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
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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
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ÍNDICE
� Objectivos
� Estrutura da Aplicação
� Caso Prático
� Conclusões� Conclusões
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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
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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;
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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
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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”.
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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
AtributoTipo de Informação
(Domínio)Descrição
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
AtributoTipo de Informação
(Domínio)Descrição
Csaid Real Caudal de Saída
CpiezReal
Cota Piezométrica
ID_Reserv Inteiro Identificação do reservatório
Nós_ActNós_ActNós_ActNós_Act
AtributoTipo de Informação
(Domínio)Descrição
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
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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,
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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
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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)
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RESULTADOS OBTIDOS
� Activação da aplicação
� Surge
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Escola Superior de Tecnologia e GestãoInstituto Politécnico da Guarda� Reservatório
��������
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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
��������
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Localização do
Reservatório ou Nó
Caixa de diálogo,
informação descritiva
Fim
Informação descritiva guardada
em tabela “Object Data”
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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”
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� Conduta
��������
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� Conduta (cont.)
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� Acessório
��������
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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
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CASO PRÁTICO
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COMPARAÇÃO DE RESULTADOS
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COMPARAÇÃO DE RESULTADOS
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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
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IMPORTAÇÃO DA REDE
��������
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REDE DE MARTIGNY
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CÁLCULO HIDRÁULICO
� Inicio do cálculo
� Rede.in
Rotina de cálculo (dll)��������
� Rotina de cálculo (dll)
� Rede.out
� Actualização da Base de Dados
��������
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� Permite Exportar:
� Dados
� Resultados
RELATÓRIO
��������
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RESULTADOS
� Verificação da consistência com H-Net CAD
� Criação de Topologia em SIG
� Análises de Rede
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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”
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“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
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“SHORTEST PATH”“SHORTEST PATH”“SHORTEST PATH”“SHORTEST PATH”
� Critério, comprimento. � Critério, tempo ( percurso)
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“SHORTEST PATH”“SHORTEST PATH”“SHORTEST PATH”“SHORTEST PATH”
� 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
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““““FLOODFLOODFLOODFLOOD TRACE”TRACE”TRACE”TRACE”
� Ponto inicial do percurso, reservatório
� Tempo de percurso: 10min.
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““““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
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� 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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FIM
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