OpenFlows – 11 решений для гидрологической, гидравлической и санитарной техники
Наличие решений для решения проблем, связанных с водой, не является чем-то новым. Конечно, по-старому инженеру приходилось делать это с помощью итеративных методов, которые были утомительными и не связанными со средой САПР/ГИС. Сегодня цифровой двойник объединяет процессы анализа, проектирования инфраструктуры и анализа каждый день, включая не только моделирование его строительства, но и эксплуатацию.
В прошлом году у меня была возможность поговорить с коллегой, за которым я с тех пор следил в Haestad Methods. Я имею в виду Боба Манковски, который вместе с Бенуа Фредериком посетил меня на мероприятии Going Digital Awards в Сингапуре. И, говоря о достижениях в области цифровых двойников для мониторинга, мы затронули тему водных решений, проведя сравнение того, что было моделированием до CAD/BIM и что представляет собой интегрированное управление сейчас.
Отсюда и появилось это резюме, которое я, наконец, нарисовал в виде графика, чтобы суммировать инструменты, существующие для разработки проектов значительного размера, такие как генеральные планы, планы территориального развития и оптимизация работы систем распределения питьевой воды, сточных вод и ливневых вод.
A. Решения для ливневой канализации (OpenFlows STORM)
STORM — это решение, позволяющее проводить анализ и моделирование при проектировании систем ливневой канализации. Он располагает методами гидрологического проектирования в таких аспектах, как расчет водосборного стока, пропускной способности и потоков трубопроводных сетей и инфраструктуры каналов. Он предоставляет функции, которыми обладают другие платформы, такие как HEC-RAS, с той разницей, что это более комплексное решение для профессионала, ориентированное не только на анализ, но и на проектирование и, следовательно, может быть интегрировано в дорожное и градостроительное проектирование с помощью таких инструментов, как ОпенРоадс или ОпенСите.
OpenFlow STORM существует в этих двух версиях:
1. Гражданский Шторм
2. Штормкад.
Разница между этими двумя версиями заключается в том, что CivilStorm работает независимо или на Microstation/OpenRoads, а StormCAD — на AutoCAD. Оба имеют схожие функциональные возможности, хотя те, которые работают в AutoCAD, представляют собой более ограниченную и менее полную версию для взаимодействия с другими решениями Bentley Sytstems.
С помощью STORM специалист по гидрологии сможет применить рациональный метод для расчета максимальных расходов при проектировании ливневой канализации. Вы можете указать данные «Интенсивность-Длительность-Частота» с помощью уравнений или таблиц, а затем построить изогиеты и повторно использовать данные в других проектах. Он поддерживает неограниченное количество площадей суббассейнов и коэффициентов C для каждого впускного бассейна, имея возможность группировать внешние способствующие площади, дополнительные потоки и остаточные потоки для моделирования нелокального стока, способствующего расходу воды в любом водозаборе. StormCAD предоставляет несколько методов расчета времени потока, включая полную скорость трубы, нормальную скорость, среднюю и взвешенную конечную скорость.
Так что профессионал, применив Рациональный метод, сможет без проблем решить пользовательскую таблицу интенсивность-длительность-частота (IDF), Гидро-35, уравнение таблицы IDF, уравнение кривой IDF, полиномиально-логарифмическое уравнение IDF. Дополнительно методы времени концентрации: определяемые пользователем, Картер, Иглсон, Эспи/Уинслоу, Федеральное авиационное агентство, Керби/Хэтэуэй, Кирпич (Пенсильвания и Теннесси), длина и скорость, SCS Lag, TR-55 Sheet Flow, TR-55 Shallow Concentrated Поток, Поток в канале TR-55, Кинематическая волна, Друг, Брансби-Вильямс.
Возможно, одна из вещей, которая меня впечатлила больше всего, — это количество уже автоматизированных методов. Специалист по гидравлике сможет выполнять моделирование установившегося режима, а также анализ производительности и подпора с использованием профильных методов. Также с помощью методов потери давления вы можете применить AASHTO, HEC-22, стандартную, абсолютную, общую кривую и кривую потери давления-расхода.
Кроме того, моделирование отклонений, автоматическое проектирование на основе ограничений, методы потерь на трение: Мэннинга, Каттера, Дарси-Вейсбаха и Хейзена-Вильямса.
Что касается совместимости, у STORM есть способы интеграции фоновых карт, таких как изображения Bing, а также с другими платформами САПР, ГИС и баз данных. Может взаимодействовать с данными LandXML, MX Drainage, DXF, DWG, Shapefile, MicroDrainage.
Б. Решения для гидросанитарных систем (GEMS)
Линия GEMS имеет две версии, очень похожие на STORM:
3. Канализационные ГЕМС
4. КаналКАД
По сути, это инструменты для моделирования систем сточных вод и канализационных сетей.
В отличие от того, что можно сделать с помощью базовых функций, таких как те, которые предоставляет Civil3D, SewerCAD представляет собой специализированное решение для комплексных сценариев, включающих как анализ, проектирование, так и эксплуатацию; применение методов калибровки и интеграции к моделям регулирования, таким как SCADA.
Сильная сторона SewerCAD с точки зрения управления моделями заключается в том, что она может обрабатывать множество сценариев и альтернатив. Можно проводить сравнения и создавать настраиваемые отчеты как на уровне табличных, так и на уровне пространственных данных, включая топологический контроль. Эти результаты могут быть отображены графически, непосредственно в ArcMap или в виде i-модели Bentley Map.
Профессионалы в области гидравлики смогут найти весь набор уравнений Сен-Венана, а также неявные и явные динамические двигатели EPA-SWMM. Можно создавать модели продолжительных периодов, а также в установившемся режиме. Кроме того, он включает в себя интегрированные функции для расчета шторма, водопропускных труб, интеграции сетей с прудами, насосной и санитарной инфраструктурой, что обычно выполняется отдельно путем прямого ввода данных; управление единым форматом для проектов SewerCAD, CivilStorm и StormCAD.
Другие решения GEMS предназначены для проектирования и эксплуатации сетевых систем питьевой воды:
5. Водные Драгоценности
6. Водный CAD
Функциональные возможности аналогичны Sewer в отношении системного подхода к оптимизации, проектированию, калибровке и эксплуатации полных сетей, подключенных к индикаторам SCADA, с возможностью применения автоматических параметров APEX.
Профессионалам в области гидравлики понравится видеть, как итеративные расчеты, которые они раньше делали с логарифмическими таблицами и интерполяцией графиков, включены сюда в автоматическом режиме, а также процедуры калибровки Дарвина для проектирования, восстановления и управления сетями питьевой воды.
Совместимость очень похожа на другие платформы: можно моделировать буквально все типы инфраструктуры системы питьевого водоснабжения, имея возможность взаимодействовать как с AutoCAD, так и с ArcMap, включая HAMMER.
Подобно STORM, SewerGEMS и WaterGEMS работают автономно или на платформах Bentley Systems (Microstation/OpenRoads), а SewerCAD и WaterCAD работают на AutoCAD. Кроме того, он может работать в ArcGIS.
C. Решения для моделирования плотин (PondPack)
7. Пакет «Пруд»
При проектировании современных городских систем, где топография не столь выражена, жизненно важное значение имеет управление плотинами для сбора воды или рециркуляции воды, поскольку во время шторма воды не имеют естественного течения под действием силы тяжести к реке, как это происходит в топографии. .
PondPack — это специальное решение для управления системами одной или нескольких водосборных плотин, в котором требуется оценивать пиковые расходы, время наполнения и опорожнения, применяя гидрологические методы, гарантирующие снижение рисков наводнений.
Подобно другим приложениям, но с тем же именем, PondPack имеет автономную версию: одну, которая работает на Microstation, а другую на AutoCAD.
Специалисты в области гидрологии и гидротехники смогут моделировать неограниченное количество событий, используя такие методы, как 24-часовой SCS типа I, IA, II и II для систем распределения ливневых вод для таких моделей, как Средний Запад США, данные о штормах, полученные с помощью датчиков, а также кривые I-D-F. Аналогично, для методов концентрации можно применять, среди прочих, методы Картера, Иглсона, Эспи/Уинслоу.
D. Решения по борьбе с наводнением (НАВОДНЕНИЕ)
8. НАВОДНЕНИЕ
Это инструмент для моделирования, анализа и смягчения рисков городских наводнений, берегов рек и прибрежных зон влияния. Специалисты по территориальному планированию найдут в FLOOD решение как для городских дренажных систем, так и для анализа критически важных инфраструктур в области гидравлики и гидрологии.
С помощью FLOOD можно моделировать такие явления, как штормы, насыщение почвы, разрушение плотин, разрушение дамб, отказы дренажной системы, цунами, повышение уровня моря или нетипичные сценарии приливов.
FLOOD — независимое приложение, но оно может взаимодействовать с моделями, разработанными в SewerGEMS, в отношении канализационных сетей. Вы можете импортировать данные из форматов TIN, созданные с помощью инструментов Bentley Systems, ContexCapture; Он также может генерировать выходные данные для LumenRT, а что касается растровых форматов, GDAL поддерживает файлы ARC, ADF и TIFF. Другие поддерживаемые форматы включают WKT, EsriShapefile, NASA DTM и LumenRT 3D.
E. Решения для гидравлических переходных процессов (HAMMER)
9. МОЛОТОК
Это специальный инструмент для одного из критических процессов гидравлических систем, называемых переходными процессами. Когда дело доходит до подключения систем, новых или комбинации с существующими системами, необходимо оценить критические ситуации в различных взаимосвязанных инфраструктурах (резервуарах, клапанах, трубах, турбинах и т. д.).
HAMMER может моделировать неограниченное количество сценариев и альтернатив с концептуальной или географической топологией. Анализ может подтвердить каждый узел, позволяя проверить различные условия давления, скорости, гравиметрических характеристик жидкостей, давления пара и периодов оценки.
Профессионал сможет найти автоматизированные методы, которые раньше выполнялись вручную с практически бесконечными итерациями для таких задач, как гидроудар с накачкой и переменной скоростью, а также методы трения с использованием Хейзена Уильямса, Дарси Вейсбаха или Мэннингса как прямые, так и комбинированные. А что касается логического или основанного на правилах управления, можно применить Unsteady – Vitinsky.
F. Решения для гидравлических расчетов (МАСТЕР)
10. КерлвертМастер
11.ФлоуМастер
Это гидравлические калькуляторы для проектирования инфраструктуры водных систем, включающие не только концептуальный анализ, но и применение различных материалов, сечений и условий водозабора.
В заключение, OpenFlows обещает стать лучшим решением для водного хозяйства, особенно потому, что интеграция со средами CAD/GIS превосходит другие типы решений, которые ограничены в своей полноте и ориентации на полный инфраструктурный цикл.
Где найти учебные курсы по OpenFlows
Одной из лучших альтернатив обучения для этих платформ является AulaGEO.
Курс OpenFlows SewerGEMS/SewerCAD
