Đề bài: Lựa chọn phương án tốt nhất theo phuong pháp đánh giá đa chỉ tiêu biết: Phần II. Phần mềm Epanet Chương 2 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔ HÌNH QUẢN LÝ NƯỚC MƯA SWMM (STORM WATER MANAGEMENT MODEL) I, GIỚI THIỆU MÔ HÌNH SWMM. 1, Giới thiệu mô hình SWMM. SWMM (Storm Water Management Model) ñöôïc xaây döïng ôû hai tröôøng ñaïi hoïc San Phansico vaø Florida (Myõ) Mô hình quản lý nước mưa SWMM là một mô hình toán học toàn diện, dùng để mô phỏng khối lượng và tính chất dòng chảy của đô thị do mưa và hệ thống cống thoát nước thải chung. Mọi vấn đề về thủy văn đô thị và chu kỳ chất lượng đều được mô phỏng, bao gồm dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm, vận chuyển qua hệ thống tiêu thoát nước, hồ chưa và khu xử lý. Mô hình SWMM mô phỏng các dạng mưa thực tế trên cơ sở lượng mưa (Biểu đồ quá trình mưa hàng năm) và các số liệu khí tượng ban đầu vào khác cùng Phần 3 Phần mềm Flow hy I.Tác dụng và tính năng của phần mềm
Ứng Dụng Tin Học PHẦN MỀM EXPERT CHOICE Đề bài: Lựa chọn phương án tốt theo phuong pháp đánh giá đa tiêu biết: A1 0.1243 1000 200000 A2 A3 0.8164 6000 250000 IRR 0.9395 Môi trường sống Cảnh quan Số dân 3000 Công ăn 250000 VL(người) Thời gian 24 24 30 xd(tháng) A1: Đào hồ giữa, nhiều xanh BT(Fh =12ha) A2: Đào hồ giữa(Fh =6 ha), xanh BT A1 A3: Không hồ, xanh vừa phải, BT, nhiều CC C1= 1000 tỷ C2 = 1200 tỷ C3 = 1500 tỷ B1:Khởi động ứng dụng Expert Choice tạo tập tin SelJob.ahp Nhắp vào Start > All Programs > Expert Choice 11 > Expert Choice 11 Trong hộp hội thoại Welcome to Expert Choice, chọn Create new model, chọn phương pháp Direct, nhắp nút OK Lưu mơ hình với tên “ Lựa chọn phương án tốt nhất” Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Hình 1: Bắt ₫ầu thiết lập mơ hình Trong hộp hội thoại Goal Description, nhập vào mục tiêu chung mơ hình là: “lua chon phuong an tot nhat” nhắp nút OK Hình 2: Nhập mục tiêu chung mơ hình B2: Tạo tiêu chí cho mục tiêu chung dang phân cấp Chọn trình đơn Edit > Insert Child of Current Node, nhập vào tiêu chí IRR nhấn Enter.Tiếp tục nhập vào tiêu chí khác: nhập tiêu chí MTS , nhấn Enter; … Rồi nhấn Esc Lưu ý: Để bỏ nút nhập, nhấn phím Esc Để xóa nút tạo xong, chọn trình đơn Edit > Delete Node nhấn phím Delete Tiêu chí Cấp mơ hình: Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Tiếp theo, nhập tiêu chí tiêu chí IRR, Moi truong song, Canh quan, So dan, Cong an viec lam, Thoi gian xay dung.Nhắp chọn nút tiêu chí IRR , chọn Edit > Insert Child of Current Node, nhập A1, nhấn Enter; nhập A2, nhấn Enter; nhập A3, nhấn Enter, nhấn Esc Tương tự tiêu chí lại B3: So sánh cặp mức So sánh cặp mức Nhập giá trị thể mức độ quan trọng thành phần so với thành phần khác nửa tam giác phải ma trận so sánh cặp So sánh tiêu chí theo cặp có kết bảng sau: Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Sau nhập xong giá trị, chọn trình đơn Assessment > Calculate chọn thẻ Priorities devired from Pairwise Comparisons ( ) Màn hình Priorities ra, cho biết: Inconsistency (chỉ số không đồng nhất) = 0.03 Tiếp tục so sánh cặp mức Nhắp chọn mục tiêu REIMB, chọn trình đơn Assessment > Pairwise để nhập vào giá trị thể mức độ quan trọng thành phần nửa tam giác phải ma trận so sánh cặp: Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Sau nhập xong giá trị, chọn trình đơn Assessment > Calculate chọn thẻ Priorities devired from Pairwise Comparisons ( ) Màn hình Priorities ra, cho biết: Inconsistency (chỉ số không đồng nhất) = 0.00 Tương tự ta làm mức lại cho số khơng đồng < 5% B4 : Lựa chọn phương án tốt Chọn phương án tối ưu phương án A3 B5: Kết luận: - Lựa chọn phương án tối ưu - Thời gian tính tốn nhanh, xác Phần II Phần mềm Epanet A.GIỚI THIỆU CHUNG EPANET chương trình máy tính có khả mô chế độ thủy lực chất lượng nước hệ thống đường ống có áp Hệ thống Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học mô bao gồm đường ống loại, bơm, van điều khiển, bể chứa… EPANET mô hoạt động I.Khả EPANET EPANET cho phép: • Mô hệ thống với quy mô • Tính toán tổn thất thủy lực theo công thức Hazen- Williams, Darcy-Weisbach, hay Chezy-Manning • Xét đến tổn thất cục gây thiết bò, việc nối ống, vò trí uốn cong hay thay đổi kích thước mạng… • Mô loại nguồn cấp nước khác • Mô bơm với chế độ vận hành cố đònh hay thay đổi • Tính toán hiệu suất bơm chi phí lượng • Mô loại van khác van giảm áp (Pressure Regulation Valve PRV), van trì áp (Pressure Sustaining Valve - PSV), van tiết lưu (Flow Control Valve - FCV), van chiều (Check Valve - CV)… • Mô đài nước bể chứa với hình dạng (tiết diện thay đổi theo chiều cao) • Xét đến đồng thời nhiều chế độ dùng nước khác ccác khu vực hệ thống) • Mô loại vòi phun có lưu lượng phụ thuộc áp lực (vòi phun trang trí công viên hay vòi phun hệ thống tưới tự động) Thiết kế hệ thống cấp nước đô thò với EPANET • Mô hoạt động hệ thống cấp nước theo điều kiện tự động hoá cho trước Ngoài khả mô chất lượng nước Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học EPANET cho phép: • Mô vận chuyển hóa chất không phản ứng (non-active) hệ thống cấp nước • Mô kết tủa hóa chất xử lý nước đường ống • Theo dõi thời gian lưu lại nước hệ thống cấp nước • Cho phép khai báo chế độ cấp hóa chất vào hệ thống thay đổi theo thời gian 1.3 Cài đặt chương trình Chương trình EN2SETUP.EXE download từ website EPA vào thư mục đóa cứng Khi chạy chương trình này, việc cài đặt tiến hành tự động vào máy Đòa file thực thi "C:\Program Files\EPANET2\Epanet2w.exe" cập giải thích tài liệu Vấn đề Mục đích Mô mạng lưới đơn giản gồm bơm, bể chứa mạng lưới cấp nước Quan sát kết theo hình thức khác nhau: biểu đồ bảng 2.Sử dụng kết tập để giải thích phân tích kết - Thay đổi kích thước đường ống phân tích kết - Thay đổi hệ số H-W xem xét ảnh hưởng kết Thay đổi thông số H Q bơm tập quan sát ảnh hưởng thông số bơm phân bố áp lực hệ thống Giải thích tượng Thay đổi nhu cầu dùng nước (Base demand pattern) Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học quan sát lưu lượng cấp bơm trường hợp Giải thích tượng 5Xem xét ảnh hưởng đài nước Bố trí đài nước vào mạng lưới BT xem xét thay đổi áp lực mạng so với trước có đài nước Thay đổi vò trí đài nước quan sát ảnh hưởng yếu tố 7Thay đổi thông số kỹ thuật đài nước (Elevation, Max level, Min level Diameter) quan sát ảnh hưởng chúng Bổ sung tổn thất cục quan sát ảnh hưởng 9Điều khiển hệ thống: - Bố trí van chiều, van giảm áp (PRV), van trì áp lực (PSV)… - Điều khiển đóng mở thiết bò theo tín hiệu áp lực - Điều khiển đóng mở thiết bò theo thời gian 10 Thiết kế hệ thống tưới tự động 11 Thiết kế hệ thống phun nước công viên 12Các trường hợp mô đặc biệt: - Lấy nước từ hồ chứa - Lấy nước từ bể điều tiết nước - Lấy nước từ sông có ảnh hưởng thủy triều - Lấy nước từ đường ống cấp nước 13 Xuất kết EPANET Thiết kế hệ thống cấp nước đô thò với EPANET MÔ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH HỆ THỐNG CẤP NƯỚC ĐƠN GIẢN Trong chương người đọc làm quen với EPANET thông qua việc mô mạng lưới đơn giản gồm bơm, bể chứa mạng lưới đường ống cấp nước Kết khai thác theo hình thức biểu đồ bảng Việc phân tích kết mô Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học nội dung quan trọng, người đọc giới thiệu ý nghóa tiêu chí kỹ thuật để đánh giá kết Ngoài ra, số báo lỗi thông thường cách khắc phục trình bày phần 2.1 Nguyên tắc mô hệ thống cấp nước Một hệ thống cấp nước tính toán mô theo trình tự sau: - Phác hoạ sơ đồ hệ thống bao gồm nút cấp nước đường ống nối nút Chú ý bố trí vò trí mạch vòng cho kích thước vòng không lớn Theo USEPA, đường ống có kích thước 200 mm, chiều dài cạnh lớn mạch vòng không nên lớn 300 m, đường ống có kích thước từ 300 mm trở lên, giá trò khoảng 1000 m Trong lúc mô phỏng, phát vò trí có áp lực thấp cục bộ, khắc phục cách bao quanh nút mạch vòng bổ sung Tính BACKDROP EPANET cho phép ta phác họa trực tiếp vò trí nút đường ống lên đồ khu vực dự án (xem chương 7) - Bố trí sơ công trình mạng bể chứa, đài nước, máy bơm,van điều khiển, thiết bò SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)… Sự cần thiết vò trí thiết bò hệ thống cấp nước cụ thể xác đònh dựa theo dẫn quy phạm kinh nghiệm người thiết kế - Xác đònh lưu lượng yêu cầu trung bình ngày cho nút dựa theo khu vực Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học nuùt phụ trách (xem phụ lục) - Xác đònh hệ số dùng nước vào ngày (hệ số không điều hòa - tham khảo phụ lục ) - Xác đònh nhu cầu lưu lượng chữa cháy (xem phụ lục) 2.2 Khai báo số liệu chung - Mở chương trình Epanet2W.exe - Chọn File / New để tạo đề án - Chọn Project / Defaults để mở bảng khai báo thông số mặc đònh - Trong trang ID Labels page, xóa tất ID Prefix fields khai báo ID Increment EPANET tự động dánh số đối tượng theo thứ tự tăng dần liên tiếp - Trong trang Hydraulics page chọn LPS cho Flow Units HazenWilliams (H-W) công thức tính tổn thất áp lực - Khai báo TIMES OPTION: Mở cửa sổ BROWSER / OPTIONS / TIMES 10 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Hình 8: Giao diện nhập liệu cho nút thu nước Các thơng só nút thu nước: + Tên nút thu nước (Name) + Lưu lượng nước bổ sung vào nút nước (inflows) + Xử lý nước (Treatment) + Cao độ đáy nút thu nước (Invert El) + Độ sâu nút thu nước (Max Depth) + Độ sâu lớp nước ban đầu có nút thu nước (Initial Depth) + Độ sâu nước thêm vào (Surcharge Depth) + Diện tích hồ chứa ( Ponded Area) 48 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học c4, Khai báo đối thượng tuyến thoát nước – Conduit Là đường ống cống, kênh có khả vận chuyển nước từ nút đến nút khác hệ thống tiêu nước Hình dang mặt cắt ngang đường ống cống kênh có nhiều hình dạng: tam giác, tròn, hình thang, hình vng, chữ nhật, tham số đầu vào đường ống kênh bao gồm: Giao diện nhập liệu cho ống nước: Hình 9: Giao diện nhập liệu cho cống Các thơng số cống thoát nước: + Tên đoạn ống (Name) +Nút vào đoạn ống (Inlet Node) + Nút đoạn ống (Outlet Node) 49 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học + Kiểu ống nước (Shape) + Đường kính ống (Max Depth) + Chiều dài đoạn ống (Length) + Hệ số nhám bề mặt bên ống (Roughness) + Khoảng cách từ đáy nút thu nước đến đáy nút vào đoạn ống (Inlet Offset) + Khoảng cách từ đáy nút thu nước đến đáy nút đoạn ống (Outlet Offset) + Lưu lượng nước ban đầu ống (Initial Flow) + Van chiều (Flap Gate) C7 Khai báo đối tượng cửa xả (Outfalls) Là nút hệ thống tiêu thoát nước dùng để xác định biên cuối hệ thống chế độ chảy sóng động lực học Các điều kiện biên Outfall mô tả trạng thái quan hệ sau: độ sâu dòng chảy thơng thường hay critical, cao độ nhiều mức độ khác nhau, bị ảnh hưởng chiều, theo chuỗi thời gian Cửa xả nơi tiếp nhận nước từ hồ chứa đưa kênh Trong trường hợp ta xem xét cửa xả không chịu ảnh hưởng triều trạng thái chảy tự Do cao trình đáy hồ điều hòa -1.5m để nước tự chảy ngăn không cho bùn cát chảy theo Giao diện nhập liệu cho cửa xả: 50 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Hình 12: Giao diện nhập giữ liệu cửa xả Các thơng số cửa xả: + Tên cửa xả (Name) + Lượng nước bổ sung vào cửa xả (inflow) + Xử lý nước (Treatment) + Cao độ đáy cửa xả (Invert El) + Van ngăn chiều (Tide Gate) + Điều kiện biên cửa xả (Type) 51 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học I.1.2 Nội dung tính tốn + Lựa đơn vị lưu lượng: CMS (/s) + Mơ hình thấm: Horton + Phương pháp lộ trình sóng: sóng động học-Dynamic Wave + Ấn định việc khơng cho ngập: Allow Ponding Hình 13: Giao diện mơ hệ thống nước Các thơng số: + Steady: Dòng ổn định + Kinematic Wave: Động học + Dynamic Wave: Sóng động học Chọn thời điểm bắt đầu mô phỏng, kết thúc mô (16-17-18) 52 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Hình 14: Giao diện chọn thời gian mơ Các thông số: + Start Analaysis on: Thời gian bắt đầu phân tích + Start Reporting on: Thời gian bắt đầu báo cáo + End Analysis on: Thời gian kết thúc phân tích Chọn thời gian theo dõi diễn biến chuyển động nước thải khả điều tiết hồ ( khoảng thời gian chọn 30 phút) 53 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Hình 15: Giao diện chọn thời gian theo dõi mô Chạy mô phỏng: 54 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Hình 16: Giao diện chạy mơ 3.1.2 Kết kiểm toán Trước lúc bắt đầu mưa Sau kết thúc trận mưa 3.1.3 Nhận xét: 55 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Ta thấy thời điểm đầu trận mưa tuyến cống đảm bảo khả chuyển tải nước khơng xảy tình trạng ngập trận mưa kết thúc nước mưa đổ dồn cống với lưu lượng lớn làm ngập nút nút 3.1.4 Biện pháp khắc phục Để khắc phục tình trạng có biện pháp: tăng đường kính cống từ nút đến nút ta tăng đường kính cống lên D1000, cách ta phải giảm mực nước cao hồ điều hòa Cách 1: Thay đổi đường kính ống Nút nút D=750mm Nút nút D=800mm Kết thu được: Thời điểm đầu trận mưa Thời điểm kết thúc trận mưa 56 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Ta thấy sau khai báo lại đường kính cống tuyến cống đảm bảo khả chuyển tải nước khơng tình trạng ngập xảy Cách 2: Thay đổi số lượng, cao độ, kích thước cống hộp kênh mương Tuy nhiên cách không khả thi tốn kém, ta chọn cách Kết Luận Phần Phần mềm Flow hy I.Tác dụng tính phần mềm FlowHy phần mềm hỗ trợ tính tốn thiết kế cơng trình cấp nước Phần nước 1.1 Tính tốn thủy lực vẽ trắc dọc tuyến cống thoát nước thải: + Dạng nối theo đường mực nước + Dạng nối theo đỉnh cống 1.2 Tính tốn thủy lực vẽ trắc dọc tuyến cống thoát nước mưa theo phương pháp cường độ giới hạn 57 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học 1.3 Các bảng tra thủy lực cống nước thải bao gồm: Cống hình tròn, hình chữ nhật, hình thang, hình cạnh, hình nửa tròn chữ nhật, hình móng ngựa, hình trứng, hình vòm 1.4 Bảng tra thủy lực cống tròn nước mưa Phần cấp nước 2.1 Tính tốn dung tích điều hòa đài nước bể chứa 2.2 Vẽ biểu đồ áp lực vòng bao AutoCad 2.3 Vẽ trắc dọc tuyến ống cấp nước AutoCad II Tính lưu lượng Đầu tiên nhập số liệu cần thiết để tính lưu lượng hình đây: Có chế độ tính tốn tính đường kính tự động chọn đường kính thủ cơng - Ở chế độ tính đường kính tự động, sau chọn loại cống, ứng với đoạn cống bảng tính bạn nhấn chuột chọn độ dốc i đồng thời 58 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học so sánh với điều kiện cho phép Đến thỏa mãn dừng lại chuyển sang đoạn cống Sau tính đường kính độ dốc tất đoạn cống, bạn tiếp tục nhập số liệu cao độ mặt đất đầu cuối đoạn cống Chỉ cần nhập cao độ mặt đất đầu đoạn cống cao độ mặt đất cuối đoạn cống Cao độ mặt đất đầu đoạn cống sau coi cao độ mặt đất cuối đoạn cống trước Bước nhấn vào nút “Tính” Lúc độ sâu chôn cống Để thay đổi độ sâu chôn cống đầu bạn nhấn chuột phải vào đoạn cống cần thay đổi cột độ sâu chôn cống đầu, chọn “Thay đổi độ sâu chôn cống” nhập độ sâu chôn cống nhấn “Đồng ý” Góc ngoặt cống mặc định ban đầu 180 độ, bạn sửa lại tùy theo tuyến tính tốn Kết tính tốn cuối sau: 59 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Sau hồn thành bảng tính tốn thủy lực, ta tiến hành vẽ trắc dọc cách nhấn vào biểu tượng AutoCad công cụ nhấn Ctrl + D để mở cửa sổ vẽ trắc dọc sau: 60 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Có lựa chọn khung trắc dọc khung tùy chọn với lựa chọn hình khung trắc dọc sử dụng cho đồ án phục vụ cho học tập Với lựa chọn khung trắc dọc theo tùy chọn bạn xếp dòng số liệu theo thứ tự cách thay đổi thứ tự dòng khung tùy chọn Ở hình dòng xếp theo thứ tự từ xuống từ đến 10 Nếu khơng muốn vẽ dòng bạn bỏ lựa chọn dòng Trước vẽ bạn phải chắn có phiên AutoCad 2007, 2008 2009 cài đặt máy Để đơn giản lựa chọn mặc định để phần mềm tự chọn phiên AutoCad thích hợp Một số lựa chọn vẽ trắc dọc bao gồm: - Chọn tỷ lệ vẽ - Chọn số lượng số thập phân cho số liệu vẽ - Chọn chiều cao chữ số vẽ - Chọn phông chữ cho vẽ - Tùy chọn vẽ từ đoạn đến đoạn khác bảng tính Lưu ý đoạn trước phải có thứ tự nhỏ đoạn sau Đối với trường hợp tùy chọn khung trắc dọc, bạn thay đổi tiêu đề dòng số liệu trắc dọc hình vẽ Ngồi ra, bảng tính chưa có cột cao độ thiết kế, vật liệu – đường kính loại mương đặt ống nên để thêm số liệu bạn nhấn vào nút “>>” ứng với dòng để nhập thêm số liệu cần thiết Sau nhập đủ số liệu lựa chọn khác, bạn nhấn vào nút “Bắt đầu vẽ” để chương trình nạp AutoCad vẽ Lưu ý phần mềm phải đóng AutoCad mở lại nên bạn lưu lại vẽ làm trước thực lệnh Trong trình phần mềm mở AutoCad để vẽ bạn không tương tác lên vẽ mà phải chờ lúc phần mềm vẽ xong tiếp tục Kết vẽ trắc dọc theo dạng khung sau: 61 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học 62 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 ... theo bảng Duong dac tinh bom NO 125-315V 17 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 ñaây Ứng Dụng Tin Học Q(l/s) H(m) Sau khai báo xong giá trò bảng, SAVE lại tên Duong dac tinh bom NO 125-315V... (EXtended TRANsport) gọi tắt khối 27 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học EXTRAN để phân biệt với khối truyền tải (TRANSPORT block) mà đại học Florida xây dựng cho hệ SWMM hệ Từ đến... Thời gian Lượng mưa: đưa vào mơ hình giá trị lượng mưa cường độ mưa theo thời đoan 28 Sinh Viên: Đặng Văn Cường MSV : 1400980 Ứng Dụng Tin Học Lượng bốc bề mặt: lượng bốc bề mặt người sử dụng nhập