OpenFlows – 11 ratkaisua hydrologiseen, hydrauliseen ja saniteettitekniikkaan
Ratkaisujen löytäminen veteen liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi ei ole uutta. Tietysti vanhalla tavalla insinöörin täytyi tehdä se iteratiivisilla menetelmillä, jotka olivat ikäviä ja eivät liittyneet CAD/GIS-ympäristöön. Nykyään digitaalinen kaksois yhdistää analyysiprosessit ja infrastruktuurin suunnittelun joka päivä, sisältäen paitsi mallinnuksen sen rakentamista varten, myös toiminnan.
Viime vuonna minulla oli mahdollisuus istua alas kollegani kanssa, jota olen seurannut siitä lähtien Haestad Methodsissa. Tarkoitan Bob Mankowskia, joka yhdessä Benoit Fredericquen kanssa oli läsnä Going Digital Awards -tapahtumassa Singaporessa. Ja kun puhutaan digitaalisten kaksosten edistymisestä monitoroinnissa, käsittelimme vesiratkaisujen aihetta ja vertailimme sitä, mitä mallinnus oli ennen CAD/BIM:ää ja mitä integroitu hallinta edustaa nyt.
Sieltä tuli tämä yhteenveto, jonka lopuksi piirsin graafisen yhteenvedon työkaluista, jotka ovat olemassa merkittävien hankkeiden kehittämiseen, kuten yleiskaavat, aluekehityssuunnitelmat ja juomaveden, jäteveden ja hulevesien jakelujärjestelmien toiminnan optimointi.
A. Myrskyviemäriratkaisut (OpenFlows STORM)
STORM on ratkaisu, joka mahdollistaa analyysin ja simuloinnin hulevesiviemärijärjestelmien suunnittelussa. Sillä on menetelmiä hydrologiseen suunnitteluun muun muassa valumavesien laskennassa, putkiverkostojen tulokapasiteeteissa ja virtauksissa sekä kanavointiinfrastruktuurissa. Se tarjoaa toimintoja, joita muilla alustoilla on, kuten HEC-RAS, sillä erolla, että tämä on kattavampi ratkaisu ammattilaiselle, joka keskittyy paitsi analyysiin myös suunnitteluun ja voidaan siksi integroida tie- ja kaupunkisuunnitteluun työkaluilla, kuten esim. OpenRoads tai OpenSite.
OpenFlow STORM on olemassa näissä kahdessa versiossa:
1. CivilStorm
2. StormCAD.
Ero näiden kahden version välillä on se, että CivilStorm toimii itsenäisesti tai Microstationissa/OpenRoadsissa, kun taas StormCAD toimii AutoCADissa. Molemmilla on samankaltaiset toiminnot, vaikka AutoCADissa toimivat ovat rajoitetumpi ja vähemmän kattava versio vuorovaikutukseen muiden Bentley Sytstems -ratkaisujen kanssa.
STORMin avulla hydrologian ammattilainen pystyy soveltamaan järkevää menetelmää maksimivirtausten laskemiseen myrskyviemärien suunnittelussa. Voit määrittää intensiteetti-kesto-taajuustiedot yhtälöiden tai taulukoiden avulla ja piirtää sitten isohyetit ja käyttää tietoja uudelleen muissa malleissa. Se tukee rajatonta määrää osa-allasalueita ja C-kertoimia jokaiselle sisääntuloaltaalle, ja se pystyy ryhmittelemään ulkoiset myötävaikuttavat alueet, lisävirtaukset ja jäännösvirtaukset mallintamaan ei-paikallista valumaa, joka myötävaikuttaa tyhjennykseen missä tahansa sisääntulossa. StormCAD tarjoaa useita menetelmiä virtausajan laskemiseen, mukaan lukien koko putken nopeus, normaalinopeus, keskimääräinen ja painotettu loppunopeus.
Niin, että ammattilainen pystyy Rational Methodia soveltamalla ratkaisemaan ilman ongelmia käyttäjän määrittämän intensiteetti-kesto-taajuus (IDF) -taulukon, Hydro-35:n, IDF-taulukkoyhtälön, IDF-käyräyhtälön, IDF-polynomilogaritmisen yhtälön. Lisäksi keskittymisaikamenetelmät: käyttäjän määrittämä, Carter, Eagleson, Espey/Winslow, Federal Aviation Agency, Kerby/Hathaway, Kirpich (PA ja TN), pituus ja nopeus, SCS-viive, TR-55 Sheet Flow, TR -55 Shallow Concentrated Flow, TR-55 Channel Flow, Kinematic Wave, Friend, Bransby-Williams.
Ehkä yksi niistä asioista, jotka ovat tehneet minuun suurimman vaikutuksen, on jo automatisoitujen menetelmien määrä. Hydrauliikan ammattilainen osaa tehdä vakaan tilan simulaatioita sekä kapasiteetti- ja takavesianalyysejä profiilimenetelmillä. Myös painehäviömenetelmillä voit soveltaa AASHTO-, HEC-22-, standardi-, absoluuttista, geneeristä ja painehäviö-virtauskäyrää.
Lisäksi poikkeamasimulaatio, automaattinen rajoituksiin perustuva suunnittelu, kitkahäviömenetelmät: Manning, Kutter, Darcy-Weisbach ja Hazen-Williams.
Yhteentoimivuuden kannalta STORMilla on tapoja integroida taustakarttoja, kuten Bing-kuvia, sekä muihin CAD-, GIS- ja tietokanta-alustoihin. Voi olla vuorovaikutuksessa LandXML-, MX Drainage-, DXF-, DWG-, Shapefile-, MicroDrainage-tietojen kanssa.
B. Ratkaisut vesisaniteettijärjestelmiin (GEMS)
GEMS-linjalla on nämä kaksi versiota, jotka ovat hyvin samanlaisia kuin STORM:
3. ViemäriGEMS
4. ViemäriCAD
Pohjimmiltaan ne ovat työkaluja jätevesi- ja viemäriverkkojärjestelmien mallintamiseen.
Toisin kuin perustoiminnoilla, kuten Civil3D:n tarjoamilla toimilla, SewerCAD on erikoistunut ratkaisu kokonaisiin skenaarioihin, jotka sisältävät sekä analyysin, suunnittelun että toiminnan. kalibrointi- ja integrointimenetelmien soveltaminen säätelymalleihin, kuten SCADA.
SewerCADin vahvuus mallinhallinnan kannalta on, että se pystyy käsittelemään useita skenaarioita ja vaihtoehtoja. Voidaan tehdä vertailuja, luoda muokattavia raportteja, sekä taulukko- että paikkatietotasolla, mukaan lukien topologinen ohjaus. Nämä tulokset voidaan näyttää graafisesti, suoraan ArcMapissa tai Bentley Map i-mallina.
Hydrauliikka-ammattilaiset voivat löytää kaikki St. Venant -yhtälöt sekä EPA-SWMM-implisiittiset ja eksplisiittiset dynaamiset moottorit. On mahdollista tuottaa simulaatioita pitkiltä ajanjaksoilta ja myös vakaassa tilassa. Lisäksi se sisältää integroidut toiminnot Storm-, Culvert-laskelmiin, verkkojen integrointiin lampien kanssa, pumppaus- ja saniteettiinfrastruktuurit, jotka normaalisti tehtäisiin erikseen syöttämällä tiedot suoraan; yhtenäisen muodon hallinta SewerCAD-, CivilStorm- ja StormCAD-projekteille.
Muut GEMS-ratkaisut ovat juomavesiverkkojärjestelmien suunnittelua ja käyttöä varten:
5. WaterGEMS
6. WaterCAD
Toiminnot ovat samankaltaisia kuin viemäri SCADA-indikaattoreihin liitettyjen kokonaisten verkkojen optimoinnin, suunnittelun, kalibroinnin ja käytön systeemisessä lähestymistavassa, jossa on mahdollisuus käyttää automatisoituja APEX-parametreja.
Hydrauliikka-ammattilaiset nauttivat siitä, kuinka iteratiiviset laskelmat, jotka he tekivät logaritmisilla taulukoilla ja graafiinterpoloinnilla, sisältyvät tähän automaattisesti, samoin kuin Darwin-kalibrointimenettelyt juomavesiverkkojen suunnittelua, kunnostusta ja valvontaa varten.
Yhteentoimivuus on hyvin samankaltainen kuin muilla alustoilla, kirjaimellisesti kaikentyyppisiä juomavesijärjestelmän infrastruktuuria voidaan mallintaa, ja se on vuorovaikutuksessa sekä AutoCADin että ArcMapin kanssa, mukaan lukien HAMMER.
Kuten STORM, SewerGEMS ja WaterGEMS toimivat itsenäisesti tai Bentley Systems -alustoilla (Microstation / OpenRoads), kun taas SewerCAD ja WaterCAD toimivat AutoCADissa. Lisäksi se voi toimia ArcGIS:ssä.
C. Ratkaisut patomallinnukseen (PondPack)
7. Lampipaketti
Nykyaikaisten kaupunkijärjestelmien suunnittelussa, joissa topografia ei ole niin selvä, vedenkeräys- tai kierrätyspatojen hallinta on elintärkeää, koska myrskyssä vesillä ei ole luonnollista painovoimavirtausta jokeen, kuten topografioissa tapahtuu. .
PondPack on erityinen ratkaisu yhden tai useamman valumapadon järjestelmien hallintaan, jossa on arvioitava huippuvirrat, täyttö- ja tyhjennysajat käyttämällä hydrologisia menetelmiä, jotka takaavat tulvariskien pienenemisen.
Muiden sovellusten tapaan, mutta samalla nimellä, PondPackilla on erillinen versio, yksi, joka toimii Microstationissa ja toinen AutoCADissa.
Hydrologian tai vesitekniikan ammattilaiset pystyvät mallintamaan rajattomasti tapahtumia käyttämällä menetelmiä, kuten SCS 24-tunnin tyyppi I, IA, II ja II huleveden jakelujärjestelmille sellaisille malleille kuin Midwest US, Gauded myrskytiedot ja myös IDF-käyrät. Vastaavasti keskittymismenetelmiin voidaan soveltaa mm. Carteria, Eaglesonia, Espey/Winslowia.
D. Ratkaisut tulviin (FLOOD)
8. TULVA
Tämä on työkalu kaupunkien tulvariskien, jokien reunojen ja rannikon vaikutusalueiden mallintamiseen, analysointiin ja lieventämiseen. Aluesuunnittelun ammattilaiset löytäisivät FLOODista ratkaisun sekä kaupunkien viemärijärjestelmiin että kriittisten infrastruktuurien analysointiin hydrauliikassa ja hydrologiassa.
FLOODilla on mahdollista simuloida ilmiöitä, kuten myrskyjä, maaperän kyllästymistä, padon murtumista, padon rikkoutumista, salaojitusjärjestelmän vikoja, tsunamia, merenpinnan nousua tai epätyypillisiä vuorovesiskenaarioita.
FLOOD on itsenäinen sovellus, mutta se voi olla vuorovaikutuksessa SewerGEMS:ssä käsiteltyjen mallien kanssa viemäriverkostojen osalta. Voit tuoda tietoja TIN-muodoista, jotka on luotu Bentley Systems -työkaluilla, ContexCapture; Se voi myös tuottaa tulosteita LumenRT:lle ja rasterimuotojen osalta GDAL tukee ARC-, ADF- ja TIFF-tiedostoja. Muita tuettuja formaatteja ovat WKT, EsriShapefile, NASA DTM ja LumenRT 3D.
E. Ratkaisut hydraulisia transientteja varten (HAMMER)
9. VASARA
Tämä on erityinen työkalu yhteen hydraulijärjestelmien kriittisistä prosesseista, joita kutsutaan transienteiksi. Liitettäessä järjestelmiä, olivatpa ne uusia tai yhdistelmiä olemassa olevien järjestelmien kanssa, on tarpeen arvioida kriittiset tilanteet erilaisissa toisiinsa yhdistetyissä infrastruktuureissa (säiliöt, venttiilit, putket, turbiinit jne.)
HAMMER voi mallintaa rajattomasti skenaarioita ja vaihtoehtoja käsitteellisellä tai maantieteellisellä topologialla. Analyysi voi validoida jokaisen solmun, sillä se pystyy testaamaan erilaisia paineolosuhteita, nopeutta, nesteiden gravimetrisiä ominaisuuksia, höyrynpainetta ja arviointijaksoja.
Ammattilainen pystyy löytämään automatisoituja menetelmiä, jotka tehtiin aiemmin manuaalisesti lähes loputtomilla iteraatioilla sellaisiin tehtäviin kuin vesivasara pumppaavalla ja säädettävällä nopeudella, sekä kitkamenetelmiä käyttämällä Hazen Williamsia, Darcy Weisbachia tai Manningsia sekä suorina että yhdistettyinä. Ja mitä tulee loogisiin tai sääntöihin perustuviin ohjauksiin, voidaan käyttää Unsteady – Vitovskya.
F. Ratkaisut hydraulisiin laskelmiin (MASTER)
10. CurlvertMaster
11. FlowMaster
Nämä ovat hydrauliset laskimet vesijärjestelmien infrastruktuurin suunnitteluun, joka sisältää paitsi käsitteellisen analyysin myös eri materiaalien, osien ja tuloolosuhteiden soveltamisen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että OpenFlows lupaa olla paras ratkaisu vesisuunnitteluun, varsinkin kun integraatio CAD/GIS-ympäristöihin ylittää muun tyyppiset ratkaisut, joiden kattavuus ja suuntautuminen koko infrastruktuurisykliin on rajoitettu.
Mistä löytää koulutuskursseja OpenFlowsille
Yksi parhaista koulutusvaihtoehdoista näille alustoille on AulaGEO.
OpenFlows SewerGEMS / SewerCAD-kurssi
