WaterGEMS

مولف

آموزش کاربردی میکروتیکMTCNAWaterGEMS

طراحی و بهره برداری شبکه آب با

مولفمحسن امیری

مهندس یار

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 تالش 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 اصالح دید کالن 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 عالقمندان 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 باالترین کیفیت فنی فنی و از علوم این مجموعه ، گستر ه ی وسیعی یابد. انتقال به مخاطبان عالقمند و محتوایی، مهندسی را دربر می گیرد و تالش 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 info@kianpub.com

سخن ناشر

: هب د شو یم تقد هک آن ز ا رت چیز ان

امام رضا علیه السالم

تقدیم

فهرست مطالب

بخش اول: کلیات

21 ................................................................................................................... فصل اول: مقدمه

فصل دوم: WaterGEMS به چه درد می خورد؟............................................................. 27

فصل سوم: تفاوت های نسخه ی SELECTseries 5 با نسخه ی قبلی........................... 33

فصل چهارم: پیش از شروع )یا چند خط سیاالت و مبانی طراحی شبکه(...................... 41

بخش دوم: معرفی اجزای شبکه، مشخصات فنی و کلیک راست روی آن ها

فصل پنجم: شروع کار......................................................................................................... 65

66 ......................................................................................................................)Pipe( لوله

81 ..............................................................................................................)Junction( گره

91 ........................................................................................ بحث: فشار منفی شبکه

95 ......................................................................................... )Hydrant( شیر آتش نشانی

97 .................................................................................................... )Tank( مخزن تعادلی

111 .................................................................................................... )Reservoir( مخزن

116 .........................................................................................Customer Meter عنصر

137 ......................................................................................................... SCADA عنصر

141 ............................................................................................ Periodic Head-Flow

142 .............................................................................................................. )Pump( تلمبه

طراحی تلمبه.......................................................................................................... 158

163 .................................... )Variable Speed Pump Battery( تلمبه های ایستگاهی

164 ...................................................................................... )Pump Station( تلمبه خانه

166 ...................................................................................................... )Turbine( توربین

فهرست مطالب

167 ............................................................................................... )PRV( شیر فشارشکن

182 ............................................................................................. )PSV( شیر تثبیت فشار

187 ....................................................................................................... )PBV( شیر گلوب

189 ............................................................................................... )FCV( شیر تنظیم دبی

190 .............................................................................................)TCV( شیر ضریب افت

192 ................................................................................................ )GPV( شیر دبی ـ افت

195 ............................................. Valve With Area Linear Change ر)VLA( شیر

196 ....................................................................................)Check Valve( شیر یکطرفه

198 ........................................................................... )Orifice between Pipes( روزنه

198 ............................. )Discharge to Atmosphere Valve( شیر تخلیه به اتمسفر

202 ............................................................................... )Surge Tank( مخزن ضربه گیر

203 .....................................)Hydropneumatic Tank( مخزن ضربه گیر تحت فشار

204 .................................................................................................)Air Valve( شیر هوا

207 .................................................................................... )Surge Valve( شیر اطمینان

208 ............................................................................)Rupture Disk( درپوش اطمینان

208 ........................................................................ )Isolation Valve( شیر قطع ووصل

213 ..................................................................................... )Spot Elevation( ارتفاع زن

214 .........................................................................................)Border( خط دورتادوری

215 ....................................................................................................... )Text( متن نویسی

216 ................................................................................................................... )Line( خط

فهرست مطالب

بخش سوم: سربرگ ها

221 ................................................................................................ File فصل ششم: سربرگ

221 ............................................................................................................................. New

221 ............................................................................................................................Open

222 ........................................................................................................................... Close

225 ....................................................................................................................Close All

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: سربرگ

239 ............................................................................................................................Undo

239 ............................................................................................................................ Redo

فهرست مطالب

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

245......................................................................................Analysis فصل هشتم: سربرگ

247 .................................................................................................................. 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........................................................... 272

286 .......................................................... 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

فهرست مطالب

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…

560 ......................................................................................................... Time Browser

563 ...............................................................................Fire Flow Results Browser

563 .................................................................................Flushing Results Browser

563 ......................................................................................... Calculation Summary

566 .................................................................................................User Notifications

568 ......................................................................................................................Validate

569 ....................................................................................................................Compute

571 ....................................................................................Component فصل نهم: سربرگ

571 ................................................................................................................Controls…

586 .....................................................................................................................Zones…

فهرست مطالب

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…

659 ................................................................................................ View فصل دهم: سربرگ

659 ............................................................................................ Element Symbology

671 ..............................................................................................Background Layers

676 ...............................................................................................Network Navigator

688 ..........................................................................................................Selection Sets

691 .......................................................................................................................Queries

695 .................................................................................................................Prototypes

696 .......................................................................External Customer Meter Data

فهرست مطالب

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: سربرگ

733 ............................................................................... Active Topology Selection

735 .....................................................................................................ModelBuilder…

736 .........................................ModelBuilder توسط *.dxf الف: فراخوانی فایل

749 ............................................ModelBuilder توسط *.shp ب: فراخوانی فایل

756 ............................................ModelBuilder توسط Excel ج: فراخوانی فایل

764 ........................................................................................................................ Trex…

766 ............................................................SHP به DXF بحث: نحوه ی تبدیل فایل

773 .............................................................................. SCADAConnect Simulator

797 .............................................................................. Skelebrator Skeletonizer…

فهرست مطالب

843 ........................................................................................................LoadBuilder…

852. ............................................................................................Thiessen Polygon…

856 ...............................Polygon به Polyline نحوه ی تبدیل محدوده ی شبکه از

861 ............................................. بحث: نحوه ی اختصاص دبی به چندضلعی ها

865 ................................................................................ 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: سربرگ

909 ....................................................................................................... Element Tables

910 ................................................................................................Scenario Summary

910 ................................................................................................... Project Inventory

911 ......................................................................................Pressure Pipe Inventory

912 .................................................................................................. Report Options…

فهرست مطالب

915 ......................................................................................... Help فصل سیزدهم: سربرگ

915 ................................................................................................. 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: ضمائم

فصل چهاردهم: واژه نامه انگلیسی به فارسی.................................................................. 923

فصل پانزدهم: واژه نامه فارسی به انگلیسی................................................................... 928

بخش‌اول

کلیات

درباره ی طراحی شبکهاز طراحان شبکه آن، از پیش منتشر شد. 2000 در سال WaterGEMS نرم افزار نسخه ی اولین نرم افزار WaterCAD استفاده می نمودند. WaterCAD توسط شرکت Haestad Methods و در اواسط دهه ی 90 میالدی تولید شد. این شرکت در سال 1979 توسط آقای John Haestad تأسیس شده بود Bentley و با 100 کارمند و درآمد ساالنه ی 16 میلیون دالر در تاریخ دوم آگوست 2004 به شرکتملحق شد و آقای Haestad خودش به عنوان یکی از مدیران ارشد به برادران Bentley پیوست. اولین DOS و در اواخر دهه ی 80 و در فضای )Haestad Methods( شبیه سازی شبکه توسط همین شرکت WaterCAD .انجام می شد Hardy Cross انجام گرفت. پیش از آن طراحی ها به صورت دستی و به روش

در حال حاضر توسط شرکت Bentley تولید و منتشر می گردد.

Bentley درباره ی شرکتنرم افزار WaterGEMS یکی از محصوالت نرم افزاری شرکت بزرگ Bentley است. این شرکت در بر بالغ از 50 کشور جهان بیش در و اداره می شود نام همین به برادرانی توسط حال حاضر

مقدمه

فصل 1

22

Wat

erG

EM

Sمه

قد: م

ولل ا

صف

3000 کارمند دارد. درآمد خالص این شرکت در سال 2003 مبلغ 260 میلیون دالر و در سال 2013 معادل 593 میلیون دالر بوده است. دو برادر به نام های .Keith A و .Barry J در سال 1984 شرکت ابتدا یکی از مدیران اجرایی شرکت و تا سال 1995 مدیرکل را راه اندازی کردند. Keith از همان هم بود. برادر دیگرشان -که Greg نام دارد- در سال 1991 به آن دو پیوست و در حال حاضر Bentley سر ومر و گنده و قبراق و سرحال مدیرعامل و رئیس هیات مدیره ی شرکت است. شرکت

در زمینه های راه، راه آهن، پل، سازه، بهداشت محیط، آب و فاضالب فعالیت دارد.

WaterGEMS درباره ی Water Geospatial Engineering and Modeling System واژه های از برگرفته WaterGEMS واژه ی که نسبت است V8i SELECTseries 5 استفاده می کنیم آن از کتاب این در ما که است. نسخه ای به نسخ قبلی برتری هایی دارد1: اول این که بانک اطالعاتی آن از قالب MDB به قالب Sqlite تغییر کرده که موجب کاهش حجم بانک ها و افزایش سرعت عمل آن شده است. یک مزیت دیگر در حذف و مستقل بود نخواهد Microsoft Office محتاج به صورت خودکار نرم افزار که است این MDB

)Flushing( به مبحث تخلیه )Shear Stress( از آن عمل می کند. دیگر این که محاسبات تنش برشی )← صفحه ی Target Shear Stress ،448( اضافه شده است. شناسایی لوله هایی که در زمان تخلیه مورد شستشوی خودکار قرار می گیرند )Self-Cleaning Pipes( به این نسخه اضافه شده )← صفحه ی 687،

)Pump Station( تلمبه خانه فنی مشخصات صفحه ی در شرطی عملگر .)Self-Cleaning Pipes...

گنجانده شده )← صفحه ی 164، تلمبه خانه(. گزینه ی Select Adjacent Links به گزینه های کلیک راست سربرگ به Batch Morph گزینه ی و )Select Adjacent Links ،68 صفحه ی ←( عناصر روی ]Pressure (Start)[ ابتدا در فشار .)Batch Morph… ،890 صفحه ی ←( است شده اضافه Tools

)Pressure (Stop) ،79 صفحه ی ←( ]Pressure (Stop)[ و انتهای هر لوله ]Pressure (Start) ،79 صفحه ی ←[ در زمان اجرای شبکه محاسبه شده و به عنوان خروجی نمایش داده می شود و ... .

و تولید را WaterGEMS و WaterCAD نرم افزار دو هر Bentley شرکت حاضر حال در انتشار موازی آنها در منتشر می کند. علیرغم این که هر دو، کار واحدی را انجام می دهند، علت امکانات هریک و طبعا تفاوت در قیمت هر یک است. WaterGEMS به خودی خود دارای برنامه های

Darwin Designer ، Darwin Scheduler ، Darwin Calibrator ، Skelebrator ، SCADAConnect و قابلیت

برقراری با نرم افزار AutoCAD است؛ در حالی که WaterCAD به خودی خود فاقد این برنامه هاست و برای استفاده از آن باید هزینه ی مازاد پرداخت شود. ضمن این که WaterGEMS دارای قابلیت

1. این برتری ها از نسخه ی SELECT seriea 4 به نرم افزار افزوده شده است.

Wat

erG

EM

S

w w w . k i a n p u b . c o m 23

با چه ندارد؛ را قابلیتی چنین اصاًل WaterCAD ولی بوده، ArcGIS نرم افزار با ارتباط برقرارِی قابلیت فراخوانی فایل های یک دیگر را نیز دارند، پرداخت هزینه و چه بدون آن. هر دو نرم افزار مشروط بر این که نسخه ای از نرم افزار که فایل در آن ساخته شده ا ست، جدیدتر از نسخه ای نباشد

که فایل در آن فراخوانی می شود. اشتباه رایجی که در خصوص WaterGEMS وجود دارد این است که این نرم افزار غالبًا نرم افزار طراحی شناخته می شود، در صورتی که این درست نیست. طراحان WaterGEMS همان قدر که به فکر طراحان هستند به فکر بهره برداران هم می باشند. نشان به آن نشان که از سه برنامه ی اساسِی Darwin Designer ،Darwin Calibrator که مغز متفکر آن به حساب می آید )یعنی برنامه های WaterGEMS و Darwin Scheduler(، دوتای آن مربوط به بهره برداری از شبکه و تنها یکی از آن ها مربوط به و طراحان توامان مشکالت گره گشای WaterGEMS نرم افزار این، غیر و بنابراین ا ست. طراحی

بهره برداران است.

درباره ی این کتابقانونی هست به نام قانون بیست ـ هشتاد که به مهندسی ایتالیایی به نام Vilfredo Pareto نسبت داده می شود و در مدیریت زمان و زمین و کار و زندگی سودمند است. طبق این قانون، هشتاد درصد نتایج از بیست درصد فرضیات ناشی می شود و آن بیست درصدِ باقی مانده مربوط به آن هشتاد

درصدِ دیگر است. هشتاد درصد ثروت در دست بیست درصد مردم است و بالعکس. به نظر، قانونی بدیهی می رسد، اما همچون بدیهیات دیگری که در زندگی وجود دارد )و غالبًا مغفول می ماند( غور در آن و سنجش فعالیت ها بر اساس آن جلوی هرز رفتن و تلف شدن وقت و هزینه های زیادی از زندگی را خواهد گرفت. شما به راحتی می توانید هشتاد درصد فعالیت های کنار بار می آورد به را نتایج بیست درصدی که هشتاد درصد آن نفع به را غیرضروری خود بگذارید، یا الاقل کمرنگش کنید. این یعنی یک شیوه ی عالی از مدیریت زندگی در زمانی که همه، وقت کم دارند و خیلی زود دیر می شود. این کتاب هم از قانون جناب پارتو مستثنا نیست. یعنی با مطالعه ی بیست درصد کتاب خواهید توانست به هشتاد درصد خواسته ها و نیازهای خود برسید. به همین منظور و برای دسترسی آسان تر به موضوِع موردنظر، ترکیب و چیدمان این کتاب نیازمحور است. یعنی می توانید بدون این که تمام کتاب را مرور کنید، مستقیم به سراغ موضوع مورد نظِر خود رفته و فقط همان را مطالعه کرده و رفع حاجت نمایید. در این بین اگر به مطالعه ی موضوع دیگری نیاز بود، به صورت خودکار با عالمت ← به آن ارجاع داده می شوید. مطلِب موردنظر خود را می توانید از فهرست بیابید، یا از بخش »WaterGEMS به چه درد می خورد؟« پیدا کنید و اصاًل

مهقد

: مول

ل اص

ف

24

Wat

erG

EM

S

ضرورتی نیست که از بای بسم اهلل تا نون پایاِن کتاب مطالعه شود و مجبور به خواندن صفر تا صد آن نیستید.

در خصوص برگردان واژه های انگلیسی به فارسی هم عرض شود که ترجمه ی برخی واژه ها مستند به مصوبات فرهنگستان زبان و ادب فارسی ا ست )مانند بیشینه برای Maximum، کمینه به جای Minimum، قالب به جای Format، رونوشت به جای Copy و ...(، برخی دیگر من درآوردی ا ست ،Menu سربرگ به جای ،Model شبیه سازی شده به جای ،Calibration مانند اصالح وانطباق برای(جاگذاری به جای Paste و ...(، برخی دیگر را سرقت ادبی کرده ایم و آن را فارسی می دانیم؛ مانند کلیک )Click( که با واژه ی »کلک« هم خانواده است، یا نازل )Nozzle(. برخی دیگر را کاری ش نمی شد کرد و برای این که حواس خواننده از مطالعه ی یک کتاِب آموزِش نرم افزار به کتاِب آموزِش ترجمه منحرف نشود، از خیر ترجمه ی آن گذشتیم؛ مانند سناریو که همان Scenario است، آلترناتیو که همان Alternative است، کروموزوم که همان Chromosome 1 است، انرژی که همان Energy است،

موتور که همان Motor است، هد که همان Hed است، Periodic Head-Flow و ... .

و اما دو اماامای اول این که حلقه ی مفقوده ی فعالیت های بهره برداری از تأسیساِت آب در شرکت های آب و )Database( منسجم اطالعاتِی پایگاه بهتر یک به عبارت اطالعاتی و فقدان یک سازمان فاضالب، پایگاهی چنین یک عدم وجود است. تأسیسات آن فعالیت های روی و تأسیسات از به سامان و نیروهای اذهان در داده ها و اطالعات بایگانی شدن و فعالیت ها ازهم گسیختگی و پارگی موجب انسانی ا ست. WaterGEMS می تواند نقش یک پایگاه اطالعاتی منسجم جهت ثبت و نگهداری اطالعات مرتبط با تأسیسات و فعالیت های روی آن را داشته باشد. WaterGEMS سامانی است بر سازمان نابه سامان بهره برداری. نتیجه ی هر فعالیتی غیِر آن، این خواهد بود که دست مهندس جلوی ذهن استادکار و کارگر دراز خواهد شد و مهندس بهره بردار در طول زمان و در بهترین حالت به یک

کارگر ماهر شبکه تبدیل خواهد شد.امای بعد این که عمده ی تمرکز مدیران شرکت های آب و فاضالب بر اجرای طرح ها متمرکز است، نه بر طراحی طرح ها. نسبِت اهمیِت طرح بر اجرا برای کارفرمایان به نسبت ریالی طرح بر اجرا برمی گردد؛ که البته غلط است. طرح اگرچه هزینه ی کمی به نسبت اجرا دارد ولی از اهمیت باالتری

برخوردار بوده و باید توجه بیشتری به آن شود.

1. ناگفته نماند که فرهنگستان زبان و ادب فارسی برای کروموزوم واژه ی »فام تن« را پیشنهاد کرده ا ست.

مهقد

: مول

ل اص

ف

Wat

erG

EM

S

w w w . k i a n p u b . c o m 25

خدمات پس از فروشنگارنده خودش را ملزم به رعایت حقوق خریدار و ارائه ی خدمات پس از فروش می داند. این خدمات شامل کشف خطاهای موجود در کتاب و ارسال اصالحیه، افزودنی های مجاز، فایل های راهنمای ضمیمه و ملحقات دیگر می شود. بنابراین نشانی خود را به mohsen.amiri@gmail.com ارسال کنید ـ البته ـ ممکن است تا این خدمات در اختیارتان قرار گیرد. ضمنًا در این کتاب و در حین مطالعه

اشتباه هایی از نویسنده پیدا کنید. آن ها را به همین نشانی ارسال نمایید. سپاسگزارم.یک DVD به همراه کتاب است که حاوی بیش از MB 1000 فایل های راهنمای کمکی می باشد. سعی شده برای هر قسمتی که در کتاب توضیح داده می شود، حداقل یک مثال راهنمای کمکی هم ایجاد شود. عالوه بر فایل های کمکی، دو نرم افزار WaterGEMS V8i SELECTseries 5 و همچنین

Bentley View V8i SELECTseries 3 نیز در DVD موجود است.

قدردانیاز شرکت Bentley و مخصوصًا سرپرست بخش هیدرولیک و هیدرولوژی آن )جناب آقای مهندس

Jesse Dringoli( و همکاران وی بابت مساعدت های بی دریغشان سپاسگزارم.

نیازمندی های سخت افزاری و نرم افزاری جهت نصب و کار با نرم افزار1. یکی از سیستم های عامل زیر:

½ Windows 8 , Windows 8.1

½ Windows 7 SP1

½ Windows Vista SP2

نکتهممکن است نرم افزار روی سیستم های عامل دیگری هم نصب شود؛ ولی احتمال نصب روی موارد

فوق تضمینی ا ست.

Microsoft .NET Framework Version 3.5 2. نرم افزار3. یک کامپیوتر با مشخصات معمولی و حداقل GB 1.5-1 حافظه ی خالی برای نصب و استفاده از

این نرم افزار کافی است.

مهقد

: مول

ل اص

ف

WaterGEMS چه کار می کند؟ بهتر است بپرسیم WaterGEMS چه کار نمی کند. WaterGEMS از سیر

تا پیاز نیازهای یک مهندس طراح و بهره بردار شبکه ی آب را تأمین می کند. موافق نیستید؟ موافق خواهید شد:

چه طراح شبکه باشید و چه بهره بردار آن، اولین کاری که باید انجام دهید شبیه سازی شبکه در محیط WaterGEMS است. در واقع شبیه سازی شبکه در نرم افزار، نقطه ی آغاز و صفر کاِر یک بهره بردار نظام مند است. WaterGEMS ابزار کار است و مهندس بهره بردار ـ بدون آن ـ تبدیل به یک کارگر شبکه خواهد شد. اولین امکانی هم که نرم افزار در اختیار کاربر قرار می دهد توانایی رسم شبکه ا ست. کاربر می تواند با استفاده از ابزارهای طراحی که شامل لوله )← صفحه ی 66، لوله(، گره برداشت و مصرف آب )← صفحه ی81، گره(، شیر برداشت آب جهت مصارف آتش نشانی )← صفحه ی95، شیر آتش نشانی(، منبع تأمین آب که ارتفاع سطح آب در آن متغیر باشد )← صفحه ی 97، مخزن(، ،111 صفحه ی ←( باشد ثابت آن در آب سطح ارتفاع که تأمین منبع تعادلی(، مخزن ،)Customer Meter عنصر ،116 صفحه ی ←( باشد مصرف کنندگان تک تک معرف که عنصری عنصر ارتباط دهنده ی داده های دریافتی از یک سامانه ی SCADA از یک طرف و مشخصه ی فنی یک عنصر از طرف دیگر )← صفحه ی 137، عنصر SCADA(، تلمبه جهت افزایش فشار آب )←

WaterGEMS به چه درد می خورد؟

فصل 2

28

Wat

erG

EM

S

صفحه ی142 تلمبه(، تلمبه های مشابه و موازی )← صفحه ی163، تلمبه های ایستگاهی(، تلمبه خانه شیر صفحه ی167، ←( فشار افت ایجاد جهت فشارشکن شیر تلمبه خانه(، صفحه ی164، ←(فشارشکن(، شیر ثابت نگه دارنده ی فشار جهت ایجاد فشار کافی در یک نقطه )← صفحه ی182، شیر تثبیت فشار(، شیر گلوب جهت کاستن مقدار ثابتی از فشار آب )← صفحه ی187، شیر گلوب(، شیری جهت جلوگیری از عبور دبی بیش تر از یک مقدار ثابت )← صفحه ی189، شیر تنظیم دبی(، شیری که بر اساس ضریب افت موضعی عمل کند )← صفحه ی190، شیر ضریب افت(، شیری که بر اساس دبی ـ افت(، شیر جهت جلوگیری )← صفحه ی192، شیر کند و افت فشار عمل دبی بین رابطه ی از برگشت آب و یک سویه کردن جریان )← صفحه ی196، شیر یکطرفه(، شیر جهت تخلیه ی آب ←( اتمسفر(، شیرهای قطع ووصل جریان به تخلیه )← صفحه ی198، شیر اتمسفر به از شبکه صفحه ی 208، شیر قطع ووصل(، عنصری جهت مشخص کردن یک عارضه جهت تخصیص ارتفاع ←( رسم شود دورتادور شبکه که بسته چهارضلعِی یک ارتفاع زن(، )← صفحه ی213، آن به صفحه ی214، خط دورتادوری(، قابلیت نوشتن متن در صفحه ی کار نرم افزار )← صفحه ی 215، متن نویسی(، رسم خط )← صفحه ی216، خط( می شود، شبکه ی موردنظرش را با مقیاس واقعی یا مقیاسی فرضی )← صفحه ی Drawing mode ،900( رسم نماید. شاید بخواهید لوله را به صورت خطوط شکسته رسم کنید. این کار ناممکن نیست )← صفحه ی Bend ،66(. شاید هم بخواهید لوله را از یک عنصر جدا کرده و به یک عنصر دیگر وصل کنید. در این صورت مجبور نیستید که لوله Reconnect(. نرم افزار می تواند تأسیسات نقطه ای را پاک و مجدداً رسم نمایید )← صفحه ی 67، مجاور را در هم ادغام کند )← صفحه ی Merge Nodes in close-proximity… ،82(، یک عنصر را به یک لوله ی خاص وصل نماید )← صفحه ی Batch Pipe Split... ،888( یا چند عنصر نقطه ای را در هم

.)Batch Morph... ،890 ادغام کند )← صفحه ی)مانند اتوکدمبنا نرم افزارهای اندازه ی به شبکه طراحی در WaterGEMS امکانات و قدرت

AutoCAD یا Autodesk Map( نیست. به همین خاطر برنامه ای در نرم افزار تعبیه شده که کاربر را قادر

می سازد شبکه ی طراحی شده ای را از محیط دیگری )در قالب های DXF یا SHP( به محیط نرم افزار بانک های اطالعاتی شبکه که در این، از ...ModelBuilder(. غیر )← صفحه ی 735، فراخوانی کند .)Import ،226 هستند را نیز می توان به نرم افزار فراخوانی کرد )← صفحه ی *.sqlite یا *.mdb قالب های اطالعاتی بانک های قالب در یا DXF، EPANET قالب های در شبکه از می توانید بخواهید اگر یا خروجی گرفته و آن را در یک فایل ذخیره کنید )← صفحه ی Export ،227(. پس از فراخوانی شبکه یا رسم آن، باید اطالعات مورد نیاز طراحی را به عناصر و تأسیسات شبکه افزود. برای اختصاص

د؟ور

ی خد م

درچه

به W

ater

GEM

S :وم

ل دص

ف

Wat

erG

EM

S

w w w . k i a n p u b . c o m 29

رقوم ارتفاعی به عناصر نقطه ای از برنامه ی Trex )← صفحه ی Trex... ،764( کمک بگیرید. جهت Thiessen Polygon چندضلعی سازی برای مشخص کردن محدوده های تحت پوشش هر گره از برنامه ی از به هر گره اختصاص دبی برای ...Thiessen Polygon( و )← صفحه ی 852، استفاده می شود برنامه ی LoadBuilder )← صفحه ی LoadBuilder... ،843(. پس از تکمیل اطالعات شبکه و خطایابی و رفع گیر قبل از اجرای شبکه )← صفحه ی Validate ،568( نوبت به طراحی اقطار لوله های شبکه می رسد. نرم افزار در این جا دست به دامن جناب داروین شده و مطابق الگوریتم وراثت ـ که ریشه در نظریه ی تکامل تدریجی دارد ـ نسبت به ارائه ی بهینه ترین جواب اقدام می کند. به این ترتیب که Darwin Designer را در اختیار کاربر قرار می دهد تا بهترین )بهینه ترین( اقطار برنامه ی قدرتمند را برنامه می توانید اکنون .)Darwin Designer... ،389 صفحه ی ←( کند طراحی شبکه برای را اجرا کرده )← صفحه ی Compute ،569( و خروجی های آن را مشاهده کنید )← صفحه ی 700، FlexTables(، یا گزارش تهیه کنید )← صفحه ی 909، سربرگ Report(، یا مقطع عرضی متغیرهای

شبکه )مانند HGL، فشار، دبی یا ...( را رسم کنید )← صفحه ی Profiles ،718(، یا منحنی های هم ارز متغیرهایی مانند رقوم ارتفاعی را ترسیم نمایید )← صفحه ی Contours ،721(، یا اصاًل شبکه را اندازه ی عناصر و نوشته های داخل صفحه ی یا بر اساس متغیرهای دلخواه رنگ آمیزی کرده و کار را تغییر دهید )← صفحه ی Element Symbology ،659(. برای سهولت بیش تر، برای شبکه ی ،671 صفحه ی ←( دهید قرار منطقه( از هوایی عکس )مثاًل پس زمینه تصویر شبیه سازی شده

.)Background Layers

ممکن است کاربر بخواهد بدون آن که وضعیت سابق را از دست داده باشد، تغییری در شبکه ایجاد کند )کم و زیاد کردن عناصر یا تغییر در مشخصات فنی عناصر شبکه( و وضعیت جدیدی ایجاد Scenarios ،245 در خدمت اوست )← صفحه ی Scenarios/Alternatives کند. در این صورت ساختار

Alternatives/(. برنامه ای وجود دارد به نام Scenario Comparison که وظیفه اش مقایسه ی دو سناریو

است و می تواند اختالف داده های ورودی سناریوهای مختلف را مشخص کند )← صفحه ی 872، …Scenario Comparison(. سن آب از لحظه ی خروج از یک نقطه تا لحظه ی رسیدن به یک نقطه ی دیگر

توسط نرم افزار قابل محاسبه ا ست ]← صفحه ی 261، سناریو برای تحلیل کیفی آب )سن([. می توانید مشخص کنید چه مقدار از آِب برداشتی از هر گره مربوط به چه مخزنی ا ست ]← صفحه ی 267، سناریو برای تحلیل کیفی آب )ردیابی([. کلر یا هر ماده ی محلول باقیمانده ی دیگری در هر گره قابل محاسبه است ]← صفحه ی 269، سناریو برای تحلیل کیفی آب )کلر باقیمانده([. یا اصاًل می خواهید ردیابی و سنجش مقدار ماده ی محلول باقیمانده را برای کل عناصر شبکه و برای تمامی زمان ها

د؟ور

ی خد م

درچه

به W

ater

GEM

S :وم

ل دص

ف

30

Wat

erG

EM

S

تلمبه Water Quality Batch Run(. می خواهید برای شبکه )← صفحه ی 501، یک جا محاسبه کنید انتخاب کنید. طراحی و انتخاب تلمبه ی مناسب را بسپارید به WaterGEMS )← صفحه ی 158، طراحی . )Is Variable Speed Pump? )← صفحه ی 149، یا دورمتغیر؟ تلمبه ی دورثابت می خواهید تلمبه(. قابلیت های دیگر نرم افزار است از تلمبه و منحنی مشخصه ی شبکه هم رسم منحنی مشخصه ی

شدن خاموش و روشن برای برنامه ای می خواهید .)System Head Curves ،302 صفحه ی ←(تلمبه های شبکه در طول شبانه روز بچینید تا بهترین نتیجه با کم ترین مصرف انرژی حاصل شود. این )Darwin Scheduler… ،423 صفحه ی ←( Darwin Scheduler برنامه ریزی را هم به برنامه ی قدرتمند بسپارید که دومین برنامه ای است که براساس نظریه ی تکامل تدریجی و الگوریتم وراثت عمل می کند. محاسبات انرژِی مصرف شده توسط تلمبه ها یا انرژِی ذخیره شده در مخازن تعادلی نیز قابل محاسبه .)Energy Management ،332 ایضًا ← صفحه ی .Scenario Energy Cost… ،311 ا ست )← صفحه ینرم افزار برنامه ای دارد تا کاربر بتواند برای عملکرد تأسیساِت شبکه شرط منطقی تعریف کند؛ مثاًل در صورتی که فالن مخزن تعادلی پر شد، بهمان تلمبه خاموش شود، یا اگر برداشت آب از یک گره Controls بیش تر از مقدار مشخصی شد، فالن لوله وارد مدار شبکه شود. به این منظور از برنامه ی استفاده کنید )← صفحه ی Controls... ،571(، شبکه را مطابق دلخواه پهنه بندی کنید )← صفحه ی Zones… ،586( یا شبکه را بر حسب فشار پهنه بندی کنید )← صفحه ی Pressure Zone… ،487(، برای متغیرهای شبکه )مانند مصرف گره ها( الگو تعریف کنید )← صفحه ی Patterns… ،611(، برداشت آب از گره ها را به نحوی تعریف کنید که وابسته به فشار در آن گره باشد؛ یعنی در صورتی که فشار Pressure Dependent Demands ،617 در یک گره افت کرد، دبی برداشتی نیز افت کند )← صفحه ی

…Functions( یا برداشت آب از گره ها را به نحوی تعریف کنید که مستقل از فشار باشد و کم یا

زیاد شدن فشار در یک گره، تأثیری بر برداشت آب از آن گره نداشته باشد )← صفحه ی 865، ...Demand Control Center(. شبکه غالبًا در دو حالت قابل اجراست: حالت جریان ثابت و یکنواخت

)← صفحه یSteady State ،295( یا جریان غیریکنواخت که با گذر زمان متغیر است )← صفحه ی .)EPS Snapshot ،295(. حالت سومی هم هست که بینابین این دو حالت است )← صفحه یEPS ،295 می رسیم به نحوه ی انتخاب عناصر در صفحه ی کار نرم افزار: به کمک رسم یک چندضلعِی بسته Select By ،240 صفحه ی ←( درآورد انتخاب حالت به را بسته محیِط داخل عناصر می توان ←( انجام می شود نرم افزار توسط هم ویژگی مشترک یک با عناصر کردن فهرست .)Polygon

آن ها ذخیره ی و مشترک نام یک تحت عنصر چند انتخاب .)Network Navigator ،676 صفحه ی به بزرگ نمایی برای .)Selection Sets ،688 )← صفحه ی آتی استفاده های برای نام همین تحت

د؟ور

ی خد م

درچه

به W

ater

GEM

S :وم

ل دص

ف