供水模型介绍

1.1EPANET(版本2.0)EPANET是由美国环保署开发的免费软件，最初是作为评价配水系统水质的工具。EPANET运行在Windows环境下，结果显示与操作都基于Windows环境。尽管EPANET仅能进行延时模拟，但是它能模拟诸如水体反应和管壁反应这样的管网水质变化。这个软件的求解过程非常快。通过混合算法，初步解决了因节点法引起的低流量收敛问题。与商业的建模软件相比，EPANET最主要的缺陷在于使用文本编辑进行数据输入。尽管EPANET缺乏图形输入能力，但是它能提供吸引人的、彩色显示的输出图形。如果不考虑这些缺陷，EPANET作为建模软件，在预测配水管网水头损失、水压和水质方面做得非常好。EPANETH软件是美国环保局软件EPANET的汉化版本，是一个可以执行有压管网水力和水质特性延时模拟的计算机程序。管网包括管道、节点（管道连接节点）、水泵、阀门和蓄水池（或者水库）等组件。EPANETH可跟踪延时阶段管道水流、节点压力、水池水位高度以及整个管网中化学物质的浓度。除了模拟延时阶段的化学成分，也可以模拟水龄和进行源头跟踪。EPANETH开发的目的是为了改善对配水系统中物质迁移转化规律的理解。它可以实现许多不同类型的配水系统分析。采样程序设计、水力模型校验、余氯分析以及用户暴露评价就是一些例子。EPANETH有助于评价整个系统水质改善的不同管理策略。EPANET还有助于在一系统中提高水质的总多方案中选择最优方案。·多水源系统的调度；·水泵及水塔的调度时间表；·使用附加处理，如水塔内二次加氯；·管道的清理和更换。1.2WaterCAD（版本8.0）WaterCAD供水管网优化管理软件由世界上最著名的Bentley美国奔特力-海思德工程软件公司设计开发。主要包括供水系统基础数据管理、模型建立、运行模拟、优化管理及优化设计等功能。AutoCAD、MicroStation、ArcGIS或者独立运行界面供水地理信息GIS图层管理WaterSAFE—供水系统隐患评估系统管网漏水模拟和基于水压的节点流量计算调速泵优化管理APEX系统Skelebrator—智能管网简化工具详细造价和能耗分析先进的数据库和GIS地理信息系统连接实时SCADA实测数据连接WaterObjects—完全自定义二次开发工具GeoGrapher—创建引人入胜的演示图表DarwinCalibrator—达尔文自动误差矫正器先进的水质分析模型DarwinDesigner—达尔文管网优化改造规划全系统多节点的消防校核系统SELECT—客户关怀服务，保护您的投资新功能：支持ProjectWiseV8i：使用ProjectWise项目团队协同工作系统管理WaterCAD文件。支持MicroStationV8i平台：在MicroStationV8i平台上运行WaterCAD（需要MicroStation许可证-如果没有MicroStation许可证，您可以选择在独立模式下运行WaterCAD）。支持AutoCAD2009平台：在AutoCAD2009平台上运行WaterCADforAutoCAD（需要AutoCAD许可证-如果没有AutoCAD许可证，您可以选择在独立模式下运行WaterCAD）。改进的模型构建使用GIS-ID属性简化模型维护：新的GIS-ID属性可用于维持源文件中的记录与模型中的元素之间的关联。ModelBuilder改进功能（创建新模型或从各个不同的数据源更新现有模型）Oraclespatial支持ModelBuilder。能够使用where查询数据导入子集。这允许用户筛选数据以仅导入需要的信息，而无需更改数据的原始格式。自动创建包含已添加或更新的模型元素的选择集——更新当前选定的方案或在数据导入过程中创建一个新的子方案。使用子方案，您可以看到上一次模型构建操作时ModelBuilder所做的更改。简化模型管理——需求控制中心改进使用户能够按区域筛选和分析统计数据。改进的大型全管道模型性能——通过右键单击工程图中的任意元素，然后选择“创建原型”菜单选项，可以轻松快速地创建新元素的原型。功能近似工具中的新合并节点可自动合并重复的节点和重新连接管道。增强的运营建模——屡获殊荣的DarwinCalibrator模块可用于漏损检测（适用WaterCAD，需要支付额外的费用，并随WaterGEMS一起提供）：现在，工程师还可以使用随附的模块，利用流量和压力数据找到要进行详细的漏损探测的位置。新的空气排放阀元素可更准确地处理高处泵送操作。冲洗模拟可帮助公用事业和市政部门制定、分析和优化冲洗方案，以控制和改进配水系统的水质。工程师可以在单次运行中借助多个传统单向冲洗（UDF）事件优化冲洗方案，使用户能够按区域筛选和分析统计数据。结果说明——能够创建GoogleEarth(KML)文件用于显示结果1.3Cybernet(版本3.1)Cybernet也是海思德公司的产品，它如同WaterCAD一样包含水力建模的能力，但是它能运行在AutoCAD环境下。Cybernet基本上是运行在AutoCAD环境下的WaterCAD。这种运行模式给用户提供了能利用AutoCADR14的所有功能的便利，因此它与其它图形有良好的兼容性。在产生高质量的图形输出和模拟结果方面，AutoCAD环境给了这个软件更多的灵活性。1.4H2ONET(版本10.0)H2ONET是MW软件有限公司的建模软件。与EPANET相比，它以基于Windows的AutoCAD界面为特征。像Cybernet一样，H2ONET使用AutoCADR14环境并利用其所有功能创建管网图；然而，H2ONET需要与AutoCAD绑定,不能作为一个单独的软件运行。H2ONET提供了许多建模功能，包括模拟方案管理、消防流量模拟和消火栓分析与水质分析。H2ONET特有的一些性能包括与SCADA系统能进行连接，它允许从SCADA系统直接提取建模数据用于模型校验和运行应急预案；能量管理模块用于确定能效高、费用低的运行策略。H2ONET对于管网的变化以颜色变化区分，提供“所见即所得”的注释，包含产生等压线图的功能。H2ONET提供一个报表工具用于定制报表，可通过用户选择变量、期望的单位、列的格式和相应的水力时间段。MaintainEPANETcompatibility(importandexportallfiles)1.5SynerGEEWater(版本4.5)SynerGEEWater是美国STONER公司新的建模软件。它没有使用混合法求解管网方程，SynerGEE使用的是牛顿－拉夫森法节点法。因为SynerGEE有能力求解大规模、复杂的超过100,000根管道的管网，所以它过去主要被拥有大规模配水管网的用户使用。然而，SynerGEE的高级版本使得它对任何规模的管网都适用。SynerGEE运行在Windows环境下，有一个独立的图形界面。因为Access是目前SynerGEE唯一接受的数据库格式，所以为了充分利用数据库，SynerGEE需要微软的Access支持。它强大的图形功能包括颜色区分，等压线绘制，抓图，并允许各种各样的光栅图，矢量图（例如AutoCAD、ESRI、Microstation文件）作为背景图。SynerGEE有多种模块能增强基本的水力建模功能。这些模块包括：·子系统管理模块――允许用户在大的详细的管网模型或简化的模型下工作。这个模块能对模型进行提取、整合、简化和削减。·在线模块－－能自动转换成运行模式或从SCADA系统中引用数据。·随时间变化的模块――能进行恒定流、延时模拟和水质模拟。·区域隔离模块――使建模者能快速评价管网中切断某个干管产生的影响。为隔离某个区域，区域隔离模块可通知建模者，哪些阀门需要关闭。新功能：管道设计：新模块提供购买者选择最低费用设计专题。实时建模：SynerGEE主脚本和数据I/O功能提供综合监测控制和数据采集或遥测系统的实时分析能力，向前或向后跟踪能记录下来分析数据，回答关键性问题，如哪里出现了质量问题、水正在流向何处。商务过程自动操作：SynerGEE以前需要人工重复记录商务工程，现在可以简单而自动记录下来，可以解放宝贵的人力资源。需求管理：SynerGEE允许更多需求类型的分类，允许用户定义需求是可用或不可用。这种性能支持特殊案例分析，能够使个人载入多需求模型。用户可以建立定制需求集，表示系统内的邻域或区域。然后，需求可以向上和向下分成单独的分解因子，而不需要改变原始的标准需求数据。最后，需求可以进行地域性的调整，用于测量流量和简化需求。1.6AquaCADAquaCAD由位于加拿大魁北克的水力建模咨询公司Aqua数据公司开发和销售。尽管Aqua数据公司在佛罗里达州开始扩展它的业务，但是这个公司办公地点主要在美国以外。AquaCAD的建模理论与传统的建模理论不同，因为AquaCAD把消火栓作为管网模型的一部分，这个功能使模型管网能更精确地代表实际管网。AquaCAD是基于Windows的，独立运行的软件。它在自己的图形界面下运行。此外，AquaCAD拥有数字化功能和DXF格式文件作为背景输入的功能。AquaCAD主要的特性包括开放的数据库连接（ODBC）、模拟结果的彩色显示、在线帮助和“孤立节点”（意味着这些节点与管网不相连）特性。AquaCAD与标准的GIS和SCADA系统格式兼容，但是并不能与任何GIS软件进行直接的数据输入连接。为了使GIS和SCADA文件与AquaCAD结合，必须首先将GIS和SCADA文件输入到Access中。AquaCAD的一些模块包括：·非定向冲洗模块――这个模块根据非定向冲洗先后顺序产生冲洗规划。冲洗规划是依据对配水管网的诊断和评价建立的，它包括对正在运行的消火栓进行评价，和模型校验中每一个消火栓的水力评价。冲洗规划产生详细的报告和冲洗先后顺序。·水龄和供水区域模块――尽管AquaCAD不能进行水质分析，但是水龄和原水影响区域可通过这两个模块计算。·消防模块――这个模块使用户在消防流量工况下能检查每一个消火栓的状况。AquaCAD对管段数量和节点数量没有限制，使用节点法求解管网方程。1.7InfoWorksWS（版本12.0）InfoWorksWS是英国Wallingford软件公司的产品。它提供了有效的建模方法反映出管网的工作状况。利用InfoWorksWS，可以建立管网水力模型，并能持续维护所建立的模型。可以进行新建区域的管网规划、现状管网局限性分析、生成不同季节的调度方案、应急预案，进行水质分析、寻求较优的工程解决方案。InfoWorksWS为用户提供了一种可靠、安全、易调用的数据结构，简化了数据管理。其完整的开放式数据交换工具提供了一套易用的数据输入、输出和转换功能，保持了数据库的开放性和完整性。InfoWorksWS实现了GIS和水力模型的结合，实现了与GIS的无缝连接，与SCADA系统有较好的连接。与具有前沿水平的GIS产品可共享模型数据，展现和操作模型模拟结果。主要功能有：·供水系统投资规划·分析供水系统的局限性·管网规划和消防分析·突发污染事件和应急对策研究·多水源混合评估·泵站系统优化·水质和余氯分析·管道沉积物分析和管网冲洗计划·面向小区和单个用户的水力分析1.8MikeUrbanMikeUrban是丹麦DHI公司经过整合的城市GIS和管网建模软件。其给水管网建模部分的早期软件为MikeNet。城市部分MIKEURBAN包含（MM模型管理器；CS-Pipeflow管流模拟;CS-RR降雨径流;CS-Control控制;CS-PT污染物传输等MikeUrban的给水管网水力计算内核为EPANET，并能进行水质模拟；MikeUrban引进了ESRI的地理数据库技术，把GIS与建模环境整合在一起；MikeUrban与SCADA系统、实时控制系统（RTC）和决策支持系统(DSS)能达到较好的连接。主要功能有：·对配水系统模型进行自动校验·消防流量分析·不同调度方案的模拟，比较·变速泵模拟·对压力管