Một hệ thống cấp nước cĩ thể nhận nước từ các loại nguồn nước khác nhau. Sau đây là một số trường hợp thuờng gặp:
- nguồn nước là đường ống cấp nước chính với áp lực biết trước
- nguồn nước là bể chứa của trạm xử lý, cĩ dung tích cho trước (trước trạm bơm cấp 2). - nguồn nước là sơng hay hồ chứa (trước trạm xử lý), cĩ dao động mực nước biết trước
Mơ phỏng nguồn nước là đường ống chính cĩ áp lực biết trước
Các hệ thống cấp nước loại nhỏ phục vụ cho các khu dân cư mới phát triển thường lấy nước từ đường ống cái gần nhất của hệ thống cấp nước đơ thị. Áp lực nước tại đường ống chính này cĩ thể hồn tồn đủ mạnh để phục vụ cho khu vực cần quy hoạch cấp nước. Tuy nhiên cũng cĩ khi áp lực này chỉ cĩ thể phục vụ được một số giờ trong ngày (thường là vào ban đêm). Tuy nhiên cĩ một điểm chung của hai trường hợp này là nguồn nước được quan niệm là vơ tận, hiểu theo nghĩa thủy lực là việc lấy nước vào hệ thống của chúng ta khơng làm thay đổi đáng kể tình trạng áp lực trong đường ống chính.
Trong trường hợp này, nguồn cấp nước được mơ phỏng đơn giản bằng một bể chứa (reservoir), cĩ HEAD PATTERN được khai báo theo quy luật thay đổi áp lực trong đường ống cái. Số liệu này cĩ được thơng qua điều tra thực địa. Sơ đồ mơ phỏng cĩ thể được khai báo như sau:
Trong mục TOTAL HEAD ta khai báo giá trị trung bình của áp lực đo được trên đường ống (m). Trong mục HEAD PATTERN ta khai báo một chuỗi gồm 24 giá trị sao cho nhân các giá trị này với TOTAL sẽ thu được diễn biến áp lực của đường ống cái trong 24 giờ. Nĩi cách khác, chuỗi giá trị của HEAD PATTERN được xác định bằng cách chia lần lượt các giá trị áp lực tại giờ thứ i cho TOTAL HEAD.
Pi = TOTAL HEAD x HEAD PATTERN i
Giả sử ta cĩ các giá trị áp lựcđo được trên đường ống cái trong 24 giờ cho trong bảng sau:
Diễn biến áp lực trong đường ống cái Giờ 1 2 3 4 5 6 Aùp lực (m) 6.0 6.2 5.3 5.3 7.7 9.6 Giờ 7 8 9 10 11 12 Aùp lực (m) 10.8 12.2 10.6 11.0 11.0 12.5 Giờ 13 14 15 16 17 18 Aùp lực (m) 11.3 10.8 10.6 11.0 11.0 13.0 Giờ 19 20 21 22 23 24 Aùp lực (m) 13.9 13.0 11.8 10.1 8.9 6.5
Với TOTAL HEAD khai báo là 10 m, ta sẽ cĩ HEAD PATTERN tương ứng là: Hệ số HEAD PATTERN của đường ống cái
Giờ 1 2 3 4 5 6 Multiplier 0.6 0.624 0.528 0.528 0.768 0.96 Giờ 7 8 9 10 11 12 Multiplier 1.08 1.224 1.056 1.104 1.104 1.248 Giờ 13 14 15 16 17 18 Multiplier 1.128 1.08 1.056 1.104 1.104 1.296 Giờ 19 20 21 22 23 24 Multiplier 1.392 1.296 1.176 1.008 0.888 0.648 Để khai báo HEAD PATTERN ta chọn cửa sổ BROWSER, click vào mục DATA, chọn mục PATTERN trong menu bên dưới. Nhấn nút ADD và khai báo lần lượt các giá trị của MULTIPLIER theo bảng HEAD PATTERN trên đây, đặt tên trùng với tên đã chọn trong PROPERTIES của RESERVOIR.
Nhận xét rằng trong bảng 6.1 áp lực trong ống cái khơng đủ cấp trong một số giờ trong ngày. Do đĩ trong sơ đồ trên ta đã bố trí một đường ống dẫn nước từ ống cái (được mơ phỏng bằng RESERVOIR R1 trong sơ đồ) vào một bể chứa trung chuyển (được mơ phỏng bằng một TANK), để cấp nước cho trạm bơm.
Trong trường hợp áp lực đủ mạnh để cấp nước suốt ngày cho khu dân cư, ta cĩ thể nối thẳng RESERVOIR vào nút đầu tiên của mạng lưới cấp nước nội bộ mà khơng cần qua bể trung chuyển và trạm bơm.
Mơ phỏng nguồn nước là hồ chứa hay sơng
Hồ chứa được xem là một nguồn nước cĩ dung tích rất lớn so với lượng nước cần hàng ngày của hệ thống. Do đĩ mực nước trong hồ chứa cĩ thể xem như khơng thay đổi trong suốt thời kỳ mơ phỏng, thường chỉ là vài ngày. Trong trường hợp này, hiển nhiên nguồn nước nên được mơ phỏng bằng một RESERVOIR cĩ HEAD PATTERN là hằng số. TOTAL HEAD trong trường hợp này nên được chọn ứng với mực nước thấp nhất trong hồ chứa.
Trong trường hợp nguồn nước là sơng cĩ mực nước dao động hàng ngày theo thủy triều, cĩ thể mơ phỏng bằng RESERVOIR với HEAD PATTERN được xác định theo dao động của mực nước sơng.
Mơ phỏng nguồn nước là trạm xử lý
Các hệ thống cấp nước thường lấy nước từ sơng hay hồ chứa, đưa vào trạm xử lý bằng trạm bơm cấp 1. Nước sau khi được xử lý sẽ được trữ vào bể chứa để từ đĩ được trạm bơm cấp 2 tăng áp để đưa vào hệ thống phân phối. Trong sơ đồ sau đây ta sẽ mơ phỏng một hệ thống cấp nước từ trạm xử lý đến hệ thống phân phối.
Trạm xử lý được mơ phỏng bằng một nút cấp nước cĩ BASE DEMAND âm và DEMAND PATTERN là hằng số 1. Giá trị BASE DEMAND của nút cấp nước được xác định bằng nhu cầu trung bình ngày của hệ thống, tức là tổng của tất cả các BASE DEMAND của các nút lấy nước trong hệ thống. Lưu ý rằng lưu lượng âm này phải được xác định rất chính xác để tránh xảy ra hiện tượng tích lũy sai biệt giữa lượng nước vào và ra trong ngày, làm mất đi tính tuần hồn của chế độ vận hành. Hiện tượng này cĩ thể quan sát thơng qua quá trình mực nước trong bể chứa trước trạm bơm cấp 1 sau một chu kỳ hoạt động.
CÁC TÍNH NĂNG NÂNG CAO CỦA EPANET