IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
2.4.2 Chương trình tính toán thủy lực EPANET
a. Giới thiệu về mô hình
EPANET là chương trình tính toán mạng lưới cấp nước, được phát triển bởi Bộ phận Cấp nước và nguồn nước thuộc Viện Nghiên cứu quản lý các rủi ro quốc gia của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ. Có khả năng mô phỏng thủy lực và chất lượng nước có xét đến yếu tố thời gian. Mạng lưới cấp nước được EPANET mô phỏng bao gồm các đoạn ống, các nút, các máy bơm, các van, các bể chứa và đài nước. EPANET tính được lưu lượng trên mỗi đoạn ống, áp suất tại các nút, chiều cao nước ở từng bể chứa, đài nước, nồng độ của các chất trên mạng trong suốt thời gian mô phỏng nhiều thời đoạn.
Chạy trên nền Windows, EPANET tạo được một môi trường hoà hợp cho việc vào dữ liệu của mạng, chạy mô hình mô phỏng quá trình thủy lực và chất lượng nước, quan sát kết quả theo nhiều cách khác nhau.
Ngoài việc mô hình hoá thủy lực, EPANET cho phép mô hình hoá chất lượng nước với các khả năng sau:
- Mô hình hoá sự chuyển động của chất không phản ứng trong mạng.
- Mô hình hoá chuyển động và sự biến đổi của các chất có phản ứng trong mạng như sự gia tăng (ví dụ như sản phẩm khử trùng) hoặc sự suy giảm (như dư lượng Clo) theo thời gian.
- Mô hình hoá thời gian lưu nước trong khắp mạng.
- Theo dõi được phần trăm lưu lượng nước từ một nút cho trước đến các nút khác theo thời gian.
- Mô hình hoá phản ứng cả trong dòng chảy lẫn trên thành ống. - Sử dụng động học bậc 'n' để mô hình hoá phản ứng trong dòng chảy.
- Sử dụng động học bậc '0' hoặc bậc nhất để mô hình hoá phản ứng tại thành ống. - Kể đến việc cản trở sự vận chuyển nước khi mô hình hoá phản ứng tại thành ống. - Cho phép các phản ứng gia tăng hoặc suy giảm đến một nồng độ giới hạn. - Sử dụng các hệ số mức phản ứng chung, tuy nhiên cũng có thể thay đổi riêng cho từng đoạn ống.
- Cho phép hệ số phản ứng của thành ống liên hệ được với độ nhám của ống. - Cho phép nồng độ hoặc khối lượng vật chất biến đổi theo thời gian đưa vào một vị trí bất kỳ trong mạng.
- Mô hình hoá các bể chứa như là bể phản ứng với các kiểu trộn khác nhau. Với các đặc điểm như vậy, EPANET có thể xem xét được các vấn đề về chất lượng nước như:
- Sự pha trộn nước từ các nguồn khác nhau; - Thời gian lưu nước trong hệ thống;
- Sự suy giảm dư lượng Clo;
- Sự gia tăng các sản phẩm khử trùng; - Theo dõi sự lan truyền các chất ô nhiễm.
EPANET có rất nhiều ưu điểm là mô phỏng đầy đủ các tính toán thủy lực một cách trực quan và có cả yếu tố thời gian và chất lượng nước.
- Chương trình tính cho độ chính xác cao, kết quả dễ sử dụng và có thể linh kết với các phần mềm khác.
- Có thể tính toán được nhiều thông số và mô phỏng tất cả các chi tiết của mạng lưới.
- Khi dùng chương trình này ta có thể tính toán các thông số của mạng lưới trong bất cứ giờ nào trong ngày mà không cần nhập lại số liệu.
- Tính ưu việt nhất của EPANET là dùng để tính toán mở rộng mạng lưới cấp nước hoặc mạng lưới có nhiều nguồn nước cấp đồng thời vào mạng lưới.
- Chương trình này cũng dùng cho tính toán, sửa chữa, nâng cấp và quản lý vận hành mạng lưới cũng rất tốt.
- Giao diện với chương trình EPANET trực quan dễ hiểu
EPANET có nhược điểm là đòi hỏi người chạy chương trình phải có trình độ và đòi hỏi nhiều số liệu.