Embed Size (px)
Citation preview
WaterGEMS
مولف
آموزش کاربردی میکروتیکMTCNAWaterGEMS
طراحی و بهره برداری شبکه آب با
مهندس یار
مولفمحسن امیری
بشر قرن 21 بی وقفه و به سرعت در تکاپوی توسعه ی همه جانبه ی مرزهای دانش در تمامی حوزه هاست و در این مسیر از تلاش باز نمی ایستد؛ چرا که اثرگذارترین ابزار برتری جویی در فضای رقابتی امروز را دست یابی به فناوری های پیشرفته، علوم نوین و گسترش صنایع پیشرفته، کارآمد و منحصربه فرد یافته است. براساس چنین نگرشی است که رشد سریع علوم و فنون کاربردی در گستره ی عظیمی از زمینه های تحقیقاتی در دستورکار بازی گردانان نظام
جهانی قرار گرفته است.در شرایط ویژه و پیچیده ای که کشور ما با آن روبه روست، گام برداشتن در مسیر پیشرفت و رشد و توسعه ی داخلی و نیز کسب جایگاه درخور و تاثیرگذار در عرصه ی بین المللی منوط به اصلاح دید کلان نسبت به توسعه ی علمی و پژوهشی با هدف ارتقای شاخص های پیشرفت و توسعه ی کشور است و این جز با حمایت ویژه و مستمر از بخش های دانشگاهی و پژوهشی
امکان پذیر نخواهد بود. بومی سازی تحقق مستعد بسترهای از یکی عنوان به کیان، دانشگاهی انتشارات فناوری های پیشرفته )High Technology( قصد دارد با استفاده از همت بلند متخصصان صنعتی و دانشگاهی کشور و با استفاده از تجارب خود در زمینه چاپ و نشر بیش از سیصد عنوان
کتاب های فنی و مهندسی، بخشی هرچند کوچک از این وظیفه ی خطیر را به انجام برساند.پژوهشگران اساتید، دانشجویان، دسترسی هدف با مهندس یار، کتاب های مجموعه نگاه ویژه ای با فنی و مهندسی دنیا در حوزه ی فنی و تخصص روز دانش به و علاقمندان تا تجارب و دستاوردهای علمی و پژوهشی این آثار سعی شده است تدوین شده است. در مولفان به نام و فرهیخته ی کشور، به شیوه ای آموزشی و استاندارد و با بالاترین کیفیت فنی فنی و از علوم این مجموعه ، گستر ه ی وسیعی یابد. انتقال به مخاطبان علاقمند و محتوایی، مهندسی را دربر می گیرد و تلاش بر آن است تا در آینده ی نزدیک در سایه ی الطاف الهی و این ارزشمند در از کتاب های کاربردی و با تکیه بر دانش و تخصص بومی، عناوین کاملی
مجموعه پوشش داده شود.انتشارات دانشگاهی کیان در این مسیر دست یکایک اساتید و پژوهشگران حوزه ی فنی و مهندسی را به گرمی می فشارد و از پیشنهادهای ارزنده ی تالیف و ترجمه در این چارچوب استقبال می کند و از مخاطبان این مجموعه خواهشمند است نقدها و نظرهای سازنده ی خود را از
طریق پل های ارتباطی موجود در جهت ارتقای محتوایی و کیفی آثار مطرح نمایند.
نشر دانشگاهی کیان www.kianpub.com [email protected]
سخن ناشر
اوصیکم بـ....نظم
فهرست مطالب
بخش اول: کلیات
17 ................................................................................................................... فصل اول: مقدمهفصل دوم: علاء الدین و چراغ جادو..................................................................................... 21فصل سوم: تعاریف و روابط حاکم بر جریان................................................................... 27فصل چهارم: WaterGEMS در یک فصل........................................................................ 33
بخش دوم: معرفی اجزای شبکه، مشخصات فنی و کلیک راست روی آن ها
فصل پنجم: شروع کار......................................................................................................... 6566 ......................................................................................................................)Pipe( لوله81 ..............................................................................................................)Junction( گره فشار منفی شبکه................................................................................................... 9195 ......................................................................................... )Hydrant( شیر آتش نشانی97 .................................................................................................... )Tank( مخزن تعادلی111 .................................................................................................... )Reservoir( مخزن116 .........................................................................................Customer Meter عنصر137 ......................................................................................................... SCADA عنصر141 ............................................................................................ Periodic Head-Flow
142 .............................................................................................................. )Pump( تلمبه طراحی تلمبه.......................................................................................................... 158163 .................................... )Variable Speed Pump Battery( تلمبه های ایستگاهی164 ...................................................................................... )Pump Station( تلمبه خانه166 ...................................................................................................... )Turbine( توربین167 ...............................................................................................)PRV( شیر فشارشکن182 .............................................................................................)PSV( شیر تثبیت فشار
فهرست مطالب
187 ....................................................................................................... )PBV( شیر گلوب189 ............................................................................................... )FCV( شیر تنظیم دبی190 .............................................................................................)TCV( شیر ضریب افت192 ................................................................................................ )GPV( شیر دبی ـ افت195 ............................................. Valve With Area Linear Change ر)VLA( شیر196 ....................................................................................)Check Valve( شیر یکطرفه198 ........................................................................... )Orifice between Pipes( روزنه198 ............................. )Discharge to Atmosphere Valve( شیر تخلیه به اتمسفر202 ............................................................................... )Surge Tank( مخزن ضربه گیر203 .....................................)Hydropneumatic Tank( مخزن ضربه گیر تحت فشار204 .................................................................................................)Air Valve( شیر هوا207 .................................................................................... )Surge Valve( شیر اطمینان208 ............................................................................)Rupture Disk( درپوش اطمینان208 ........................................................................ )Isolation Valve( شیر قطع ووصل213 ..................................................................................... )Spot Elevation( ارتفاع زن214 .........................................................................................)Border( خط دورتادوری215 ....................................................................................................... )Text( متن نویسی216 ................................................................................................................... )Line( خط
بخش سوم: سربرگ ها
221 ................................................................................................ File فصل ششم: سربرگ221 ............................................................................................................................. New
221 ............................................................................................................................Open
222 ........................................................................................................................... Close
225 ................................................................................................................... Close All
فهرست مطالب
225 ............................................................................................................................. Save
226 ................................................................................................................. Save As…
226 ......................................................................................................................Save All
226 ......................................................................................................................... Import
227 ......................................................................................................................... Export
233 ............................................................................................................................. Seed
234 ....................................................................................Repository Management
236 ................................................................................................................Page Setup
236 ...........................................................................................................Print Preview
237 ............................................................................................................................. Print
237 .................................................................................................. Project Properties
237 ............................................................................................................. Recent Files
237 ...............................................................................................................................Exit
239 ................................................................................................. Edit فصل هفتم: سربرگ239 ............................................................................................................................Undo
239 ............................................................................................................................ Redo
239 ..........................................................................................................................Delete
240 .................................................................................................Select By Polygon
240 ...................................................................................................................Select All
240 ...................................................................................................... Invert Selection
240 ..................................................................................................Select by Element
240 ................................................................................................Select by Attribute
244 ....................................................................................................... Clear Selection
244 .......................................................................................................Clear Highlight
244 ........................................................................................................... Find Element
فهرست مطالب
245......................................................................................Analysis فصل هشتم: سربرگ247 .................................................................................................................. Scenarios
250 ............................................................................................................. Alternatives
261 .................................................................... سناریو برای تحلیل کیفی آب )سن(267 ............................................................... سناریو برای تحلیل کیفی آب )ردیابی(269 ................................................... سناریو برای تحلیل کیفی آب )کلر باقی مانده( سناریو برای تحلیل مصارف آتش نشانی........................................................... 272286 .......................................................... Fire Flow Results Browser گزینه ی 286 .............................................................................................Calculation Options
298 ......................................................................................Totalizing Flow Meters
300 ......................................................................................... Hydrant Flow Curves
302 ...........................................................................................System Head Curves
305 ..............................................................................Combination Pump Curves
307 ...............................................................................Post Calculation Processor
311 ....................................................................................Scenario Energy Cost…
332 ......................................................................................Energy Management…
355............................................................................................ Darwin Calibrator…
389 ..............................................................................................Darwin Designer…
423 ............................................................................................Darwin Scheduler…
446 ................................................................................................................ Flushing…
462............................................................................................................. Criticality…
487 ....................................................................................................Pressure Zone…
501 ..................................................................................Water Quality Batch Run
535........................................................................................................... Pipe Break…
545 .................................................................................... Pipe Renewal Planner…
فهرست مطالب
560 ......................................................................................................... Time Browser
563 ...............................................................................Fire Flow Results Browser
563 .................................................................................Flushing Results Browser
563 ......................................................................................... Calculation Summary
566 .................................................................................................User Notifications
568 ......................................................................................................................Validate
569 ....................................................................................................................Compute
571 ..................................................................................Components فصل نهم: سربرگ571 ................................................................................................................Controls…
586 .....................................................................................................................Zones…
587 ................................................................................................SCADA Signals…
604 .....................................................................................................................Alerts…
611 .................................................................................................................Patterns…
617 ............................................. Pressure Dependent Demands Functions…
631 ................................................................................................... Unit Demands…
634 .............................................................................................Pump Definitions…
642 ...............................................................................Minor Loss Coefficients…
643 ...................................................................................GPV Headloss Curves…
643 ....................................................................................................... Constituents…
647 ..................................................................................... Valve Characteristics…
649 ...............................................................................................Air Flow Curves…
649 ..........................................................................................Pipe Break Groups…
649 ..................................................................................Time Series Field Data…
653 ....................................................................................Engineering Libraries…
فهرست مطالب
659 ................................................................................................ View فصل دهم: سربرگ659 ............................................................................................ Element Symbology
671 ..............................................................................................Background Layers
676 ...............................................................................................Network Navigator
688 ..........................................................................................................Selection Sets
691 .......................................................................................................................Queries
695 .................................................................................................................Prototypes
696 .......................................................................External Customer Meter Data
700 ................................................................................................................ FlexTables
711 ........................................................................................................................Graphs
718 .......................................................................................................................Profiles
721 ....................................................................................................................Contours
725. .........................................................................................................Named Views
726 ..............................................................................................................Aerial View
727 ..................................................................................................................Properties
727 .........................................................................Property Grid Customizations
728 .......................................................................................................................... Zoom
730 ...............................................................................................................................Pan
730 .....................................................................................................................Toolbars
731 ..............................................................................................Reset Workspace…
733 ..........................................................................................Tools فصل یازدهم: سربرگ733 ............................................................................... Active Topology Selection
735 ..................................................................................................... Modelbuilder…
736 .........................................ModelBuilder توسط *.dxf الف: فراخوانی فایل
فهرست مطالب
749 ............................................ModelBuilder توسط *.shp ب: فراخوانی فایل 756 ............................................ModelBuilder توسط Excel ج: فراخوانی فایل 764 ........................................................................................................................ Trex…
766 ...................................................................... SHP به DXF نحوه ی تبدیل فایل 773 ...........................................................................SCADAConnect Simulator...
797 .............................................................................. Skelebrator Skeletonizer…
843 ....................................................................................................... LoadBuilder…
852. ............................................................................................Thiessen Polygon…
856 .............................. Polygon به Polyline نحوه ی تبدیل محدوده ی شبکه از نحوه ی اختصاص دبی به چندضلعی ها............................................................... 861865 ................................................................................Demand Control Center…
872 .....................................................................................Scenario Comparison…
879 ................................................................................................................Hyperlinks
881 .....................................................................................User Data Extensions…
887 ...............................................................Assign Isolation Valves to Pipes…
888 ................................................................................................Batch Pipe Split…
890 ...................................................................................................... Batch Morph…
891 ..................................................................................................Database Utilities
892 ........................................................................................................................ Layout
892 .........................................................................................................External Tools
894 ................................................................................................................. Options…
909 .....................................................................................Report فصل دوازدهم: سربرگ909 .......................................................................................................Element Tables
910 ............................................................................................... Scenario Summary
فهرست مطالب
910 ................................................................................................... Project Inventory
911 ......................................................................................Pressure Pipe Inventory
912 .................................................................................................. Report Options…
915 ......................................................................................... Help فصل سیزدهم: سربرگ915 ................................................................................................. WaterGEMS Help
917 ............................................................................................. Quick Start Lessons
917 .................................................................................................... Welcome Dialog
917 ............................................................................Check for SELECT Updates
917 ................................................................................... Bentley Institute training
917 ......................................................................... Bentley Professional Services
918 .................................................................................Bentley SELECT Support
918 ..........................................................................................Bentley Communities
918 ............................................................................................................. Bentley.com
918 .............................................................................................. About WaterGEMS
بخش چهارم: پیوست
923 ........................................................................................... واژه نامه )انگلیسی به فارسی(929 ........................................................................................... واژه نامه )فارسی به انگلیسی(937 ....................................................................................................................... فهرست نمایهپیش نیازهای نصب نرم افزار.............................................................................................. 960
بخش‌اول
کلیات
درباره ی طراحی شبکهاز آن از پیش شبکه طراحان شد. منتشر 2000 سال در WaterGEMS نرم افزار نسخه ي اولین در و Haestad Methods شرکت توسط WaterCAD مي کردند. استفاده طراحی برای WaterCAD
اواسط دهه ي 90 میلادي تولید شد. این شرکت در سال 1979 توسط آقاي John Haestad تأسیس شده بود و با 100 کارمند و درآمد سالانه ي 16 میلیون دلار در تاریخ دوم آگوست 2004 به شرکت Bentley پیوست و آقاي Haestad نیز به عنوان یکي از مدیران ارشد به برادران Bentley ملحق شد.
اولین شبیه سازي شبکه توسط همین شرکت )Haestad Methods( و در اواخر دهه ي 80 و در فضاي DOS صورت گرفت. طراحی های پیش از آن به صورت دستي و به روش Hardy Cross انجام مي شد.
Bentley درباره ی شرکتنرم افزار WaterGEMS یکي از محصولات نرم افزاري شرکت بزرگ Bentley است. این شرکت در حال حاضر توسط برادراني به همین نام اداره مي شود و در بیش از 50 کشور بالغ بر 3000 کارمند دارد. درآمد خالص این شرکت در سال 2003 مبلغ 260 میلیون دلار و در سال 2013 معادل 593
مقدمه
فصل 1
18
Wat
erG
EM
Sمه
قد: م
ولل ا
صف
میلیون دلار بود. دو برادر به نام هاي .Keith A و .Barry J در سال 1984 شرکت را راه اندازي کردند. Keith از همان ابتدا یکي از مدیران اجرایي شرکت و تا سال 1995 مدیرکل هم بود. برادر دیگرشان
-که Greg نام دارد- در سال 1991 به آن دو پیوست و در حال حاضر سر و مر و گنده و قبراق و سرحال، مدیرعامل و رئیس هیات مدیره ي شرکت است. شرکت Bentley در زمینه هاي راه، راه آهن،
پل، سازه، بهداشت محیط، آب و فاضلاب فعالیت دارد.
WaterGEMS درباره ی Water Geospatial Engineering and Modeling System واژه هاي از برگرفته WaterGEMS واژه ي
است. نسخه اي که ما در این کتاب از آن استفاده مي کنیم، V8i SELECTseries 5 می باشد.در حال حاضر شرکت Bentley هر دو نرم افزار WaterCAD و WaterGEMS را تولید و منتشر مي کند. علیرغم این که هر دو، کار واحدي را انجام مي دهند، علت انتشار موازي آن ها در امکانات برنامه هاي داراي خود خودي به WaterGEMS است. یک هر قیمت در تفاوت طبعاً و یک هر
SCADAConnect ، Skelebrator ، Darwin Calibrator ، Darwin Scheduler ، Designer Darwin و قابلیت
برقراري با نرم افزار AutoCAD است؛ درحالي که WaterCAD به خودي خود فاقد این برنامه هاست و براي استفاده از آن باید هزینه ي مازاد پرداخت شود. ضمن این که WaterGEMS داراي قابلیت برقراريِ ارتباط با نرم افزار ArcGIS است، ولي WaterCAD اصلًا چنین قابلیتي ندارد، چه با پرداخت هزینه و چه بدون آن1. هر دو نرم افزار قابلیت فراخواني فایل هاي یکدیگر را نیز دارند، مشروط بر این که نسخه اي از نرم افزار که فایل در آن ساخته شده ا ست، جدیدتر از نسخه اي نباشد که فایل
در آن فراخواني مي شود. غالباً نرم افزار این که است این دارد وجود WaterGEMS خصوص در که رایجي اشتباه WaterGEMS طراحان نیست. درست این که صورتي در مي شود، شناخته »طراحي« نرم افزارِ از بهره برداران هم می باشند. نشان به آن نشان که همان قدر که به فکر طراحان هستند به فکر )یعني برنامه هاي WaterGEMS - که مغز متفکر آن به حساب مي آید میان سه برنامه ي اساسيِ
Darwin Calibrator ،Darwin Designer و Darwin Scheduler(- دو مورد آن مربوط به بهره برداري شبکه و تنها یکی از آن ها مربوط به طراحي ا ست. بنابراین، نرم افزار WaterGEMS گره گشاي توامان
مشکلات طراحان و بهره برداران است.
1. قیمت WaterGEMS بالغ بر 20.000.000 تومان و WaterCAD تقریباً نصف آن است.
Wat
erG
EM
S
w w w . k i a n p u b . c o m 19
درباره ی این کتابقانوني هست به نام قانون بیست ـ هشتاد که به مهندسي ایتالیایي به نام Vilfredo Pareto نسبت داده مي شود و در مدیریت زمان، زمین، کار و زندگي سودمند است. طبق این قانون، هشتاد درصد نتایج از بیست درصد فرضیات ناشي مي شود و آن بیست درصدِ باقي مانده مربوط به آن هشتاد درصدِ
دیگر است. هشتاد درصد ثروت در دست بیست درصد مردم است و بالعکس. به نظر، قانوني بدیهي مي رسد، اما همچون بدیهیات دیگري که در زندگي وجود دارد )و غالباً مغفول مي ماند( غور در آن و سنجش فعالیت ها بر اساس آن جلوي هرز رفتن و تلف شدن وقت و هزینه هاي زیادي از زندگي را خواهد گرفت. شما به راحتي مي توانید هشتاد درصد فعالیت هاي نتایج را به بار مي آورد، کنار غیرضروريِ خود را به نفع آن بیست درصدي که هشتاد درصدِ بگذارید یا حداقل کمرنگش کنید. این یعني یک شیوه ي عالي از مدیریت زندگي در دنیای مدرن1 که همه، وقت کم دارند و خیلي زود دیر مي شود. این کتاب هم از قانون جناب »پارتو « مستثنا نیست. یعني با مطالعه ي بیست درصد از کتاب خواهید توانست به هشتاد درصد خواسته ها و نیازهاي خود برسید. به همین منظور و براي دسترسيِ آسان تر به موضوعِ موردنظر، ترکیب و چیدمان این کتاب نیازمحور است. یعني مي توانید بدون آن که کل کتاب را مرور کنید، مستقیم به سراغ موضوع رفته و فقط همان را مطالعه کنید و رفع حاجت نمایید. در این بین اگر به مطالعه ي موضوع دیگري
نیاز باشد، به صورت خودکار )با علامت ← ( به آن ارجاع داده مي شوید. مطلبِ موردنظرِ خود را مي توانید از فهرست بیابید، یا از فصل »علاءالدین و چراغ جادو« پیدا کنید و یا در صورتی که یک واژه ی کلیدی از مطلب مورد نظر را می دانید به نمایه مراجعه کنید و شماره ی صفحاتی را که آن واژه در آن ها به کار رفته است، پیدا کنید و اصلًا ضرورتي نیست که از
باي بسم الله تا نون پایانِ کتاب مطالعه شود و مجبور به خواندن صفر تا صد کتاب نیستید. فارسي عرض شود که ترجمه ي برخي واژه ها به انگلیسي برگردان واژه هاي در خصوص کمینه ،Maximum براي بیشینه )مانند ا ست فارسي ادب و زبان فرهنگستان به مصوبات مستند به جاي Minimum، قالب به جاي Format، رونوشت به جاي Copy و ...(، برخي دیگر من درآوردي جاي به Model، سربرگ جاي به Calibration، شبیه سازي شده براي اصلاح وانطباق )مانند ا ست Menu، جاگذاري به جاي Paste و ...(، برخي دیگر را سرقت ادبي کرده ایم و آن را فارسي مي دانیم؛
مانند کلیک )Click( که با واژه ي »کلک« هم خانواده است، یا نازل )Nozzle(. برخي دیگر را کاري ا ش نمي شد کرد و براي این که حواس خواننده از مطالعه ي یک کتابِ آموزشِ نرم افزار به کتابِ آموزشِ
1. »مدرنیسم« مولفه ای مهم تر از سرعت دارد؟
مهقد
: مول
ل اص
ف
20
Wat
erG
EM
S
ترجمه منحرف نشود، از خیر ترجمه ي آن گذشتیم؛ مانند سناریو که همان Scenario است، آلترناتیو که همان Alternative است، کروموزوم که همان Chromosome 1 است، انرژي که همان Energy است،
موتور که همان Motor است، هد که همان Head است، Periodic Head-Flow و ... .
درباره ی خدمات پس از فروشنگارنده خودش را ملزم به رعایت حقوق خریدار و ارائه ي خدمات پس از فروش مي داند. این خدمات می تواند شامل کشف خطاهاي موجود در کتاب و ارسال اصلاحیه، افزودني هاي مجاز، فایل هاي راهنماي ضمیمه و ملحقات دیگر شود. بنابراین نشاني خود را به [email protected] ارسال کنید تا این خدمات در اختیارتان قرار گیرد. ضمناً در این کتاب و در حین مطالعه ـ البته ـ ممکن است
اشتباهاتي از نویسنده پیدا کنید. آن ها را به همین نشاني ارسال نمایید. سپاسگزارم.یک DVD همراه کتاب است که حاوي بیش از MB 1000 فایل هاي راهنماي کمکي است. سعي هم کمکي راهنماي مثالِ یک حداقل مي شود، داده توضیح کتاب در که قسمتي هر براي شده ایجاد شود. علاوه بر فایل هاي کمکي، دو نرم افزار WaterGEMS V8i SELECTseries 5 و همچنین
Bentley View V8i SELECTseries 3 نیز در DVD موجود است.
قدردانياز شرکت Bentley سپاسگزارم، مخصوصاً سرپرست بخش هیدرولیک و هیدرولوژي )جناب آقاي مهندس Jesse Dringoli( و همکاران وي )خاصه جناب آقای دکتر Thomas Walski که مردی است
بی نظیر(.
1. ناگفته نماند که فرهنگستان زبان و ادب فارسي براي کروموزوم واژه ي »فام تن« را پیشنهاد کرده ا ست.
مهقد
: مول
ل اص
ف
