Hướng dẫn thực hành Water Cad

Thực hành tính toán thủy lực cấp thoát nước, ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý mạng lưới cấp thoát nước, mô phong thủy lực mạng lưới. Mô hình hóa tính toán thủy lực thiết kế mạng lưới. Kế thừa bản vẽ mạng lưới hoàn công vận hành tính toán thủy lực sát thực tế

Trang 1

Hướng dẫn sử dụng chương trình Benley WaterCad V8 XM tính toán mạng lưới cấp nước

1

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM

BENTLEY WATERCAD

Trang 2

Chương 1: XÂY DỰNG MẠNG LƯỚI VÀ MÔ PHỎNG MÔ

HÌNH THEO THỜI GIAN

Lưu ý: Trong quá trình thực hành bài học này nếu máy tính gợi ý rằng bạn nên

cài đặt lại tất cả các kết quả tính toán thì bạn hãy chọn NO

WaterCAD là một công cụ vô cùng hữu hiệu để thiết lập mạng lưới phân

phối nước Việc thiết lập mô hình dưới dạng biểu đồ hoặc theo các bản vẽ có tỷ lệ

trở nên vô cùng dễ dàng và nó cho phép phần mềm WaterCAD tự chăm sóc các nút

liên kết

Đối với việc thiết lập mạng lưới phân phối nước trong bài học này, bạn

không cần phải dán nhãn nhận dạng (label) cho các đường ống và các nút (node) vì

WaterCAD sẽ tự động gán nhãn nhận dạng Khi thiết lập mô hình dưới dạng biểu

đồ, chúng ta phải tự nhập các số liệu về chiều dài đường ống Trái lại, khi thiết lập

mô hình theo các bản vẽ có tỷ lệ thì các số liệu về chiều dài đường ống sẽ được tính

tự động từ các vị trí ống gấp khúc tới các nút bắt đầu và kết thúc mô hình

Lưu ý: Trong mạng lưới này, mô hình bể chứa kết nối với máy bơm sẽ mô phỏng

một nhánh ống đấu vào hệ thống phân phối nước chính Việc đơn giản

hoá mạng lưới theo cách này có thể điều hoà áp lực cấp vào hệ thống tại

ống nhánh ống này có thể điều hoà áp lực cấp vào hệ thống tại nhánh

ống này với nhiều nhu cầu sử dụng nước khác nhau Việc điều hoà áp lực

theo kiểu này không phải lúc nào cũng áp dụng được, và khi lập mô hình

mạng lưới theo kiểu này, chúng ta cần phải hết sức cẩn thận Sẽ chính xác

hơn nếu chúng ta có thể xác định được nguồn cấp vào mạng lưới

Trong bài học này, bạn có thể tạo ra và phân tích mạng lưới dưới đây Bạn sẽ

sử dụng một bản vẽ nền đã có tỷ lệ cho toàn mạng lưới Tuy nhiên, có bốn đường

ống chưa được căn chỉnh kích thước và chúng ta sẽ phải chấp nhận chiều dài mà

chúng ta đề xuất

Trang 3

3

GIAO DIỆN WATERCAD TRÊN AUTOCAD 2007

GIAO DIỆN WATERCAD STAND-ALONE

Trang 4

Phần 1 – TẠO MỘT TẬP TIN (FILE) DỰ ÁN MỚI

Bài học này có một số chỉ dẫn về cách sử dụng giao diện WaterCAD

Stand-Alone và giao diện AutoCAD

Đối với giao diện Stand-Alone:

1 Double-clickvào biểu tượng WaterCAD trên màn hình để vào WaterCAD

Stand-Alone

2 Chọn Create New Project

3 Chọn Tools > Options > Units Vì bạn sẽ làm việc trong SI units, hãy chọn

4 Ở mục Default Unit System for New Project, chọn hệ đơn vị mặc định là

SI Tìm dòng Pressure (áp lực tự do) và chọn đơn vị là m H2O

Trang 5

5

5 Ở thẻ Drawing mục Drawing Mode là Scaled chỉnh Scale Factor 1 cm =

40m (tùy tỷ lệ bản vẽ bạn chọn )

Trang 6

6 Chọn OK

7 Chọn File > Project Properties cài đặt thuộc tính cho dự án Đặt tên cho dự

án là Lesson 1—Steady State Analysis, chọn OK

8 Chọn File > Save as Trong hộp thoại Save File As nhấp đúp chuột vào thư

mục Lesson Nhập tên tập tin MYLESSON1 WTG cho đề án của bạn, và

chọn Save

Trang 7

7

Đối với giao diện AutoCAD:

1 Nhấp đúp chuột vào biểu tượng WaterCAD trên màn hình để vào

WaterCAD for AutoCAD Chọn WaterCAD > Tools > Options

2 Vì bạn làm việc trong SI units, hãy chọn Unit System, sau đó chọn System

International, chọn OK

3 Chọn File > Open Chọn một file AutoCAD có sẵn LESSON1.DWG từ thư

mục Lesson\AutoCAD

4 Khi bản vẽ mở ra, chọn File > Save as Trong hộp thoại Save Drawing As,

nhấp đúp chuột vào thư mục Lesson, nhập tên thư mục với tiêu đề

MYLESSON1.DWG và chọn Save để lưu giữ tập tin trong thư mục

\Bentley WaterCAD\Lesson\AutoCAD của bạn

Trang 8

5 Chọn WaterCAD > Project > Project Properties cài đặt thuộc tính cho dự

án Đặt tên cho dự án là Lesson 1—Steady State Analysis trong ô Title,

chọn OK

6 Ở thẻ Drawing mục Drawing Mode là Scaled chỉnh Scale Factor 1 cm =

40m

7 Chọn OK

Trang 9

9

Phần 2 – BỐ TRÍ MẠNG LƯỚI

1. Để vẽ được khung sườn mạng lưới phân phối nước như đã đề cập ở trên,

chọn lệnh bố trí đường ống Pipe trên thanh công cụ Layout.

2. Sau đó, di chuyển con trỏ vào trong vùng bản vẽ và nhấp chuột phải để

chọn Reservoir từ Shortcut Menu

3. Để bố trí bể chứa, chọn vị trí cần bố trí bể chứa R-1

4. Sau đó, di chuyển con trỏ tới vị trí máy bơm P-1, nhấp chuột phải và chọn

Pump từ Shortcut Menu

Trang 10

5. Bố trí nút nối J-1 bằng cách nhấp chuột phải vào Shortcut Menu và chọn

Junction, sau đó chọn vị trí thích hợp

6. Tiếp tục bố trí mạng lưới bằng cách bố trí các nút nối J-2, J-3 và J-4

7. Đóng mạng khép kín bằng cách nhấp vào nối J-1

8. Nhấp chuột phải và chọn Done từ Shortcut Menu

Chỉ dẫn: Để xây dựng đường ống có nhiều điểm gấp khúc trong phiên bản

Stand-Alone, hãy giữ phím Ctrl và nhấp chuột vào vị trí cần bể gấp khúc

Sau đó, thả phím Ctrl và nhập nhân tố (element) tiếp theo

Bạn cũng có thể bể gấp khúc sau khi đã xây dựng xong một đường ống

bằng cách nhấp chuột phải vào đường ống trong phiên bản Stand-Alone

và chọn Bend > Add Bend Sau đó, kéo rê góc bẻ tới vị trí thích hợp

Trang 11

11

9. Tạo nút nối J-5

a Chọn lại lệnh Pipe Layout

b Chọn nút nối J-3

c Di chuyển con trỏ tới vị trí của J-5, và nhấp chuột để chèn vào

d Nhấp chuột phải và chọn Done

10. Chèn van giảm áp PRV (PRV trên Shortcut Menu) và nối J-6 bằng cách

chọn lệnh Pipe và xếp đặt các van vào vị trí thích hợp

Nhớ là phải bố trí các đường ống theo thứ tự số đếm (P-7 tới P-9) để các

nhãn nhận dạng (label) của mô hình Nhấp chuột phải vào Shortcut Menu

và chọn Done đê kết thúc lệnh Pipe

11 Chèn đài nước T-1, sử dụng lệnh Pipe Đường ống P-10 sẽ nối đài nước với

mạng lưới nếu như bạn bố trí các thành phần theo đúng vị trí của nó

Trang 12

12 Lưu mạng lưới WaterCAD bằng cách nhấp Save hoặc chọn File > Save

Trang 13

13

Phần 3 – NHẬP DỮ LIỆU

Có bốn cách nhập dữ liệu và chỉnh sửa dữ liệu trong WaterCAD

như sau:

Trong hộp thoại Dialog Boxes, chọn Select và nhấp chuột hai lần

vào đối tượng cần chỉnh sửa

Trong bảng FlexTable, chọn Tabular Reports và bảng hiệu chỉnh

xuất hiện cho phép bạn chỉnh sửa và trình bày số liệu mô hình dưới

dạng bảng biểu Bạn có thể chỉnh sửa số liệu giống như chỉnh sửa

trên một trang giấy phẳng

User Data Extensions - The User Data Extensions cho phép bạn

nhập hoặc lấy dữ liệu ra một cách trực tiếp từ các files XML

Lệnh Alternative Editos, lệnh này được sử dụng để nhập dữ liệu

cho các tình huống “What if?- Chuyện gì sẽ xảy ra nếu?” được sử

dụng trong Scenario Managerment

Trang 14

Nhập dữ liệu thông qua các hộp thoại

Để vào một hộp thoại trong giao diện WaterCAD Stand-Alone, nhấp chuột

hai lần vào phần tử (element) cần nhập dữ liệu Trong AutoCAD, trước tiên

chọn Select trên thanh công cụ, sau đó chọn element cần nhập hoặc bổ sung

dữ liệu

Trang 15

15

a. Chọn Component > Zones để mở Zone Manager

Trang 16

Diameter (m) = 8 Section = Circular

Tạo Zone-1 đặt giá trị cho nó

Để các thông số khác ở dạng giá trị mặc định Chọn OK để thoát ra khỏi hộp

thoại

Nhập Elevation = 193

Trang 17

17

b. Chọn Pump Difinitions Chọn Edit Pump Definitions từ danh sách xổ

xuống Hộp thoại Pump Difinition xuất hiện

c Chọn New để tạo một pump definition mới, đặt tên là PMP-1

d. Chọn Standard (3 Point) trong hộp liệt kê các loại máy bơm (Pump

Type)

e Thay đổi các số liệu đầu ra theo đơn vị tính L/min (lít/ phút)

Thay đổi bằng cách nhấp chuột phải vào Flow > chọn Units and

Formatting, và chọn l/min Trong hộp thoại Set Field Options, mục Unit là L/min Click OK

f. Sau khi thay đổi số liệu đầu ra theo đơn vị tính L/min, nhập các thông

tin sau :

Trang 18

g. Chọn Close để đóng hộp thoại

h. Trở về hộp thoại Pump Editor, chọn máy bơm vừa mới tạo ra PMP-1

trong danh mục Pump Definition

Elevation =165 Diameter = 150 Pressure = 390 Status = Active Settings = Pressure

Trang 19

19

Tạo vùng Zone-2

nối” Để tất cả các hạng mục khác ở dạng mặc định

Trang 21

21

Nhập dữ liệu cho các demand, chọn elipsis ở mục Demand Collection để

mở hộp thoại demand, chọn New và nhập số vào ô Demand (Base) Chọn

Pattern (Demand) là Fixed

và P-10, vì các bể chứa (reservoir), bồn chứa (tank), van giảm áp (PRV), và

nút (node) J-5 và J-6 chỉ được đặt tại những vị trí thích hợp…

a. Nhấp chuột hai lần vào P-1 để mở Pipe Editor

b. Chọn hộp User Defined Length để thay đổi chiều dài Sau đó, nhập

giá trị 0.01m trong Length

c Vì bạn đang sử dụng bể chứa và máy bơm để mô phỏng nhánh ông

đấu vào hệ thống phân phối chính nên bạn muốn lượng thất thoát cục

bộ (headloss) trên đường ống này ở mức ít nhất Do đó, chiều dài sẽ rất hạn chế và đường kính phải thật lớn

d Cho đường kính ống P1 là 1000mm Làm lại quy trình này cho các

đường ống khác theo bảng sau:

Trang 22

e Từ P-7 tới P-10 sử dụng chiều dài theo số liệu sau :

P7 = 400 P8 = 500 P9 = 31 P-10 = 100

Trang 23

23

Nhập dữ liệu qua FlexTables

1 Chọn FlexTables hoặc View > FlexTables

2 Nhấn vào Pipe Table để mở Pipe FlexTable Những vùng màu trắng thì nhập

dữ liệu được, còn màu vàng thì không

Trang 24

3 Với mỗi pipes, nhập vào đường kính(diameter) và vật liệu (material) theo

bảng sau:

4 Với mỗi kiểu vật liệu cấu tạo ống, nhấn vào ellipsis để mở hộp thoại

thư viện nhấn Material Libraries > Material Libraries.xml và chọn kiểu

vật liệu cấu tạo ống tương ứng trong danh sách

Trang 25

25

5 Khi đã nhập xong các giá trị, chọn Exit để thoát ra

Trang 26

Phần 4 – CHẠY CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG TỨC THỜI

1 Bấm nút để chạy chương trình

2. Nháy đúp hoặc bấm chuột phải để mở “ Properties manager” và kiểm tra

chắc chắn đã phân tích mô hình tức thời “Steady State”

3 Bấm vào nút Validate , và bấm OK khi không có thông báo lỗi

4 Bấm vào Compute để chạy chương trình

5 Sau khi chương trình chạy xong, sử dụng nút Notifications để xem thông

báo

6 Bấm vào nút Save để lưu file

Trang 27

27

Phần 5 – CHẠY CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG THEO THỜI

GIAN THỰC

1. Mở cửa sổ Properties để xem thông tin của nút J-1 (nháy đúp vào nút J-1)

và chọn nút Demand Collection để mở hộp thoại Demands

2. Theo mặc định, chế độ dùng nước - demand pattern được cài đặt là Fixed –

Cố định Nhập 23 l/min vào nhu cầu

3. Nháy vào nút Pattern (Demand) để mở cửa sổ Patterns

4. Bấm vào nút New để tạo pattern cho mô hình này

a. Điều chỉnh lại chế độ thủy lực của khu dân cư ( Hydraulic pattern

Residential ) bằng việc bấm chuột phải trên thanh Rename

b. Nhập 0.5 vào ô Starting Multiplier

c. Trong ô Pattern Format chọn Stepwise

d. Trong ô Hourly, nhập số liệu times và multipliers:

Trang 28

Time from Start Multiplier

Trang 29

29

a. Điều chỉnh lại chế độ thủy lực của khu dân cư ( Hydraulic pattern

Comercial ) bằng việc bấm chuột phải trên thanh Rename

b. Nhập 0.4 vào ô Starting Multiplier

c. Trong ô Pattern Format chọn Stepwise

d. Trong ô Hourly, nhập số liệu times và multipliers:

Time from Start Multiplier

7 Tương tự làm với các nút còn lại J-2, J-3, J-4, J-5 and J-6

a. Sau đó chọn demand pattern cho trường hợp cháy 3 giờ tại nút J-6,

nhập lưu lượng chữa cháy tại nút J-6 là 2000 l/min

b. Tạo pattern mới, đặt tên là 3-Hour Fire

c. Nhập 0.00 vào ô Starting Multiplier

Trang 30

d. Bảng Hourly nhập số liệu như sau:

Time from Start Multiplier

8. Bấm vào nút Calculation Options

9. Nháy đúp vào nút Base Calculation Options để mở ô properties manager

và chọn ô EPS từ menu Time Analysis Type

10. Bấm vào nút Validate , và bấm OK khi không có thông báo lỗi

11. Bấm vào Compute để chạy chương trình

12 Sau khi chương trình chạy xong, sử dụng nút Notifications để xem thông

báo

13. Bấm vào nút Save để lưu file

Trang 31

31

Chương 2: BÀI TẬP THỰC HÀNH

Bài 1

Một mạng lưới cấp nước có sơ đồ và các thông số kỹ thuật theo bảng dưới đây,

hãy nhập số liệu, tính thủy lực và lựa chọn bơm cho mạng lưới theo yêu cầu sau:

Áp lực tự do tại điểm bất lợi nhất 10m

Trang 32

Bảng 1 - Các thơng số nút

Tên nút

Cao trình mặt đất Nhu cầu dùng nước Chế độ dùng nước

Trang 33

33

Bảng 2 - Các thông số nhu cầu dùng nước

Time from Start (hours) Multiplier

Trang 34

Bảng 3 Các thơng số của đoạn ống

Tên

đoạn

ống

Chiều dài (m) Nút đầu Nút cuối

Đường kính (mm)

Vật liệu

Hệ số Hazen-Williams

Trang 35

35

Bài 2

Trên cơ sở bản đồ (học viên được cung cấp bằng file autocad) có tỷ lệ 1 đơn

vị đo bằng 1 m trên thực tế Hãy tính thủy lực, lựa chọn bơm và vị trí đặt đài

cho mạng lưới theo yêu cầu sau: Áp lực tự do tại điểm bất lợi nhất 10m Biết

các thông số của mạng lưới như sau:

Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	3,14 MB