C H A P T E R 3 - T H E N E T W O R K M O D E L

EPANETMODELIRANJE VODOVODNE MREERADNI MATERIJAL

Radno okruenje:

FILE MENU NewKreiranje novog projekta

OpenOtvaranje postojeeg projekta

Saveuvanje projekta

Save As...uvanje projekta pod drugim imenom

ImportUnos podataka iz fajla

ExportPrebacivanje podataka u fajl

Page Setup...Podeavanje izgleda za tampu

Print PreviewPrikaz izgleda za tampu

Printtampanje

Preferences...Podeavanje karakteristika programa

ExitIzlaz iz programa

EDIT MENU

Copy To...Kopiranje aktivnog prozora na clipboard ili u fajl

Select ObjectSelektovanje (izbor) objekta

Select VertexSelektovanje prelomnih taaka cijevi

Select RegionSelektovanje odreene oblasti

Select AllSelektovanje cijelog vidljivog dijela mape

Group Edit...Promjena karakteristike grupe objekata koji se nalaze u oznaenoj oblasti

VIEW MENU

DimensionsDimenzije karte

BackdropUnos podloge

PanPomjeranje du karte

Zoom InUveanje dijela mree

Zoom OutPoveanje vidljivog dijela mree

Full ExtentVidljivost cijele mree

Find...Lociranje odreenog objekta

Query...Pronalaenje objekata po odreenom kriterijumu

Overview MapMapa cijelog sistema

LegendsIzbor legendi

ToolbarsIzbor toolbar-ova (alatki)

Options...Opcije za podeavanje izgleda mree

PROJECT MENU

SummarySumarni opis karakteristika projekta

DefaultsPodeavanje osnova projekta

Calibration DataPodaci za kalibraciju modela

Analysis OptionsPodeavanje opcija pri analizi

Run AnalysisStartovanje simulacije

REPORT MENU

StatusO promjenama statusa cijevi kroz vrijeme

EnergyIzvjetaj o radu pumpe

CalibrationIzvjetaj o razlici izmeu simuliranih i mjerenih vrijednosti

ReactionIzvjetaj o parametrima kvaliteta vode

FullKompletan izvjetaj

GraphCrtanje grafika

TableTabelarni prikaz podataka

OptionsPodeavanje izgleda izvjetaja

WINDOW MENU

ArrangePomjera sve unutranje prozore da stanu u glavni prozor

Close AllZatvara sve otvorene prozore (osim Map i Browser)

Window ListLista svih otvorenih prozora

HELP MENU

Help TopicsLista za pretraivanje opisa funkcija programa

UnitsLista mjernih jedinica za EPANET parametre

TutorialPrimjer za vjebanje

About...Podaci o verziji EPANET-a koja se koristi

NETWORK MAPRavansko, ematsko prikazivanje objekata od kojih se sastoji distributivna mrea

ToolbarsStandardne (najee koriene) preice

Otvaranje novog projekta (File>>New) Otvaranje postojeeg projekta (File>>Open) uvanje projekta (File>>Save) tampanje aktivnog prozora (File>>Print) Kopiranje oznaenog dijela mree na clipboard ili u fajl (Edit>>Copy To) Brisanje oznaenih objekata (Delete) Pronalaenje objekata (View>>Find) Pokretanje simulacije (Project>>Run Analysis) Pokretanje vizuelnog upitnika za pronalaenje objekata po nekom kriterijumu (View>>Query) Crtanje grafika (Report>>Graph) Izrada tabela (Report>>Table) Podeavanje izgleda mree (View>>Options)

Preice koje se koriste pri radu sa mreom

Oznaavanje objekta (Edit>>Select Object) Oznaavanje prelomnih taaka cijevi (Edit>>Select Vertex) Oznaavanje dijela mree (Edit>>Select Region) Pomjeranje du mree (View>>Pan) Uveanje dijela mree (View>>Zoom In) Poveanje vidljivog dijela mree (View>>Zoom Out) Prikaz cijele mree (View>>Full Extent) Unos vora (Add Junction) Unos rezervoara (Add Reservoir) Unos tanka (Add Tank) Unos cijevi (Add Pipe) Unos pumpe (Add Pump) Unos zatvaraa (Add Valve) Unos tekstualnih oznaka (Add Label)

Status Bar

Auto-Length Da li je ukljueno automatsko raunanje duina cijevi (on-off) Flow Units Pokazuje koje se jedinice za protok koriste (LPS litri u sekundi) Zoom Level trenutni nivo vidljivosti (100% je puna skala) Run Status stanje simulacije pokazuje slavina: voda ne tee ako nema rezultata simulacije voda tee kada je simulacija uspjena slomljena slavina kada rezultati simulacije nisu vaei jer su mijenjani podaci o mrei XY Location koordinate trenutne pozicije na kojoj se nalazi mi

Property Editor

Koristi se za promjenu:karakteristika vorova i vezatekstualnih oznaka i opcija analize

BROWSER-Data

Pristup podacima objekata po kategorijama

Selekcija kategorije objekta (vor, cijev, pumpa,...)

Lista objekata u okviru kategorije

Dodavanje, brisanje i editovanje objekta

BROWSER-Map

Izbor parametara i vremenskog perioda koji e biti prikazani na mapi

Parametar vora koji se prikazuje

Parametar veze koji se prikazuje

Izbor vremenskog perioda za prikaz

Animacija izgleda karte kroz vrijeme

Podeavanje brzine animacije

Podeavanje EPANET grafikog okruenja

Program PreferencesFile>>Preferences>>General

Korienje tamnih slova

Treperenje oznaenih objekata

Pokazivanje oznake vora i vrijednosti parametra kada se na njega stane miem

Potvrda brisanja objekta

Automatsko uvanje back-up file*, bak

Ime direktorijum gdje EPANET uva privremene fajlove

File>>Preferences>>Formats

Podeavanje koliko e decimalnih mjesta biti prikazano u izvjetaju o dobijenim rezultatima. Moe se podesiti razliito za svaki parametar sistema.

Rad sa projektima

Formati fajlovaFile>>OpenFile>>Save (Save As)Projekat se uvijek uva kao binarni fajl*. NET

Da bi se projekat sauvao kao ASCII fajl:File>>Export>>Network*. INP

uvanje scenarija:File>>Export>>Scenario*. SCN

uvanje poloaja vorova u (x,y) sistemu:File>>Export>>Map

*. MAP

*. EMF

*. DXF

Project Defaults

Svaki projekat ima skup zadatih vrijednosti koje se dodjeljuju novim objektima, osim ako ih korisnik sam ne promijeni.Prije poetka rada na svakom novom projektu obavezno prvo provjeriti ove parametre!

Prije poetka rada, potrebno je podesiti jedinice mjere na SI sistem.Project-Defaults

U dijelu ID Labels, mogu se zadati nazivi za pojedine elemente mree koji e biti prikazani na ekranu prilikom unosa elemenata. Tako npr. svi vorovi se mogu oznaavati sa Cv, cijevi sa Cj, itd. Ako se ostavi prazna polja kao to je prikazano na slici iznad, EPANET automatski dodjeljuje svakom elementu samo redni broj. Svakom elementu moe se naknadno dodijeliti drugaiji naziv.

U dijelu Properties, mogu se zadati standardi za vrijednosti odreenih elemenata mree.

Junctionsvorna mjestaNode elevationKota vora

ReservoirsVodozahvatiTank DiameterPrenik rezervoara

TanksRezervoariTank HeightVisina rezervoara

PipesCjevovodiPipe LenghtDuina cjevovoda

PumpsPumpeAuto LenghtAutomatsko raunanje duina cjevovoda

Valves ZatvaraiPipe DiameterPrenik cjevovoda

Patternsabloni Pipe RoughnessHrapavost cjevovoda

CurvesKrive

U dijelu Hydraulics, potrebno je izabrati jedinice za protok LPS (litar per second=l/s) i Darsy-Weisbach jednainu za proraun gubitaka energije (D-W).Potrebno je oznaiti polje Save as defaults for all new projects, kako bi prilikom svakog narednog poetka rada u novom projektu ova podeavanja bila ista.

Najbitnije: Flow Units Headloss Formula Default Pattern

Project SummaryProject>>SummaryOpis projekta sa statistikim podacima o elementima mree i hidraulikim parametrima. U dijelu NOTES poeljno je upisati kratak opis projekta, naroito u sluaju da se radi nekoliko slinih varijanti.Prilikom otvaranja projekta (FILE>>OPEN) na desnoj strani, u dijelu CONTENTS se pojavljuje upravo ovaj opis ako je uneen.

Rad sa objektimaUnos objekataPreko Map Toolbar...

...ili preko Data Browser

Junction vorReservoir Zahvati jezera i rijeka, izvoriteizvorita, kaptaakaptae, bunari, itd.Tank RezervoarPipe CijevPump PumpaValve ZatvaraMap Label Tekstualne oznake

Add-dodavanje novog elementaDelete-brisanje elementaEdit-mijenjanje parametara elementa

Junction Properties (parametri vorova)

Junction ID-Naziv vora

Elevation-kota dna vora (mnm)

Base Demand-osnovna vorna potronja (l/s)

Demant Pattern-oznaka dijagrama neravnomjernosti potronje (posebno se definie)

Demand Category-kategorija potroaa (npr. osim osnovne potronje moe se unijeti i poarna potronja, koja nema isti vremenski raspored neravnomjernosti kao osnovna, itd.)

Reservoir Properties (parametri izvorita, kaptaa, bunara,...)

Reservoir ID - Naziv rezervoara (izvorita, kaptae, prikljuka na mreu,...)

Total Head - kota nivoa (mnm). U sluaju prikljuka na mreu, odnosi se na pijezometarsku kotu

Head Pattern - promjena nivoa u toku vremena, ako postoji

Tank Properties

Tank ID - Naziv rezervoara (vodotornja)

Elevation - kota dna rezervoara (mnm).

Initial Level - Poetni nibo vode, u odnosu na dno (m)

Minimum Level - Minimalni nivo vode, u odnosu na dno (m)

Maximum Level - Maksimalni nivo vode, u odnosu na dno (m)

Diameter - Prenik rezervoara (m). Ukoliko je rezervoar kvadratne osnove, preraunati u rezervoar sa krunom osnovom.

Volume Curve - Kriva zapremine rezervoara (kod vodotornjeva kod kojih se popreni presjek mijenja sa dubinom vode)

Pipe Properties

Ovo poglavlje razmatra nain na koji EPANET modelira fizike objekte koji sainjavaju distribucioni sistem kao i njihove operativne parametre. Detalji o tome kako je ta informacija unesena u program su prikazani u kasnijim poglavljima. Takoe je dat i pregled raunarskih metoda koje koristi EPANET da bi simulirao ponaanje hidraulike procese i transporta kvaliteta vode u transportusistemu.

Fizike komponente EPANET modelira sistem distribucije distribuciju vode u vodovodnom sistemu kao skupinu cijevi veza povezanih u voritevorita. Cjevovod Veze ine cijevi, pumpe i kontrolni ventili (zatvarai). vorite ine spojnice (ahtovi) mjesta potronje vode, tankovi rezervoari i rezervoariizvorita (kaptae, bunari, itd). Slika ispod ilustruje kako ovi objekti mogu biti meusobno povezani jedan za drugim radi formiraranja mree.

Fizike komponente u sistemu distribucije vode

Tabela 1 Objanjenje elemenata mree

ReservoirZahvati jezera i rijeka, izvoriteizvorita, kaptaakaptae, bunari, itd. Moe se simulirati i presjek vodovodne mree sa konstantnim pritiskom

TankRezervoar, vodotoranj

PumpPumpa

Junctionvorite (spojnice, aht), lokacija potronje vode

ValveZatvara

PipeCjevovod

Junctions - vorite vorita (spojnice, aht, lokacije potronje) vorita su take u mrei gdje se cijevi zajedno spajaju, kao i mjesta i gdje voda ulazi ili izlazi iz mree. Osnovni ulazni podaci koji se trae za spojnice vorita su: Nagib Kota iznad neke reference referentne ravni (obino se misli na nivo mora) Potranja vorna potronja za vodom vode (stopa odvoda iz mree) Inicijalni Poetni kvalitet vode.

Izlazni rezultati izraunati za spojnice vorita tokom cijelog perioida simulacije su: Hidraulina glavaPijezometarska kota (unutranja potencijalna energija po jedinici teine fluida) Pritisak Kvalitet vode

Spojnice vorita mogu takoe: Da njihova potranjaimati potronju koja varira sa vremenom Da imaimati viestruke kategorije potranje potronje koje im se dodjeljuju Da imaimati negativnu potranju potronju koja indukuje da voda ulazi u mreu Sadre emitere (ili sprinklere) kod kojih prave brzinu istjecanja isticanje zavisno zavisi od pritiska

Reservoirs - izvorite, kaptaa, bunar, itd.

Rezervoari su vorita koja predstavljaju beskonaan neogranien vanjski izvor vode ili odvodni kanal (sudoper)odvod u mreumree. Koriste se da modeliu takve stvari kao to su jezera, rijeke, podzemni podzemne vodotokovi izvore (kaptae, bunare) i spojevi spojeve na druge sisteme. Rezervoari mogu takoe sluiti kao mjesto izvora kvalitetne kvaliteta vode. Primarne Osnovne ulazne karakteristike za rezervoar su njegova hidraulina glvapijezometarska kota (jednaka nivou koti povrine vode ako rezervoar nije pod pritiskom) i njegov inicijalni kvalitet za analizu kvaliteta vode.

S obzirom da je rezervoar spojna granina taka sa mreom, njegova glava pijezometarska kota i kvalitet vode ne mogu biti zahvaeni pod uticajima koji se deavaju unutar mree. Zbog toga za njih nema obraunatih sraunatih izlaznih karakteristika. Meutim, njegova glava pijezometarska kota se moe napraviti podesiti da varira sa vremenom dodjeljujui mu vremenski obrazac (ablon, eng Pattern) (vidjeti Vremenski obrazac -ablon ispod). Tanks Rezevoari, vodotornjevi Tankovi Rezervoari su vorita sa skladinim kapacitetom, gdje zapremina skladitene vode moe da varira sa vremenom tokom simulacije. Osnovne ulazne karakteristike za tankove rezervoare su:

visina kota dna (gdje je nivo vode nula) prenik (ili oblik ako je ne-cilindrian) inicijalnipoetni, minimum minimalni i maksimum maksimalni nivoi vode (prikazuje se kao dubine u odnosu na dno, ne kao kote iznad referentne ravni) inicijalni kvalitet vode

Glavni izlazni parametri (rezultati) koji se raunaju obrauati tokom vremena simulacije su: hidraulina glavaPijezometarska kota (nivo kota povrine nivoa vode), a moe i dubina vode u odnosu na dno kvalitet vode

Tankovi Rezervoari moraju da djeluju rade u okviru svojih minimalnih i maksimalnih niovanivoa (dubina). EPANET zaustavlja istjecanje isticanje ako je tank rezervoar na svom minimalnom nivou i zaustavlja dotok ako je na svom maksimalnom nivou. Tankovi rezervoari takoe mogu sluiti kao mjesta izvora kvalitetne kvaliteta vode. Pipes - Cjevovod Cjevovod ine cijevi veze kroz koje prenose tee vodu voda od jedne take u mrei do druge. EPANET pretpostavlja da je su cijeli cjevovodi puni tokom perioda cijelog vremenasimulacije. Smjer protoka je od kraja sa viom hidraulikoj glavienergetskom kotom (energija po jedinici teini vode) ka onoj sa niom glavikotom. Glavni hidrauliki ulazni parametri za cjevovod su: poetno i krajnje vorite prenik duina koeficijent hrapavosti (za utvrivanje gubitaka glaveenergije) status (otvoreno, zatvoreno ili sadri kontrolni ventil)

Statusni parametar omoguava cjevovodu da sadri zatvarajue ventile i kontrolne (nepovratne) ventile koji omoguavaju protok samo u jednom smjeru.

Obraunati izlazni parametri za cjevovod ukljuuju: vrijednost protoka brzina gubici glaveenergije Darcy-Weisbach faktor koeficijent trenja prosjena stopa reakcije (preko duine cijevi) prosjean kvalitet vode (preko duine cijevi)Gubitak hidrauline glaveenergije sa vodom koja protieusljed teenja vode kroz cijevi zbog trenja sa zidovima cijevi moe da se obrauna koristei jednu od tri razliite formule: Hazen-Williams formula Darcy-Weisbach formula Chezy-Manning formula

Hazen-Williams formula je najee koriena formula u SAD za izraunavanje gubitaka glaveenergije. Ne moe se koristiti za druge tenosti osim vode i originalno je razvijena za samo turbulentan protok reim . Darcy-Weisbach formula je teoretski najtanija. Primjenjuje se za sve reime protoka teenja i za sve tenosti. Chezy-Manning formula je najvie koriena za protok teenje u otvorenog otvorenim kanalakanalima.

Pumpe-Pumps Pumpe u EPANET-u spadaju u cijevne veze koje poveavaju energiju fluidu pri emu dolazi do rasta hidraulinog pritiska. Glavni ulazni parametri za pumpe su njen poetni i krajnji vor, i kriva pumpe (zavisnost visine dizanja pumpe i protoka koje pumpa moe dati).

Glavni izlazni parametri su protok i visina dizanja pumpe. Protok kroz pumpu je jednosmjeran i EPANET nee dozvoliti pumpi da radi izvan opsega njene krive. Pumpe sa frekventnom regulacijom takoe moe biti razmotrena specifizirajui da se njihovo odreivanje brzina moe mijenjati pod istim tipovima uslova. Po definiciji, originalna kriva pumpe navedena u programu ima relativnu brzinu 1. Ako se brzina pumpe udvostrui, tada e relativna postavka iznositi 2; ako je podeena na pola brzine, relativna postavka je 0.5 itd. Promjena brzine pumpe mijenja poziciju i oblik krive pumpe (vidjeti sekciju o Krivama pumpi ispod).

Kao i kod cjevovoda, pumpe mogu da se ukljue i iskljue u unaprijed definisanom vremenu ili kada odreeni uslovi postoje u mrei. Rad pumpe se takoe moe opisati dodjeljujui mu vremenski obrazac postavljanja relativnih brzina. EPANET takoe moe obraunati potronju energije i trokove pumpe. Svakoj pumpi se moe dodijeliti kriva efikasnosti i raspored cijena energije. Ako oni nisu naznaeni tada e se koristiti grupa optih energetskih opcija.

Protok kroz pumpu je jednosmjeran. Ako uslovi sistema zahtijevaju vei pritiska nego to pumpa moe obezbijediti, EPANET iskljuuje pumpu. Ako se trai protok vei od maksimuma, EPANET ekstrapolira krivu pumpe na traeni protok, ak ako to proizvodi negativan pritisak. U oba sluaja upozoravajua poruka bie alarmirana.

Ventili-Valves Ventili u EPANET-u spadaju u cijevne veze (vezni komadi, spojevi) koji ograniavaju pritisak ili protok na specifinoj taki u mrei. Njihovi glavni ulazni parametri ukljuuju: poetno i krajnje vorite prenik postavljanje (instaliranje, montaa) status (otvoren, zatvoren).

Sraunati izlazi (rezultati) za ventil su vrijednost protoka i pad pritiska (energije). Razliiti tipovi ventila koji su ukljueni u EPANET su: ventil za smanjenje pritiska (PRV) ventil odranja pritiska (PSV) ventil prekida pritiska (PBV) ventil kontrole protoka (FCV) ventil kontrolni priguiva (TCV) ventil opte namjene (GPV).

The different types of valves included in EPANET are: Pressure Reducing Valve (PRV) Pressure Sustaining Valve (PSV) Pressure Breaker Valve (PBV) Flow Control Valve (FCV) Throttle Control Valve (TCV) General Purpose Valve (GPV).

Ventili smanjenja pritiska ograniavaju pritisak na taki u cijevi mree. EPANET obraunava u kojem od tri razliita stanja VSP moe da bude: djelimino otvoren (aktivan) da postigne postavljeni pritisak na svojoj nizvodnoj strani kada je uzvodni pritisak iznad postavljenog potpuno otvoren ako je uzvodni pritisak ispod postavljenog zatvoren ako pritisak na nizvodnoj strani prevazilazi onaj na uzvodnoj strani (kontra, odnosno povratni protok nije dozvoljen).

Ventili odranja pritiska odravaju postavljeni pritisak na specifinoj taki u cijevi mree. EPANET obraunava u kojoj od tri razliita stanja PSV moe da bude: djelimino otvoren (aktivan) da odri postavljeni pritisak na svojoj uzvodnoj strani kada je nizvodni pritisak ispod ove vrijednosti potpuno otvoren ako je nizvodni pritisak iznad postavljenog zatvoren ako pritisak na nizvodnoj strani prevazilazi onaj na uzvodnoj strani (kontra, odnosno povratni protok nije dozvoljen).

Ventili prekidai pritiska forsiraju da doe do gubitka specifinog pritiska kroz ventil. Protok kroz ventil moe biti u bilo kojem smjeru. Ventili prekidai pritiska nisu pravi fiziki ureaji, ali mogu biti koriteni da modeliraju situacije gdje je poznato da postoji znaajan pad pritiska. Ventili kontrole protoka ograniavaju protok na specifian iznos. Program proizvodi upozoravajuu poruku ako ovaj protok ne moe biti odravan bez dodavanja dodatnog pritiska na ventilu (npr, protok ne moe biti odravan ak ako je ventil potpuno otvoren).

Ventili kontrolni priguivai simuliraju djelomino zatvoren ventil podeavanjem koeficijenta lokalnog gubitka ventila. Odnos izmeu stepena otvorenosti ventila i rezultirajueg koeficijenta lokalnog gubitka je obino raspoloiv od proizvoaa ventila.

Svaki tip ventila ima razliiti tip postavljanja parametra koji opisuje njegovu radnu taku (pritisak za ventile smanjenja pritiska, ventile odranja pritiska i ventile prekida pritiska; protok za ventile kontrole protoka; koeficijent gubitka za ventile kontrolnog priguivanja; i kriva gubitka pritiska za ventile opte namjene.

Za ventile se moe zanemariti njihov kontrolni status ukoliko se specificira da e oni biti potpuno otvoreni ili potpuno zatvoreni. Status ventila i njegove postavke se mogu mijenjati za vrijeme simulacije koristei kontrolne postavke.

Zbog naina na koji se svaki ventil postavlja kod dodavanja ventila u mreu koriste se slijedea pravila: ventil smanjenja pritiska, ventil odranja pritiska ili ventil kontrole protoka ne mogu biti direktno prikljueni na izvorite ili rezervoar (koristiti cijev za odvajanje ventila od rezervoara) ventili smanjenja pritiska ne mogu dijeliti isti nizvodni vor ili biti spajani serijski dva ventila odravanja pritiska ne mogu dijeliti isti uzvodni vor ili biti spojeni serijski ventil odravanja pritiska ne moe biti spojen na nizvodni vor ili na ventil smanjenja pritiska

a PRV, PSV or FCV cannot be directly connected to a reservoir or tank (use a length of pipe to separate the two) PRVs cannot share the same downstream node or be linked in series two PSVs cannot share the same upstream node or be linked in series a PSV cannot be connected to the downstream node of a PRV.

3.2 Nefizike komponente Pored fizikih komponenti EPANET ukljuuje tri tipa informacionih objekata krive, obrasci i kontrole koji opisuju ponaanje i operativne aspekte sistema distribucije.In addition to physical components, EPANET employs three types of informational objects curves, patterns, and controls - that describe the behavior and operational aspects of a distribution system.

Krive Curves Krive su objekti koji sadre parove podataka koji predstavljaju vezu izmeu dvije koliine. Dva ili vie objekata moe dijeliti istu krivu. EPANET model moe koristiti sljedee tipove krivi: kriva pumpe kriva efikasnosti kriva zapremine kriva gubitaka glava (kriva izgubljenog pada).

Curves are objects that contain data pairs representing a relationship between two quantities. Two or more objects can share the same curve. An EPANET model can utilize the following types of curves: Pump Curve Efficiency Curve Volume Curve Head Loss Curve

Kriva pumpe Pump Curve Kriva pumpe predstavlja odnos izmeu glave (pada) i stope protoka koje pumpa moe isporuiti na svojoj nominalnoj postavljenoj brzini. Glava (pad) je dobijen pad koji se pripisuje vodi iz pumpe prikazan (iscrtan) je na vertikalnoj (Y) osi krive i izraen u stopama (metrima). Stopa protoka je iscrtana na horizontalnoj (X) osi u jedinicama protoka. Vaea kriva pumpe mora imati opadajui pad sa poveanim protokom.

A Pump Curve represents the relationship between the head and flow rate that a pump can deliver at its nominal speed setting. Head is the head gain imparted to the water by the pump and is plotted on the vertical (Y) axis of the curve in feet (meters). Flow rate is plotted on the horizontal (X) axis in flow units. A valid pump curve must have decreasing head with increasing flow. EPANET e koristiti razliite oblike krive pumpe zavisno od broja navedenih taaka (vidjeti sliku 3.2): EPANET will use a different shape of pump curve depending on the number of points supplied (see Figure 3.2):

Kriva pumpe jedna taka Kriva pumpe 3 takeSingle-Point Pump CurveThree-Point Pump Curve

Multi-Point Pump Curve Variable-Speed Pump CurveKriva pumpe vie taaka Varijabla kriva brzine pumpe

Slika 3.2Primjeri kriva pumpiFigure 3.2 Example Pump Curves

Kriva jedna taka: Kriva pumpe - jedna taka je definisana sa jednom kombinacijom pada i protoka koja predstavlja eljenu operativnu taku pumpe. EPANET dodaje krivi dvije take vie pretpostavljajujui da je iskljuenje glave (pada) na nula protoku jednako 133% dizajna protoka, a maksimum protoka na nula padu jednak dvostrukom dizajnu protoka. To tada tretira krivu kao tri take krivu.Single-Point Curve - A single-point pump curve is defined by a single head-flow combination that represents a pump's desired operating point. EPANET adds two more points to the curve by assuming a shutoff head at zero flow equal to 133% of the design head and a maximum flow at zero head equal to twice the design flow. It then treats the curve as a three-point curve. Kriva tri take: Kriva pumpe tri take je definisana sa tri operativne take: Taka niskog protoka (protok i pad u uslovima niskog ili nula protoka), taka dizajna protoka (protok i pad na eljenoj operativnoj taki) i taka maksimalnog protoka (protok i pad na maksimalnom protoku). EPANET pokuava podesiti kontinuiranu funkciju forme

kroz tri take da definie krivu cijele pumpe. U ovoj funkciji hg = dobijeni pad, q = stopa protoka, a A, B i C su konstante.Three-Point Curve - A three-point pump curve is defined by three operating points: a Low Flow point (flow and head at low or zero flow condition), a Design Flow point (flow and head at desired operating point), and a Maximum Flow point (flow and head at maximum flow). EPANET tries to fit a continuous function of the form

through the three points to define the entire pump curve. In this function, hg = head gain, q = flow rate, and A, B, and C are constants. Kriva vie taaka: Kriva pumpe vie taaka je definisana obezbjeujui ili par pad-protok taaka ili etiri i vie takvih taaka. EPANET kreira kompletnu krivu putem povezivanja taaka sa pravolinijskim segmentima.Multi-Point Curve A multi-point pump curve is defined by providing either a pair of head-flow points or four or more such points. EPANET creates a complete curve by connecting the points with straight-line segments. Za varijablu brzine pumpi, kriva pumpe se mijenja kao promjene brzine. Veze izmeu protoka (Q) i pada (P) na brzini N1 i N2 su:

For variable speed pumps, the pump curve shifts as the speed changes. The relationships between flow (Q) and head (H) at speeds N1 and N2 are

Kriva efikasnosti Efficiency Curve Kriva efikasnosti odreuje efikasnost pumpe (Y u procentima) kao funkcija stope protoka pumpe (X u jedinicama protoka). Primjer krive efikasnosti je prikazan na Slici 3.3. Efikasnost treba da predstavi ica-do-voda efikasnost tako da uzme u obzir mehanike gubitke u samoj pumpi kao i elektrine gubitke u motoru pumpe. Kriva se koristi samo za kalkulacije energije. Ako nije prilagoena za specifinu pumpu, tada e efikasnost fiksne opte pumpe biti koritena.An Efficiency Curve determines pump efficiency (Y in percent) as a function of pump flow rate (X in flow units). An example efficiency curve is shown in Figure 3.3. Efficiency should represent wire-to-water efficiency that takes into account mechanical losses in the pump itself as well as electrical losses in the pump's motor. The curve is used only for energy calculations. If not supplied for a specific pump then a fixed global pump efficiency will be used.

Kriva efikasnosti pumpe

Slika 3.3 Kriva efikasnosti pumpe

Figure 3.3 Pump Efficiency Curve

Kriva zapremine Volume Curve Kriva zapremine odreuje kako zapremina tanka (Y u kubnim stopama ili kubnim metrima) varira kao funkcija nivoa vode (X u stopama ili metrima). Koristi se kad je neophodno precizno predstaviti tankove ije povrine presjeka variraju sa visinom. Nii i vii nivoi vode obezbjeeni za krivu moraju sadravati nie i vie nivoe izmeu kojih tank radi. Primjer krive zapremine tanka je dat ispod.

A Volume Curve determines how storage tank volume (Y in cubic feet or cubic meters) varies as a function of water level (X in feet or meters). It is used when it is necessary to accurately represent tanks whose cross-sectional area varies with height. The lower and upper water levels supplied for the curve must contain the lower and upper levels between which the tank operates. An example of a tank volume curve is given below.

Slika 3.4 Kriva zapremine tanka

Figure 3.4 Tank Volume Curve Kriva izgubljenog pada Headloss Curve Kriva izgubljenog pada se koristi da opie izgubljeni pad (Y u stopama ili metrima) prema ventilu opte namjene (VON) kao funkcija stope protoka (X u jedinicama protoka). Ona prua mogunost da se modeliraju ureaji i situacije sa jedinstvenim izgubljeni pad-protok odnosima, kao to su ventili prevencije smanjenja protoka ili povratnog toka, turbine i ponaanje snienja razine vode u bunaru. A Headloss Curve is used to described the headloss (Y in feet or meters) through a General Purpose Valve (GPV) as a function of flow rate (X in flow units). It provides the capability to model devices and situations with unique headloss-flow relationships, such as reduced flow - backflow prevention valves, turbines, and well draw-down behavior.

Vremenski obrasci Time Patterns Vremenski obrazac je skup multiplikatora koji se mogu primijeniti na koliinu da joj omogue da varira tokom vremena. Potrebe vora, pritisci u rezervoaru, rasporedi pumpe i izvor kvalitetne vode su ulazni parametri koji mogu imati dodijeljene vremenske obrasce. Vremenski interval koriten u svim obrascima je fiksna vrijednost, postavljena sa projektnom Vremenskom opcijom (vidjeti sekciju 8.1). Unutar ovog intervala koliina ostaje na konstantnom nivou, jednakom proizvodu njene nominalne vrijednosti i multiplikatora obrasca za taj vremenski period. Iako svi vremenski obrasci moraju koristiti isti vremenski interval, svaki moe da ima razliit broj perioda. Kada simulacija sata prevazilazi broj perioda u obrascu, obrazac se ponovo zaokree svom prvom periodu ponovo. A Time Pattern is a collection of multipliers that can be applied to a quantity to allow it to vary over time. Nodal demands, reservoir heads, pump schedules, and water quality source inputs can all have time patterns associated with them. The time interval used in all patterns is a fixed value, set with the project's Time Options (see Section 8.1). Within this interval a quantity remains at a constant level, equal to the product of its nominal value and the pattern's multiplier for that time period. Although all time patterns must utilize the same time interval, each can have a different number of periods. When the simulation clock exceeds the number of periods in a pattern, the pattern wraps around to its first period again.

Kao primjer toga kako vremenski obrasci rade razmotrimo spojni vor sa prosjenom tranjom od 10 GPM (galoni/minut). Pretpostavimo da je interval vremenskog obrasca postavljen na 4 sata i obrazac sa sljedeim multiplikatorima je naznaen za potranju na ovom voru:As an example of how time patterns work consider a junction node with an average demand of 10 GPM. Assume that the time pattern interval has been set to 4 hours and a pattern with the following multipliers has been specified for demand at this node:

Period123456

Multiplikator0.50.81.01.20.90.7

Tada e trajanje simulacije aktuelne potranje izvrene na ovom vori biti sljedee: Then during the simulation the actual demand exerted at this node will be as follows:

Sati0-44-88-1212-1616-2020-2424-28

Potranja581012975

Kontrole Controls Kontrole su postavke koje odreuju kako mrea radi tokom vremena. One preciziraju status odabranih cijevi kao funkcije vremena, nivoe vode u tankovima i pritiske na odabranim takama unutar mree. Postoje dvije kategorije kontrola koje se mogu koristiti: jednostavne kontrole kontrole na osnovu pravila (upravljake kontrole).

Controls are statements that determine how the network is operated over time. They specify the status of selected links as a function of time, tank water levels, and pressures at select points within the network. There are two categories of controls that can be used: Simple Controls Rule-Based Controls

Jednostavne kontrole Simple Controls Jednostavne kontrole mijenjaju status ili postavke cijevi na osnovu: nivoa vode u tanku, pritiska na spojnici, vremena u simulaciji, vremena dana.

Simple controls change the status or setting of a link based on: the water level in a tank, the pressure at a junction, the time into the simulation, the time of day. Postavke izraene u jednom od sljedea tri fromata su:

LINK x status IF NODE y ABOVE/BELOW z LINK x status AT TIME t LINK x status AT CLOCKTIME c AM/PM

They are statements expressed in one of the following three formats: LINK x status IF NODE y ABOVE/BELOW z LINK x status AT TIME t LINK x status AT CLOCKTIME c AM/PM gdje su:x = cijev ID oznake, status = OTVORENO ili ZATVORENO, postavka brzine pumpe ili postavka kontrolnog ventila, y = vor ID oznake, z = pritisak za spojnicu ili nivo vode za tank, t = vrijeme od poetka simulacije u decimalnim satima ili u biljeenju sati:minuti, c = 24-sata period takta. where: x = a link ID label, status = OPEN or CLOSED, a pump speed setting, or a control valve setting, y = a node ID label, z = a pressure for a junction or a water level for a tank, t = a time since the start of the simulation in decimal hours or in hours:minutes notation, c = a 24-hour clock time. Neki primjeri jednostavnih kontrola su:

Kontrolna postavka Znaenje

LINK 12 CLOSED IF NODE 23 ABOVE 20 (Zatvoriti cijev 12 kada nivo u tanku 23 pree 20 stopa) LINK 12 OPEN IF NODE 130 BELOW 30(Otvoriti cijev 12 ako pritisak na voru 130 pada ispod 30 psi) LINK 12 1.5 AT TIME 16(Postaviti relativnu brzinu pumpe 12 na 1.5 na 16 sati u simulaciju) LINK 12 CLOSED AT CLOCKTIME 10 AM (Cijev 12 se ponovi zatvara u 10LINK 12 OPEN AT CLOCKTIME 8 PMAM i otvara u 8 PM u toku simulacije)

Some examples of simple controls are:

Ne postoji ogranienje broja postavki jednostavne kontrole koji se mogu koristiti.There is no limit on the number of simple control statements that can be used. Napomena: Kontrole nivoa se postavljaju u uslovima visine vode iznad dna tanka, ne visine (ukupan pritisak) povrine vode.Note: Level controls are stated in terms of the height of water above the tank bottom, not the elevation (total head) of the water surface.

Napomena: Korienje para kontrola pritiska da bi se otvorila i zatvorila cijev moe prouzrokovati da sistem postane nestabilan ako su postavke pritiska previe blizu jedna drugoj. U ovom sluaju korienje para kontrola na osnovu pravila moe obezbijediti veu stabilnost. Note: Using a pair of pressure controls to open and close a link can cause the system to become unstable if the pressure settings are too close to one another. In this case using a pair of Rule-Based controls might provide more stability. Kontrole na osnovu pravila Rule-Based Controls Kontrole na osnovu pravila omoguavaju da se izraunaju status cijevi i postavke bazirane na kombinciji uslova koji bi mogli postojati u mrei nakon inicijalnog hudraulinog stanja sistema. Slijedi nekoliko primjera kontrola na osnovu pravila:Rule-Based Controls allow link status and settings to be based on a combination of conditions that might exist in the network after an initial hydraulic state of the system is computed. Here are several examples of Rule-Based Controls: Primjer 1: Ovaj skup pravila gasi pumpu i otvara obilaznu cijev kada nivo u tanku prelazi odreenu vrijednost i radi suprotno kada je nivo ispod druge vrijednosti.Example 1: This set of rules shuts down a pump and opens a by-pass pipe when the level in a tank exceeds a certain value and does the opposite when the level is below another value.

PRAVILO 1 AKO JE NIVO TANKA 1 IZNAD 19.1 TADA JE STATUS PUMPE 335 ZATVORENO A STATUS CIJEVI 330 OTVORENO PRAVILO 2 AKO JE NIVO TANKA 1 ISPOD 17.1 TADA JE STATUS PUMPE 335 OTVORENO A STATUS CIJEVI 330 ZATVORENO

RULE 1 IF TANK 1 LEVEL ABOVE 19.1 THEN PUMP 335 STATUS IS CLOSED AND PIPE 330 STATUS IS OPEN RULE 2 IF TANK 1 LEVEL BELOW 17.1 THEN PUMP 335 STATUS IS OPEN AND PIPE 330 STATUS IS CLOSED

Primjer 2:Ova pravila mijenjaju nivo tanka na kojem se pumpa ukljuuje u zavisnosti od vremena dana.

Example 2: These rules change the tank level at which a pump turns on depending on the time of day. PRAVILO 3 AKO JE SISTEM U VREMENU >= 8 AM A VRIJEME SISTEMA < 6 PM I NIVO TANKA 1 ISPOD 12 TADA JE STATUS PUMPE 335 OTVORENO PRAVILO 4AKO JE SISTEM U VREMENU >= 6 PM ILI VRIJEME SISTEMA < 8 AM I NIVO TANKA 1 ISPOD 14 TADA JE STATUS PUMPE 335 OTVORENO

RULE 3 IF SYSTEM CLOCKTIME >= 8 AM AND SYSTEM CLOCKTIME < 6 PM AND TANK 1 LEVEL BELOW 12 THEN PUMP 335 STATUS IS OPEN RULE 4 IF SYSTEM CLOCKTIME >= 6 PM OR SYSTEM CLOCKTIME < 8 AM AND TANK 1 LEVEL BELOW 14 THEN PUMP 335 STATUS IS OPEN Opis formata koritenih sa kontrolama na osnovu pravila moe se pronai u Dodatku C, pod naslovom [PRAVILA] na 150. strani. A description of the formats used with Rule-Based controls can be found in Appendix C, under the [RULES] heading (page 150).

3.3 Model hidrauline simulacije 3.3 Hydraulic Simulation Model EPANET-ov model hudrauline simulacije izraunava pritisak spojnice i protoke kroz cijevi za fiksnu grupu nivoa rezervoara, nivoe tanka, te potranju za vodom preko vremenskog slijeda potranje u pojedinim vremenskim takama. Sa jedne vremenske take do slijedee nivoi rezervoara i prikljuni zahtjevi (spojnice) su aurirani prema njihovom propisanom obrascu, dok su nivou tankova aurirani prema tekuem rjeenju protoka. Rjeenje za pritiske i protoke na posebnim takama u vremenu ukljuuje simultano rjeavanje jednaine za ouvanje protoka za svaku spojnicu i izgubljeni pad svake cijevi u mrei. Ovaj proces poznat kao hidrauliko balansiranje mree, zahtijeva korienje iterativne tenike za rjeavanje ukljuenih nelinernih jednaina. Za ovu svrhu EPANET koristi Gradijentni algoritam. Dodatak D sadri detalje.

EPANETs hydraulic simulation model computes junction heads and link flows for a fixed set of reservoir levels, tank levels, and water demands over a succession of points in time. From one time step to the next reservoir levels and junction demands are updated according to their prescribed time patterns while tank levels are updated using the current flow solution. The solution for heads and flows at a particular point in time involves solving simultaneously the conservation of flow equation for each junction and the headloss relationship across each link in the network. This process,

known as hydraulically balancing the network, requires using an iterative technique to solve the nonlinear equations involved. EPANET employs the Gradient Algorithm for this purpose. Consult Appendix D for details. Hidrauliki vremenski korak koji se koristi za proirenje perioda simulacije (EPS) moe biti odreen sa strane korisnika. Tipino vrijeme je jedan sat. Krae vrijeme od normalnog e se automatski pojaviti kada se dogodi jedan od slijedeih sluajeva: kada doe slijedee vrijeme za izvjetaj izlaza kada doe slijedee vrijeme prema obrascu kada spremnik (tank) postane prazan ili pun kada se aktivira jednostavna kontrola ili kontrola bazirana na pravilu

The hydraulic time step used for extended period simulation (EPS) can be set by the user. A typical value is 1 hour. Shorter time steps than normal will occur automatically whenever one of the following events occurs: the next output reporting time period occurs the next time pattern period occurs a tank becomes empty or full a simple control or rule-based control is activated.