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[2、Waterdesc 数据示例](#2、Waterdesc 数据示例)
前言
1、QGIS制图的必要性
在给排水、市政管网、水利仿真等工程领域,EPANET 水力模型产出的 INP 文件仅具备仿真计算属性,缺乏可视化空间表达能力,无法直观展示管网节点、管段、阀门、水池的空间分布与拓扑关系,仅能通过纯数值表格查看参数,排查模型错误、分析管网布局时效率极低。而 QGIS 作为免费开源、跨平台的专业地理信息软件,无需昂贵商业GIS授权,支持矢量编辑、空间分析、专题制图、图层样式配置,能完美承接水力模型空间可视化需求。把 INP 水力模型接入 QGIS,可实现模型从纯数值仿真到空间可视化+地理分析的升级,不仅能快速定位管网拓扑缺陷,还能结合地形、道路等地理要素优化模型精度,同时降低非专业人员的模型解读门槛,是水利、市政管网从业者、科研人员及相关专业学生必备的实操技能,也是提升项目效率、优化成果展示的关键手段。

2、在QGIS中导入水力模型的应用场景
将 INP 水力模型导入 QGIS 后,可覆盖多类工程与科研场景,适配不同需求:1. 管网拓扑可视化:直观查看给水管段、节点、水泵、水池的空间布局与连接关系,清晰呈现管网走向、关键设施位置,解决纯数值模型"看不见、摸不着"的痛点;2. 模型校核与纠错:依托高清影像、行政区划等底图,比对管网实际位置与模型节点、管段的偏移、错位,排查拓扑断连、节点重叠等建模问题,提升模型仿真精度;3. 规划方案设计:结合现状地形、道路、地块底图,开展管网改扩建、老旧管网改造、应急管网铺设等规划,直观对比不同方案的合理性;4. 水力结果空间分析:将压力、流量、流速等仿真属性与空间矢量联动,做分区统计、异常值定位,为管网运行调度、漏损控制提供数据支撑;5. 成果出图汇报:一键制作标准市政管网专题图,标注关键参数,直接用于项目报告、毕业设计、工程交底、科研论文插图,提升成果专业性与可读性。
一、INP文件介绍
1、INP核心数据简介
INP 是 EPANET 水力模型的标准工程文件,本质为文本格式的管网模型配置文件(可直接用记事本、Notepad++打开编辑),存储了整个给水系统的全部建模参数,其数据类型主要分为几何空间数据 、水力属性数据 、仿真配置数据三大类,各类数据对应明确的属性字段,具体如下:
(1)几何空间数据
核心作用是定位管网设施的空间位置,支撑QGIS可视化,主要对应节点、管段等要素的坐标信息,具体属性字段:
- 节点类(Junction/Reservoir/Tank):X坐标(X-Coordinate)、Y坐标(Y-Coordinate)、节点高程(Elevation);

- 管段类(Pipe/Pump/Valve):起始节点ID(Start Node)、终止节点ID(End Node)(间接关联坐标,无需单独设置坐标字段)。
(2)水力属性数据
核心作用是描述管网设施的水力特性,支撑仿真计算,也是导入QGIS后重点展示、分析的内容,具体属性字段按要素类型分类:
-
普通节点(Junction):节点ID(ID)、基础需水量(Base Demand)、需水量模式(Demand Pattern)、最低压力要求(Minimum Pressure)、压力等级(Pressure Class)、水质初始浓度(Initial Quality);
-
水库(Reservoir):水库ID(ID)、水位(Head)、水位模式(Head Pattern)、水质初始浓度(Initial Quality);
-
水塔/水池(Tank):水池ID(ID)、基准水位(Base Elevation)、最大水位(Maximum Level)、最小水位(Minimum Level)、最大容积(Maximum Volume)、直径(Diameter)、水位-容积曲线(Volume Curve);
-
普通管段(Pipe):管段ID(ID)、长度(Length)、管径(Diameter)、粗糙系数(Roughness Coefficient)、摩阻系数(Friction Factor)、设计流量(Design Flow)、最大流速(Maximum Velocity)、压力损失(Head Loss);
-
水泵(Pump):水泵ID(ID)、功率(Power)、流量-扬程曲线(Head Curve)、效率曲线(Efficiency Curve)、运行状态(Status);
-
阀门(Valve):阀门ID(ID)、阀门类型(Valve Type,如闸阀、球阀)、直径(Diameter)、开启状态(Status)、流量系数(Flow Coefficient)。

(3)仿真配置数据
核心作用是设置水力仿真的计算规则,不直接参与QGIS空间可视化,但会影响模型属性的完整性,具体属性字段:
-
时间配置:仿真起始时间(Start Time)、仿真时长(Duration)、时间步长(Time Step);
-
水质配置:水质参数类型(Quality Parameter)、反应系数(Reaction Coefficient);
-
控制规则:控制条件(Control Condition)、执行动作(Action)、优先级(Priority)。

简单来说,INP 文件既有几何空间坐标,又有完整的水力业务属性,只要通过插件解析提取坐标与拓扑信息,就能在QGIS中转为点、线矢量图层,且所有属性字段会同步保留,支持后续分析。
2、Waterdesc 数据示例
Waterdesk是上海慧水科技有限公司的水力模型教育版软件,其软件安装后也包含了示例数据。本质是将INP文件中的核心属性字段结构化整理,方便导入QGIS或其他工具,典型数据结构(CSV格式)示例如下,对应上述具体属性字段:
bash
[RESERVOIRS]
;ID Head Pattern
XSC_HEAD 1 XSC_HEAD ;
DSC_HEAD 1 DSC_HEAD ;
[TANKS]
;ID Elevation InitLevel MinLevel MaxLevel Diameter MinVol VolCurve
ZBBZ_TANK 2.5 1 0.5 4 45.14 0 ;
[PIPES]
;ID Node1 Node2 Length Diameter Roughness MinorLoss Status
P00001 J00001 J00296_A 309.778256269 800 110 0 Open ;
P00002 J00002 J00298_A 241.270352213 800 110 0 Open ;
P00003 J00003 J00300_A 276.041580616 800 110 0 Open ;
P00004 J00004 J00005 467.025197793 800 110 0 Open ;
P00005 J00005 J00006 619.001129959 800 110 0 Open ;
P00006 J00006 J00150 354.874367355 800 110 0 Open ;
P00007 J00039 J00040_A 334.040710341 800 110 0 Open ;
P00008 J00040_B J00041 368.855017742 800 110 0 Open ;
P00009 J00041 J00009 540.191642018 800 110 0 Open ;
P00010 J00009 J00192 160.56871672 800 110 0 Open ;
P00011 J00010 J00079 390.368682276 800 110 0 Open ;
P00012 J00044 J00174_A 252.991331138 800 110 0 Open ;
P00013 J00011 J00172_A 333.521537019 800 110 0 Open ;
P00014 J00012 J00171 402.205821917 800 110 0 Open ;
P00015 J00013 J00194_A 176.343443699 800 110 0 Open ;
P00016 J00015 J00014 418.758307343 1200 110 0 Open ;
P00017 J00014 J00195 460.479875142 1200 110 0 Open ;
P00018 J00016 J00196_A 464.465241834 800 110 0 Open ;
P00019 J00017 J00198_A 301.243001452 1200 110 0 Open ;
这类结构化数据是 INP 解析后导入 QGIS 的核心载体,可通过专用插件直接关联INP文件,无需手动整理。
3、INP数据导出
常规操作下,EPANET 建模完成后,可直接通过"文件→保存"生成 `.inp` 源文件,该文件包含上述所有数据类型和属性字段,无需额外处理;若需提前预处理(如筛选核心字段、修正坐标偏差),可通过以下两种方式导出中间格式:
-
方式1:通过EPANET软件导出:打开INP文件后,点击"报告→导出",可选择导出为CSV、TXT格式,可筛选需要的属性字段(如仅导出节点坐标、管段管径等核心信息);
-
方式2:通过第三方解析工具导出:借助水力模型解析软件(如WaterGEMS、EPANET-Python),将INP文件解析为SHP、GeoJSON等矢量格式,直接适配QGIS导入;
-
方式3:无需导出:直接借助QGIS专用插件(如EPANET Reader)原位读取INP文件,自动解析所有属性字段和空间坐标,大幅简化操作流程,适合零基础用户。

二、QGIS水力模型插件介绍
1、常用水力模型插件
QGIS 原生不支持直接读取 INP 文件,需安装专业第三方插件,我一般使用一下这款:
- ImportEpanetInpFiles:该工具可用于将 EPANET INP 文件导入为 shapefile,并将其添加到 QGIS 画布中。同时,生成的 shapefile 会存储在 shapefiles 文件夹中。该工具还可用于导出 EPANET INP 文件;

本文以 ImportEpanetInpFiles 为例,全程实操演示,适配 QGIS 主流版本,兼顾零基础上手与实用性。
2、插件安装步骤
-
打开 QGIS 软件,顶部菜单栏点击 **插件 → 管理并安装插件**;
-
在插件搜索框输入 `EPANET`,注意区分大小写(部分版本不区分,但输入完整名称可快速定位);

- 找到对应插件后,点击**安装**,等待自动部署完成(部署时间约1-3分钟,取决于网络速度,这里我已经安装不再重新安装);

- 安装成功后,插件栏会出现对应工具图标(类似导入和导出的工具),无需重启QGIS即可直接使用。

小贴士:若搜索不到插件,可检查QGIS插件仓库源是否正常(顶部菜单栏→插件→设置→插件仓库,勾选"官方插件仓库"),切换官方源后重新搜索即可;若仍无法安装,可手动下载插件安装包(从QGIS插件官网下载),通过"安装已下载的插件"功能手动部署。
三、QGIS导入实践
1、数据导入
- 准备工作:提前准备好已建好的 EPANET.inp 水力模型文件,存放路径建议无中文、无空格、无特殊符号(避免插件解析失败),同时确认INP文件无语法错误(可在EPANET中打开检查,若能正常仿真则无问题);

- 启动插件:点击QGIS插件栏中的 `ImportEpanetInpFiles ` 插件工具,弹出操作窗口;

-
选择文件:在弹出窗口中,点击"Load INP File"按钮,浏览本地文件夹,选中目标INP文件;
-
选择图层:勾选需要加载的管网要素图层,默认勾选所有图层(节点、管段、水库、水池、水泵、阀门),可根据需求筛选(如仅加载节点和管段);

- 完成导入:点击"OK"按钮,插件自动解析INP文件中的空间坐标和所有属性字段,一键加载到QGIS图层栏。
导入后会自动生成点图层(节点、水池、水库)和线图层(管段、水泵、阀门),双击任意图层的"属性表",可查看所有原始水力参数(与INP文件中的属性字段完全一致),无需手动补充。

2、数据制图
- 图层样式配置(核心步骤):
节点图层:右键点击节点图层→"属性→样式",设置不同大小、颜色的圆点,区分普通节点、水库、水塔(如水库用红色大圆点,普通节点用蓝色小圆点);

管段图层:右键点击管段图层→"属性→样式",选择"分级渲染",按管径、流速、压力等属性设置分级配色(如管径越大,线条越粗;流速越高,颜色越深),直观区分管段差异;

- 标注配置:开启图层标注,右键点击图层→"属性→标注",选择需要展示的字段(如节点ID、管段管径、流量等),设置标注字体、大小、颜色,避免标注重叠;

说明:INP水力模型默认的坐标是不设置坐标参考的,这个很重要。如果需要空间计算,则必须要设置正确的空间参考,将导入的水力模型图层与底图统一为同一投影坐标系(如WGS84坐标系、当地平面坐标系),避免出现空间偏移、错位(右键点击图层→"属性→坐标系",选择对应坐标系即可)。在进行数据处理时,需要提前获取目标数据的空间参考。关于如何设置空间参考,后面再详细讨论。
3、数据成果展示
完成导入与制图后,可实现以下效果,满足各类场景需求:
-
管网整体拓扑结构完整复刻,空间位置与实际规划、底图完全匹配,清晰呈现管网走向和关键设施分布;
-
交互查询:点击任意节点、管段,可快速查看高程、需水量、管径、流量、粗糙度等全部INP原始参数,方便快速排查问题;
-
进阶分析:支持后续做缓冲区分析(如管网周边影响范围)、管网分区、叠加分析(与地形、地块叠加),为工程决策提供数据支撑;
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成果导出:可直接导出图片、PDF格式的专题图,或导出SHP、GeoJSON矢量文件,用于项目报告、论文插图、工程图纸、汇报展示。

四、总结
以上就是本文的主要内容,本文详细介绍了EPANET模型中的INP格式数据,并且详细介绍了如何在QGIS中使用插件导入INP数据以及进行制图操作。
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INP 是 EPANET 水力模型的核心文本文件,包含管网空间坐标、水力属性、仿真配置三大类数据,以及节点、管段等各类要素的具体属性字段,是水利管网建模、仿真计算的标准格式,也是导入QGIS实现可视化的基础;
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QGIS 通过 `EPANET Reader` 专用插件,可无需格式转换、一键直接导入INP文件,自动解析所有属性字段和空间坐标,快速生成点、线矢量图层,操作简单、零基础可上手;
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导入后可实现水力模型空间可视化、拓扑校核、专题制图、空间分析等功能,完美满足市政给排水、水利工程、毕业设计、科研建模等场景需求,大幅提升工作效率和成果专业性;
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整个流程无需编程、无需商业软件,依托开源QGIS和专用插件,就能搞定水力模型从仿真计算到空间可视化、成果输出的全流程,适合水利、市政相关从业者和学生学习使用。
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