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Escola Superior de Tecnologia e GestãoInstituto Politécnico da Guarda

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA UMA SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA UMA SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA UMA SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA UMA

1

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA UMA SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA UMA SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA UMA SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA UMA FERRAMENTA DE APOIO À SIMULAÇÃO E GESTÃO DE FERRAMENTA DE APOIO À SIMULAÇÃO E GESTÃO DE FERRAMENTA DE APOIO À SIMULAÇÃO E GESTÃO DE FERRAMENTA DE APOIO À SIMULAÇÃO E GESTÃO DE SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUASISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUASISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUASISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA

Monteiro, António

Instituto Politécnico da Guarda – ESTG

Av. Dr. Francisco Sá Carneiro 6301-559 Guarda Portugal

[email protected]


ÍNDICE

� Objectivos

� Estrutura da Aplicação

� Caso Prático

� Conclusões� Conclusões

IV Jornadas Engenharia Topográfica


OBJECTIVOS

� Criar uma aplicação informática construída sobre a plataforma

AutoCadMap da Autodesk, com capacidades para:

� Desenho da rede distribuição de água;

� Efectuar o cálculo hidráulico da respectiva rede de distribuição de

água (regime permanente);

� Executar a simulação dinâmica em regime quase-permanente;

� Estruturar a informação, de modo, a poder ser utilizada por um Sistema

de Informação Geográfica.

� Criar relatórios através da exportação de dados em formato .xls

� Importação de ficheiros .hrd do H-NetCAD



APLICAÇÃO (CONSIDERAÇÕES)

O desenho de redes deverá ser feito sobre uma base cartográfica atualizada e de rigor adequado, dado que:

� Aglomerados Urbanos complexos, há grandes e diferenciadas redes de transporte, no subsolo;diferenciadas redes de transporte, no subsolo;

� Pouco espaço livre disponível, e de manobra para efetuar estudos, implantações, reparações, etc.…;

� Redes com entidades gestoras diferentes;

� A informação não é uniforme;

� Informação gráfica baseada em critérios diferenciados;



ESTRUTURA DA APLICAÇÃO

Relatório

Leitura da

Base Dados

Aplicação

Conduta/AcessórioNóReservatório

Nó InicialContagem de

Nós

Contagem de

Reservatórios

HNetCAD-Ler

Leitura

Ficheiro hrd

Cálculo

Ficheiro de

Dados

Nó Final

Cálculo do

comprimento da

conduta

Contagem de

Condutas

AtributosAtributos

Representação da

Rede

Atributos

Link Rotina de

cálculo

Ficheiro de

Resultados

Atributos

Ficheiro Excel

Modelo Quase-

permanente



RESERVATÓRIOS E NÓSRESERVATÓRIOS E NÓSRESERVATÓRIOS E NÓSRESERVATÓRIOS E NÓS

� Graficamente é um elemento predefinido, bloco;

� Cada elemento é uma instância do bloco:

� “Reservatório”

� “Nó”

� Informação descritiva contida nas tabelas:

� Reservatórios

� “Reservatórios”

� “Reservatóros_Act”.

� Nós

� “Nó”

� “Nó_Act”.



RESERVATÓRIOS E NÓSRESERVATÓRIOS E NÓSRESERVATÓRIOS E NÓSRESERVATÓRIOS E NÓS

ReservatóriosReservatóriosReservatóriosReservatóriosNósNósNósNós

AtributoTipo de Informação

(Domínio)Descrição

ID_Nó Inteiro Identificação do Nó

Tipo_Nó Inteiro Identificação do tipo de nó(2)

CaudalConc Real Caudal Concentrado

CotaSupAg Real Cota da superfície da água no Nó

CotaTopg Real Cota topográfica do Nó



ID_Reserv Inteiro Identificação do Reservatório

Tipo_Nó Inteiro Identificação do tipo de Nó(1)

CaudalConc Real Caudal Concentrado

CotaSupAg Real Cota da Superfície da Agua no reservatório

CotaTopg Real Cota Topográfica do Reservatório

NivelMax Real Cota do nível máximo da Agua no reservatório

Reservatórios_ActReservatórios_ActReservatórios_ActReservatórios_Act



Csaid Real Caudal de Saída

CpiezReal

Cota Piezométrica

ID_Reserv Inteiro Identificação do reservatório

Nós_ActNós_ActNós_ActNós_Act



Csaid Real Caudal de Saída

Cpiez Real Cota Piezométrica

ID_Nó Inteiro Identificação do Nó

NivelMin Real Cota do nível mínimo da Agua no reservatório

Area Real Área do reservatório



CONDUTAS E ACESSÓRIOSCONDUTAS E ACESSÓRIOSCONDUTAS E ACESSÓRIOSCONDUTAS E ACESSÓRIOS

� Elemento gráfico do tipo polilinha com nó inicial e nó final:

� Nó

� Reservatório

� Informação descritiva contida nas tabelas:

� Condutas

� Condutas_Act,



CONDUTASCONDUTASCONDUTASCONDUTAS

AtributosTipo de informação

(domínio)Descrição

ID_Conduta Inteiro Numero Identificativo da Conduta

NóMontante(*) Inteiro Numero Identificativo do nó a montante

NóJusante(*) Inteiro Numero Identificativo do nó a jusante

Diâmetro Real Diâmetro interno

Comprimento(**) Real Comprimento da conduta

Caudal de Percurso Real Caudal de PercursoCaudal de Percurso Real Caudal de Percurso

Rugosidade Real Rugosidade

Valvula-Bomba Real Troço com Válvula ou Bomba

ValvCoefPcarg Real Coeficiente de perda de carga referente à válvula

ValvCoefPMJ Real Coeficiente de pressão máxima a jusante referente á válvula

ValvEstado Caracter Estado da válvula: aberta ou fechada

BombaA Real Coeficiente da bomba

BombaB Real Coeficiente da bomba

BombaC Real Coeficiente da bomba



CONDUTAS_ACTCONDUTAS_ACTCONDUTAS_ACTCONDUTAS_ACT

AtributosTipo de informação

(domínio)Descrição

NóMontante(*) Inteiro Numero Identificativo do nó a montante

NóJusante(*) Inteiro Numero Identificativo do nó a jusante

CaudMont Real Caudal a Montante

CaudJus Real Caudal a Jusante

VelMont Real Velocidade a Montante

VelJus Real Velocidade a Jusante

CpiezMont Real Cota Piezométrica a Montante

CpiezJus Real Cota Piezométrica a Jusante

Pmont Real Pressão a Montante

Pjus Real Pressão a Jusante

PerCarg Real Perda de Carga no Troço

Cperc Real Caudal de Percurso

Comprimento(**) Real Comprimento da conduta

ID_Conduta Inteiro Numero Identificativo do Troço

TempoPercurso Real Tempo de Percurso ao Longo do Troço

BombaEst Inteiro Bomba Activa (1), Inactiva(2)

AltElev Real Altura de Elevação da Bomba

VRPModo Inteiro Passiva(2), Activa(1), Fechada(0)

ValvPerdaCLocal Real Perda de Carga Localizada, Válvula

ValvRetEst Inteiro Aberta(1), Fechada(0)



RESULTADOS OBTIDOS

� Activação da aplicação

� Surge


Escola Superior de Tecnologia e GestãoInstituto Politécnico da Guarda� Reservatório

��


Localização do

Reservatório ou Nó

Caixa de diálogo,

informação descritiva

Fim

Informação descritiva guardada

em tabela “Object Data”

Escola Superior de Tecnologia e GestãoInstituto Politécnico da Guarda� Nó

��


Localização do

Reservatório ou Nó

Caixa de diálogo,

informação descritiva

Fim

Informação descritiva guardada

em tabela “Object Data”


FLUXOGRAMA (CONDUTA)

Nó ou Nó ou Nó ou Nó ou

ReservatórioReservatórioReservatórioReservatório

Selecção do Nó Selecção do Nó Selecção do Nó Selecção do Nó

InicialInicialInicialInicial

NãoNãoNãoNão

SimSimSimSim

Adição de novo vérticeAdição de novo vérticeAdição de novo vérticeAdição de novo vértice

NãoNãoNãoNão

Inicio da Conduta, Inicio da Conduta, Inicio da Conduta, Inicio da Conduta, Nó_InicialNó_InicialNó_InicialNó_Inicial

Nó ou Nó ou Nó ou Nó ou

ReservatórioReservatórioReservatórioReservatório

SimSimSimSim

Fim da Conduta, NóFim da Conduta, NóFim da Conduta, NóFim da Conduta, Nó----FinalFinalFinalFinal

Cálculo do comprimento da condutaCálculo do comprimento da condutaCálculo do comprimento da condutaCálculo do comprimento da conduta

Caixa de diálogo, informação descritivaCaixa de diálogo, informação descritivaCaixa de diálogo, informação descritivaCaixa de diálogo, informação descritiva

FimFimFimFim

Informação descritiva guardada em tabela “Object Data”Informação descritiva guardada em tabela “Object Data”Informação descritiva guardada em tabela “Object Data”Informação descritiva guardada em tabela “Object Data”



� Conduta

��



� Conduta (cont.)



� Acessório

��



CASO PRÁTICO

� Objectivo, comparação de resultados: � Entre modelo desenvolvido e H-NetCAD.

� Rede de distribuição de água já existente na aplicação H-NetCAD.

� Rede é constituída por:� 9 nós

� 12 condutas

� 1 reservatório

� Os consumos estão afectos às condutas e com diagrama temporal de consumos com factor de carga 3.0de consumos com factor de carga 3.0

� simulação hidráulica foi efectuada para um período de 24 horas com intervalo de 1 hora



CASO PRÁTICO



COMPARAÇÃO DE RESULTADOS



CASO PRÁTICO - MARTIGNY

� Objectivo, aplicação prática do modelo desenvolvido.

� Baseado na rede de distribuição de água da cidade de Martigny, Suíça.

� Rede é constituída por:� 342 nós

� 428 condutas

� 2 reservatórios, nós� n.º 1, reservatório principal� n.º 1, reservatório principal

� n.º 234, reservatório de regularização.

� A rede foi importada, ficheiro hrd do H-NetCAD:� Definições geométricas da rede

� Dados iniciais da rede (consumos nos nós, diâmetros das condutas, rugosidade das condutas, cotas topográficas dos nós e cota de superfície de água dos reservatórios)

� Construída uma rotina para importação deste tipo de ficheiro proveniente da versão 2 do H-NetCAD



IMPORTAÇÃO DA REDE

��



REDE DE MARTIGNY



CÁLCULO HIDRÁULICO

� Inicio do cálculo

� Rede.in

Rotina de cálculo (dll)��

� Rotina de cálculo (dll)

� Rede.out

� Actualização da Base de Dados

��



� Permite Exportar:

� Dados

� Resultados

RELATÓRIO

��



RESULTADOS

� Verificação da consistência com H-Net CAD

� Criação de Topologia em SIG

� Análises de Rede



ANÁLISE DE REDE

� A destacar dois tipos de análise de rede:

�O caminho mais curto entre dois pontos “Shortest

Path”

� A determinação de todos os caminhos a � A determinação de todos os caminhos a

determinada distância a partir de um ponto “Flood

Trace”



“SHORTEST PATH”“SHORTEST PATH”“SHORTEST PATH”“SHORTEST PATH”

� Ponto inicial do percurso, reservatório

� Ponto final do percurso, um outro nó da rede.

� Critérios:

1ª análise, comprimento� 1ª análise, comprimento

� 2ª análise, tempo de percurso de cada conduta




� Critério, comprimento. � Critério, tempo ( percurso)




� Critério, comprimento. � Critério, tempo ( percurso)ID StartN EndN Distância (m) Tempo (s)

466 16 12 976,65799 383010,60745

545 105 89 178,32147 238,24354

544 92 89 25,49452 32,27376

517 22 16 2168,94571 88928,07614

516 23 22 12,66215 917,63878

510 28 24 242,59188 4548,21759

509 24 23 67,68309 934,26623

508 53 28 396,30607 31601,94234

574 75 66 81,19951 7927,45986

ID StartN EndN Distância (m) Tempo (s)

378 126 124 8,33051 40,52593

466 16 12 976,67705 383010,60745

545 105 89 178,35388 238,24354

544 92 89 25,44786 32,27376

517 22 16 2168,95578 88928,07614

516 23 22 12,59000 917,63878

515 55 43 70,30516 288,79872

514 43 37 85,06399 1064,36425

512 37 30 77,36580 859,42904

511 30 24 172,05236 4890,62985573 66 53 151,51069 15785,94448

569 75 72 113,21728 893,91450

567 86 72 153,18884 862,33403

566 83 86 100,18807 599,15972

565 90 83 55,64777 126,58494

550 115 92 255,85078 504,27690

621 105 102 15,45639 12,88802

620 102 90 72,66476 71,24553

Soma: 5067,58696 536995,07381

8949,917897 minutos

149,1652983 horas

511 30 24 172,05236 4890,62985

509 24 23 67,74364 934,26623

582 55 56 288,54656 2444,68831

581 56 65 129,31696 4537,43733

580 79 65 135,62435 2664,00220

579 91 79 158,05819 2425,32130

577 91 99 88,12047 323,02225

550 115 92 255,92053 504,27690

624 126 116 75,58253 83,87993

623 116 109 134,73509 116,41287

622 109 102 104,95380 92,89920

621 105 102 15,50403 12,88802

618 124 99 205,82957 752,38356

Soma: 5435,0781 495162,0655



““““FLOODFLOODFLOODFLOOD TRACE”TRACE”TRACE”TRACE”

� Ponto inicial do percurso, reservatório

� Tempo de percurso: 10min.



““““FLOODFLOODFLOODFLOOD TRACE”TRACE”TRACE”TRACE”

ID StartN EndN Distancia (m) Tempo (s)

550 115 92 255,8508 504,2769

544 92 89 25,49452 32,27376

Soma: 281,3453 536,5507



� A aplicação, permite efectuar a simulação hidráulica através do

modelo de simulação dinâmica quase-permanente, com:

� Saídas gráficas que podem ser utilizadas posteriormente em folhas de cálculo

ou em programas de processamento de texto.

� O facto de a aplicação decorrer em ambiente SIG :

� Possibilita neste ambiente gerar e obter resultados para vários cenários na

rede variando as suas condições de fronteira.

� A informação pode ser trabalhada através de instrumentos que este tipo de

programas informáticos disponibiliza (alteração de atributos da base de dados,

CONCLUSÕES

programas informáticos disponibiliza (alteração de atributos da base de dados,

criação de topologia, análises topológicas de rede, etc.…)

� Aplicação com utilidade na gestão de sistemas de distribuição de

água

� Melhorar a aplicação no sentido de:

� Permitir a simulação dinâmica em regime quase-permanente com previsão-

correcção através da técnica implícita

� Melhorar a sua interacção com os objectos da rede e qualidade das saídas

gráficas.


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Instituto Politécnico da Guarda

FIM


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