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新製品紹介

●管網の設計 「水道施設設計指針2000年版 日本水道協会」に準拠した管網計算プログラム

●はじめに
 本製品は、最も一般的な上水道を対象とした配水システムについて管路網の解析を行うものです。
 管路網の解析とは、節点を結ぶ管路の集まりとしてモデル化した管網(管路網)を作成し、管の内径、管路長さ、節点における消費量を入力条件として、節点ごとの全水頭と管路ごとの流量を算出するものです。
管路網は、ある特定の管で水がよどむことなく、全ての管路に水が流れるように設計しなければなりません。ちなみに、水道施設設計指針では、配水施設の水圧について、下記の規定を設けています。

  (1)配水管から給水管に分岐する箇所での配水管内の最小動水圧は、150kPa(0.15MPa)以上確保する。
  (2)配水管から給水管に分岐する箇所での配水管内の最大静水圧は、740kPa(0.74MPa)を超えないこと。

 また、補修や事故が発生した場合でも供給が途絶えることがないように、ある配水地点に対して、複数の経路を計画する必要があります。
本製品の処理の流れを図1に示します。以下に、処理の流れに沿って、プログラムの全容を紹介致します。


        
         ▲図1 プログラムの処理フロー図


●管路網の作成
 本プログラムでは、まず初めに、(1)管種データテーブルの確認(内径、流速係数)を行い、必要に応じて管種データを編集します。次に、(2)基本条件として、計算精度、動水圧、動水頭などの判定基準値を確認した上で、管網モデル(節点、管路データ)の入力を行ないます。本プログラムでは、管網モデルの入力方法として、大きく、表形式とグラフィック形式の2方法を用意しています。

◆表形式
 節点/管路データ入力・編集を図2に示すように、表形式で行ないます。節点データは、流入・固定節点と流出点に分けて入力します。本プログラムでは、検討対象地区における一人あたりの最大給水量を設定した上で、その節点における人口を入力することで、最大給水量×人口で、節点流出量を内部計算する仕組みになっています。その節点流出量に加算流量(マイナスも可)を考慮することで任意の流出量に調節することもできます。図2の管網図編集ボタン(赤囲み)を押すと、グラフィック形式による管路データの入力に切り替わります。

◆グラフィック形式
 グラフィック形式では、(3)基図読込みを行ないます。基図は、TIFFファイルのような画像ファイルで、これをインポートとし画面の背景とします。図3のように、その背景上でマウス操作により、連続折れ線(青色ライン)をプロットすることにより、視覚的に(4)管網図の作成を行なうことができます。このように、作成した管路データは、(5)節点/管路データ入力・編集で、再編集することができます。


▲図2 管路データ表入力

▲図3 管路データグラフィック入力


●計算実行
 条件が整いましたら(6)計算実行を行います。本プログラムの解析方法は節点水頭法です。本計算法では、管網配管だけでなく樹枝状配管にも対応できます。流量計算はハーゼン・ウィリアムス式を採用していますので精度の高い解析結果となります。計算ケースは、平常時と火災時の2ケースを行います。


●結果確認/図面作成
 解析結果は、画面表示、計算書作成で確認することができます。画面表示では、判定基準を超過する箇所については、赤表示したり、超過する箇所のみを抽出して、別途、表示できるようにしています。さらに、図4に示すような管網平面図(CAD出力)の作成を行ないます。また、メインウィンドウには、3D描画を用意しております(図5参照)。使用管種、管網の配置状況を3Dで確認しながら、データを作成することができます。


▲図4 図面作成

▲図5 3D描画



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   基調講演 : 「これからの浸水対策に向けて」
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   詳 細


■管網の計算 リリース予定日:2007年8月


(Up&Coming '07 盛夏の号掲載)
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