Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước bằng chương trình Epanet

BÀI GIẢNG PHÂN TÍCH MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC BẰNG CHƯƠNG TRÌNH EPANET ĐÀO DUY KHƠI Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET CHƯƠNG GIỚI THIỆU EPANET 1.1 EPANET gì? EPANET chương trình tính tốn mạng lưới cấp nước, có khả mơ thuỷ lực chất lượng nước theo thời gian EPANET mô mạng lưới cấp nước bao gồm đoạn ống, nút, máy bơm, van, bể chứa đài nước, tính lưu lượng đoạn ống, áp suất nút, chiều cao nước bể chứa, đài nước, nồng độ chất mạng theo thời gian làm việc mô mạng lưới EPANET chạy Windows, tạo mơi trường hồ hợp cho việc vào liệu mạng, chạy mơ hình mơ q trình thuỷ lực chất lượng nước, quan sát kết theo nhiều cách khác 1.2 Khả mô thuỷ lực (Hydraulic Modeling Capabilities) Mô hình mơ thuỷ lực xác điều kiện tiên cho mô chất lượng nước cách hiệu EPANET chứa cơng cụ phân tích thuỷ lực mạnh, có khả sau: - Có thể phân tích mạng lưới cấp nước khơng giới hạn quy mơ - Tính tốn tổn thất ma sát thuỷ lực theo ba công thức: Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Chezy-Manning - Tính tổn thất cục đoạn cong, đoạn ống nối, - Mơ hình hố máy bơm với số vịng quay cố định thay đổi - Tính lượng bơm giá thành bơm nước - Mô loại van khác van đóng (Shutoff), van kiểm tra (Check), van điều chỉnh áp suất (Pressure regulating), van điều chỉnh lưu lượng (Flow control) - Cho phép mơ bể chứa nước có nhiều hình dạng khác (đường kính thay đổi theo chiều cao) - Tính đến biến đổi nhu cầu nước nút, nút có biểu đồ dùng nước riêng - Mơ hình hố lưu lượng dịng chảy phụ thuộc áp suất từ nút theo kiểu vịi phun (Sprinkler heads) - Có thể cho hệ thống làm việc mực nước bể ứng với trường hợp: không biến đổi (Simple tank), thay đổi theo thời gian (Timer controls), điều khiển theo quy tắc phức tạp (Complex rule-based controls) 1.3 Khả mô chất lượng nước (Water Quality Modeling Capabilities) Ngoài việc mơ hình hố thuỷ lực, EPANET cho phép mơ hình hoá chất lượng nước với khả sau: - Mơ hình hố chuyển động chất khơng phản ứng mạng Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET - Mơ hình hố chuyển động biến đổi chất có phản ứng mạng gia tăng (ví dụ sản phẩm khử trùng) suy giảm (như dư lượng Clo) theo thời gian - Mơ hình hố thời gian lưu nước khắp mạng - Theo dõi phần trăm lưu lượng nước từ nút cho trước đến nút khác theo thời gian - Mơ hình hố phản ứng dịng chảy (Bulk Flow) lẫn thành ống (Pipe Wall) - Sử dụng động học bậc 'n' để mơ hình hố phản ứng dòng chảy - Sử dụng động học bậc '0' bậc để mơ hình hố phản ứng thành ống - Kể đến việc cản trở vận chuyển nước mơ hình hố phản ứng thành ống - Cho phép phản ứng gia tăng suy giảm đến nồng độ giới hạn - Sử dụng hệ số mức phả`n ứng chung, nhiên thay đổi riêng cho đoạn ống - Cho phép hệ số phản ứng thành ống liên hệ với độ nhám ống - Cho phép nồng độ khối lượng vật chất biến đổi theo thời gian đưa vào vị trí mạng - Mơ hình hố bể chứa bể phản ứng với kiểu trộn khác Với đặc điểm vậy, EPANET xem xét vấn đề chất lượng nước như: - Sự pha trộn nước từ nguồn khác nhau; - Thời gian lưu nước hệ thống; - Sự suy giảm dư lượng Clo; - Sự gia tăng sản phẩm khử trùng; - Theo dõi lan truyền chất ô nhiễm 1.4 Các bước sử dụng EPANET (Steps in Using EPANET) Việc áp dụng chương trình EPANET để mơ hệ thống cấp nước thực theo bước đây: 1) Vẽ sơ đồ biểu diễn mạng cấp nước (Adding Objects) 2) Biên tập thuộc tính đối tượng mạng (Editing Objects) 3) Mô tả hệ thống làm việc nào: đường quan hệ (Curves), mẫu hình thời gian (Time Patterns), lệnh điều khiển (Controls) 4) Chọn chức phân tích (Setting Analysis Options) để đặt thuộc tính cho đối tượng mặt: thuỷ lực, chất lượng, phản ứng, thời gian, lượng, 5) Chạy chương trình để phân tích thuỷ lực chất lượng nước (Running an Analysis) 6) Xem kết (Viewing Results) Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET CHƯƠNG HƯỚNG DẪN NHANH CÁCH SỬ DỤNG EPANET 2.1 Mạng lưới ví dụ (Example Network) Trong chương giới thiệu ví dụ mạng lưới phân phối nước đơn giản thể hình vẽ 2.1 Mạng bao gồm: bể chứa nguồn (chẳng hạn bể chứa nước trạm xử lý), từ nước bơm vào mạng lưới đường ống có hai vịng Ngồi cịn có thêm đường ống dẫn tới đài chứa lên hệ thống Các nhãn (ID labels) cho thành phần khác biểu diễn hình vẽ Các thuộc tính nút mạng lưới thể bảng 2.1 Các thuộc tính ống liệt kê bảng 2.2 Máy bơm (9) tạo cột nước 46 m với lưu lượng 38 l/s, đài nước (nút 8) có đường kính 12 m, mức nước nhỏ 1,0 m, mức nước tối đa 6,0 m, mức nước ban đầu 1,2 m Hình 2.1 Ví dụ mạng lưới đường ống Bảng 2.1 Ví dụ thuộc tính nút mạng lưới Nút Độ cao (m) Nhu cầu (l/s) 210 210 220 210 200 13 210 210 250 Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET Bảng 2.1 Ví dụ thuộc tính đường ống mạng lưới Ống Chiều dài (m) Đường kính (mm) Hệ số nhám n 900 350 0,014 1500 300 0,014 1500 200 0,014 1500 200 0,014 1500 200 0,014 2100 250 0,014 1500 150 0,014 2100 150 0,014 2.2 Thiết lập vẽ (Project Setup) Trước hết, nhiệm vụ tạo vẽ hệ thống (Project) EPANET Để bắt đầu, mở EPANET, EPANET khởi động chọn File >> New (từ menu) để tạo project Tiếp theo chọn Project >> Defaults để mở hộp thoại mà dạng hộp thể hình 2.2 Chúng ta sử dụng hộp thoại EPANET tự động gán nhãn cho đối tượng với cách đánh số liên tiếp số từ cộng thêm chúng thêm vào mạng lưới Trên trang ID Labels hộp thoại xoá hết nội dung cột ID Prefix đặt bước tăng ID (ID Increment) (hình 2.2) Hình 2.2 Hộp thoại Project Defaults Sau chọn trang Hydraulics hộp thoại chọn đơn vị đo lưu lượng (Flow Units) LPS (liters per second, l/s) Khi đó, hệ đơn vị SI sử dụng cho tất đại lượng (chiều dài mét, đường kính ống mili-mét, áp suất mét cột nước, v.v ) Cũng chọn cơng thức Chezy-Manning cơng thức tính tổn thất cột nước ống (hình 2) Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET Nếu muốn giữ lựa chọn cho tất projects tương lai, bạn đánh dấu vào hộp Save đáy hộp thoại trước chấp nhận việc nhấn nút OK Tiếp theo chọn vài chức hiển thị sơ đồ mạng lưới để thêm đối tượng lên sơ đồ, thấy nhãn ký hiệu chúng hiển thị Chọn View >> Options để hiển thị hộp thoại Map Options Chọn trang Notation hộp thoại đánh dấu cài đặt (thể hình 2.3 đây) Sau chuyển sang trang Symbols đánh dấu cho tất hộp Nhấp nút OK để chấp nhận lựa chọn đóng hộp thoại lại Cuối cùng, trước vẽ mạng lưới, phải đảm bảo cài đặt tỉ lệ đồ chấp nhận Chọn View >> Dimensions để làm hộp thoại Map Dimensions Chú ý kích thước mặc định định cho project Những cài đặt đủ để đáp ứng cho thí dụ Sau nhấp nút OK Hình 2.3 Hộp thoại Map Options 2.3 Vẽ mạng lưới cấp nước (Drawing the Network) Sử dụng chuột nút nằm công cụ đồ (Map Toolbar) thể hình (Nếu khơng nhìn thấy cơng cụ chọn View >> Toolbars >> Map) Trước hết vẽ bể chứa Nhấp nút Reservoir Tiếp theo nhấp chuột Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET đồ vị trí bể chứa (vị trí bên trái đồ) Sau thêm vào mối nối Nhấp nút Junction vị trí nút từ nút đến nút sau nhấp vào đồ Cuối thêm đài nước cách nhấp nút Tank nhấp vào đồ nơi đặt đài nước Đến sơ đồ mạng phải có dạng giống vẽ hình 2.4 Hình 2.4 Bản đồ mạng lưới sau nhập nút Sau nhập thêm đường ống vào Hãy ống 1, nối nút tới nút Toolbar Nhấp chuột vào nút đồ sau đến nút Nhấp nút Pipe Lặp lại cách vẽ cho ống từ tới Ống có hình đường cong Muốn vẽ nhấp chuột vào nút Sau trình di chuyển chuột tới nút nhấp chuột điểm mà cần có đổi hướng để tạo hình dạng đường cong mong muốn Kết thúc trình vẽ việc nhấp vào nút Cuối thêm máy bơm vào Nhấp nút Pump nút , nhấp vào nút sau Tiếp theo tạo nhãn cho bể chứa, máy bơm, đài nước Hãy chọn nút Text Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET nhấp vào nơi cạnh bể chứa (nút 1) Một hộp điều chỉnh xuất hiện, Hãy gõ vào từ BỂ sau gõ Enter Nhấp bên cạnh máy bơm nhập nhãn vào (BƠM), làm tương tự cho đài nước (ĐÀI) Sau nhấp nút Selection Toolbar để đưa đồ vào chế độ Object Selection thay chế độ Text Insertion Đến hoàn thành việc vẽ mạng lưới Mạng lưới bạn phải giống đồ hình 1.1 Nếu nút nằm sai vị trí bạn di chuyển chúng cách nhấp vào nút đó, giữ chuột trái kéo tới vị trí Chú ý quan sát xem ống nối di chuyển với nút Các nhãn thay đổi vị trí theo cách tương tự Muốn tạo lại dáng đường cong ống làm sau: 1) Trước hết nhấp lên ống để chọn sau nhấp nút đồ vào chế độ Vertex Selection Toolbar để đưa 2) Chọn đỉnh (Vertex) ống cách nhấp lên nó, giữ nút trái chuột sau kéo tới vị trí thả nút trái chuột 3) Nếu cần, thêm xố bớt đỉnh tuyến ống cách nhấp nút phải chuột chọn chức thích ứng menu xuất hình 4) Khi kết thúc, nhấp vào để trở lại chế độ Object Selection 2.4 Định thuộc tính đối tượng (Setting Object Properties) Khi đối tượng thêm vào Project, chúng gán tập hợp thuộc tính mặc định Muốn thay đổi thiết lập thuộc tính cụ thể phải chọn đối tượng vào Property Editor (hình 2.5) Có số cách khác để làm việc Nếu hộp thoại Editor nhìn thấy bạn làm cho (Property Editor) xuất thao tác sau: 1) Nhấp đúp vào đối tượng đồ 2) Nhấp nút phải chuột lên đối tượng chọn Properties từ cửa sổ xuất hình 3) Chọn đối tượng từ trang Data cửa sổ Browser nhấp nút Browser’s Edit Mỗi Property Editor có sáng lên, bạn nhấn phím F1 để có hướng dẫn đầy đủ thuộc tính liệt kê Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET Hình 2.5 Property Editor Chúng ta bắt đầu soạn thảo thuộc tính cách chọn nút vào Property Editor cách nói Bây nhập cao độ nhu cầu nước cho nút thích hợp Bạn dùng phím mũi tên Up Down bàn phím hay chuột để di chuyển ô Chúng ta cần nhấp lên đối tượng khác (nút hay đường nối) để làm cho thuộc tính tiếp tục xuất Property Editor Chúng ta nhấn phím Page Down hay Page Up để di chuyển tới đối tượng hay đối tượng trước với loại số liệu Như cần di chuyển từ đối tượng sang đối tượng khác điền cao độ lưu lượng yêu cầu cho nút, chiều dài, đường kính độ nhám cho đường nối, Đối với bể chứa, nhập cao độ (210) tổng cột áp (Total Head) Đối với đài nước; nhập 250 cho cao độ nó; nhập 1,2 cho mức nước ban đầu; nhập 6,0 cho mức nước lớn 12 cho đường kính Đối với máy bơm, cần phải gán cho đường cong (quan hệ cột nước lưu lượng) Nhập nhãn ID ô Pump Curve Tiếp theo tạo Pump Curve Từ trang Data cửa sổ Browser, chọn Curves từ hộp danh sách thả xuống sau nhấp nút Add Một đường cong thêm vào sở liệu hộp thoại Curve Editor xuất (hình 2.6) Nhập Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET cột nước thiết kế máy bơm (46 m) lưu lượng thiết kế (38 l/s) vào biểu EPANET tự động tạo đường đặc tính máy bơm hồn chỉnh từ điểm Phương trình đường cong biểu diễn với dạng Nhấp OK để đóng Editor Hình 2.6 Curve Editor 2.5 Lưu mở vẽ (Saving and Opening Projects) Sau hoàn thành thiết kế ban đầu mạng lưới, cần phải lưu lại công việc vào file 1) Từ menu File chọn Save as 2) Từ hộp thoại Save as chọn thư mục tên file cần lưu Project vào Phần mở rộng net thêm vào tên file cách mặc định ta không cung cấp 3) Nhấp OK để lưu Project vào file Các liệu Project đưa vào file dạng nhị phân Nếu bạn muốn lưu liệu vào tập tin dạng văn đọc được, dùng lệnh File >> Export >> Network Muốn mở Project, chọn lệnh Open từ menu File Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET CHƯƠNG XEM KẾT QUẢ EPANET có chức xem kết sau đây: 9.1 Xem kết đồ (Viewing Results on the Map) 9.2 Xem kết đồ thị (Viewing Results with a Graph) 9.3 Xem kết bảng biểu (Viewing Results with a Table) 9.4 Xem kết thông báo đặc biệt (Viewing Special Reports) Thông báo tình trạng hệ thống (Status Report) Thơng báo lượng (Energy Report) Thông báo định cỡ (Calibration Report) Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 67 Thơng báo phản ứng (Reaction Report) Thông báo đầy đủ (Full Report) CHƯƠNG 10 IN VÀ COPY Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 68 10.1 Chọn máy in (Selecting a Printer) 10.2 Thiết lập khuôn vẽ (Setting the Page Format) 10.3 Nhìn vẽ trước in (Print Preview) 10.4 In cảnh (Printing the Current View) 10.5 Chép vào vùng đệm vào file (Copying to the Clipboard or to a File) Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 69 CHƯƠNG 11 XUẤT VÀ NHẬP Các chức xuất nhập 11.1 Kịch dự án (Project Scenarios) Xuất kịch (Exporting a Scenario) Nhập kịch (Importing a Scenario) Nhập phần mạng lưới (Importing a Partial Network) Nhập đồ mạng lưới (Importing a Network Map) Xuất đồ mạng lưới (Exporting the Network Map) Xuất sang file văn (Exporting to a Text File) Cách nhập sơ đồ mạng lưới cấp nước từ vẽ CAD 11.2 Việc vẽ sơ đồ mạng lưới cấp nước trực tiếp hình máy tính thường tốn cơng sức xác, sơ đồ phức tạp có nhiều đoạn ống EPANET cịn cung cấp tiện ích mạnh khả nhập sơ đồ hệ thống từ file ảnh Sau trình bày cách vẽ sơ đồ mạng lưới cho EPANET từ vẽ CAD theo trình tự sau: Bước Tạo file ảnh - Có vẽ sơ đồ mạng lưới dạng CAD - Bật chương trình chuyển đổi hình vẽ CAD sang Picture (có thể dùng BWM chương trình khác) - Bật chương trình xử lý ảnh (Paint, Microsoft Photo Editor, Photoshop ) - Copy vẽ CAD vào clipboard - Dán sang Paint (hoặc Microsoft Photo Editor, Photoshop ) - Lưu (Save) dạng file bitmap (*.bmp) Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 70 Bước Nhập file ảnh làm để vẽ sơ đồ mạng lưới cho EPANET - Vào chức View >> Backdrop >> Load - Hiện cửa sổ Open a Backdrop Map - Chỉ đường dẫn tới thư mục chứa file ảnh cần tìm mở file (Open) - Nền ảnh - Vẽ theo hình để tạo sơ đồ mạng lưới EPANET Chú ý rằng, sau vẽ xong khơng cần để (nhìn q rối) tạm thời tắt cách ấn chuột phải click vào biểu tượng Backdrop >> On-Off CHƯƠNG 12 CÁC CÂU HỎI THƯỜNG GẶP 1) Làm để nhập mạng lưới từ vẽ CAD? 2) Làm để mô giếng bơm nước ngầm? 3) Làm để làm cho máy bơm bơm lưu lượng cụ thể? 4) Làm để cưỡng thời gian biểu cụ thể dòng chảy nguồn cung cấp vào mạng lưới từ bể chứa? 5) Làm để phân tích điều kiện chữa cháy cho nút cụ thể? 6) Làm để lập mơ hình van giảm áp ngăn dịng chảy ngược 7) Lập mơ hình bể nước có nén khí nào? 8) Làm để lập mơ hình ống xả nước vào đài cao trình miệng ống cao mặt thống đài? 9) Làm để xác định điều kiện ban đầu phân tích chất lượng nước? Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 71 10) Ước tinh giá trị số hệ số phản ứng khối phản ứng thành nào? 11) Mơ hình hố trạm tăng Clo nào? 12) Mơ hình hố gia tăng Trihalomethane (THM) nào? 13) Có thể dùng Text Editor để soạn thảo thuộc tính mạng chạy EPANET khơng? Có thể chạy nhiều phần mềm EPANET lúc không? 14) CHƯƠNG 13 ỨNG DỤNG CỦA MƠ HÌNH EPANET Các ứng dụng chung 13.1 Phần lớn mơ hình phân phối nước sử dụng để phân tích đa dạng hệ thống đường ống áp lực Sự mô hệ thống phân phối nước lợi cho nhiều mục đích khác nhau, là: - Quy hoạch tổng thể dài hạn, bao gồm phát triển tái định cư, Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 72 - Các nghiên cứu chữa cháy, - Quan sát chất lượng nước, - Quản lý lượng, - Thiết kế hệ thống, - Các nhu cầu vận hành hàng ngày bao gồm huấn luyện cho người vận hành, đối phó tình trạng khẩn cấp, xử lý cố Quy hoạch tổng thể Người quy hoạch nghiên cứu cẩn thận khía cạnh hệ thống phân phối nước cố gắng xác định dự án phát triển yếu tổng thể cần thiết để đảm bảo chất lượng phục vụ tương lai Quá trình này, gọi quy hoạch tổng thể (cịn gọi quy hoạch phát triển yếu hay quy hoạch cải tiến), sử dụng để phát triển hệ thống dự án nhu cầu nước cho 5, 10 hay 20 năm tới Sự phát triển hệ thống xảy tăng dân số, sát nhập, việc giành hợp đồng thương mại lợi ích cấp cấp nước Một mơ hình khơng sử dụng để nhận vùng trục trặc tiềm ẩn (như vùng áp lực thấp vùng có vấn đề chất lượng nước tương lai), mà sử dụng để xác định quy mơ vị trí đường ống chuyển nước, trạm bơm cơng trình trữ nước để đảm bảo trục trặc tiên đốn khơng xảy Duy trì hệ thống mức độ phục vụ chấp nhận ưa chuộng phải phục hồi hệ thống trở thành lạc hậu Sự phục hồi Như hệ thống máy móc, hao mịn hỏng hóc hệ thống phân phối nước dẫn tới nhu cầu thời phục hồi phần hệ thống đoạn ống, máy bơm, van, bể chứa Các ống, đặc biệt ống cũ, không nhẵn mặt, làm kim loại, phải chịu lắng đọng tạo bên lớp lắng đọng khoáng chất phản ứng hoá học nước Điều gây khả chuyển tải, giảm áp suất, chất lượng nước Để kể đến hiệu ứng lão hoá này, công cụ chọn để làm làm trơn ống Một số lựa chọn là, phải thay ống (có thể to hơn) thêm ống đấu song song Các mơ thuỷ lực sử dụng để đánh giá hiệu cố gắng phục hồi vậy, để tìm cải tiến hệ thống kinh tế Các nghiên cứu chữa cháy Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 73 Hệ thống phân phối nước thường yêu cầu cung cấp nước cho chữa cháy Việc thiết kế hệ thống có nhu cầu chữa cháy cần thiết thơng thường có ảnh hưởng lớn đến việc thiết kế mạng bên Người kỹ sư xác định nhu cầu chữa cháy, sử dụng mơ hình để kiểm tra khả hệ thống nhằm đáp ứng u cầu Nếu hệ thống khơng cấp lưu lượng định trì đủ áp suất, mơ hình sử dụng cho việc xếp phần tử thuỷ lực (các ống, máy bơm, v.v ) để điều chỉnh chúng Theo dõi chất lượng nước Một số chương trình cung cấp mơ hình chất lượng nước bổ sung vào khả mô thuỷ lực Tuổi nước, chất đánh dấu nguồn, phân tích nồng độ hợp chất mơ hình hố khắp mạng Ví dụ, trì Clo dư nghiên cứu bố trí cách hiệu hơn, hình thành sản phẩm khử trùng hệ thống phân tích, tác động bể chứa lên chất lượng nước đánh giá Các mơ hình chất lượng nước dùng để nghiên cứu sửa đổi hoạt động thuỷ lực để cải thiện chất lượng nước Quản lý lượng Bên cạnh chi phí cho việc bảo dưỡng sửa chữa hạ tầng, chi phí cho lượng bơm khoản chi phí quản lý lớn nhiều phận dùng nước Mô thuỷ lực sử dụng để nghiên cứu đặc tính vận hành lượng tiêu thụ máy bơm mối hệ với hệ thống Bằng việc phát triển thử nhiều kiểu vận hành máy bơm khác nhau, tác động đến lượng tiêu thụ tính tốn, tìm cách để tiết kiệm chi phí lượng Vận hành hàng ngày Khi vận hành hệ thống phân phối nước cần phải đảm bảo áp suất , lưu lượng, mực nước đài toàn hệ thống giữ phạm vi cho phép Người vận hành phải quan sát số phản ứng kịp thời có giá trị tụt xuống mức cho phép Bằng việc mở máy bơm điều chỉnh van, người vận hành điều chỉnh hệ thống để có hoạt động mức độ phục vụ thích hợp Một mơ hình thuỷ lực sử dụng hoạt động hàng ngày để xác định hiệu ứng tác động khác nhau, cung cấp cho người vận hành thông tin tốt để định Huấn luyện quản lý Phần lớn người vận hành hệ thống phân phối nước thực công việc họ tốt Một chứng cho điều này, đa số hệ thống bị ngừng cấp nước Nguyên nhân xảy việc ngừng cấp nước từ phía người vận hành Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 74 Tuy nhiên nhiều người vận hành đạt kinh nghiệm tự tin việc vận hành hệ thống qua thời gian dài học đắt giá đạt điều kiện bắt buộc Mơ hình thuỷ lực cho hội tuyệt vời để đào tạo người vận hành hệ thống họ làm việc điều kiện tải trọng khác với nhiều kịch điều khiển tình khẩn cấp Xử lý cố Sự cố phần có thực việc vận hành hệ thống phân phối nước, người vận hành cần chuẩn bị để ngăn không cho cố xảy từ vỡ ống từ chối hoạt động Lập kế hoạch trước cho tình cố việc sử dụng mơ hình giữ cho phục vụ hệ thống không bị tổn thương giảm thiểu phạm vi ảnh hưởng tới hộ dùng nước Gỡ rối cho hệ thống Khi đặc trưng thuỷ lực hay chất lượng nước không tuân theo tiêu chuẩn, mô mô hình dùng để xác định ngun nhân Ví dụ, hàng loạt mơ cho vùng lân cận chịu áp suất thấp thường xuyên khả gần vùng có van bị đóng Một đội quản lý phái đến để kiểm tra van gần Thực hành ví dụ 13.2 Cho trước Hệ thống cấp nước phía đơng nam thị xã Thành phố Lạng Sơn Sơ đồ hệ thống phân phối nước thể vẽ CAD (hình 13.1) Dựa số liệu vẽ số liệu liên quan, trước tiến hành lập mô hình EPANET, xác định đặc trưng sau: - Hình dạng mạng lưới (hình 13.1) - Vị trí nút: mối nối, máy bơm, đài - Chiều dài đoạn ống đươc (thể số bên cạnh ống) - Cao độ mặt đất nút (thể số bên cạnh nút) - Lưu lượng yêu cầu bản, gọi lưu lượng trung bình giờ, nút (được thể số bên cạnh mũi tên từ nút hình vẽ thống kê bảng 13.2) - Lưu lượng trung bình hệ thống Qtb.s=267,63 l/s - Hệ số Kc=1,3662 (tra TCVN 33-85 với 267,63 l/s), từ nội suy giá trị hệ số khơng điều hồ Kh hồ tính nhân tử lưu lượng (Multiplier) bảng 13.3 Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 75 Hình 13.1 Bài tập hệ thống phân phối nước nước TP Lạng Sơn Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 76 Bảng 13.3 Lưu lượng yêu cầu nút Tên nút (Node ID) Cao độ mặt đất Lưu lượng (Elevation) (Base Demand ) (m) (l/s) Junc 265,3 11,08 Junc 257 28,31 Junc 256 14,72 Junc 256 25,78 Junc 255,8 12,88 Junc 255 21,63 Junc 260 8,98 Junc 10 260 17,93 Junc 11 262,5 7,61 Junc 12 262,7 16,31 Junc 13 265 11,5 Junc 14 257 14,13 Junc 15 257 19,61 Junc 16 260 20,69 Junc 17 265 15,37 Junc 18 265 10,32 Junc 19 265 10,78 Resvr 262,2 Tank 275,5 Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 77 Bảng 13.2 Hệ số khơng điều hoà Kh hoà nhân tử lưu lượng Hệ số khơng điều hồ Nhân tử lưu lượng Kh (Multiplier) 0-1 1,785 0,428 1-2 1,785 0,428 2-3 1,785 0,428 3-4 1,785 0,428 4-5 1,785 0,428 5-6 4,606 1,105 6-7 5,259 1,262 7-8 5,259 1,262 8-9 5,715 1,372 9-10 5,715 1,372 10-11 5,715 1,372 11-12 5,185 1,244 12-13 4,741 1,138 13-14 5,428 1,303 14-15 5,699 1,368 15-16 5,699 1,368 16-17 5,699 1,368 17-18 5,141 1,234 Giờ Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 78 18-19 4,963 1,191 19-20 4,818 1,156 20-21 4,607 1,106 21-22 3,256 0,781 22-23 1,785 0,428 23-14 1,785 0,428 Tộng cộng: 100,000 24.000 Yêu cầu 1) Sử dụng phần mềm EPANET để: - Mơ hệ thống - Phân tích thuỷ lực mạng lưới cấp nước theo thời gian dài - Phân tích chất lượng nước 2) Đồng thời xác định cách hợp lý (hoặc tối ưu) thông số đặc trưng hệ thống, gồm: - Đường kính ống (dự kiến ống thép tráng kẽm) - Cao trình áp suất nút - Các thông số đài nước (cao trình, đường kính, độ sâu nhỏ nhất, độ sâu lớn nhất,…) - Cột nước, lưu lượng yêu cầu máy bơm, loại máy bơm - Năng lượng tiêu thụ bình quân ngày tiền chi phí lượng Các bước 1) Tạo vẽ mạng lưới 2) Tạo thuộc tính cho phần tử mạng 3) Chạy chương trình 4) Xem, xuất, in kết 5) Thảo luận kết 6) Chọn ấn định phương án thông số đặc trưng hệ thống Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Huệ Cấp nước NXB Xây dựng Hà Nội, 1993 Máy bơm trạm bơm, Tập 1, Tập NXB Nông thôn Hà Nội, 1984 Nguyễn Văn Tín Cấp nước, Tập 1, Mạng lưới cấp nước NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2001 TCXD 33-1985 Cấp nước - Mạng lưới bên ngồi cơng trình - Tiêu chuẩn thiết kế Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 80 Rossman L A, EPANET 2, Users Manual U.S Environmental Protection Agency, 2000 Sổ tra cứu máy bơm thiết bị Trường ĐH Thuỷ lợi Hà Nội, 1998 Trần Hiếu Nhuệ Cấp nước vệ sinh nông thôn NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2001 (VWSA, DANIDA, SDC, UNDP, WB tài trợ) Walski T M Water Distributin Modeling Heastad Methods, Inc USA, 2001 Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 81 ... Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 48 Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 49 CHƯƠNG LÀM VIỆC VỚI CÁC PROJECT Trong chương này,... nước chương trình EPANET 40 CHƯƠNG KHƠNG GIAN LÀM VIỆC CỦA EPANET 4.1 Khái quát Không gian làm việc EPANET trình bày hình đây: Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET. .. Đào Duy Khơi Bài giảng Phân tích mạng lưới cấp nước chương trình EPANET 15 CHƯƠNG MƠ HÌNH MẠNG LƯỚI Phần nói cách mà EPANET mơ hình hố đối tượng vật lý tạo thành hệ thống phân phối nước thơng số