تعیین قطر اقتصادی لوله ها در سیستم های آبرسانی

چرا تعیین قطر اقتصادی لوله ها در سیستم های آبرسانی حائز اهمیت است؟ کدام نرم افزار چنین امکان را فراهم می کند؟ با ما تا آخر نوشته همراه باشید.

یکی از عمده ترین چالش هایی که پیش روی طراح شبکه آبرسان قرار دارد، ارائهء طرحی است فنی که علاوه بر تأمین کلیه اصول مهندسی، از توجیه اقتصادی مناسب نیز برخوردار باشد. اگرچه همواره می توان با تکیه بر روش های سنتی، طراحی سیستم های آبرسان را مدیریت نمود مع الوصف با توجه به امکانات موجود در نرم افزارهای تخصصی مهندسی آب و توانایی این نرم افزارها جهت انجام کلیه محاسبات هیدرولیکی بدیهی است در پرتو بکارگیری امکانات تخصصی موجود، ارائه طرح های کاربردی و نیز تحلیل و عیب یابی طرح های در حال بهره برداری بسیار سریع تر و دقیق تر از هر زمان دیگر امکان پذیر خواهد بود. از میان کلیه نرم افزارهای تحلیل گر سیستم های هیدرولیکی با توجه به روند رو به رشد استفاده از نرم افزارهای کمپانی Bentley در راستای طراحی و نیز بهره برداری از سیستم های هیدرولیکی تحت فشار، بسته های پیشنهادی این شرکت همواره بیش از هر مجموعه دیگر مورد توجه جامعهء مهندسین و متخصصین صنعت آب و فاضلاب بوده است.

نرم افزار WaterGEMS یکی از شاخص ترین نرم افزارهای ارائه شده توسط Bentley است که همواره مورد استقبال مهندسین آب واقع شده و با امکاناتی خیره کننده و در پاره ای موارد، منحصر به فرد امکان طراحی یا تحلیل فنی و بهینه سازی شبکه های آبرسان را فراهم ساخته است. یکی از ویژگی های بارز موجود در این نرم افزار، تعیین قطر اقتصادی لوله ها در سیستم های آبرسانیِ در دست طراحی در شبکهء طرح و یا بهینه سازی اقطار لوله در سیستمهای طراحی شدهء شبکه های موجود است.

حتما بخوانید آشنایی با نرم افزار HEC-GridUtil

نرم افزار WaterGEMS با منطقی تحت عنوان الگوریتم ژنتیک و نیز با استفاده از تابع تکنیکی معروف خود، Darwin Designer، قادر به ارائه سناریو های متعدد به صُوَرِ متعدد است به قِسمی که ضمن برآورد حداقلِ هزینه جهت لوله گذاری قادر می باشد با کسب اطلاع از میزان سرمایهء تحت اختیار کارفرما، اقدام به طراحی قطرِ فنیِ لوله ها به اقتصادی ترین شیوه ممکن نموده و در این راستا با ارائهء پیشنهاداتی در قالب سناریوهای اجرایی بهینه در چهار چوب و محدودهء حداکثر سرمایه موجود، اتخاذ مناسب ترین تصمیم جهت سایز بندی لوله ها را برای طراح میسر سازد.

طی فرآیند تحلیل، نرم افزار انواع قطرهای موجود که در منطقه طرح و یا اقطاری که هزینه انتقال آنها جهت ایجاد شبکه آبرسان مقرون به صرفه باشد در جنس های مختلف (چدن نشکن، آلومینیمی، فولادی، بتنی، فایبرگلاس، PVC، Polyethylene و … ) را به عنوان ورودی از کاربر دریافت نموده و پس از دریافت اطلاعات اولیه، در محدوده سرعت و فشار طراحی اقدام به تعریف سناریوهای متفاوت با اقطار پیشنهادی گوناگون خواهد نمود؛ ضمن آنکه در هر سناریو هزینه تمام شده جهت تأمین لوله های موجود در شبکه با اقطارِ اعلام شده، برآورد و به کاربر اعلام خواهد گردید.

در آغاز کار تحلیل جهت تعیین قطر اقتصادی لوله های شبکه طرح، کاربر محدوده های دلخواه خود در مورد فشار و سرعت را به نرم افزار اعلام نموده و نقاط استثناء را معین می نماید. در واقع بدین شکل به نرم افزار اعلام می نماییم که تأسیساتی خاص در شبکه موجود است و به هر دلیل فنی، اجتماعی، استراتژیک و … باید محدوده کنترلی متفاوت نسبت به دیگر بخش های شبکه را دارا باشد. در همین گام نوع طراحی بر مبنای حداقل هزینه ممکن یا با حضور بهترین فشار مجاز جهت گره های موجود در شبکهء طرح به نرم افزار اعلام و چهار چوب و اساس کلی طراحی مشخص خواهد شد. در تعریف رنج های کنترلی آیتمهای مربوطه یک به یک و یا بطور گروهی انتخاب شده، نوع متریال کاربردی جهت لوله ها و قیمت هر متر لوله بسته به قطر خریداری شده (یا در دسترس) معین می گردد. نکته قابل تأمل آنکه در صورتِ لزومِ استفاده از چند نوع لولهء متفاوت در شبکه مورد طراحی بطور همزمان، باید قطر صفر با قیمت تمام شدهء صفر ریال به ازاء هر متر طول لوله نیز به نرم افزار اعلام گردد. در این حالت نرم افزار جهت حذف یک نوع متریال خاص، با تخصیص قطر صفر در مقطع مورد بررسی، از لولهء مورد نظر عبور کرده و جنس های دیگر را مورد قضاوت مهندسی قرار خواهد داد.

حتما بخوانید تامین فشار در شبکه‌های شهری

حال پس از انجام این کار می توان روش طراحی را مشخص نمود و با در نظر گرفتن این نکته که آیا نرم افزار روند طراحی را مدیریت می کند یا کاربر بر این امر نظارت خواهد داشت، می توان گزینه دلخواه را انتخاب نموده و پس از اطمینان از Active بودن کلیّه خطوط لولهء مورد نظر جهت تعیین قطر اقتصادی، اقدام به گروه بندی مناسب کرده و لوله هایی که از شرایط هیدرولیکی یکسان برخوردار هستند را در دسته هایی جداگانه طبقه بندی نمود. انجام این عمل تا حدودی زیاد به دید کارشناسی کاربر (طراح اصلی) بستگی دارد و بدیهی است که در صورت دسته بندی لوله ها بصورت صحیح و اصولی، زمان مورد نیاز جهت بررسی اقطار لوله های موجود بطور چشمگیر کاهش یافته و نتایج کلی با سرعتی بیشتر در قالب سناریوهای آماده تسلیم کاربر خواهد شد.

پس از فراغت از دسته بندی لوله های مشابه در گروه های طبقاتی یکسان، تعیین خواهد شد که هر zone از منطقه طرح توسط کدامیک از انواع لوله های تعریف شده اشغال خواهد شد. در نهایت مجددا مشخص خواهیم ساخت که آیا طراحی بر مبنای حداقل هزینه ممکن صورت پذیرد و یا هزینه تحت اختیار کارفرما تعیین کننده روند طراحی شود. بدیهی است که در معرفی این میزان، توجه به این نکته که حداقل سرمایهء در دسترس نمی تواند از حداقل هزینه لازم جهت طراحی کمتر باشد منطق محاسباتی نرم افزار را در جهت دلخواه هدایت کرده و سمت و سوی آنرا معین خواهیم ساخت.

حتما بخوانید رنگ‌بندی عوارض (Color Coding)

در انتها نرم افزار سوال خواهد کرد که از میان بهترین گزینه های موجود، چند مورد را به عنوان نتیجه ارائه کند. با تعیین تعداد گزینه های بهینه، نرم افزار قادر خواهد بود ضمن ساخت سناریوهای جدید، آلترناتیوهای موجود را به سناریوی مربوطه تخصیص داده و پایان روند طراحی را اعلام نماید. حال با بررسی سناریوها پیشنهادی نرم افزار، کاربر قادر خواهد بود طرح دلخواه خود را از میان گزینه های روی میز انتخاب نماید.