ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ARCGIS ΚΑΙ INNOVYZE INFOWATER ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ ΥΔΡΕΥΣΗΣ

Transcript

1 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ARCGIS ΚΑΙ INNOVYZE INFOWATER ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΔΙΚΤΥΩΝ ΥΔΡΕΥΣΗΣ Σπύρος Μίχας, Πολιτικός Μηχανικός, PhD, MSc Ελένη Γκατζογιάννη, Πολιτικός Μηχανικός, MSc Αννέτα Ζερβού, Πολιτικός Μηχανικός, MSc

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ Περιεχόμενα παρουσίασης Παραδείγματα εφαρμογής των εργαλείων ArcGIS και Innovyze Infowater (μαζί με τις επεκτάσεις τους) για την ανάλυση και διαχείριση δικτύων ύδρευσης: 1. Εφαρμογή στο δίκτυο ύδρευσης Μεγάρων (ΔΕΥΑΜ) Υπολογισμός ισοζυγίου ύδατος 2. Εφαρμογή στο δίκτυο ύδρευσης Καρδίτσας (ΔΕΥΑΚ) Διαχείριση ιστορικών δεδομένων καταναλώσεων υδρομέτρων 3. Εφαρμογή στα εξωτερικά δίκτυα του Δήμου Νιγρίτας Προγραμματισμός αντλιών 4. Συμπεράσματα ArcGIS, για τη διαχείριση όλων των γεωγραφικών πληροφοριών, Innovyze Infowater, για την μαθηματική προσομοίωση του δικτύου και την ανάλυση των διαφόρων σεναρίων Τα δύο λογισμικά διαθέτουν κοινή πλατφόρμα γεωγραφικής επεξεργασίας και υδραυλικής ανάλυσης, γεγονός που καθιστά εύχρηστη και ευχάριστη τη λειτουργία για το χρήστη.

3 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ ΜΕΓΑΡΩΝ Εισαγωγή Αντικείμενο έργου To υπό μελέτη έργο αφορά στην «Προμήθεια εγκατάσταση και θέσει σε λειτουργία συστήματων ελέγχου και περιορισμού διαρροών στο υφιστάμενο εσωτερικό δίκτυο ύδρευσης της πόλεως των Μεγάρων». Στα πλαίσια του εν λόγω έργου αντικείμενο της παρούσας είναι: η δημιουργία χαρτογραφικού υποβάθρου, η ανάλυση και επεξεργασία των στοιχείων καταναλώσεων υδρομέτρων και των μετρήσεων παροχής των μετρητών ΕΥΔΑΠ, ο υπολογισμός του υδατικού ισοζυγίου για το εσωτερικό δίκτυο ύδρευσης Μεγάρων.

4 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ ΜΕΓΑΡΩΝ Υφιστάμενο δίκτυο ύδρευσης - Περιγραφή Από το 1999 η πόλη τροφοδοτείται από τον αγωγό της ΕΥΔΑΠ, ο οποίος ξεκινά από τις εγκαταστάσεις της Μάνδρας. Η τροφοδοσία του δικτύου των Μεγάρων γίνεται χωρίς αναρρύθμιση σε τρία σημεία στο βόρειο τμήμα της πόλης: ΠΡΟΒΛΕΠΟΜΕΝΗ ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΜΕΓΑΡΩΝ Η ΕΥΔΑΠ έχει κατασκευάσει και δεξαμενή στα δυτικά της πόλης, η οποία προβλέπεται να λύσει το πρόβλημα της αναρρύθμισης, όμως δεν είναι ακόμη σε λειτουργία.

5 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ ΜΕΓΑΡΩΝ Στοιχεία καταναλώσεων υδρομέτρων Τα στοιχεία καταγραφής κατανάλωσης που αντλήθηκαν από το Δήμο Μεγάρων, αφορούν σε συνολικά υδρόμετρα. Η περίοδος των μετρήσεων αφορά το διάστημα από το 1 ο δίμηνο του 2001 έως το 2 ο δίμηνο του Τα υδρόμετρα αυτά μπορούν να ομαδοποιηθούν βάσει της διεύθυνσης και τον τομέα τους ως εξής:

6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ ΜΕΓΑΡΩΝ Γεωκωδικοποίηση υδρομέτρων Με βάση τη διεύθυνση αποδίδονται σε κάθε υδρόμετρο συντεταγμένες (Χ, Υ) και πραγματοποιείται η γεωγραφική τοποθέτηση των υδρομέτρων. Το σύστημα συντεταγμένων που χρησιμοποιήθηκε είναι το ΕΓΣΑ 87. Πραγματοποιήθηκε με ειδικά εργαλεία του ArcGIS: Geocoding ArcGIS Online Όσα υδρόμετρα δεν εντοπίστηκαν, λόγω ασαφούς ή λανθασμένης περιγραφής της διεύθυνσης εξετάστηκαν περαιτέρω και τοποθετήθηκαν με μη αυτόματο τρόπο στην κατάλληλη θέση.

7 Γεωκωδικοποίηση υδρομέτρων Εποπτική εικόνα υφιστάμενου δικτύου ύδρευσης Μεγάρων με τα υδρόμετρα μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας γεωκωδικοποίησης: ΠΡΟΣ ΚΙΝΕΤΑ

8 Εργαλείo διασύνδεσης χάρτη δεδομένων υδρομέτρων Αναπτύχθηκε ένα εργαλείο σε περιβάλλον ArcGIS, το οποίο δημιουργεί διασύνδεση μεταξύ του χάρτη και των αποτελεσμάτων της στατιστικής ανάλυσης που πραγματοποιήθηκε για τα υδρόμετρα. Ενέργειες: 1. Επιλογή υδρομέτρου βάσει Κωδικού ή Ονόματος ή Διεύθυνσης 2. Εστίαση στο χάρτη 3. Εμφάνιση των στατιστικών χαρακτηριστικών του υδρομέτρου

9 Μετρήσεις παροχής Το υφιστάμενο δίκτυο ύδρευσης των Μεγάρων διαθέτει 3 εγκατεστημένους μετρητές παροχής της ΕΥΔΑΠ, στις θέσεις όπου ο αγωγός συνδέεται με το εσωτερικό δίκτυο και το τροφοδοτεί με νερό. Με τα όργανα αυτά η ΕΥΔΑΠ ελέγχει και τιμολογεί τις ποσότητες ύδατος που καταναλώνονται από το συνδεδεμένο δίκτυο.

10 Μετρήσεις παροχής Διάγραμμα μέσων ημερήσιων παροχών των μετρητών των Μεγάρων Διατέθηκαν ημερήσιες μετρήσεις παροχής για τη χρονική περίοδο

11 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ ΜΕΓΑΡΩΝ Μετρήσεις παροχής Σε εξέλιξη η εγκατάσταση Σταθμών ελέγχου παροχής και πίεσης στο δίκτυο στα πλαίσια του παρόντος έργου:

12 Ισοζύγιο ύδατος δικτύου Μεγάρων Η κατάρτιση του ισοζυγίου αφορά την κοινή περίοδο μετρήσεων τροφοδοσίας (3 μετρητές παροχής) και κατανάλωσης ( υδρόμετρα), η οποία εκτείνεται από το 2008 έως το Οι ποσότητες μη τιμολογούμενου νερού που διαπιστώθηκαν είναι της τάξεως του 56% ετησίως:

13 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Εισαγωγή Αντικείμενο To υπό εξέταση έργο αφορά στην «Προμήθεια και εγκατάσταση συστήματος εντοπισμού διαρροών, διαχείρισης και τηλεελέγχου δικτύου ύδρευσης του Δήμου Καρδίτσας». Εργασίες στο πλαίσιο του εν λόγω έργου: δημιουργία χαρτογραφικού υποβάθρου με τη χρήση ArcGIS, κατάρτιση υδραυλικού ομοιώματος, γεωκωδικοποίηση υδρομέτρων, ανάλυση δεδομένων καταναλώσεων, επεξεργασία μετρήσεων παροχής και βαθμονόμηση του μοντέλου, επίλυση και διαχείριση των αποτελεσμάτων. Αντικείμενο της παρούσας είναι: Η χωρική ανάλυση των δεδομένων καταναλώσεων με τη χρήση εργαλειών του ArcGIS.

14 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Εισαγωγή Περιγραφή του δικτύου Η Καρδίτσα τροφοδοσία εξυπηρετείται γίνεται μέσω σήμερα, κεντρικών σε όλη τροφοδοτικών της την έκταση αγωγών και σε από ορισμένες τις επεκτάσεις Εγκαταστάσεις της, καθαρισμού από ενιαίο δίκτυο ύδατος ύδρευσης (διυλιστήρια) το οποίο Σύνδεσμος ξεκίνησε Καρδίτσας. να κατασκευάζεται τη δεκαετία του 1930.

15 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Σύνοψη έργου Στοιχεία κατανάλωσης υδρομέτρων Αντλήθηκαν από τη ΔΕΥΑΚ: Λειτουργούν υδρόμετρα για ~ κατοίκους Ιστορικά δεδομένα καταναλώσεων από το ανά δίμηνο Το ~70% των υδρομέτρων είναι παλαιά, ενώ καινούργια είναι μόνο το 30%. Μετά την επεξεργασία και την ανάλυση των δεδομένων κατανάλωσης, πραγματοποιήθηκε η γεωκωδικοποίηση των υδρομέτρων με τα εργαλεία Geocoding/ArcGIS-Online

16 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Χωρική Στατιστική Ανάλυση Γενικά Spatial Statistics toolbox: εργαλεία για ανάλυση χωρικών κατανομών, διαδικασιών και σχέσεων ενσωμάτωση χωρικών σχέσεων μεταξύ των στοιχείων (εγγύτητα, επιφάνεια, απόσταση, μήκος κ.λπ.) Εφαρμογές εργαλείων: σύνοψη εμφανών χαρακτηριστικών μιας χωρικής κατανομής προσδιορισμός στατιστικά σημαντικών χωρικών ομάδων αξιολόγηση συνολικής εικόνας συγκέντρωσης ή διασποράς στοιχείων ομαδοποίηση στοιχείων βάσει ομοίων ιδιοτήτων διερεύνηση χωρικών σχέσεων

17 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Χωρική Στατιστική Ανάλυση Hot Spot Analysis - Δεδομένα Shapefile υδρομέτρων Περίγραμμα περιοχής Πίνακας με στοιχεία κατανάλωσης ανά υδρόμετρο και έτος

18 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Χωρική Στατιστική Ανάλυση Πολύγωνα Thiessen

19 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Χωρική Στατιστική Ανάλυση Spatial Weights Matrix

20 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Χωρική Στατιστική Ανάλυση Model Builder Επαναληπτική διαδικασία επεξεργασίας του πίνακα καταναλώσεων για κάθε έτος ( ) Συνδυασμός των αρχείων και παραγωγή 1 feature class για κάθε έτος με στοιχεία καταναλώσεων ανά υδρόμετρο Δημιουργία τόσων αντιγράφων του shp πολυγώνων Thiessen όσων και τα εξεταζόμενα έτη

21 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Χωρική Στατιστική Ανάλυση Model Builder Επαναληπτική διαδικασία επεξεργασίας κάθε feature class που δημιουργήθηκε από την προηγούμενη διαδικασία Εκτέλεση εργαλείου χωρικής στατιστικής ανάλυσης Hot Spot και παραγωγή του αντίστοιχου feature class αποτελεσμάτων για κάθε έτος

22 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Χωρική Στατιστική Ανάλυση Παρουσίαση αποτελεσμάτων Μεταβολή καταναλώσεων Μεταβολή Hot & Cold Spots

23 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΟ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΟΥ Δ. ΚΑΡΔΙΤΣΑΣ Χωρική Στατιστική Ανάλυση Συμπεράσματα Χρησιμότητα εργαλείων χωρικής στατιστικής ανάλυσης (Spatial Statistics Tools): Καθορισμός στατιστικά σημαντικών χωρικών ομάδων υψηλών και χαμηλών τιμών οποιασδήποτε παραμέτρου ενδιαφέροντος (π.χ. κατανάλωσης νερού, μεταβολής κατανάλωσης κ.λπ.) Άμεσος εντοπισμός από το οπτικό αποτέλεσμα των περιοχών που παρουσίασαν μεταβολές στις καταναλώσεις και δυνατότητα ελέγχου των αιτιών (π.χ. χάλασαν υδρόμετρα, κατασκευάστηκαν κτίρια; κ.λπ.)

24 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Εισαγωγή Αντικείμενο έργου To υπό μελέτη έργο αφορά στην «Εγκατάσταση συστήματος τηλε-ελέγχου τηλεχειρισμού για την παρακολούθηση ποιότητας ποσότητας πόσιμου νερού του δήμου Νιγρίτας». Στα πλαίσια του εν λόγω έργου αντικείμενο της παρούσας είναι: η δημιουργία χαρτογραφικού υποβάθρου, η ψηφιοποίηση των υφιστάμενων υδραυλικών έργων, η δημιουργία υδραυλικών μοντέλων προσομοίωσης, η βαθμονόμηση των μοντέλων ο προγραμματισμός της λειτουργίας των αντλιών και η βελτιστοποίηση του προγράμματος αντλιών βάσει του συνολικού κόστους λειτουργίας.

25 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Υφιστάμενα έργα 4 ανεξάρτητα δίκτυα τροφοδοσίας των οικισμών: Νιγρίτα-Ανθή Τερπνή Φλάμπουρο Θερμά Άντληση με γεωτρήσεις, μεταφορά σε δεξαμενές προς αποθήκευση και στη συνέχεια διοχέτευση στα εσωτερικά δίκτυα. Έχουν τοποθετηθεί όργανα μέτρησης παροχής,πίεσης, στάθμης δεξαμενής στο δίκτυο.

26 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Σύστημα Scada Στα πλαίσια του έργου εγκαταστάθηκε σύστημα συλλογής και αποθήκευσης Scada. Ακολουθεί το διάγραμμα λειτουργίας του δικτύου Φλάμπουρο στο οποίο περιλαμβάνονται και οι θέσεις των οργάνων μέτρησης που έχουν εγκατασταθεί. Μέτρηση πίεσης Μέτρηση παροχής

27 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Προγραμματισμός αντλιών Από το σύστημα Scada καθορίζεται και το πρόγραμμα λειτουργίας κάθε αντλίας που υπάρχει στο δίκτυο. Η λειτουργία των αντλιών εξαρτάται από τη στάθμη της κατάντη δεξαμενής την οποία τροφοδοτεί. Στο δίκτυο Φλάμπουρο, η αντλία ανοίγει όταν η πλήρωση της δεξαμενής είναι 75% και κλείνει αντίστοιχα στο 90%

28 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Προγραμματισμός αντλιών Το πρόγραμμα λειτουργίας των αντλιών εισάγεται σε κάθε μοντέλο με το εργαλείο Rule-Based Control

29 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Προγραμματισμός αντλιών Επίσης χρησιμοποιήσαμε το εργαλείο Control: χειροκίνητη επιλογή κριτηρίων λειτουργίας: έγκειται στην κρίση του χρήστη και προσαρμόζεται στις εκάστοτε ανάγκες. Κριτήρια λειτουργίας: Χρονικά Ύψος πίεσης Παροχή

30 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Διαχείριση σεναρίων Σε κάθε μοντέλο πραγματοποιήθηκε και η ανάπτυξη πολλαπλών σεναρίων λειτουργίας προκειμένου να διερευνηθεί η απόκριση του συστήματος σε διάφορες αλλαγές που αφορούν: -Εποχιακή λειτουργία (καλοκαίρι-χειμώνας) -Βλάβες στη λειτουργία αντλιών -Βλάβες στο δίκτυο -Μεταβολές στην κατανάλωση -Επεκτάσεις του δικτύου -προγραμματισμός αντλιών Εργαλείο ταυτόχρονης επίλυσης πολλών σεναρίων

31 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Αποτελέσματα επίλυσης μοντέλων

32 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Δοκιμές βελτιστοποίησης λειτουργίας αντλιών Παραδοχές σενάρια:

33 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΝΙΓΡΙΤΑΣ Δοκιμές βελτιστοποίησης λειτουργίας αντλιών Αποτελέσματα ανάλυσης κόστους:

34 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Συμπεράσματα από τη χρήση των εργαλείων ArcGIS και Infowater Πλεονεκτήματα από την ολοκληρωμένη διαχείριση σε ArcGIS και Innovyze Infowater Δυνατότητα για συνδυαστικές επεξεργασίες και αναλύσεις Δυνατότητες δημιουργίας διαχείρισης - αξιολόγησης σεναρίων (αναπτυξιακά σενάρια what if, επιχειρησιακά σενάρια: αποφάσεις, αποτελέσματα, συνέπειες) Άμεσα οπτικά αποτελέσματα Ανάλυση αποτελεσμάτων σε περιγραφικό και γεωγραφικό περιβάλλον Ελαχιστοποίηση δαπανών με κατάλληλες επιχειρησιακές αποφάσεις Ιεραρχημένη αντιμετώπιση προβλημάτων και εξεύρεση λύσεων Αειφόρες στρατηγικές διαχείρισης του δικτύου ύδρευσης

35 Ευχαριστούμε για την προσοχή σας! Σπύρος Μίχας Πολιτικός Μηχανικός, PhD, MSc Ελένη Γκατζογιάννη, Πολιτικός Μηχανικός, MSc Αννέτα Ζερβού, Πολιτικός Μηχανικός, MSc