可以进行管网平差、管网水力模拟和建立水质模型的软件,EPANET 作为一套功能齐全、界面友好、易于使用的优秀免费软件,得到广泛应用,成为许多商业软件的核心,也为输配水系统的科学研究提供了便利。
EPANETH软件是美国环保局软件 EPANET 的汉化版本,是一个可以执行有压管网水力和水质特性延时模拟的计算机程序。管网包括管道、节点(管道连接节点)、水泵、阀门和蓄水池(或者水库)等组件。EPANETH可跟踪延时阶段管道水流、节点压力、水池水位高度以及整个管网中化学物质的浓度。除了模拟延时阶段的化学成分,也可以模拟水龄和进行源头跟踪。
EPANETH开发的目的是为了改善对配水系统中物质迁移转化规律的理解。它可以实现许多不同类型的配水系统分析。采样程序设计、水力模型校验、余氯分析以及用户暴露评价就是一些例子。EPANETH有助于评价整个系统水质改善的不同管理策略,这些可能包括:
改变多水源供水系统的水源配置;
改变水泵提升和水池注水/放水时间调度安排;
水处理的补充措施,例如蓄水池中重新加氯;
管道清洗和替换。
在 Windows环境下,EPANETH提供了管网输入数据编辑、水力和水质模拟,以及以各种方式显示计算结果的集成环境。结果的表达形式包括管网地图颜色表示、数据表格、时间序列图和等值线图等。
完整和精确的水力模拟是有效水质模拟的先决条件。EPANETH包含了先进的水力分析引擎,具有以下功能:
对管网规模未加限制;
可利用 Hazen-Williams, Darcy-Weisbach或 Chezy-Manning 公式计算摩擦水头损失;
包含了弯头、附件等处的局部水头损失计算;
可模拟恒速和变速水泵;
可进行水泵提升能量和成本分析;
可模拟各种类型的阀门,包括遮蔽阀、止回阀、调压阀和流量控制阀;
允许包含各种形状的蓄水池(即直径可以随高度变化);
考虑节点多需水量类型,每一节点可具有自己的时变模式;
可模拟依赖于压力的流量,例如扩散器(喷头水头);
系统运行能够基于简单水池水位或者计时器控制,以及基于规则的复杂控制
EPANETH提供了以下水质模拟能力:
模拟管网中非反应性示踪剂随时间的运动;
模拟反应物质的运动变化,它可以随时间增长(例如消毒副产物)或者降低(例如余氯); 2
模拟整个管网的水龄;
跟踪从已知节点来的水流百分比;
模拟主流水体和管壁处的反应;
利用 n 级反应动力学模拟主流水体中的反应;
利用零级或者一级反应动力学模拟管壁处的反应;
模拟管壁处的反应时可考虑质量转移限值;
允许持续达到一个极限浓度的增长或者衰减反应;
利用全局反应速率系数,可在单管道基础上纠正;
允许管网中任何位置的时间变化浓度或者质量输入;
将蓄水池作为完全混合、柱塞流或者双室反应器进行模拟。
通过利用这些特性,EPANETH能够研究以下水质现象:
不同水源来水的混合;
整个系统的水龄;
余氯的损失;
消毒副产物的增长;
污染事件跟踪。
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