本文首先论述了排水工程CAD软件技术发展与应用情况,阐述了国内外研究现状,总结了国内排水工程设计相关软件存在的缺陷与不足。接着,在第三代土木工程CAD软件构想和MECAD的市政排水设计模块现状的基础上,从排水管网特点着手,结合图论原理和约束理论,将排水管网抽象模型、数据模型和约束模型统一为图模型。先后研究了排水管道、管网节点的布置与编辑;排水管网识别、核查与纠正;排水主次路径确定、管网节点或管段上游雨水汇水面积或污水汇水量计算的基础实现算法。借助标准模板库STL和解决图论问题的利器Boost图库BGL,以泛型思想编程实现各个算法。最后,以实际工程为测试案例,验证了排水管网设计、检测、水力计算各模块的功能及其有效性。本文将图论方法、约束理论和市政排水工程设计相结合,展开相关的研究,创新点主要有:1、图不仅可以表达对象本身信息还可以表达对象之间的关联信息,突破了以往土木工程CAD软件采用线性链表仅能表达对象本身信息的局限性,改善国内市政排水设计软件在排水管网水力计算对现有管道间约束考虑的不足。2、市政排水设计软件各功能模块的处理对象不局限于以往管网节点处多管线接入单管线接出的管网系统,还包括多管线接入多管线接出的管网系统。3、排水管网正确有向图自动生成、排水主次路径自动确定、给定节点的上游雨水汇水面积或污水汇水量自动计算等算法设计都具有独创性,使得软件自动化程度再次突破。