可以進(jìn)行管網(wǎng)平差、管網(wǎng)水力模擬和建立水質(zhì)模型的軟件,EPANET 作為一套功能齊全、界面友好、易于使用的優(yōu)秀免費軟件,得到廣泛應(yīng)用,成為許多商業(yè)軟件的核心,也為輸配水系統(tǒng)的科學(xué)研究提供了便利。
什么是EPANETH?
EPANETH軟件是美國環(huán)保局軟件 EPANET 的漢化版本,是一個可以執(zhí)行有壓管網(wǎng)水力和水質(zhì)特性延時模擬的計算機程序。管網(wǎng)包括管道、節(jié)點(管道連接節(jié)點)、水泵、閥門和蓄水池(或者水庫)等組件。EPANETH可跟蹤延時階段管道水流、節(jié)點壓力、水池水位高度以及整個管網(wǎng)中化學(xué)物質(zhì)的濃度。除了模擬延時階段的化學(xué)成分,也可以模擬水齡和進(jìn)行源頭跟蹤。
EPANETH開發(fā)的目的是為了改善對配水系統(tǒng)中物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的理解。它可以實現(xiàn)許多不同類型的配水系統(tǒng)分析。采樣程序設(shè)計、水力模型校驗、余氯分析以及用戶暴露評價就是一些例子。EPANETH有助于評價整個系統(tǒng)水質(zhì)改善的不同管理策略,這些可能包括:
改變多水源供水系統(tǒng)的水源配置;
改變水泵提升和水池注水/放水時間調(diào)度安排;
水處理的補充措施,例如蓄水池中重新加氯;
管道清洗和替換。
在 Windows環(huán)境下,EPANETH提供了管網(wǎng)輸入數(shù)據(jù)編輯、水力和水質(zhì)模擬,以及以各種方式顯示計算結(jié)果的集成環(huán)境。結(jié)果的表達(dá)形式包括管網(wǎng)地圖顏色表示、數(shù)據(jù)表格、時間序列圖和等值線圖等。
水力模擬能力
完整和精確的水力模擬是有效水質(zhì)模擬的先決條件。EPANETH包含了先進(jìn)的水力分析引擎,具有以下功能:
對管網(wǎng)規(guī)模未加限制;
可利用 Hazen-Williams, Darcy-Weisbach或 Chezy-Manning 公式計算摩擦水頭損失;
包含了彎頭、附件等處的局部水頭損失計算;
可模擬恒速和變速水泵;
可進(jìn)行水泵提升能量和成本分析;
可模擬各種類型的閥門,包括遮蔽閥、止回閥、調(diào)壓閥和流量控制閥;
允許包含各種形狀的蓄水池(即直徑可以隨高度變化);
考慮節(jié)點多需水量類型,每一節(jié)點可具有自己的時變模式;
可模擬依賴于壓力的流量,例如擴散器(噴頭水頭);
系統(tǒng)運行能夠基于簡單水池水位或者計時器控制,以及基于規(guī)則的復(fù)雜控制
水質(zhì)模擬能力
EPANETH提供了以下水質(zhì)模擬能力:
模擬管網(wǎng)中非反應(yīng)性示蹤劑隨時間的運動;
模擬反應(yīng)物質(zhì)的運動變化,它可以隨時間增長(例如消毒副產(chǎn)物)或者降低(例如余氯); 2
模擬整個管網(wǎng)的水齡;
跟蹤從已知節(jié)點來的水流百分比;
模擬主流水體和管壁處的反應(yīng);
利用 n 級反應(yīng)動力學(xué)模擬主流水體中的反應(yīng);
利用零級或者一級反應(yīng)動力學(xué)模擬管壁處的反應(yīng);
模擬管壁處的反應(yīng)時可考慮質(zhì)量轉(zhuǎn)移限值;
允許持續(xù)達(dá)到一個極限濃度的增長或者衰減反應(yīng);
利用全局反應(yīng)速率系數(shù),可在單管道基礎(chǔ)上糾正;
允許管網(wǎng)中任何位置的時間變化濃度或者質(zhì)量輸入;
將蓄水池作為完全混合、柱塞流或者雙室反應(yīng)器進(jìn)行模擬。
通過利用這些特性,EPANETH能夠研究以下水質(zhì)現(xiàn)象:
不同水源來水的混合;
整個系統(tǒng)的水齡;
余氯的損失;
消毒副產(chǎn)物的增長;
污染事件跟蹤。