SiteFlow – nástroj pro správu a projektování vodovodů a kanalizací

Tags: CAD | GIS | Sítě

SiteFlow je otevřený kompletní nástroj pro navrhování, posuzování, projektování a vykreslování vodovodů a kanalizací. Software SiteFlow je vyvíjen firmou Aquion, s.r.o. více než 10 let. Produkt se dynamicky rozvíjí podle potřeb projektantů a provozovatelů. Tým programátorů je řízen odborníky z oboru vodního hospodářství a vytváří tak tento software přímo na míru pro potřeby tohoto oboru. V tomto článku jsou popsány hlavní funkce softwaru SiteFlow, jeho možnosti využití pro spravování a projektování vodovodů a kanalizací a praktický příklad využití softwaru pro simulační výpočet.

SiteFlow využívá současně prostředky GIS, CAD a matematického simulačního modelu. Je tedy určen pro všechny projektanty a provozovatele vodovodů a kanalizací, kteří chtějí využít výše zmíněné prostředky v jednom programu. SiteFlow umožňuje omezit množství manuálně prováděných úkonů s výkresy na minimum a připravit pro uživatele většinu potřebných výkresových výstupů a soupisek. Díky integrovaným výpočtům se zrychlí a zpřesní fáze koncepčních prací pro projektanty. Provozovateli pomáhá v rychlé orientaci o průtocích a tlacích v potrubí.

SiteFlow je moderní grafický software s malými nároky na vybavení počítače. Doporučená konfigurace pro práci se softwarem SiteFlow je následující: procesor třídy 686, 1,5 GHz, obrazovka a grafická karta s rozlišením 1280x1024, 2 GB RAM, 200 MB volného místa na disku, operační systém Windows 98 a vyšší.

Software je členěn na jednotlivé moduly, čímž je dána možnost využití pouze některých jeho částí, které jsou k práci zapotřebí. SiteFlow, podobně jako CAD aplikace, pracuje s jednotlivými tématy. Členění témat souvisí s nastavenými moduly.

Nabízenými tématy jsou:

• Vodovod
• Kanalizace
• Digitální model terénu
• Podkladní situace

SiteFlow je kompatibilní s ostatními CAD systémy prostřednictvím výměnného výkresového formátu dxf. Stejně tak je jeho předností možnost importů a exportů do tabulkového formátu xls.

Využití pro digitální pasport/GIS vodovodů a kanalizací

SiteFlow je vhodný nástroj pro správu digitálního pasportu. Umožňuje potřebné operace nutné pro práci s pasportem: zobrazování dat, editace záznamů a analýzy, např. kontroly topologie sítě a vyhledávání prvků sítě podle různých kritérií. V rámci GIS řešení je i propracovaná grafická prezentace. SiteFlow dokáže zobrazit výsledky výpočtu a informace o síti několika grafickými způsoby, které si může uživatel sám navolit.

Obr. 1: Ukázka zobrazení dat – GIS: Mšenský skupinový vodovod

Pasport však kromě základních popisných informací může přinášet i podstatné informace o chování sítě, které nám díky matematickému simulačnímu modelu může pomoci k řešení generelu a návrhu optimalizace provozu. Jak již bylo zmíněno v úvodu, Siteflow je vhodný nástroj pro posuzování tlakových a gravitačních systémů. Program SiteFlow používá k výpočtům dvě výpočetní jádra: EPANET pro tlakové proudění a SWMM pro modelování srážkoodtokových procesů a proudění s volnou hladinou. Umožňuje posoudit tlakové poměry, kapacitu potrubí nebo modelovat různé provozní stavy. Matematickým modelem lze prověřit chování sítě v různých situacích, modelovat vodojemy a nádrže, hydranty a výtoky do volna, čerpadla, uzávěry a místní ztráty. SiteFlow je dále vhodný k posuzování kolísání hladin vodojemů během dne, výpočtům doby zdržení vody v síti a změny kvality vody. U kanalizace se simuluje průběh odtokové vlny, zda dochází k tlakovému proudění nebo vytékání vody na povrch území apod.

Projektování vodovodů a kanalizací

K hlavním funkcím z projektové oblasti patří:

• Odečtení výšek z digitálního modelu terénu
• Polohové a výškové koordinování trasy
• Interaktivní popis situace
• Jednoduše vytvořené podélné profily včetně křížení s ostatními sítěmi
• Soupisky materiálů, výkopových prací a vytyčovacích prvků

Vytvořený podélný profil je provázán se situací a jakákoliv provedená změna prvků sítě se automaticky projeví v podélném profilu (a naopak). Uživatel si může libovolně upravovat styl zobrazení podélných profilů, a také zvolit jaké atributy prvků sítě budou v podélném profilu zobrazeny.

Situace a podélné profily je možné exportovat do dxf formátu, přičemž trasy a popisky jsou ve výkresu po exportu uloženy v různých hladinách. Práce s nimi je díky tomu v AutoCADu snazší (ukázka podélného profilu z projektu odkanalizování Malého Rohozce je na obr. 2). Exportovat situace či různé soupisky a výsledky výpočtů lze také do xls formátu, což umožňuje i následnou editaci dat v MS Excel.

Obr. 2: Ukázka výstupu podélného profilu od DXF formátu

Program obsahuje pro projektanty mnoho důležitých knihoven, které usnadňují práci s programem a které se mohou libovolně aktualizovat přímo v SiteFlow nebo v  MS Excel a následně importovat do SiteFlow.

Knihovny v SiteFlow

Knihovny SiteFlow obsahují:

• knihovnu materiálů
• knihovnu čerpadel
• knihovnu vodojemů
• knihovnu přepadů
• knihovnu křivek srážek
• knihovnu odběrových křivek
• knihovnu druhů zemin
• knihovnu příčných profilů výkopů
• knihovnu značek uzlů a úseků

SiteFlow podporuje také práci s digitálním modelem terénu (dále DMT), který je možné naimportovat z geodetického zaměření v dxf formátu nebo z již vytvořeného TINu. SiteFlow umožňuje automatické propojení DMT a vodovodní či kanalizační sítě a lze tak jednoduše každému prvku sítě přiřadit nadmořskou výšku. Tímto je dán základ pro výškové řešení sítě a podélné profily.

Využití SiteFlow pro simulační výpočty

Jako typický příklad použití softwaru SiteFlow můžeme uvést posouzení odlehčovací komory v ulici Průmyslová v Mladé Boleslavi. Cílem projektu byla simulace tří základních stavů v různých kombinacích. První varianta byla současný stav odlehčovací komory a její vliv na stokovou síť za komorou. V další fázi simulace bylo úplné zrušení odlehčovací komory s následnou rekonstrukcí stokové sítě za odlehčovací komorou. Poslední modelový stav pak předpokládal postupné zvyšování přelivné hrany v odlehčovací komoře.

Nejdříve se tedy načetla GISová data od provozovatele a vytvořil se z nich topologický model stoky (obr. 3). Po zadání všech parametrů týkajících se profilů, materiálů, sklonů a popisu jednotlivých větví byla ke stokové síti přiřazena dílčí povodí. Pro vlastní simulaci byly použity údaje z knihovny dešťů, do které byly načteny hodnoty reálně změřeného deště s různou četností výskytu. Celkem tedy vzniklo deset kombinací různých návrhových situací. Průběh zobrazení dat po výpočtu můžeme vidět na obr. 3.

Obr. 3: Náhled na program, po provedení výpočtu pro jeden návrhový stav

Výsledné porovnání jednotlivých výstupů z modelu bylo z důvodů velkého množství dat zpracováno v tabulkovém editoru a zároveň graficky zpracováno. Ve studii bylo provedeno hydraulické posouzení kanalizace před a za odlehčovací komorou a základní posouzení funkce odlehčovací komory. Současně byly také posouzeny varianty úpravy odlehčovací komory – odstranění škrcení a zvýšení přelivné hrany a rekonstrukce potrubí pod místem OK na větší průměr.

Závěrem bylo doporučeno provedení zvýšení přelivné hrany v odlehčovací komoře o 450 mm a změna škrtící trati z DN 150 na DN 400. Díky výpočtovému modulu tedy bylo v softwaru SiteFlow velice rychle vyhodnoceno optimální řešení provedené rekonstrukce.

Sdílení dat, úspory

Software SiteFLow je vhodný nástroj nejen pro projektování a návrh nových stokových a vodovodních sítí, ale také k posouzení sítí stávajících. Nespornou výhodou softwaru je možnost práce nad jedněmi daty pro správu, sdílení i datové a grafické výstupy. Úspory jsou zřejmé již v pořizovacích nákladech, kdy namísto několika softwarů postačí pouze jeden. Dále je tu jsou výhody v podobě usnadnění a zrychlení projekčních prací a projektových výstupů. Úspora při zhotovení projektové dokumentace může být více jak 50 % času při použití neprovázaného softwaru. A nelze opomenout úsporu nákladů na realizaci díla při správné optimalizaci návrhu.

Autoři, Mgr. Irena Linhartová
a Ing. Pavel Jirák, pracují ve společnosti Aquion.