MODELLEZÉS A VÁROSI VÍZGAZDÁLKODÁSBAN HIDROINFORMATIKA Készült az projekt keretében, a DHI Prága oktatási anyagainak felhasználásával 2010.12.07. 1 Az elıadás tartalma Bevezetés Hidroinformatika (Hi) A hidroinformatika történeti vonatkozásai A hidroinformatika definíciója Szimulációs modellek a Hi alapjai Adatok a hidroinformatika számára Információa rendszerek és a hidroinformatika Alkalmazott Hi a tanácsadó szerepe Látható trendek Árvíz Prágában, 2002 1
Árvízvédelem Prágában 2002 mobile gátaszerkezet Árvízvédelem Prágában 2002 mobile gátaszerkezet expert Prága 2002. - elöntések 2D modellezése 2
2D árvízmodellezés - sebességek Áramlási sebességek térképe Hidroinformatika A hidroinformatika definíciója: Technológiai jellegő, a számítástechnika alkalmazásán alapuló tudományág, amely a: - Hidrológiát, - Hidraulikát, és az - Informatikát, információ technológiát olyan egységes keretbe integrálja, ami jelentıs hatással van a társadalom fejlıdésére. (Abbott 1987) A vízrendszer mőködését leírı szimulációs modell a hidroinformatika alapeleme 3
A hidroinformatika elméleti alapjai Hidraulika (a vízi rendszer fizikája) hosszú múltra tekint vissza alapvetı tudományág Hidrológia mőszaki tudományág Számítógépes hidraulika (Abbott - 1969) Def.: tudományág, ami egységes keretbe integrálja a hidraulikát, a a matematika numerikus módszereit és a numerikus programozást Informatika Kémia, Biológia, Ökológia A hidroinformatika alkalmazási céljai Elırejelzés a vízi ökoszisztéma elemzésénél Az ökoszisztémába történı beavatkozások hatásainak ellenırzése ha-akkor típusú szcenárióknál A mérnöki gyakorlat és a vízi ökoszisztéma védelmének integrálása Eszköz nyújtása a komplex vízi ökoszisztémával való gazdálkodáshoz A beruházási politikák optimalizálása A rendszerek gyakorlási, megismerési lehetısége: üzemelési /üzemeltetési/ játékok Más mőszaki területek támogatása (például: GIS, Szakértıi rendszerek, Döntéstámogatási rendszerek) Törvényi szabályozás megalapozása A mérnöki tervezési munkák optimalizálása Hidroinformatikai Rendszer (HiR) Összekapcsolódó, egységes rendszerben mőködı eszközök készlete, ami ezáltal azon információk és ismeretek lényegi elemeit összesíti digitális formában, amelyek elsısorban a hidraulika hidrológia alkalmazott kutatások eredményei a törvénykezés, jog a társadalmi és gazdasági akörnyezetvédelem informatika és monitoring, adatbázisok területérıl származnak 4
Hidroinformatikai Rendszer (HiR) Információs rendszerek GIS Adatbázisok Tudásbázisok Felhasználó Felhasználói interfész (GUI) Emissziók Transzport folyamatok Modellek Vízmin ıség Ökológia Döntéstámogató rendszerek Stratégiai szcenáriók Környezeti hatások Társadalmi gazdasági hatások A hidroinformatika kialakulásának tényezıi A számítógépes hidraulikai szimulációs modellek fejlıdése Az információ-technológia megalapozása Komplex rendszerek menedzsmentjének kialakulása Az elemzésekhez szükséges adatgyőjtési és monitorozási módszerek fejlıdése Az elkülönülı egyéb és mőszaki tudományterületek közötti kommunikáció szükségességének igénye. Új igények a bemutatási, megjelenítési módszerekben (animáció). A tudomány meghatározó személyiségeinek szerepe (Abbott, Cunge, Ionescu, Price,...) Tudományos mőhelyek hatásai (NHL, DHI, DH, Hr, IAHR, IAHS) A hidroinformatika kialakulásának tényezıi A Dynamics gazdaságiof folyamatok economical dinamikája processes Új New technológiák technologies Vizi közm. Management and planning tervezés in urban drainagearea üzemeltetés Korlátozott Restricted pénzügyi financial források sources Az Protection ökoszisztéma of living védelme environment 5
A hidroinformatika kialakulásának története Hardware fejlıdés személyi számítógépek 1980 - IBM PC.... 2005 Intel = 2 Core processors Software fejlıdés Operációs rendszerek (egységesítés) Szoftver alkalmazások -(szövegszerkesztık, táblázatkezelık, grafikai modulok) Specializált szoftverek szimulációs modellek Szabványosított adatbázisok. A szimulációs szoftverek növekvı alkalmazása a mérnöki gyakorlatban A hidroinformatika kialakulásának története Generációk a szimulációs eszközök fejlıdésében 1.generáció - képletszámítás - analóg 2.generáció - one-off modellek, 60-as évek, nagy eszközök 3.generáció sokkal általánosabb matematikai modellek 70- es évek, változatos input lehetıségek 4.generáció- PC-re alapozott, menü rendszerő technológia, DOS, gyenge grafika, fejletlen szabványosítás 80-as 90-es 5.generáció - napjaink UNIX x WINDOWS, DB, minıségi grafika, GIS, kliens szerver 6. generáció - jövı (KBS, UI), RTC, max biztonság,? A HiR magja a szimulációs modell RDBMS 6
2010.12.07. Szimuláció - modellezés A modellek olyan eszközök, melyek képesek a fizikai rendszerek hosszútávú viselkedésének leképezésére azok meghatározó folyamatainak bemutatására. Koncepcionális modellek A természeti folyamatok helyettesítésére szolgáló koncepciók alkalmazása (például a nem lineáris tározó) Determinisztikus modellek A természeti folyamatokat leíró differenciál egyenletek matematikai megoldásai (hidrodinamikai egyenletek, folytonossági egyenlet) Stochasztikus modellek A természeti folyamatok statisztikai módszereken alapuló leírásán alapulnak Determinisztikus szimulációs modellek digitális másolata a fizikai rendszernek (1, 2, 3D) A tanulmányozott jelenség szempontjából fontos folyamatok szimulációja (nem stacionárius, dinamikus, folytonos) Q + t Q2 A x + ga y + gai x E = gai 0 Q H + bx = 0 x x a külsı hatásra a valóságossal megegyezı válasz általában nehéz megfelelı adatokkal ellátni Q h h Q h h Q Elırejelzések: Mi történik, ha... UW expert Szimulációs modell, mint a virtuális valóság 7
Szimulációs modellek Definíció program (digitális kód) modell (eszköz a felhasználó számára a valóság szimulálásához) matematikai modell x fizikai modell Szimulációs eszköz A modell felépítése : 1. a feladat meghatározása 2. egyszerősítés (Térben és idıben) 3. az alapvetı összefüggések, egyenletek 4. függı és független változók 5. empirikus és kiegészítı formulák 6. a feladat algoritmizálása 7. kerületi és kezdeti feltételek 8. kalibráció 9. igazolás 10. szimuláció A szimulációs modellek moduláris szerkezete Csapadék - Lefolyás Advekció - Diszperzió Hidrodinamika Vízminıség Üledék transzport Árvízi elırejelzés Csapadék lefolyás folyamata Csapadék i t Vízgyőjtı Befogadó Q t 8
Csapadék lefolyás folyamata Black Box modellek Fizikai folyamat modell Csapadék Algoritmus Lefolyás a vízgyőjtırıl csapadék Intercepciós tározás - Párolgás Veszteség modellek Csapadék Veszteség modell Lefolyó csapadék Útvonal modell Lefolyás a vízgyőjtırıl Csatorna lefoyás Tározódás Lefolyás a vízgyőjtırıl Depressziós tározás Telítetlen zóna Telített zóna Talajvíz kapcsolatok Hidrodinamikai folyamatok Rendszer leírás Hurkolt hálózat (1D, 1D+) 2D horizontális háló Hidraulikai jelenség Visszaduzzasztási hatások Elöntési útvonalak Hullámterjedés Energia veszteségek Hidraulikai szerkezetek Bukók Átereszek Hidak Szabályozó berendezések Zsilipek Szivattyútelepek Szabályozó szerkezetek Gátszakadások Hidroinformatika és az adatok RDBMS 9
Komplex rendszerek optimális mőködtetéséhez információra van szükségünk Mivel a poszt-indusztriális szervezetek a környezeti komplexitás és zavarok növekedésével találják magukat szemben, igényük a folyamatokról szóló információkra és a kényszer, hogy döntéseket hozzanak jelentısen növekedni fog", (Huber, 1984). Az információk kezelése a komplex rendszerek problémáinak kezeléséhez egyike a kulcsfontosságú tényezıknek. (Ratzek, 1992) Az információ technológia az elırejelzésnek, a környezet változásával való bánásmódnak és az alkalmazkodásnak alapvetı eszköze az intézmények számára (Malone & Rockart, 1993) Adatok napjainkban Változások a vízhez kötıdı problémák megközelítésében Növekvı igény az integrált megoldásokra Az információ technológia hatásai Összpontosítás az élı környezetre Változások az adatigényben Növekvı adatigény (minıség, mennyiség) Az adatgyőjtés, frissítés és tárolás növekvı költségei Igény a gyors és olcsó adatcserére Igény a folyamatos adatfrissítésre és kezelésre Napjaink adatforrásai széles tartomány és nagy adattömeg Csak az adatok egy része digitális formátumú Sokféle, specializált adatbázis Változatos tulajdonságú adatbázisok, formátumok, minıségek Kommunikáció az export/import eljárások szerint Adatok a szimulációs modellhez Rendszer adatok Csı (X,Y,Z, hossz, átmérı, érdesség, lejtés, ) Aknák (X,Y,Z1,Z2, átmérı, befolyás, kifolyás) Szerkezetek (átemelı, z.kiömlı, tározó, zsilip, ) Vízgyőjtı terület (méret, lejtés, vízzáróság, lakosszám) Folyamat adatok (idısorok) Vízfogyasztás Áramlási paraméterek (v, h, Q) Vzminıségi adatok (O 2, NH 4, NO 3, P) Csapadék (i) Üzemelési adatok Zsilipek elzárók mőködése, szivattyú QH, Modell paraméterek 10
-1037000-1038000 -1039000-1040000 -1041000-1042000 -1043000-1044000 -1045000-1046000 -1047000-1048000 -1049000-1050000 -1051000-1052000 -1053000-1054000 -750000-745000 -740000-735000 -1034000000-1036000000 -1038000000-1040000000 -1042000000-1044000000 -1046000000-1048000000 -1050000000-1052000000 -1054000000-1056000000 -1058000000-1060000000 Untitle d -750000000-745000000 -740000000 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 Flags 1-1-1990 16-5-1991 27-9-1992 9-2-1994 24-6-1995 5-11-1996 20-3-1998 2010.12.07. A modellezéshez szükséges adatok Az adatigényt jelentısen befolyásolja a szimuláció típusa: elöntések vízminıség Üledék transzport gátszakadás A vízfolyás topológiai adatai (keresztszelvények, mőtárgyak ) Az árteek topológiai adatai (elöntési felszín, az elöntési területek objektumai fényképek, digitális terepmodell ) Hidrológiai és hidraulikai adatok (érdesség, Q-H görbék, berendezések mőködtetési szabályai, csapadék, vízállás és vízhozam idısorok) További adatforrások h [mm] 500 523 513 445 534 475 427 400 355 372 419 300 200 100 0 199019911992199319941995199619971998 1 Adatfelhasználók Közmő vállalatok GIS CAD RDBMS Tulajdonosok RDBMS Kormányzati szervek Kutató intézetek Spec. eszközök Szimulációs modellek RDBMS GIS CAD Mérnöki tanácsadó cégek Szimulációs GIS, CAD Spec. modell RDBMS eszközök 11
EXCELL TABLE FROM MANHOLE SURVEY SITUATION PLAN IN CAD FORMAT FROM MANHOLE SURVEY GIS THEMES kan_pkt kan_lin EXCELL TABLE FROM MANHOLE SURVEY SITUATION PLAN IN CAD FORMAT FROM MANHOLE SURVEY GIS \U+ 0442\U+ 0435\U+ 043C\U+ 0438: kan_pkt kan_lin HORISONTAL, VERTICAL PLAN AND PHOTO FOR MANHOLE EXCELL TABLE FROM MANHOLE SURVEY kan_pkt kanal_pkt_ms kan_pkt kanal_pkt_ms kan_pkt kanal_pkt_ms kan_pkt kan_lin kan_lin START MS-GIS TRANSFER 1 CONTRACT CREATE THEME kanal_pkt_ms FOR COLLECTOR KAKACH VERIFICATION DOES MANHOLE EXIST IN GIS YES VERIFICATION DOES MANHOLE HAS RIGHT LOCATION YES ENTER DATA "A" IN GIS THEMES VERIFICATION OF NUMBERS -FILL FIELD kan_pkt SAVE AS kak_pkt kan_lin Ms_No JOIN TABLES kan_pkt kanal_pkt_ms COPY FIELDS WITH DATA"B" FROM kanal_pkt_ms TO kan_pkt CUT THEME CUT THEME SAVE AS kak_lin CUT THEME weir SAVE AS kak_weir USE THEMES kak_pkt kak_lin kak_weir IN SIMULATION MODEL NO NO kan_pkt kan_lin weir kak_pkt kak_lin kak_weir CREATE NEW MANHOLE IN GISTHEMES kan_pkt kan_lin MOVE MANHOLES kan_pkt kan_lin 2 CONTRACT DATA BASE corrected /PROGRAM SOFIYSKA VODA/ VERIFICATION DOESMANHOLE HAS RIGHT LOCATION YES START MS-GIS TRANSFER FILL DATA FROM 2 CONTRACT IN DATA BASE /PROGRAM SOFIYSKA VODA/ RUN AVENUE SCRIPTS TRANSFER MEASURED DATA IN GIS THEMES CORRECTPROBLEMS IN GIS THEMES RUN AVENUE SCRIPTS NO go to Eryl's team go to GIS team aqva base connectivity checks CORRECT LOCATION OF MANHOLES IN GISTHEMES 2010.12.07. Adatkezelési szempontok Szerzıdési adatok Egyedi adat értékelés Adat összekapcsol hatóság ell. Terpadatok ellenırzése GIS adatok igazolása Szimulációs modellezés Egyéb adatforrások Adatok integrálása (Prágai példa) Adatok integrálása (Szófiai példa) 12
Adatmennyiségek Csatornarendszer - LIDS, 20M Digitális referencia terep, Prága, ArcInfo, 100M Digitális térkép, Prága, DGN, 48M Ortofotó, Prága, JPG, 77M, DMT Prága (10x10 m, 30 cm ), 240M Kartográfiai térkép, Prága, TIF, 80M Talajvízszintek, 30m x 30 m háló, MGE, 20M 7 mérıállomás 9 éves csapadék idısorai, ASCII, 5M Fejlesztési tervek Prágai beépítési térképek zöld felületek és védett területek térképei Mérési adatok (19i, 19Q, 25H) Hydroprojekt,a.s. Adatmennyiségek Csapadék adatok - Gandalf, 500M Csat. rendszer mat. modellje, MOUSE, 5000M Befogadók mat. modellje, MIKE11, 2000M Vízgyőjtı adat, lak., vízzáró terület, Mapinfo, 500M Szimulációs eredmények MOUSE, MikeView, 20000M Szimulációs eredmények MIKE11, MikeView, 10000M Az adatok értelmezése m Bf. m. Af. Csatorna adat? X? X Népesség adat?? + Hidraulikai adat? Tervezési módszer? Értékelési módszer 13
Az adatok értelmezése Felmérések Relatív távolságok X1,Y1 X1,Y1 X2,Y2 X1,Y1 X1,Y1 X2,Y2 Topológia Szerkezetek L2 X2,Y2 L1 X1,Y1 X1,Y1 Az adatok értelmezése start Integráció és nyitottság CAD GIS SCADA Modellek Ügyelet 14
Trendek??? CAD GIS SCADA Ügyelet Modellek Adatkommunikációs problémák Adat formátum - vektor x raszter adat, ASCII x BIN x RDB, Adatszerkezet idısor, nyári/téli idıszak, objektumok Adat konverzió - hálózati topológia, koordináta rendszer, m.egys. Adathasználat mennyiség, kezelés, változások, frissítés Általános problémák adatforrás minısége, költs., egys, format, hibák Értelmetlen és idıtrabló munka a nagy valószínőséggel véletlen és/vagy szisztematikus hibákkal terhelt hosszú idısorok feldolgozása.! HIBÁS DÖNTÉSEKHEZ VEZET! Példa csapadék adatok 415 Csapadék idısorok Flags 35.0 30.0 458 RUZYNE PODBABA 447 406 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 KLEMENTINUM KARLOV 0.0 1-1-1990 16-5-1991 27-9-1992 9-2-1994 24-6-1995 5-11-1996 20-3-1998 492 BRANIK LIBUS 483 UHRINEVES 537 500 400 300 200 h [mm] 355 372 419 523 513 534 445 475 427 100 7 helyszín 1990-1998 Átlagos csapadék: 450 mm/év Átlagos év a szimulációhoz: 1994 Hydroprojekt,a.s. 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 Flags 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 9-2-1994 31-3-1994 20-5-1994 9-7-1994 28-8-1994 17-10-1994 6-12-1994 15
Példa csapadék adatok Mért csapadék 6.7.1999 17 30 18 30 Flags Flags 50.0 50.0 D01 40.0 40.0 D04 30.0 30.0 20.0 20.0 10.0 10.0 0.0 0.0 17:30:00 17:45:00 18:00:00 18:15:00 17:30:00 17:45:00 18:00:00 18:15:00 6-7-1999 6-7-1999 Flags 50.0 Flags 50.0 40.0 D13 D04 D05 D06 D01 D18 D12 D03 D11 D15 D08 D07 D14 D10 D19 D02 D09 D17 D16 Flags 40.0 40.0 D02 D05 30.0 30.0 20.0 20.0 10.0 10.0 0.0 0.0 17:30:00 17:45:00 18:00:00 18:15:00 18:30:00 6-7-1999 17:30:00 17:40:00 17:50:00 18:00:00 18:10:00 18:20:00 6-7-1999 Flags Flags 50.0 40.0 40.0 D03 30.0 D06 30.0 35.0 30.0 D07 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 17:30:00 17:45:00 18:00:00 18:15:00 6-7-1999 Flags 40.0 D14 30.0 20.0 20.0 20.0 10.0 10.0 10.0 0.0 Hydroprojekt,a.s. 17:30:00 17:45:00 18:00:00 18:15:00 6-7-1999 0.0 17:30:00 6-7-1999 17:45:00 18:00:00 18:15:00 0.0 17:40:00 6-7-1999 17:50:00 18:00:00 18:10:00 18:20:00 Példa csapadék adatok Feldolgozott csapadék intenzitások - 6.7.1999 17 30 17 48 17 51 17 53 17 55 17 57 18 01 18 06 Hydroprojekt,a.s. Hidrológiai adatok Vízgyőjtı adatok Vízgyőjtı lehatárolás, területek Hóborítottság magassági zónánként Hidrológiai és meteorológiai adatok Vízállás és vízhozam idısorok Csapadékmennyiségek Párolgás Hóborítottság Hımérséklet stb. 16
Adatbázisok Topográfiai adatok: Befogadó keresztszelvények Ártéri topográfia Meder és ártér érdesség szerkezetek geometriája flood plain b (storage width) channel flood plain h (elevation) Idısorok: Kerületi feltételek, Kalibráció és igazolás További adattípusok: Q-h adat a határon Vízhozam [m3/s] Time Hidrodinamikai adatok Topográfiai adatok Keresztszelvények (all the same DATUM!!) Ártér (width, volume, area, DEM,..) Légi/Satelite/Radar képek az elárasztásokról Tározók (szabályozási stratégia, kiöntések...) Mőtárgyak leírása (szabályozási stratégia, geometria...) Adatok koordinátákkal Háttér térképek Hidraulikai adatok Vízállás és vízhozam idısorok Szabályozási görbék Max. Vízállás a jelentıs események során (kalibrálási és igazolási célból stb. GIS és egyéb információs rendszerek GIS ESRI MAPINFO INTERGRAPH GIS mire szolgál? A területileg megoszló adatok térképi megjelenítése A rajzok adatbázis típusú információkon alapulnak A topológiai adatok megjelenítési feldolgozási és elemzési eszközei Prioritások a felhasználónál: elsısorban: adatelemzés és mintaprojekt az adatok győjtésére és az információs rendszer igényeinek meghatározására 17
2,8 2010.12.07. Hidroinformatika és a Projekt A konzultáns szerepe Mérnök koordinátor: Információ a számok, szimbólumok és kódok jelentésérıl Az eredmények bemutatása Etikai szempontok érvényesítése A specialsiták közötti kommunikáció elısegítés HiR szakértı : Specializált csoportok - a munka multidiszciplináris jellegő Hidraulikai, hidrológiai, kémiai ökológus szakértık Matematikusok Információ technológiai szakértık Kommunikációs és méréstechnikai szakértık A probléma megfogalmazása C+D fázis MIKE11 Vltava river model BLACK BOX szv. 3,2 telep modell 1,4 0,8 E fázis MOUSE HD,AD model MIKE11 river model 2,2 2 0 0 3,6 0,4 MOUSE HD, AD sewer model 2,4 2,4 1,5 1,6 F fázis MOUSE NAM lefolyás modell MOUSE NAM lefolyás modell 1,65 0,85 MOUSE NAM runoff model MOUSE HD,AD modell MIKE11 folyó modell 18
2010.12.07. A rendszer egyszerősítése -1042200 B_O5B V166Os V165-1042400 A_O18A B V167 A_0-1042600 P2-1042800 B_O11B -1043000-1037000 A_O1A -1043200-1038000 V123-1043400 BS -1039000 A_O20A A_O20A A_O15A -1043600 Os A_O2A A_O16A -1043800 BS1-1040000 Os Vl F2-1044000 -1041000-1044200 A_O13A D1 A_O21A D -1044400-1042000 B C M_0 A_O4A A_O9A A_O14A A_O10A A_O11A Po%%232-1044600 -1043000-744500 -744000-743500 -743000-742500 -742000-741500 F3 M -1044000 A -1045000 Solid -1046000 Stod -1047000 Jih -1048000 112B Barr -1049000 KSB -1050000 JM -1051000 modr -1052000-1053000 -750000-745000 -740000-735000 -730000 Modell Monitoring 19 vízhozammérı 24 vízállás mérı 19 csapadékmérı 3 vízminıségi mintavevı 19
[M3/SEC] 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 [M3/SEC] 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 29-6-1999 [M3/SEC] 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 [ M 3 / S E C ] T i m e s e r i e s o f D I S C H A R G E B R A N C H E S ( 1 _ 0 4 0 7. p r f ) 0. 7 5 0. 7 0 0. 6 5 0. 6 0 0. 5 5 0. 5 0 0. 4 5 0. 4 0 0. 3 5 0. 3 0 0. 2 5 0. 2 0 0. 1 5 0. 1 0 0. 0 5 0. 0 0 1 2 : 0 0 4-7 - 1 9 9 7 0 0 : 0 0 5-7 - 1 9 9 7 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 30-6- 1999 1-7- 1999 2-7-1999 3-7-1999 4-7-1999 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 30-6-1999 5-7-1999 10-7-1999 15-7-1999 19-6-1999 21-6-1999 23-6-1999 25-6-1999 27-6-1999 [M3/SEC] Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 1 2 : 0 0 0 0 : 0 0 6-7 - 1 9 9 7 5-7-1999 19-6-1999 21-6-1999 23-6-1999 25-6-1999 27-6-1999 29-6-1999 [M3/SEC] 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 5-7- 1999 7-7-1999 9-7-1999 11-7-1999 13-7-1999 15-7-1999 1 2 : 0 0 0 0 : 0 0 7-7 - 1 9 9 7 Od 7.6.99 prepojení [M3/SEC] 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 [M3/SEC] 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 20-6-1999 25-6-1999 30-6-1999 5-7-1999 10-7- 1999 15-7- 1999 [M3/SEC] 0 6:00:00 6-7-1999 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 09 :00:00 12:00:00 15:0 0:00 18:0 0:00 2 1:00 :00 0 0:00:00 7-7-1999 3-7-1999 5-7-1999 7-7-1999 9-7-1999 11-7-1999 13-7-1999 15-7-1999 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_ CAL22.PRF) 03 :00:00 [M3/SEC] [M3/SEC] Time Ser ies DISCHARGE BRANCHES ( CD_CAL22.PRF ) 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 13-7-1999 3.6 3.4 3.2 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 12:00:00 14-7-1999 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 29-6-1999 1-7-1999 3-7-1999 5-7-1999 7-7- 1999 9-7- 1999 11-7-1999 13-7-1999 0.50 [M3/SEC] Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF ) 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 12:00:00 15-7-1999 [M3/SEC] 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 21-6-1999 [M3/SEC] 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 22-6-1999 [M3/SEC] 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 21-6-1999 [M3/SEC] 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 23-6-1999 22-6-1999 9-7-1999 24-6-1999 23-6-1999 25-6-1999 24-6-1999 26-6-1999 25-6-1999 27-6-1999 26-6-1999 27-6-1999 28-6-1999 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 28-6-1999 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 10-7-1999 11-7-1999 12-7-1999 13-7-1999 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF ) 0.05 25-6-1999 30-6-1999 5-7- 1999 10-7- 1999 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CD_CAL22.PRF) 14-7-1999 21-6-1999 23-6-1999 25-6-1999 27-6-1999 29-6-1999 1-7-1999 3-7-1999 15-7-1999 29-6-1999 16-7-1999 2010.12.07. A modell kalibrálása szimulációs modell A modell kalibrálása [m3/s] 1.7 Time Series DISCHARGE BRANCHES (CELK2.PRF) 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 12:00:00 25-11-2001 26-11-2001 12:00:00 27-11-2001 12:00:00 28-11-2001 12:00:00 29-11-2001 12:00:00 30-11-2001 12:00:00 1-12-2001 Modell kalibrálás - vízhozam OK2D Q08 C1 Q05 D F BS Q03 RK CSSH Q01 RK OK1E Q02 CSHH E H01 Q04 H02 OK1C H03 C2 Q07 Q06 B A OK1B Q09 Ck10 sb. K sb. I Q23 sb. I H20 Q22 SBI Q26 Motolský c. H25 H24 sb. II sb. II Q24 P Q25 SBII Po 127 Q20 Sb.PŠ H21 NN H22 Q27 112a 112B Q28 sb.p Q29 H23 LKS PKS Vltava Q21 Mo Čerpací stanice 20
KEY NS Not in surcharge conditions xxx No observed data recorded xxx Recorded depth & velocity errors (resulting in criteria non-compliance) xxx See individual event comments for reasons for non-compliance xxx Average within criteria - considered verified xxx Recorded velocity errors (resulting in criteria non-compliance) xxx Average not within criteria due to recorded errors (or no data) - model acceptable xxx Recorded depth errors (resulting in criteria non-compliance) xxx Average not within criteria - see individual comments for potential model limitations [ m ^ 3 / s ] T i m e S e r i e s D i s c h a r g e ( V L T A V A _ H D _ Q 2 1 0 _ E 2. R E S 1 1 ) 1 1 2. 0 1 1 0. 0 1 0 8. 0 1 0 6. 0 1 0 4. 0 1 0 2. 0 1 0 0. 0 9 8. 0 9 6. 0 9 4. 0 9 2. 0 9 0. 0 8 8. 0 8 6. 0 0 0 : 0 0 : 0 0 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 [ m g / l ] T i m e S e r i e s C o n c e n t r a t i o n ( V L T A V A _ A D _ Q 2 1 0 _ E 2. R E S 1 1 ) 8. 0 7. 5 7. 0 6. 5 6. 0 5. 5 5. 0 4. 5 4. 0 3. 5 3. 0 2. 5 2. 0 0 0 : 0 0 : 0 0 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 [ M 3 / S E C ] T i m e S e r i e s D IS C H A R G E B R A N C H E S ( V a r 0 _ e 2. p r f ) 7. 0 6. 5 6. 0 5. 5 5. 0 4. 5 4. 0 3. 5 0 0 : 0 0 : 0 0 2 0-7 - 1 9 9 3 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 2 1-7 - 1 9 9 3 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 2 2-7 - 1 9 9 3 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 2 3-7 - 1 9 9 3 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 2 4-7 - 1 9 9 3 1 2 : 0 0 : 0 0 0 0 : 0 0 : 0 0 2 5-7 - 1 9 9 3 2010.12.07. Komplex modell kalibrálás Ref Comparative analysis Event A Within Event B Within Event C Within Average Within Criteria? Criteria? Criteria? Criteria? Peak Flow s (%) 13.0 YES -6.0 YES -18.4 NO -3.8 YES FS61 Flow Volume (%) 28.4 NO 15.1 YES 1.9 YES 15.1 YES Peak Depths (mm) 85.0 YES 34.0 YES 20.0 YES 46.3 YES Peak Flow s (%) 11.3 YES 13.0 YES -38.1 NO -4.6 YES FS62 Flow Volume (%) 0.7 YES -1.5 YES -27.4 NO -9.4 YES Peak Depths (mm) 70.0 YES 43.0 YES 5.0 YES 39.3 YES Low High Peak flows -15 25 Flow Volume -10 20 Peak Depths -100 500 Az eredmények értékelése és bemutatása Průtok ve Vltavě Fict. D ŠÁRECKÝ potok WWTP CSO-1F CSO-1E Fikt. BS Fikt. E+F BSK5 ve Vltavě CCS HH Fikt. C1 CSO-1C OK14k Výtok z ÚČOV Fikt. SBI MOTOLSKÝ potok Fikt. 112 Fikt. A+B Fikt. 112B parameter jednotky Standard Simula e O 2 [mg/l] > 5 4.5 BOD [mg/l] < 10 8.1 Ammonia [mg/l] < 1.5 1.28 Nitrate [mg/l] < 31,0 18.3 Phosphorus [mg/l] < 0.4 0.54 Fikt. SBII DALEJSKÝ potok Fict. NN BOTIČ Fict. PO KUNRATICKÝ potok Fikt. PKS Fikt. LKS Az eredmények értékelése és bemutatása Ammonia 21% 5% Total SzvT kibocsátás 74% 29% BOI Total z.kiömlı kibocsátás 3% 68% Össz városi befolyás Foszfor 37% Impact parameter BSK5 [t/year] CHSK [t/year] NL [t/year] N tot [t/year] N-NH4+ [t/year] P tot [t/year] 3% 60% Total inflow to the city 8 700 62 500 44 500 47 500 270 400 Total impact from CSOs 430 1 100 640 107 60 20 Total impact from WWTP 3 700 12 600 5 800 4 100 950 250 21
AZ eredmények értékelése és bemutatása From To Qmax No Max T [hour] OK_56K 963114 1.8 7 1.3 OK_57K 9815155 1.5 4 1.2 OK_70K OK_70KO 9.9 17 2.5 RN V_RN 9.6 10 3.1 OK_71K 539015 0.2 2 0.6 OK_72K 544029 3.8 5 1.3 OK_73K B9 0.0 0 0.0 OK_75K OK_75KO 1.0 13 1.7 OK_77K 0 0.2 6 1.2 OK_78K 479073 0.0 0 0.0 OK_79K B4 0.0 0 0.0 OK_80K OK_80KO 0.0 0 0.0 OK_81K OK_81KO 0.0 0 0.0 OK_83K OK_83KO 1.0 1 0.3 From To Tot T [hour] Suma max. Suma Tot. OK_56K 963114 3.5 3500 6400 OK_57K 9815155 2.6 3150 5100 OK_70K OK_70KO 15.2 37 700 102 800 RN V_RN 15.8 36 400 87 000 OK_71K 539015 0.8 150 250 OK_72K 544029 3.5 8500 14 100 OK_73K B9 0.0 0 0 OK_75K OK_75KO 8.7 500 900 2 6 OK_77K 0 3.0 270 500 OK_78K 479073 0.0 0 0 OK_79K B4 0.0 0 0 OK_80K OK_80KO 0.0 0 0 OK_81K OK_81KO 0.0 0 0 OK_83K OK_83KO 0.3 600 600 Hidroinformatikai eszközök DHI Szoftver készlet + 22
MOUSE csatorna modell AQUAbase grafikai DRBMS RAINGEN csapadék szimulátor 23
Gandalf - monitoring MIKE View - utófeldolgozás MIKE NET ivóvízellátás 24
2010.12.07. MIKE 11 1D folyómodell MIKE 21 2D árvíz modell Mike Urban 25
Mike Basin Integrace A hidroinformatikai nástrojů eszközök Hydroinformatiky integrálása 1D & 2D modellek kombinálása: MOUSE & MIKE 21 Ártér MIKE FLOOD /árvíz/ 1-D and 2-D modellek kombinálása Részletes ártér modellezés Folyó szennyvíz Részletes városi elöntés modellezése 26
3D modellek MIKE SHE FLUENT DIMS Keret a valós idejő modellezés és a döntéstámogató rendszer alkalmazásához MOUSE MIKE11 MIKE NET Egyéb modellezı szoftverek SCADA or telemetry systems DIMS Economic Systems (like Microsoft Navision - SAP ) DIMS Kommunikáció RADAR EFOR DIMS DIALOG MIKE NET MOUSE DIMS SCADA SCADA MIKE11/21 27
Evaporation Groundwater Surface runoff Precipitation Estuary Coast 2010.12.07. Diszpécser kezelıfelület Kezelıfelület: Web interface az érzékelıkhöz, riasztókhoz, adatok, és hidraulikai modellek. Projekt célok Modellkapcsolódási mechanizmus kidolgozása a: modellek közötti futásidı cseréhez, adatbázisokhoz és eszközökhöz Annak érdekében, hogy: a komplex forgatókönyvek modellezése javuljon Klímaváltozás Hozam Flow? Ökológia Ecolo gy Tározó Ökológia Felszín alatti tározódás Tervezés EvaporationÁrvizek Droughts Vízminıség For further information go to: www.harmonit.com or email: rvm@ceh.ac.uk 83 A hidroinformatika mellett... Nagyobb tudás a vízi rendszerekrıl Jobb (olcsóbb és sokkal hatékonyabb) döntések Pozitív hatások az élı környezetre A beruházások hatékony felhasználása 28
A hidroinformatika ellen... A HiR ára A HiR komplexitása ki a szeméttel hatás Drámai változás a megközelítésben A RAND Corp. által elıállított házi komputer: hogyan tekintünk rá napjainkban? "Popular Mechanics" - 1954: 29