Uso do EPANET para análise de rede de distribuição de água

Henrique Marcondes Grandi

Telefone: (41) 997571764E-mail: hgrandi@hotmail.com

Conteúdo – Aula 2 Introdução

EPANET Software

Calibração

Cronograma

IntroduçãoOBJETIVO:

Exercício prático de rede de distribuição

Direta aplicação de conhecimentos de hidráulica Resolução de problemas de fluxo em malhas

Uso da ferramenta EPANET

MATERIAL

Disponibilizado pelo Professor Dr. Philipp Klingel – KIT. Disciplina de Distribuição de Água.

Enunciado Simulação de uma rede existente de

distribuição de água;

Representação da rede existente;

Compreensão e representação do consumo de água;

Representação dos reservatórios;

Compreensão e representação das perdas de água;

Calibração do modelo com base em campanha de medição;

Avaliação do funcionamento dos reservatórios;

Avaliação da pressão na rede;

Dados a se trabalharDESENHOS (.pdf e .shp)

Planta topográfica – A1;

Planta da rede, com as informações dos condutos;

Planta de campanha de medição, com os locais nos quais se dispõe de dados de medição;

INFORMAÇÕES

Consumo diário residencial e industrial – valores e comportamento no tempo .

Dados de distribuição da população e demanda de água na adução – estimativa das perdas ;

Campanha de medição – estimativa da rugosidade ;

FerramentasSOFTWARES

EPANET;

Arc GIS, qGIS;

Modelagem matemática: Procedimento

Modelagem matemática: Procedimento Definição clara do problema: Qual é o grau de detalhamento e a precisão desejados?

Qual é a fonte de dados, e qual é a qualidade desses dados?

Como resolver o problema? Quais são os custos/ demandas de tempo e trabalho de cada método disponível?

A qualidade e a quantidade de dados não correspondem às expectativas do projeto? correção/ adequação das tarefas que o modelo realizará

Modelagem matemática: Procedimento Dados geográficos ( informações do local, dados de uso do solo, dados políticos, aerofotogrametria);

Dados do sistema ( características físicas do sistema);

Dados de operação (controle, bomba, vazão de entrada / captação)

Dados de consumo (consumo no tempo, perdas);

Modelagem matemática: Procedimento Abstração dos dados físicos e não físicos;

Digitalização da topologia (criação de modelo de nós e trechos);

Digitalização dos parâmetros (atributos);

“Chute inicial” para posterior calibração (eg. Rugosidade);

Modelagem matemática: Procedimento Determinação de parâmetros que não podem ser diretamente medidos;

Verificação e avaliação dos resultados de cálculo;

Eventual edição/adaptação do modelo;

Conteúdo – Aula 2 Introdução

EPANET Software Calibração

Cronograma

EPANET - Informações gerais Software aberto para cálculo de redes de distribuição de água;

Desenvolvido pela Agência Americana de Proteção ao Meio Ambiente (EPA).

Software e manuais disponíveis em diversos idiomas;

LENHS – Laboratório de Eficiência Energética e Hidráulica em Saneamento, UFPB. EPANET BRASIL

Manuais em português

EPANET - Aplicações Hidráulica: Cálculo estacionário e não estacionário de pressões e vazões em sistemas de abastecimento;

Cálculo de perdas de carga segundo Hazen-Williams, Darcy-Weisbach ou Chezy-Manning

Consideração de perdas locais de pressão;

Bombas com rotação constante ou variável;

Um nó pode ter diversos tipos de consumo, com diferentes características;

Não calcula golpes de aríete;

Calcula apenas escoamento com seção cheia;

EPANET - Aplicações Avaliação da qualidade da água: Simulação da propagação de materiais reativos e não reativos no sistema de abastecimento ao longo

do tempo;

Cálculo de estagnação da água no sistema;

Cálculo das parcelas da vazão correspondente de uma determinada fonte nos nós do sistema (mistura de água);

Consideração de variação temporal de determinadas concentrações de materiais da captação;

EPANET – Vantagens e Desvantagens Vantagens gratuito

Open-source

sem restrições de tamanho de rede;

métodos de cálculos confiáveis, amplamente testados;

simples uso (questionável: cuidado, não há botão “desfazer”)

Desvantagens: Não há integração com Sistemas de Informação Geográfica;

Não há possibilidade de análises específicas (Calibração, Avaliação de incêndio);

Imput-file em .txt

EPANETWorkspace / Visão geral

EPANET Arquivo

Impressão

EPANET Editar

EPANET Visualizar

EPANET Visualizar

EPANET Projeto

EPANET Projeto

EPANET Relatório

EPANET Relatório

EPANET Janela

Conteúdo – Aula 2 Introdução

EPANET Software

Calibração

Cronograma

Calibração Ajustar parâmetros e condições de contorno para que a simulação represente o observado; Tentativa e erro

Avaliação dos resultado do modelo;

Rugosidade??

Calibração Informações necessárias:

1. Planta, campanha de medição (QGIS, .pdf, imagem);

2. Planta, rede de distribuição (QGIS, .pdf, imagem);

3. Planta topográfica (QGIS, .pdf, imagem);

4. Dados, campanha de medição ( Enunciado .doc/ Planilha);

5. Dados, materiais da rede de distribuição ( Enunciado .doc/ Planilha);

6. EPANET

Calibração Informações necessárias: Dados: pág. 6 e 11 Enunciado

Trecho de medição 1 (Messabschnitt 1):

Materiais no trecho 1:

Trecho de medição 1 (Messabschnitt 1):

Calibração – “chute” inicial Informações: hp , L, D, Q, v ;

f

Desejo calcular: k

Calibração – “chute” inicial Informações: hp , L, D, Q, v ;

f

Desejo calcular: k

Calibração – “chute” inicial Informações: hp , L, D, Q, v ;

f

Desejo calcular: k

Calibração – “chute” inicial

Calibração – “chute” inicial