Média, články

Základní informace o simulačním modelování vodovodů

Simulační model systému zásobování vodou se může využít pro sestavení plánu rozvoje – generel – zásobování vodou s dlouhodobým výhledem, pro posouzení stávajícího stavu infrastruktury s ohledem na budoucí vývoj, pro posouzení správnosti navrženého investičního opatření, pro vyřešení provozních otázek souvisejících s hydraulickou kapacitou, kvalitou vody a kolísáním provozních parametrů a pro posouzení příčiny havarijního stavu, jeho následků včetně návrhů na vyřešení. Společnost Aquion dlouhodobě používá pro vyřešení všech těchto problémů simulační modelování zejména pomocí ve vlastního softwaru – programu SiteFlow.

Jak dlouhodobé zajistit rozvoj města

Plán rozvoje systému zásobování vodou představuje základní dokument města či obce, navazující na územní plán, představy a plány města o budoucím rozvoji urbanizovaného území. Je nezbytný pro dlouhodobé zajištění dostatku vodních zdrojů, finančních prostředků a územních kapacit pro zajištění zásobování pitnou vodou obyvatel města v dobrém standardu. Dobrý plán rozvoje systému zásobování vodou zajistí dobrou a rychlou realizaci přání a vizí, obsažených v územním plánu.

V případě, že plán rozvoje systému zásobování vodou neexistuje, může vývoj probíhat chaoticky, bez dobrého základu, což může přinést i plýtvání finančními prostředky a lidským úsilím. V extrémních případech může dojít k narušení zásobování vodou nebo dokonce k poškození zdraví obyvatel, jak ukazují zkušenosti roku 2015 v Praze.

Plán územního rozvoje a vodovod                                  Simulační model vodovodu – tlaky

Jak vylepšit funkci stávajícího systému zásobování vodou

V případě, že jste se již dlouhodobě nevěnovali otázkám koncepce rozvoje zásobování vodou, dojde k tomu, že plány a vize minulých období a význam tehdy realizovaných opatření jsou zapomenuty. Zároveň může také dojít k jisté provozní slepotě, kdy nehledáme cesty ke zlepšení situace nebo se orientujeme podle útržkovitých informací a na jejich základě vylepšujeme systém, často v protikladu ke skutečným potřebám. Jako příklad můžeme uvést zokruhování sítě, mnohými považovaný postup sloužící ke zlepšení kvality rozváděné vody, přičemž opak je často pravdou.

Simulační model může být použit pro namodelování stávajícího stavu systému zásobování vodou. Při analýze výsledků z modelu - hodnot průtoků, rychlostí, tlaků, stáří vody, podílu zdrojů, kolísání hladin ve vodojemech a kolísání dalších provozních parametrů ad. – získáme dobrou představu o fungování systému a můžeme navrhnout opatření ke zlepšení stávající funkce provozního i investičního charakteru. Obdobně se na stávající infrastrukturu vodovodu můžeme podívat z hlediska budoucího vývoje.

                    Kolísání tlaku v systému                           Podélné profily s hydrodynamickou tlakovou čárou

Posouzení správnosti navrženého investičního opatření 

Pokud projektant projektuje rekonstrukci nebo novou výstavbu vodovodní sítě, popř. významný řad z hlediska polohy nebo funkce, nemusí si být navrženým řešením zcela jist. V budoucnosti totiž mohou být potřeby zásobování vodou jiné než dnes. Pokud je simulační model sestaven, můžeme ho použít pro rychlé ověření správnosti navrženého průměru potrubí, trasy vodovodu a případně parametrů čerpání.

Řešení provozních problémů pomocí simulačního modelu

V některých případech může být personál provozovatele postaven před úkoly, které jsou bez simulačního modelu obtížně řešitelné. Jedná se zejména o otázky vylepšování kvality vody při její dopravě a distribuci. Simulační model stávajícího stavu lze využít pro návrh variant provozních opatření pro vylepšení funkce vodovodu a tím ušetřit velké množství času, starostí a financí.

Hledání příčin poruch a havárií

Díky simulačnímu modelu vodovodu je možné dobře a rychle určit pravděpodobnou příčinu poruchy nebo havárie na vodovodu, posoudit dosah havárie, její případné šíření do systému a navrhnout řešení pro rychlou eliminaci následků havárie. Řešili jsme již např. otázky kapacity čerpacích stanic a ztrát třením při průtoku vody v potrubí po nové výstavbě, otázky spojené s vymezením oblasti bez zásobování vodou nebo se sníženým tlakem během poruchy, nebo otázky spojené se šířením znečištění vodovodních sítí. Simulační model umožňuje v případě poruchy nebo havárie zrychlit reakci na havárii a rychle ověřit funkčnost navrženého opatření. Umožňuje také rychle informovat odběratele v zasažené oblasti.

              Křivka odběru vody v letním období                 Analýza čerpání za pomoci charakteristik potrubí a čerpadel

Otázky spojené se simulačním modelem

Často se setkáváme s dotazy na přesnost modelu. Model může být velmi přesný, s odchylkou namodelovaných a skutečných parametrů do 1 -2 %, v závislosti na přesnosti zadání vstupních dat – skutečný vnitřní průměr potrubí vs. DN, vliv inkrustací potrubí, přesnost měření odběrů ad. Přesnost modelu ověřujeme pomocí měření kapacity požárních hydrantů a v případě potřeby hledáme příčiny odchylek a model kalibrujeme tak, aby byl co možná nejvěrnějším obrazem skutečného vodovodu.

Při modelování vzniká velké množství výsledků v podobě dat. Tyto výsledky je samozřejmě možné individuálně analyzovat. Aquion ale dává přednost rychlejší metodě – vizualizaci výsledků v celém rozsahu simulovaného systému zásobování vodou a případně detailnímu posouzení pomocí podélných profilů a časových grafů, včetně simulace funkce vodovodu v čase.

Vyplatí se simulační model vodovodu?

Na vytvoření simulačního modelu vodovodu, včetně zakoupení nezbytného softwaru a vyškolení pracovníka pro simulační modelování je nutno pohlížet jako na investici. Pokud model nemáme, může se zdát, že jej nepotřebujeme. V okamžiku, kdy je model vytvořený a můžeme ho použít, dává městu informace o jeho stávajících a budoucích potřebách v oblasti zajištění zásobování vodou a umožňuje posuzovat správnost investic. Provozovateli přináší úplné poznání funkce vodovodu. Co se týče hydraulických parametrů, stáří vody a případně kvality vody, umožňuje vylepšit zásobování vodou jednoduchými provozními změnami a lépe se připravit na případné problémy, které mohou nastat.

       Maximální tlaky vody, vodovod Třebusice       

 Postup bez plánu a bez simulačního
modelu může vést k problémům se zajištěním dostatečných provozních parametrů

Společnost Aquion a simulační modelování vodovodů

Aquion se věnuje simulačnímu modelování vodovodů od roku 1985. Modelujeme jak velké aglomerace, tak malé vesnice. Zpracovali jsme generely zásobování vodou (Brandýs nad Labem – Stará Boleslav, Zbiroh), pracovali jsme na zlepšení kvality vody v rozvodné síti (rozvodná síť Sereď, včetně přivaděče Jelka - Galanta – SK), hledali jsme příčiny nízké kapacity systému malého vodovodu Malá Lečice, nebo posouzení provozních parametrů obce Třebusice.

Využijte služeb naší společnosti. Jsme držiteli certifikátu ISO 9001:2008. Vyvíjíme vlastní software SiteFlow pro simulační modelování, který zároveň používáme pro projektování trubních sítí. Pro výpočty vodovodů používá program SiteFlow Epanet. Měření kapacity požárních hydrantů provádíme vlastními prostředky.