04 Einfuehrung in Die Simulationssoftware EPANET

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  • berblickAllgemeine Informationen zu EPANETDie Grafische Benutzeroberflche

    Arbeiten mit EPANETArbeiten in der *.inp Datei Simulationen durchfhrenBerechnungsergebnisse auswerten

    Weitere Berechnungsprogramme

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Weitere Berechnungsprogramme

    Beispiele

    2

    Allgemeine Informationen zu EPANET

    EPANET ist eine lizenzfreie Software zur hydraulischen Analyse von Wasserversorgungsnetzen.

    EPANET wurde von der amerikanischen Umweltschutz-EPANET wurde von der amerikanischen Umweltschutz-behrde US EPA entwickelt und zur Verfgung gestellt.

    Die Software und Benutzerhandbcher sind frei erhltlich unter:

    www.epa.gov/nrmrl/wswrd/dw/epanet.html#downloads (englisch)

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    www.civil.usherbrooke.ca/cours/gci410/Epanet_fr.pdf (franzsisch)www.gmmf.upv.es/descargas/Manual de EPANET v2E.pdf (spanisch)www.uman.es/w/epanet/descargas.html (portugiesisch)

    3

  • Allgemeine Informationen zu EPANET

    Was kann EPANET?

    Stationre und zeitabhngige Simulation von Hydraulik und Wasserqualitt in Druckrohrnetzen mit einer unbegrenzten Anzahl Wasserqualitt in Druckrohrnetzen mit einer unbegrenzten Anzahl von Knoten und Strngen.Berechnet Durchfluss in jedem Strang und Druck an jedem Knoten eines Netzes.Weiterhin knnen Stoffkonzentrationen, das Alter des Wassers sowie die Ausbreitung von Tracern ber eine beliebige Anzahl von Zeitschritten simuliert werden.

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET4

    Allgemeine Informationen zu EPANET

    Hydraulik

    Unbegrenzte Gre des Netzes Druckhhenverlust nach Hazen-Williams, Darcy-Weisbach oder Chezy-Manning FormelBercksichtigung lokaler Druckhhenverluste Pumpen mit konstanter oder variabler DrehzahlBeliebige BehltergeometrienMehrere Verbraucher mit unterschiedlichen Ganglinien an einem Knoten mglich

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Knoten mglichDruckabhngige Entnahme

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  • Allgemeine Informationen zu EPANET

    Wasserqualitt

    Simuliert die Ausbreitung reaktiver (z.B. Chlor) und nicht-reaktiver Stoffe im Rohrnetz ber die ZeitStoffe im Rohrnetz ber die ZeitBerechnet das Alter des Wassers im Rohrnetz (Stagnation)Berechnet den Anteil des Durchflusses von einer bestimmten Quelle an allen anderen Knoten im Netz (Mischwasser)Zeitabhngige Variation einer Stoffkonzentration an EinspeiseknotenVollstndige Durchmischung oder Pfropfenstrmung in Behltern

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Vollstndige Durchmischung oder Pfropfenstrmung in Behltern

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    Allgemeine Informationen zu EPANET

    Grenzen des Anwendungsbereichs

    Keine teilgefllten Leitungen oder Lufteinschlsse in RohrleitungenRohrleitungenKeine DruckstoberechnungKeine Simulation von Rohrbrchen

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET7

  • Allgemeine Informationen zu EPANET

    Ntzliches

    Unter http://www.water-simulation.com/wsp/bb/ befindet sich ein Archiv mit hufig gestellten Fragen und Antworten zur Arbeit mit Archiv mit hufig gestellten Fragen und Antworten zur Arbeit mit EPANET

    Folgender Link beschreibt wie man sich in eine Mailingliste von EPANET-Anwendern weltweit einschreiben kann:http://www.computationalhydraulics.com/Communities/Listservers /epanet-users.asp

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET8

    Allgemeine Informationen zu EPANET

    Tutorial

    Das EPANET-Tutorial erlutert an einem Beispiel Schritt fr Schritt die Modellerstellung und Simulation mit der Softwaredie Modellerstellung und Simulation mit der SoftwareKapitel 2 des EPANET-Handbuchs behandelt ausfhrlich dieses TutorialDas Tutorial kann im Hilfe-Men aufgerufen werden.

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET9

  • Allgemeine Informationen zu EPANET

    Verwalten von Rechennetzmodellen

    EPANET-Modelle werden im Format *.net (binr) oder *.inp (Textdatei) abgelegt. Diese bentigen sehr wenig Speicherplatz.(Textdatei) abgelegt. Diese bentigen sehr wenig Speicherplatz.Manche Bearbeitungsschritte lassen sich effizienter in diesen Textdateien durchfhren als ber die grafische Oberflche.

    Vor der Durchfhrung von nderungen in einem Modell sollte eine Sicherheitskopie des Originals erstellt werden.

    Zur besseren bersicht empfiehlt es sich, fr verschiedene

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Zur besseren bersicht empfiehlt es sich, fr verschiedene Szenarien jeweils eine neue Modelldatei anzulegen und alle Vernderungen zu kommentieren.

    Vorsicht: EPANET hat keine Rckgngig-Taste !

    10

    Allgemeine Informationen zu EPANET

    Arbeiten mit EPANET

    blicherweise werden einer oder mehrere EPANET-Handbuchder folgenden Arbeitsschritte ausgefhrt:

    Rohrnetz (Graph) zeichnen oder importierenElementeigenschaften (Attribute) editierenSteuerung des Systems beschreiben

    Berechnungsoptionen einstellen

    EPANET-Handbuch

    Kapitel 6.1 & 11.4

    Kapitel 6.4

    Kapitel 6.5

    Kapitel 8.1

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Berechnungsoptionen einstellen

    Simulationen durchfhren

    Ergebnisse analysieren

    Kapitel 8.1

    Kapitel 8.2

    Kapitel 9

    11

  • Die Grafische Benutzeroberflche

    Werkzeugleiste

    Legende Browser

    Menleiste

    Legende Browser

    Eigenschafts-Editor

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Statusleiste

    bersichtskarte

    Kapitel 4.1

    12

    Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Menleiste

    Das File MenNew - Ein neues EPANET Projekt erstellenOpen - Ein existierendes Projekt ffnenSave - Das aktuelle Projekt speichernSave As - Das aktuelle Projekt unter neuem Namen speichernImport - Ein Netz importieren

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Export - Ein Netz exportierenPage Setup - Rnder, Kopf- und Fuzeilen fr Druck einrichtenPrint Preview - DruckvorschauPrint - DruckenPreferences - Voreinstellungen Exit - EPANET beenden

    Kapitel 4.2

    13

  • Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Menleiste

    Das Edit MenCopy To - Die aktive Ansicht (Karte, Bericht, Grafik oder Tabelle) in Datei kopierenSelect Object - Ein Objekt auf der Karte auswhlenSelect Vertex - Einen Vertex auf der Karte auswhlenSelect Region - Eine markierte Region auf der Karte auswhlenSelect All - Alle sichtbaren Elemente auf der Karte auswhlen

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.2

    Group Edit - Eine Eigenschaft aller ausgewhlten Elemente editieren

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    Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Menleiste

    Das View MenDimensions - Die Karteneinheiten einstellen Backdrop - Ein Hintergrundbild einfgenPan - Den Kartenausschnitt verschiebenZoom In - Einen Kartenausschnitt vergrernZoom Out - Den Kartenausschnitt verkleinern

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.2

    Full Extent - Die gesamte Karte anzeigenFind - Ein Systemelement in der Karte findenQuery - Elemente mit bestimmten Eigenschaften abfragenOverview Map - Die bersichtskarte ein- / ausblendenLegends - Die Legenden ein-/ ausblendenToolbars - Die Werkzeugleiste ein- / ausblendenOptions - Darstellungsoptionen verndern

    15

  • Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Menleiste

    Das Project MenSummary - Zeigt eine Zusammenfassung des ProjektsDefaults - Die Voreinstellungen eines Projekts editierenCalibration Data - Kalibrierungsdaten fr das Projekt registrierenAnalysis Options - Berechnungsoptionen editierenRun Analysis - Eine Berechnung ausfhren

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.2

    16

    Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Menleiste

    Das Report MenStatus - Bericht ber Statusnderungen in Strngen ber eine ZeitraumEnergy - Bericht ber den Energieverbrauch von PumpenCalibration - Bericht ber Differenzen zwischen Messung und SimulationReaction - Bericht ber die durchschnittlichen Reaktionsraten im NetzFull - Erstellt einen vollstndigen Bericht der Ergebnisse fr alle

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.2

    Knoten und Strnge zu jedem Zeitpunkt und speichert ihn als *.txt file.Graph - Erstellt Zeitreihen, Profile und Kontourlinien ausgewhlter ParameterTable - Erstellt eine tabellarische bersicht ber gewhlte Knoten und StrngeOptions - Verndert das Layout einer Tabelle, Grafik oder eines Berichts

    17

  • Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Menleiste

    Das Window MenArrange - Arrangiert alle untergeordneten Fenster so, dass sie in das

    Hauptfenster passenClose All - Schliet alle geffneten Fenster (auer Map und Browser)Window List - Listet alle momentan geffneten Fenster auf

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.2

    18

    Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Menleiste

    Das Help MenHelp Topics - Zeigt die Hilfe-Funktionen anUnits - Beschreibung der verwendeten Maeinheiten Tutorial - Kurzes Tutorial zu EPANETAbout - Zeigt Informationen ber diese Version von EPANET

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.2

    19

  • Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Standard-Werkzeugleiste

    Standard-Werkzeuge

    Shortcuts zu einigen hufig verwendeten Funktionen (neues Projekt, Projekt ffnen, Speichern, Drucken,

    Auswerten & Darstellen

    Die Ergebnisse einer Berechnung mittels Abfragen, Grafiken und Tabellen auswerten und grafisch visualisieren

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.3

    ffnen, Speichern, Drucken, Kopieren, Lschen und Suchen

    Run Analysis

    Eine Berechnung starten

    20

    Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Karten-Werkzeugleiste

    Ein beliebiges Objekt auf der Karte auswhlen

    Einen Vertex auf einem Rohrstrang whlen

    Eine Region auswhlen

    Den Kartenausschnitt verschieben / zoomen

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.2

    Systemelemente hinzufgen:Knoten, Reservoir, Tank, Strang / Rohrleitung / Pumpe / Armatur

    Eine Beschriftung hinzufgen

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  • Die Grafische Benutzeroberflche

    Die StatusleisteAuto-Length

    Automatische Lngenberechnung Lngenberechnung fr neue Strnge an- / ausschalten

    Einheiten

    Zeigt an, ob US-oder metrische Einheiten aktiviert sind

    Zoom & Mauszeigerposition

    Zeigt das aktuelle Zoomlevel und die Position des Mauszeigers an

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.4

    Berechnungsstatus

    Zeigt an, ob eine Berechnung ausgefhrt wurde und ob sie erfolgreich war.

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    Die Grafische Benutzeroberflche

    Die Legende SkalierungEinstellungen der Legende skalieren

    Knoten-Legende

    Grafische Visualisierung von Gelndehhe, Druck, Basisbedarf, aktueller Wasserentnahme, Qualitt, ...

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    ...

    Strang-Legende

    Grafische Visualisierung von Durchmesser, Rauheit, Durchfluss, Fliegeschwindigkeit, Energieverlust, ...

    Farbskala

    Farbskala fr die Darstellung anpassen

    Kapitel 7.7 und 9.2

    23

  • Die Grafische Benutzeroberflche

    Der Browser

    Data-Browser Map-Browser

    Objektklasse whlen

    Liste der Elemente in dieser

    Objektklasse

    Zu visualisierende Knoten-Variable

    Zu visualisierende Strang-Variable

    Angezeigter Zeitschritt

    Animation der Ergebnisse

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.6

    Elemente neu erstellen,

    lschen und editieren

    24

    Die Grafische Benutzeroberflche

    Der Eigenschafts-Editor: Knoten (junctions)

    Notwendige EingabenNotwendige Eingaben

    Knoten-IDx,y - KoordinatenGelndehhe [m]

    Durchschnittsbedarf [l/s]Bedarfsganglinie

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.8

    Berechnungsergebnisse

    Aktueller Verbrauch [l/s]Potential [m]

    Druck [m]Qualitt (z.B. Konzentration oder Alter)

    25

  • Die Grafische Benutzeroberflche

    Der Eigenschafts-Editor: Strnge (pipes)Notwendige Eingaben

    Berechnungsergebnisse

    Strang-IDStartknoten, Endknoten

    Lnge [m]Durchmesser [mm]

    Rauheit [mm]Lokale Verluste

    Anfangszustand (offen / geschlossen / CV)

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 4.8

    Berechnungsergebnisse

    Durchfluss [l/s]Fliegeschwindigkeit [m/s]

    Druckverlust [m/km]Darcy-Weisbach Reibungsbeiwert [-]

    Reaktionsrate (fr Wasserqualittsberechnung)Qualitt (Konzentration oder Alter)

    Aktueller Status (offen / geschlossen)

    26

    Die Grafische Benutzeroberflche

    Glossar der am hufigsten verwendeten Begriffebackdrop Hintergrundkartebase demand Basisbedarf / durchschnittl. Bedarfcross section Querschnitt

    pattern Gangliniepotential Potenzialpressure Druckcross section Querschnitt

    CV Rckschlagklappe (check valve)demand Bedarfdemand factor Verbrauchsfaktordemand node Bedarfsknotendemand pattern Bedarfsgangliniediameter Durchmesserelevation HheFCV Durchflussregler (flow control valve)flow Durchflussflow arrow Fliessrichtungspfeilhead Druckhhehead loss Druckhhenverlustinitial level Anfangsfllstand

    pressure DruckPRV Druckminderer (pressure reducing valve)PSV Druckuntersttzer (pressure sustaining valve)pump Pumpepump curve Pumpenkennliniereservoir Reservoirroughness Rauheitstatus Statustank BehlterTCV Drosselschieber (throttle control valve)time step Zeitschrittvalve Schieber, Armaturvelocity Fliessgeschwindigkeitvertex Knickpunkt

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    initial level Anfangsfllstandinitial status Ausgangszustandlabel Beschriftunglength Lngelink / pipe Strang / Rohrmultiplier Faktornode / junction Knoten

    vertex Knickpunktwater level Fllhhe

    27

  • Arbeiten mit EPANET

    Standardwerte definieren

    Standardwerte

    Beim Zeichnen neuer Leitungen

    werden standard-mig diese

    Hydraulische Parameter

    Grundeinstellungen fr die hydraulische

    Berechnung (verwendete Einheiten, Druckverlustgleichung,

    Viskositt, Anzahl der Iterationsschritte,

    Konvergenzkriterium)

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 5.2

    mig diese Werte gesetzt.

    Konvergenzkriterium)

    > Project Menu / Defaults

    28

    Arbeiten mit EPANET

    Eine Hintergrundkarte einfgen2. Im Men Map Dimensions die Koordinaten der linken unteren und

    rechten oberen Ecke des Bildes eingeben. Karteneinheit festlegen.1. Ein Hintergrundbild auswhlen

    Mgliche Formate: *.bmp, *.wmf und *.emf

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    3. Wenn die Funktion Auto-Length On aktiviert ist, knnen auf Basis der Hintergrundkarte Leitungen mastabsgerecht, d.h. mit korrekter Lnge gezeichnet werden.

    > 05 Geoinformationssystem ArcGIS

    29

  • Arbeiten mit EPANET

    Neue Elemente hinzufgen und editieren1. Knoten hinzufgen (oder Behlter, ...) 2. Strnge hinzufgen (oder Schieber, ...) 3. Elemente editieren

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET30

    Arbeiten mit EPANET

    Sichtbare Elemente editieren: gekrmmte Rohrleitung1. Strang hinzufgen 2. Knickpunkte (sog. Vertex) mit

    Rechtsklick einfgen und verschieben3. Rohrleitung editieren (Lnge, Durchmesser, Beschreibung, etc...)

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET31

  • Arbeiten mit EPANET

    Sichtbare Elemente editieren: Schieber* schlieen / ffnen2. Ausgangszustand (Initial Status) von geschlossen auf geffnet ndern

    1. Eigenschafts-Editor fr Schieber ffnen (durch Doppelklick auf das Element)

    Schieber

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    * In EPANET kann generell jeder Strang geffnet oder geschlossen werden! Typisches Schieberkreuz

    32

    Arbeiten mit EPANET

    nicht-sichtbare Elemente editieren: Pumpenkennlinie*1. Pumpenkennlinie in Data Browser / Curves

    auswhlen2. Frderstrom und Frderhhe eingeben (Betriebspunkt). Es

    ist mindestens ein Wertepaar erforderlich.

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    * Jede Pumpenkennlinie kann beliebig vielen Pumpen zugewiesen werden. Dazu den Eigenschaftseditor der Pumpe ffnen und im Feld Pump Curve die zugehrige ID der Pumpenkurve (Curve ID) eintragen. Kapitel 2.8 und 6.5

    33

  • Arbeiten mit EPANET

    nicht-sichtbare Elemente editieren: Bedarfsganglinie1. Ganglinie in Data Browser

    whlen oder neu erstellen2. Skalierungsfaktoren eingeben / verndern

    Pattern = Ganglinie

    gewnschte Ganglinie

    auswhlen

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 2.8 und 6.5

    Ganglinie

    neu erstellen, lschen oder editieren

    Skalierungsfaktoren

    Anhand von Messdaten oder Literaturwerten eingeben. ( aller Faktoren einer Tagesganglinie muss 1 ergeben)

    34

    Arbeiten mit EPANET

    nicht-sichtbare Elemente editieren: Knotenbedarf zuweisen1. Im Eigenschafts-Editor den

    Basisbedarf und die zugehrige Bedarfsganglinie eingeben

    2. Falls mehrere Verbraucher mit unterschiedlicher Ganglinie von einem Knoten versorgt werden: Demand Categories

    3. Fr jeden Verbraucher den Basisbedarf und zugehrige Ganglinie angeben.

    Demand Categories

    4. Ganglinien mssen in [PATTERNS]

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    [PATTERNS] definiert sein.

    35

  • Arbeiten mit EPANET

    nicht-sichtbare Elemente editieren: Steuerung1. In Data Browser das Feld

    Controls auswhlen 2. Simple Controls

    Strang zu bestimmter Uhrzeit ffnen oder schlieen.ffnen oder schlieen.

    Strang in Abhngigkeit von Druck an Kontrollknoten ffnen oder schlieen.

    3. Rule Based Controls

    Wenn eine oder mehrere Randbedingungen eintreten,

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Appendix C, Seite 164 - 167, [RULES]

    Randbedingungen eintreten, folgen daraus eine oder mehrere Aktionen.

    36

    Arbeiten mit EPANET

    Knoten anhand Durchschnittsbedarf grafisch unterscheiden1. Map Browser: Base Demand whlen 3. Ergebnis:

    2. Legenden-Editor: Sinnvolle Klassen einteilen

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Zwischenknoten

    Hausanschlsse

    GroverbraucherHydrant 48 m/hHydrant 96 m/h

    37

  • Arbeiten mit EPANET

    Berechnungsergebnisse visualisieren: Map Options1.Gre / Strichstrke fr Knoten und Strnge ndern

    2. Berechnete Werte fr Knoten und Strnge anzeigen lassen

    3. Symbole fr Elemente (Pumpen, Schieber, Tanks, ...) an- / und ausschalten. Flierichtung mit Pfeilen ausschalten. Flierichtung mit Pfeilen darstellen. Hintergrundfarbe ndern.

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Kapitel 3.2 und 7.9

    38

    Arbeiten mit EPANET

    Arten der Behlterfllung - Modellierung1.Gegenbehlter, Befllung von unten

    Befllung

    2. Durchlaufbehlter, Befllung oberhalb des Wasserspiegels

    Entnahme

    Behlter

    PSVBefllung

    3. Gegenbehlter, Befllung oberhalb des Wasserspiegels

    PSV

    Befllung

    Behlter

    Entnahme

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    CVCV

    PSV

    Behlter

    39

  • Arbeiten mit EPANET

    Arten der Behlterfllung hydraulischer Hintergrund1. Befllung von unten 2. Befllung oberhalb des Wasserspiegels

    Befllung auf Sohlniveau Variables Potential Standard in EPANET

    Befllung ber WSP Konstantes Potential Modellierung mit PSV (Solldruck = Einlaufhhe)

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Hhe Behlter - WSP

    Tank

    Hhe Behlter-WSP

    PSV Tank

    Hhe Zuleitung

    40

    Arbeiten mit EPANET

    Verschiedene Arten der Behlterfllung1.Gegenbehlter, Fllung von unten

    Fllung

    2. Durchlaufbehlter, Fllung oberhalb des Wasserspiegels

    Entnahme

    Behlter

    PSVFllung

    3. Gegenbehlter, Fllung oberhalb des Wasserspiegels

    PSV

    Fllung

    Behlter

    Entnahme

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    CVCV

    PSV

    Behlter

    41

  • Arbeiten mit EPANET

    Druckkessel1.Grundflche berechnen

    A = (V2 V1) / (H2 H1)

    2. Behlter und Pumpe im Modell nachbilden

    A = (V2 V1) / (H2 H1)

    Mit:

    A modellierte Grundflche des BehltersH1 Einschaltdruck der PumpeH2 Ausschaltdruck der PumpeV1 zu H1 korrespondierendes VolumenV2 zu H2 korrespondierendes Volumen

    Pumpe 1

    Pumpe 2 (stand-by)

    CVDruckkessel

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    3. Steuerung nachbilden (Rule-based Controls)

    Pumpe 1 an, wenn H < H1Strang 1 zu, wenn H < H1

    Pumpe 1 aus, wenn H > H2Strang 2 auf, wenn H > H2

    CV

    42

    Arbeiten in der *.inp Datei

    Ansicht

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET43

  • Arbeiten in der *.inp Datei

    Aufbau

    Komponenten Betrieb Wasserqualitt Optionen Karte / LayoutKomponenten

    [TITLE]

    [JUNCTIONS]

    [RESERVOIRS]

    [TANKS]

    [PIPES]

    [PUMPS]

    Betrieb

    [CURVES]

    [PATTERNS]

    [ENERGY]

    [STATUS]

    [CONTROLS]

    [RULES]

    Wasserqualitt

    [QUALITY]

    [REACTIONS]

    [SOURCES]

    [MIXING]

    Optionen

    [OPTIONS]

    [TIMES]

    [REPORT]

    Karte / Layout

    [COORDINATES]

    [VERTICES]

    [LABELS]

    [BACKDROP]

    [TAGS]

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    [VALVES]

    [EMITTERS]

    [DEMANDS]

    44

    Arbeiten in der *.inp Datei

    *.inp Datei editieren

    TitelfeldTitelfeld

    Spaltentitel

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Knotenknnen z.B. in Excel oder GIS vorbereitet und dann importiert werden

    Kommentarspalte

    45

  • Arbeiten in der *.inp Datei

    Bedarfsganglinie aus Messdaten generieren1. Messdaten aus Leitwarte 2. Aufbereitung der Messdaten in Excel

    3. Einfgen in *.inp file4. Fertige Wochenganglinie in EPANET

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET46

    Simulationen durchfhren

    Stationre Simulation Berechnungsoptionen2. Hydraulische OptionenSind fr gewhnlich schon voreingestellt. Auf korrekte voreingestellt. Auf korrekte Einstellung der Einheiten (LPS) und der Flieformel (D-W) achten.Die Werte fr Viskositt, Anzahl der Iterationen und Konvergenz sind ebenfalls Standardwerte.

    3. Zeit EinstellungenFr stationre Berechnungen wird die Dauer auf 0.0 gesetzt,

    1.Data Browser: Options

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    wird die Dauer auf 0.0 gesetzt, der hydraulische Zeitschritt betrgt 1.0. Quality und PatternTimesteps knnen vernach-Lssigt werden.

    47

  • Simulationen durchfhren

    Zeitabhngige Simulation Berechnungsoptionen2. Hydraulische OptionenAnalog zur stationren Berechnung.

    1.Data Browser: Options

    Zeitschrittlnge je nach Anwendungsfall zw. 1 Minute und 1 Stunde

    Gesamtdauer, z.B. 24 Stunden oder 1 Woche = 168 Stunden

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    zw. 1 Minute und 1 StundeQualitts-Zeitschritt. Nur relevant bei WasserqualittsberechnungenZeitschritt und Startzeitpunkt der BedarfsganglinieEinstellungen fr den Statusreport

    48

    Simulationen durchfhren

    Stationre / zeitabhngige Simulation durchfhren1. Simulation durch Mausklick

    auf den Blitz starten.

    3. Statusreport

    In jedem Fall gibt der Statusreport Auskunft ber den Verlauf der Simulation.

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    2a. Berechnung erfolgreich 2c. Berechnung nicht erfolgreich

    Irgendwo gibt es noch Fehler oder mangelnde Angaben, die eine Durchfhrung der Simulation verhindern.

    2b. Es gibt Warnmeldungen

    z.B. Unterdrcke an Knoten, berlaufen oder Leerlaufen von Behltern, ...

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  • Simulationen durchfhren

    Stationre Simulation Statusreport auswerten2. Statusreport mit Warnmeldung1. Statusreport einer erfolgreichen Berechnung

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Berechnung konvergiertAn einem oder mehreren Knoten im Netz herrscht UnterdruckBerechnung konvergiert

    Konvergenzkriterium (0.001) erreicht

    50

    Simulationen durchfhren

    Zeitabhngige Simulation Statusreport auswerten1. Statusreport einer erfolgreichen Simulation 2. Statusreports nicht erfolgreicher Simulationen

    Kein Behlter im Netz vorhanden

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Berechnungsverlauf wird fr jeden Zeitschritt angezeigt

    Falsche / mangelnde Angaben zu einem Strang Appendix B: Error Messages Fehler ID

    51

  • Berechnungsergebnisse auswerten

    Druck und Durchfluss visualisieren1.Map Browser

    2. Legende formatieren

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    3. Fertige Visualisierung

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    Berechnungsergebnisse auswerten

    Zeitabhngige Simulation: Verweilzeit visualisieren1.Map Browser 2. Map Options: Darstellung

    von Knoten deaktivieren

    3. Legende formatieren

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    4. Ergebnisse lassen sich fr jeden Zeitschritt visualisieren oder als Film abspielen

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  • Berechnungsergebnisse auswerten

    Zeitabhngige Simulation: Tankfllstand & Pumpenganglinie1.Werkzeugliste: Graph 3. Behlterfllstand ber 24 Stunden

    2. Gewnschten Parameter whlen

    4. Pumpenganglinie ber gleichen Zeitraum

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET54

    Weitere Berechnungsprogramme

    berblickSoftware Firma EPANET

    basiertGIS

    integriertWebseite

    AQUIS Seven Techn. http://www.7t.dk/aquis/EPANET US EPA X http://www.epa.gov/InfoWater MWH Soft X X http://www.mpact.com/KANET Uni Karlsruhe X http://kanet.iwg.uni-karlsruhe.de/MIKE Urban DHI-WASY X X http://www.dhi-umwelt.de/Pipe2008 KYPipe X http://www.kypipe.com/SynerGEE Water GL Group X http://www.gl-group.com/WaterGEMS / WaterCAD Bentley X X http://www.bentley.com/

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    WaterGEMS / WaterCAD Bentley X X http://www.bentley.com/STANET Fischer-Uhrig http://www.stanet.net/WADISO GLS Software X http://www.wadiso.com

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  • Weitere Berechnungsprogramme

    Vor- und Nachteile von EPANET

    Vorteile Nachteile Vorteile

    Kostenloser DownloadUnbegrenzte GreVerlsslicher & vielfach erprobter Rechenkern Open-source SoftwareEinfache Bedienung

    Keine GIS-IntegrationKeine spezialisierten Fachschalen (Lschwasser, automatisierte Kalibrierung, Drucksto, Vulnerabilitt, Leitungskataster)

    Kurs Analyse & Planung von Wasserverteilungsnetzen 04 Einfhrung in die Simulationssoftware EPANET

    Einfache BedienungTechnischer Support durch weltweites Netz von Anwendern

    Leitungskataster)Input-file in Textformat hat Nachteile gegenber Datenbank-basierten ModellenOberflche veraltet

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