Oltre alla modellazione idraulica EPANET permette una valutazione qualitativa dell’acqua, essendo in grado di:
- modellare il movimento di un tracciante non reattivo attraverso la rete idraulica;
- modellare il movimento ed il destino di un reagente, la sua crescita o il suo decadimento rispetto al tempo;
- valutare il tempo di permanenza dell’acqua in una rete;
- seguire la percentuale della portata attraverso un nodo che raggiunge gli altri nodi;
- modellare le reazioni nel seno del fluido e alle pareti;
- considerare reazioni nel seno del fluido con cinetica di n-esimo ordine;
- considerare reazioni alle pareti con cinetica di ordine zero o uno;
- considerare l’aumento o la diminuzione di reagenti fino ad una concentrazione limite;
- correlare la velocità di reazione alla parete con la scabrezza del tubo;
- considerare concentrazioni variabili nel tempo anche in seguito all’introduzione di una quantità definita di reagente in qualsiasi punto della rete.
Acquedotti->Epanet
E’ importante comprendere quale siano le differenze tra la modellazione di un acquedotto eseguita dal software Acquedotti e la schematizzazione che richiede Epanet per la simulazione di un rete acquedottistica.
Epanet effettua una generalizzazione nella schematizzazione della rete, rappresentata con nodes (nodi) e links (tratti).
A questi si aggiungono informazioni di supporto come: options, patterns, controls ,curves.
Ad Epanet non interessa descrivere la rete in forma esaustiva, ma esclusivamente schematizzarne il funzionamento idraulico. Acquedotti, diversamente, modella la rete avendo cura di utilizzare il maggior numero di dati a disposizione, per affrontare altre problematiche relative alla progettazione (disegno profili, apparecchiature, verifiche statiche, movimenti di terra, computi, etc.).
E’ chiaro quindi, che per ogni elemento della rete viene fatta una conversione, sia in fase di input che in fase di output, per lavorare sulla stessa schematizzazione della rete.
Le diversità più rilevante è che Acquedotti non prevede l’uso dei nodi e pertanto questi vengono generati dal modellatore “al volo” quando la rete dovrà essere schematizzata.
Dati aggiuntivi per la simulazione
Per avviare una simulazione occorre una serie di dati aggiuntivi, rispetto al processo di inserimento dati ai fini della sola verifica e/o progettazione della rete.
Ciò è naturale, perché, come risultato, viene richiesto il comportamento della rete in un certo periodo di tempo. Pertanto, anche per l’input immesso, si dovrà indicare la sua variazione nel tempo.
Per avviare la simulazione della rete è necessario, prima di tutto, definire i tempi della simulazione. E’ possibile effettuare simulazioni di diversi giorni o soltanto di poche ore per verificare il comportamento della rete nel tempo.
Di seguito si riportano le informazioni necessarie da immettere nel pannello di simulazione.
Nella fase di simulazione occorre assegnare come dato di ingresso la variabilità della domanda nel tempo.
Nella fase di creazione del modello vengono inserite nei pozzetti di erogazione le portate richieste dalle utenze.
Tali portate sono portate medie o portate di punta e, pertanto, non variano nel tempo. Ai fin della verifica o del progetto della rete ciò è sicuramente sufficiente, ma in caso di simulazione occorre rappresentare tale variabilità.
Il modo per poter assegnare facilmente la variabilità temporale ad un valore medio è quella di definire un pattern.
Un pattern è costituito da una serie di coefficienti che moltiplicati per il valore medio restituiscono il valore in funzione del tempo.
Dal pannello di simulazione di Acquedotti è possibile definire tutti i patterns necessari ed associare le domande nei pozzetti ai patterns desiderati.
Allo scopo di procedere alla simulazione della rete occorre prevedere la possibile variabilità dei carichi in ingresso nel tempo.
E’ il caso della presenza di pozzetti di presa in cui il carico H nel modellatore è fissato in modo statico e potrebbe variare durante il periodo di tempo associato alla simulazione.
Un pozzetto di presa nel modello potrebbe rappresentare, sia un reale pozzetto di presa da un acquedotto consortile, sia la presa da una sorgente a valle di un impianto di potabilizzazione oppure altro ancora.
In entrambi i casi dal pannello di simulazione è possibile assegnare i patterns per i pozzetti di presa.
Esecuzione della simulazione
Acquedotti consente di interagire con il software EPANET a più livelli:
- è possibile salvare un file .INP con tutte le informazioni sulla geometria della rete e i dati richiesti per la simulazione idraulica e/o di qualità delle acque, configurato secondo le opzioni tipiche di Epanet;
- è possibile, in alternativa, lanciare direttamente l’ambiente grafico di Epanet, disponibile con l’installazione di Acquedotti, con il file già precaricato, pronti per avviare la simulazione;
- eseguire la simulazione direttamente dal software Acquedotti e visualizzare i risultati in modo assolutamente integrato (quest’ultima modalità richiede l’uso del modulo Epanet).
Interpretazione dei risultati
Nel caso in cui si sia in possesso del modulo Epanet l’intero ciclo di inserimento dati, esecuzione simulazione e visualizzazione dei risultati potrà essere svolto direttamente all’interno dell’ambiente di Acquedotti, senza dover necessariamente conoscere il funzionamento dell’ambiente grafico di Epanet.
Nell’affrontare la problematica della simulazione della rete l’applicazione Acquedotti non costringe il progettista a conoscere necessariamente Epanet, ma utilizza, inevitabilmente, alcune definizioni proprie di Epanet in alcuni casi, mentre in altri se ne discosta, sostituendoli o integrandoli.
E’ il caso ad esempio della visualizzazione di un parametro nel tempo (Graph Time Series) dove si integra una soluzione grafica di tipo generalizzato, come in Epanet, ad un grafico contestuale direttamente visualizzabile sull’elemento idraulico selezionato in qualsiasi vista del modello.
La perfetta sincronizzazione dei dati del modello con il file Epanet consente anche all’utente esperto, conoscitore di Epanet, di spostarsi agevolmente da un ambiente all’altro nel caso ci sia una necessità specifica.
La simulazione è senz’altro utile sia come ausilio alla fase di progettazione e/o rifacimento di una nuova rete sia nel caso in cui occorra determinare il comportamento di una rete esistente per vari scopi (analisi di perdite, verifica sovrappressioni, nuovi allacci).