Анализ безнапорных трубопроводных сетей и настройка их размеров

С помощью мастера «Анализ трубопроводной сети» можно изменить размеры труб, сбросить параметры дна и рассчитать пьезометрические и энергетические линии согласно стандартам HEC-22 2009.

Использование данной программы упрощает выполнение следующих действий:

• Многократный анализ трубопроводной сети с использованием соответствующих данных осадков;
• Просмотр результатов в графическом виде и в виде файла CSV;
• Редактирование результатов и повторное выполнение анализа;
• Применение результатов к трубопроводной сети.

Ниже приведен пример результатов анализа для трубопроводной сети в формате «до и после» на виде профиля.

Трубопроводная сеть до изменения размера	Трубопроводная сеть после изменения размера

Доступно два типа анализа, которые можно выбрать: Изменить размер труб и сбросить параметры дна и Расчет линий пьезометрического и энергетического уровней.

• Изменить размер труб и сбросить параметры дна: анализ потока через трубы, изменение размеров труб и сброс параметров дна для оптимизации потока. Имеется возможность просмотреть и применить эти результаты на странице Результаты мастера. При применении результатов анализа будут обновлены размеры труб и отметки дна в соответствии с результатами расчета, а к трубопроводной сети будут применены все вычисленные свойства.
  Прим.: С помощью этого параметра невозможно рассчитать гидравлические свойства (EGL и HGL). Чтобы рассчитать гидравлические свойства, установите флажок Расчет линий пьезометрического и энергетического уровней.
• Расчет линий пьезометрического и энергетического уровней: выполняется расчет линий пьезометрического и энергетического уровней, после чего отображается графическое представление результатов (если в чертеже присутствует вид профиля). Имеется возможность применения этих результатов к трубопроводной сети на странице мастера Результаты. При применении результатов анализа вычисленные значения пьезометрического и энергетического уровней будут применены к соответствующим элементам трубопроводной сети.

При выборе обоих параметров полученные свойства, в том числе вычисленные значения пьезометрического и энергетического уровней, применяются к соответствующим элементам.

Расчеты основываются на данных, представленных в документе Urban Drainage Design Manual, Hydraulic Engineering Circular No. 22 (HEC-22), Third Edition, опубликованном Федеральной дорожной администрацией США.

• При выборе любого из двух типов анализа для водоприемников он выполняется в соответствии с процедурой, изложенной в главе 4 — «Дренаж дорожного покрытия». При выполнении анализа водоприемников анализируется поток в данных водоприемниках и вычисляется ширина потока, а результаты заносятся в экспортируемый файл CSV.
• Анализ типа «Расчет линий пьезометрического и энергетического уровней» выполняется в соответствии с процедурой, изложенной в разделе 7.5 — «Процедура оценки линий энергетического уровня».

Необходимые условия рабочего процесса

Начать процесс определения размеров труб можно после выполнения следующих условий.

• Создание геометрии дорожного полотна. При использовании мастера «Анализ гравиметрической сети» потребуется указать поперечный откос для полосы, продольный откос, ширину водосборного лотка и поперечный откос водосборного лотка для каждого водоприемника.
• Перед тем как использовать команду «Анализ гравиметрической сети», создайте трубопроводную сеть (в том числе водоприемники, трубопроводы, люки и местоположение водовыпуска) и запустите команду Применить правила для каждого колодца в трубопроводной сети.
  • Водоприемники обычно создаются в AutoCAD Civil 3D в виде соединительных колодцев с установленным значением «На уклоне» или «На прогибе» для свойства «Местоположение водоприемника».

    

  • Люки обычно создаются в виде соединительных колодцев с установленным значением <нет> для свойства «Местоположение водоприемника».
  • Необходим также водовыпускной колодец или труба, которые определяются в процессе настройки размеров труб. В качестве элемента водовыпуска можно выбрать следующие типы элементов:
    • Колодцы, в которые входит одна или несколько труб и из которых не выходит ни одна из них.
    • Трубы, не имеющие колодца, подсоединенного к ним с конца по направлению потока.
  • Колодец должен быть расположен в начале трубопроводной сети и не может быть нулевым. Если выбрать такую сеть для анализа, в отчет не будут занесены результаты.
  • Трубы с изгибом можно анализировать; они сохраняют свою кривизну после применения результатов. В результате анализа могут быть обновлены их размеры и отметки начала/конца.
  • Трубопроводная сеть может быть не связана с опорной поверхностью. Однако при наличии опорной поверхности ее отметка будет использоваться в расчете значения покрытия. Если опорная поверхность отсутствует, то при расчете значения покрытия будет использоваться край колодца (обычно его значение равно 0).
  • Минимальное покрытие, указанное в окне Стандартные параметры анализа гравиметрической сети, применяется ко всем трубам кроме самой последней трубы по направлению потока (соединенной с водовыпускным колодцем). В результате водовыпускной колодец и присоединенный к нему трубопровод могут отображаться над поверхностью земли, если ее откос превышает откос самой последней трубы по направлению потока.
  • Если в выбранной трубопроводной сети имеются ссылки на данные, можно рассчитать линии энергетического и пьезометрического уровней, однако результаты расчета невозможно применить к трубопроводной сети.
  • При необходимости можно добавить трубопроводную сеть на вид профиля в чертеже. Таким образом можно просмотреть изменения в трубопроводной сети на странице мастера «Результаты», используя параметр «Экспорт результатов в файл CSV и просмотр в профиле».
• Можно создать водосборы (на основе поверхности или на основе объектов), связанные с водоприемниками. После создания водосборов коэффициент стока задается вручную, а площадь и время концентрации (Tc) вычисляются как свойства водосбора. Эти значения используются в процессе определения размеров труб. Однако если значение Tc, рассчитанное для водосбора, меньше минимального значения, указанного в диалоговом окне Стандартные параметры анализа гравиметрической сети, то вместо него будет использовано значение из этого окна.
  Прим.: С колодцем водоприемника может быть связан только один водосбор. Если требуется связать с водоприемником дополнительный поток, можно добавить его путем указания других известных значений Q на странице «Боковые водосборы». В качестве альтернативы можно смоделировать несколько водосборов как один водосбор, используя процесс определения водосборов по объектам.
• Определите, имеется ли дополнительный поток (Q), который войдет в систему. Значение Q можно также указать для водоприемника, если для него не предусмотрен водосбор.
• Подготовьте или получите файл с данными об осадках для данного местоположения. Он может быть в формате CSV NOAA, CSV X-Degree или IDF Hydraflow. Файлы с образцами осадков устанавливаются в папку C:\ProgramData\Autodesk\C3D 2018\rus\HHApps\IDF.

Определение параметров по умолчанию

Параметры, которые требуется задать вручную для дополнительных областей, колодцев и труб или которые используются как значения для вычислений в рамках анализа, можно установить в качестве параметров по умолчанию в диалоговом окне Стандартные параметры анализа гравиметрической сети. Это диалоговое окно можно открыть на странице мастера «Общие».

Замена элементов трубопроводной сети

Мастер «Анализ гравиметрической сети» проверяет текущий каталог элементов на наличие запасных частей. Если требуемый элемент присутствует в каталоге, но отсутствует в текущем списке элементов, он добавляется в текущий список элементов после замены этих элементов.

Если в результате анализа выявлено, что требуется элемент другого размера, размер будет извлечен из исходного семейства труб; если требуемый размер не представлен в данном семействе, он извлекается из других семейств элементов, используемых в трубопроводной сети. В результате материал одной трубы может быть заменен другим (но только в случае, если он уже используется в этой трубопроводной сети).

Если...	и если...	то...
исходный элемент представляет собой 18-дюймовую бетонную трубу и в результате анализа установлено, что можно использовать 12-дюймовую трубу	12-дюймовая бетонная труба присутствует в каталоге элементов	будет использована 12-дюймовая бетонная труба
исходный элемент представляет собой 12-дюймовую бетонную трубу и в результате анализа установлено, что можно использовать 10-дюймовую трубу	10-дюймовая бетонная труба отсутствует в каталоге элементов	то 10-дюймовая труба будет извлечена из других семейств, используемых в трубопроводной сети Прим.: Замена одного материала трубы на другой для соответствия рекомендуемому размеру происходит без уведомления. Чтобы просмотреть материалы труб, можно вывести отчет по трубам или создать на чертеже таблицу, которая содержит столбец с указанием материала трубы.

Уточнение размеров

• После применения результатов к трубопроводной сети, к которой были применены правила для труб, рекомендуется просмотреть трубы в дереве Навигатора и определить, не были ли нарушены правила.
• Возможно, понадобится изменить местоположение и/или отметку водовыпускного колодца в соответствии с требуемым значением покрытия.