游逐步梳理管网， 经 过每个管网节点， 梳理出整个管网路径； S2、 将排水管网水质和水量数据， 包括流量、 水深、 流速、 水量、 充满度和污染物浓度数 据输入SWM M模型； S3、 在SWMM模型输出数据至污泥沉积模块后污泥沉积模块运行， 结合SWMM模型输出的 各个管网入口污染物浓度和各参数计算管道两端节点污染物浓度， 根据污染物浓度和各参 数结合半经验 模型公式计算管道两端节点的污染物浓度； S4、 通过可视化形式显示污泥在排水 管网中的污染物沉积 情况。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113901626 B 3