Αρκετές φορές απαιτείται η μοντελοποίηση ενός υφιστάμενου δικτύου για
1) τη δημιουργία συστήματος ελέγχου και βελτιστοποίησης της λειτουργίας
2) το σχεδιασμό μιας επέκτασης ή αναβάθμισης
3) τη μελέτη της ποιότητας του νερού και τη διερεύνηση τρόπων βελτίωσης της.
Για να μπορεί το μοντέλο να χρησιμοποιηθεί για την εργασία που προορίζεται πρέπει να προσομοιώνει τον πραγματικό τρόπο λειτουργίας του δικτύου με την απαιτουμένη για κάθε εργασία ακρίβεια. Αυτό επιτυγχάνεται με την αξιολόγηση και τη ρύθμιση του μοντέλου.
Αξιολόγηση Μοντέλου
Κατά την αξιολόγηση ελέγχονται τα αποτελέσματα από την επίλυση του μοντέλου για μια συνήθη, μέση φόρτιση, για την οποία είναι χονδρικά γνώριμη η συμπεριφορά του δικτύου. Ελέγχεται αν υπάρχουν σημεία με μη αναμενόμενες χαμηλές ή ψηλές πιέσεις, δεξαμενές που δεν σταματούν να γεμίζουν, αντλίες που λειτουργούν εκτός της επιτρεπόμενης περιοχής ή ξεκινούν και σταματούν σε διαστήματα που
δεν παρατηρούνται στην πραγματικότητα.
Αυτές και άλλες παρατηρήσεις που δεν συμφωνούν με το λογικό τρόπο λειτουργίας του δικτύου, είναι ενδείξεις ότι κάποια μέρη του συστήματος έχουν αναπαρασταθεί λάθος στο μοντέλο. Αφού διορθωθούν τα τυχόν λάθη και τα προκύπτοντα αποτελέσματα της αξιολόγησης είναι λογικά ακολουθεί η ρύθμιση του μοντέλου.
Ρύθμιση του μοντέλου
Για τη ρύθμιση απαιτούνται δεδομένα από καταγραφές της λειτουργίας του δικτύου. Ο αριθμός των καταγραφών που θα γίνουν, η διάρκεια της κάθε καταγραφής, και οι μεταβλητές κατάστασης που θα μετριούνται (πίεση, παροχή, συγκέντρωση ουσίας) έχουν άμεση σχέση με την εργασία για την οποία προορίζεται το μοντέλο. Γενικά, σε μια καταγραφή μετριέται:
- η παροχή που εισέρχεται στο δίκτυο,
- οι στάθμες στις δεξαμενές,
- οι πιέσεις και οι παροχές σε επιλεγμένα σημεία.
Στις περιπτώσεις που μετριούνται μόνο πιέσεις και παροχές είναι σύνηθες, να διαμορφώνονται αρκετά σενάρια φόρτισης με μεγάλες εκροές από κρουνούς ώστε οι διαφορές πίεσης που καταγράφονται να είναι σχετικά μεγάλε. Τέτοιου είδους φορτίσεις εφαρμόζονται για μικρή χρονική διάστημα, όση χρειάζεται για σταθεροποιηθεί η επίδραση της συγκεκριμένης εκροής στο δίκτυο.
Χρήση ιχνηθέτη (π.χ. φθόριο) για ρύθμιση του μοντέλου
Αν το μοντέλο θα χρησιμοποιηθεί για έλεγχο και βελτιστοποίηση ή μελέτη της ποιότητας, τότε απαιτείται υδραυλικό μοντέλο μεγαλύτερης ακρίβειας, οπότε μετριέται και η συγκέντρωση κάποιου ιχνηθέτη (π.χ. φθόριο) που εισάγεται στο δίκτυο. Ως ιχνηθέτης μπορεί εναλλακτικά να χρησιμοποιηθεί και κάποιο ενυπάρχον συστατικό του νερού αν η συγκέντρωση του μεταβάλλεται με τον χρόνο κυκλοφορίας του στο δίκτυο (π.χ. το χλώριο). Οι καταγραφές έχουν διάρκεια όχι μικρότερη από μία μέρα, ανάλογα πάντα με το χρόνο διάδοσης του συστατικού στο δίκτυο.
Πως γίνεται η ρύθμιση και τι ρυθμίζεται;
Η ίδια φόρτιση (σενάριο) με την κάθε καταγεγραμμένη εισάγεται στο μοντέλο, το οποίο επιλύεται και συγκρίνονται τα αποτελέσματα σε σχέση με τα καταγεγραμμένα. Όσο πιο κοντά είναι τα αποτελέσματα στις τιμές που μετρήθηκαν στο πραγματικό δίκτυο, τόσο πιο ορθό είναι το μοντέλο. Ακολουθεί η ρύθμιση, κατά την οποία γίνονται αλλαγές στις παραμέτρους του δικτύου και επανεπίλυσή του, προσπαθώντας τα προκύπτοντα αποτελέσματα να προσεγγίσουν τις πραγματικές, μετρημένες συνθήκες, σε ικανοποιητικό βαθμό. Ορισμένα προγράμματα υπολο‐
γισμού δικτύων διαθέτουν εξελιγμένους αλγόριθμους για τη ρύθμιση των μοντέ λων. Το ΕPANET δεν παρέχει αυτή η δυνατότητα, μπορεί όμως να δεχθεί τις μετρήσεις που έγιναν στο δίκτυο και να παράγει γραφήματα που να δείχνουν πόσο κοντά είναι τα αποτελέσματα της κάθε επίλυσης στις πραγματικές μετρήσεις.
Τα χαρακτηριστικά μεγέθη του μοντέλου πού ρυθμίζονται είναι η τραχύτητα των σωλήνων, οι καταναλώσεις στους κόμβους και οι αρχικές συγκεντρώσεις των ποιοτικών παραμέτρων. Οι λοιπές παράμετροι (μήκος και διάμετρος σωλήνων, υψόμετρο και συντεταγμένες των κόμβων) θεωρούνται γνωστές (ικανοποιητικά προσδιορισμένες εκ των προτέρων). Παρόλα αυτά, αν οι αποκλίσεις από τις πραγματικές συνθήκες στο δίκτυο είναι μεγάλες και υπάρχουν υποψίες για λάθος διαμέτρους, κλειστές δικλίδες ή σωλήνες εκτός λειτουργίας, μπορεί να επιλυθεί το μοντέλο με αυτές τις αλλαγές για να διαπιστωθεί αν είναι βάσιμες και να διορθωθεί.