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OpenFlows – 11 种水文、水力和卫生工程解决方案

找到解决与水相关问题的解决方案并不是什么新鲜事。当然，在旧的方式中，工程师必须使用迭代方法来完成，这种方法非常繁琐并且与 CAD/GIS 环境无关。如今，数字孪生每天都将分析、基础设施设计和分析流程连接起来，不仅包括其施工建模，还包括运营建模。

去年，我有机会与一位同事坐下来，从那时起我就一直关注他在 HaestadMethods 的工作。我指的是鲍勃·曼科斯基 (Bob Mankowski)，他与伯努瓦·弗雷德里克 (Benoit Fredericque) 一起出席了在新加坡举行的“走向数字化”颁奖典礼。而且，在谈到监控数字孪生的进展时，我们谈到了水解决方案的主题，对 CAD/BIM 之前的建模与现在的集成管理进行了比较。

由此得出了这份总结，最后我用图表总结了用于开发大型项目的现有工具，例如总体规划、领土开发计划以及饮用水、废水和雨水分配系统运营的优化。

A. 雨水管道解决方案（OpenFlows STORM）

STORM 是一种可以对雨水下水道系统设计进行分析和模拟的解决方案。具有流域径流、进水口容量、管网、渠道基础设施流量计算等水文工程方法。它提供了其他平台（例如 HEC-RAS）所具有的功能，不同之处在于，这是一个针对专业人士的更全面的解决方案，不仅注重分析，而且注重设计，因此可以通过以下工具集成到道路和城市化工程中OpenRoads 或 OpenSite。

OpenFlow STORM 存在以下两个版本：

1. 公民风暴

2.风暴CAD。

这两个版本之间的区别在于，CivilStorm 独立运行或在 Microstation / OpenRoads 上运行，而 StormCAD 在 AutoCAD 上运行。两者都具有相似的功能，尽管在 AutoCAD 上运行的功能受到更多限制且不太全面，无法与其他 Bentley Sytstems 解决方案进行交互。

借助 STORM，水文专业人士将能够应用合理的方法来计算暴雨下水道设计中的最大流量。您可以使用方程或表格指定强度-持续时间-频率数据，然后绘制等值线并在其他设计中重复使用该数据。它支持每个进水流域的无限数量的子流域面积和 C 系数，能够对外部贡献区域、附加流量和剩余流量进行分组，以模拟对任何入口流量有贡献的非局部径流。 StormCAD提供了多种计算流动时间的方法，包括全管速度、法向速度、平均和加权最终速度。

因此，专业人士通过应用有理方法，能够毫无问题地求解用户定义的强度-持续时间-频率 (IDF) 表、Hydro-35、IDF 表方程、IDF 曲线方程、IDF 多项式对数方程。另外的集中时间方法：用户定义、Carter、Eagleson、Espey/Winslow、联邦航空局、Kerby/Hathaway、Kirpich（PA 和 TN）、长度和速度、SCS Lag、TR-55 Sheet Flow、TR -55 浅层集中流、TR-55 通道流、运动波、Friend、Bransby-Williams。

也许给我印象最深的事情之一是已经自动化的方法的数量。水力学专业人员将能够使用剖面方法进行稳态模拟以及容量和回水分析。此外，通过压力损失方法，您可以应用 AASHTO、HEC-22、标准、绝对、通用和压力损失流量曲线。

此外，偏差模拟、基于约束的自动设计、摩擦损失方法：Manning、Kutter、Darcy-Weisbach 和 Hazen-Williams。

在互操作性方面，STORM 有方法集成背景地图，例如 Bing 图像以及其他 CAD、GIS 和数据库平台。可以与 LandXML、MX Drainage、DXF、DWG、Shapefile、MicroDrainage 数据交互。

B. 水力卫生系统解决方案 (GEMS)

GEMS 系列有这两个版本，与 STORM 非常相似：

3.下水道宝石

4.下水道CAD

本质上，它们是废水和下水道网络系统建模的工具。

与 Civil3D 提供的基本功能不同，SewerCAD 是针对完整场景的专业解决方案，包括分析、设计和操作；将校准和集成方法应用于 SCADA 等监管模型。

SewerCAD 在模型管理方面的优势在于它可以处理多种场景和替代方案。可以在表格和空间数据级别进行比较，可以生成可定制的报告，包括拓扑控制。这些结果可以直接在 ArcMap 中或作为 Bentley Map i-model 以图形方式显示。

液压专业人员将能够找到整套圣维南方程，以及 EPA-SWMM 隐式和显式动态电机。可以生成延长周期的模拟以及稳态模式的模拟。此外，它还包括风暴、涵洞计算、网络与池塘、抽水和卫生基础设施集成的集成功能，这些功能通常通过直接输入数据单独完成；管理 SewerCAD、CivilStorm 和 StormCAD 项目的统一格式。

其他 GEMS 解决方案用于饮用水网络系统的设计和运营：

5.水宝石

6.水CAD

这些功能与 Sewer 类似，涉及优化、设计、校准和操作附加到 SCADA 指示器的完整网络的系统方法，并且可以选择应用自动化 APEX 参数。

水力学专业人士将很高兴看到他们使用对数表和图形插值进行的迭代计算如何以自动方式包含在此处，就像用于饮用水网络的设计、修复和控制的达尔文校准程序一样。

互操作性与其他平台非常相似，实际上可以对饮用水系统的所有类型的基础设施进行建模，能够与 AutoCAD 和 ArcMap（包括 HAMMER）进行交互。

与 STORM 类似，SewerGEMS 和 WaterGEMS 可以单独工作或在 Bentley Systems 平台（Microstation / OpenRoads）上工作，而 SewerCAD 和 WaterCAD 在 AutoCAD 上工作。此外，它还可以在 ArcGIS 上运行。

C. 大坝建模解决方案（PondPack）

7. 池塘包

在地形不那么明显的现代城市系统的设计中，集水或循环水坝的管理至关重要，因为在暴风雨中，水不会像地形中那样通过重力自然流向河流。。

PondPack 是一种用于管理一个或多个集水坝系统的特定解决方案，其中需要通过应用水文方法来估计峰值流量、充水和排空时间，以保证减少洪水风险。

与其他应用程序类似，但名称相同，PondPack 有一个独立版本，一个在 Microstation 上运行，另一个在 AutoCAD 上运行。

水文或水利工程专业人员将能够使用 SCS 24 小时类型 I、IA、II 和 II 等方法对无限事件进行建模，用于雨水分配系统，例如美国中西部、Gauded 风暴数据以及 I-D-F 曲线等模型。同样，对于浓缩方法，可以应用 Carter、Eagleson、Espey/Winslow 等。

D. 洪水（FLOOD）解决方案

8. 洪水

这是一个用于对城市洪水风险、河流边缘和沿海影响区域进行建模、分析和缓解的工具。领土规划专业人士会在 FLOOD 中找到城市排水系统以及应用于水力学和水文学的关键基础设施分析的解决方案。

FLOOD 可以模拟风暴、土壤饱和、水坝溃坝、堤坝溃决、排水系统故障、海啸、海平面上升或非典型潮汐情景等现象。

FLOOD 是一个独立的应用程序，但它可以与 SewerGEMS 上有关下水道网络的模型进行交互。您可以从 Bentley Systems 工具 ContexCapture 生成的 TIN 格式导入数据；它还可以为 LumenRT 生成输出，在光栅格式方面，GDAL 支持 ARC、ADF 和 TIFF 文件。其他支持的格式包括 WKT、EsriShapefile、NASA DTM 和 LumenRT 3D。