تحسين كفاءة شبكة مياه الشرب باستخدام نموذج EPANET حالة الدراسة (المنطقة الواقعة بين شارعي 8-آذار والكورنيش الغربي)

Authors

  • هناء سلمان Tishreen University
  • ساميه شيبان Tishreen University
  • مايا يوسف Tishreen University

Abstract

تحسين كفاءة شبكة مياه الشرب باستخدام نموذج EPANET

حالة الدراسة (المنطقة الواقعة بين شارعي 8-آذار والكورنيش الغربي)

مايا يوسف

هناء سلمان

ساميه شيبان


بهدف تحسين كفاءة شبكة مياه الشرب في المنطقة والواقعة بين شارع 8آذار والكورنيش الغربي في مدينة اللاذقية التي تتميز بفروق كبيرة في المناسيب. تم استخدام برنامج EPANET الذي وضعته وكالة الحماية البيئية الأميركية USEPA من أجل المحاكاة الهيدروليكية للشبكة. تمت الاستعانة بكروكي للمنطقة وذلك لمعرفة مناسيب العقد وميول الخطوط. تم تقدير الغزارات العقدية بناء على الاستهلاك المائي للسكان. نتيجة مراقبة الاستهلاك في المنطقة واعتمادا على معطيات مديرية المياه وضع نمط معدلات الاستهلاك المائي على مدار اليوم وذلك للقيام بالتحليل الهيدروليكي  لفترة زمنية طويلة  باستخدام برنامج WaterCAD  الذي يعتمد على النموذج الرياضي EPANET أظهرت النتائج انخفاض قيم الضغوط في 25 % من عقد الشبكة وهي العقد ذات المناسيب العالية حيث كانت الضغوط أقل من bar1 وبالنسبة للسرعات في الأنابيب فكانت أعلى قيمة 3.3 m/s في خط الجر الرئيسي وأصغر قيمة 0.02 m/s في الخطوط المتفرعة ذات النهايات الميتة. للتحقق من نتائج المحاكاة الهيدروليكية تم اللجوء إلى تتبع تراكيز الكلور الحر المتبقي على أرض الواقع وأظهرت محاكاة نمذجة جودة المياه أن أكبر عمر للمياه في الشبكة 50 ساعة والتي يبلغ عندها تركيز الكلور الحر القيمة 0.14 mg/l. لهذه الغاية  تم إدخال معامل تحلل كلور قيمته 0.01d-1 والذي تم استنتاجه من خلال معايرة النموذج اعتمادا على القياسات الحقلية. تم اقتراح إنشاء خزان عالي وتمت محاكاة السيناريو الجديد في برنامج WaterCAD . لوحظ تحسن كبير في قيم الضغوط bar (4.8-2.85) وهي  ضمن المجال المسموح. كما تحسنت قيم السرعات وأصبحت ضمن المجال من m/s (-2.20.47). لوحظ أن إضافة جرعة كلور إلى خزان المصدر بمقدار  0.2mg/l قد عمل على رفع تراكيز الكلور الحر المتبقي  ضمن الشبكة مما يعزز جودة مياه الشرب ويحافظ على السلامة العامة.

This paper aims at improving the efficiency of the drinking water network in the region between the 8th Azar Street and the Western Corniche in the city of Latakia, which is characterized by large differences in the levels. For that, the EPANET program developed by the US Environmental Protection Agency was used for the hydraulic simulation of the network. A site plan drawing has been used for the area to know the nodes levels and lines slope. Water flow in the nodes was estimated by monitoring the water consumption in this area. Based on the data of the (Water Authority), the pattern of water consumption rates was developed throughout the day to perform the hydraulic analysis for an extended period of time using the WaterCAD program based on the mathematical model EPANET, The results showed a reduction in pressure values in almost 25% of the network nodes, which are high-level nodes, where pressures were less than 1 bar. It showed also that water velocities in the network are ranging from 3.3 m/s in the main carrier line and 0.02 m/s in branching lines with dead ends. In order to validate the results of the hydraulic model, the residual free chlorine concentrations in the network were recorded at the field. The hydraulic model showed also that the largest water age in the network is 50 hours, at which the free chlorine concentration was 0.14 mg/L, and so, chlorine decay rate in the hydraulic model was updated to 0.01 day-1. This value was derived by calibrating the model based on the field measurements. It was proposed to create an elevated tank in the highest area of the network. This scenario was checked using WaterCAD software. The model results showed a significant improvement in the pressure values (2.85-4.8) bar which still within the allowable pressure range. Also, the velocity values were improved (0.47 -2.2) m/s. and the model showed that the addition of chlorine to the source tank by 0.2 mg/L increased the free chlorine concentrations in the network, what enhances the quality of drinking water and maintains the public safety.

References

تادفي ،م س. خزانات المياه العالية و الأرضية ، الطبعة الثانية، 1992، 287.

خليفة، حسين محمد. الحل الامثل لتوزيع المياه باستخدام تقنية الخوارزميات الجينية، أطروحة ماجستيركلية الهندسة المدنية، جامعة تشرين2012، 124.

رفعت، أحمد .تصميم شبكات المياه مركز إنماء الممكلكة للتدريب والتطوير،2014، 108.

زيود، شاهر حسني عبد الرزاق. الأداء الهيدروليكي لشبكات توزيع المياه في فلسطين، أطروحة ماجستير، كلية الهندسة المياه والبيئة في فلسطين، 2003، 181.

قصير، أحمد حبيب. الإمداد بمياه الشرب (1)، منشورات جامعة تشرين، 1994، 278.

AHN, J. C., LEE, S. W., CHOI, K. Y. and KOO, J. Y. Application Of EPANET For The Determination Of Chlorine Dose And Prediction Of THMs In A Water Distribution System, Sustain. Environ. Res., 22(1), 2012, 31-38 .

Al– QAISEY, R. J. Residual Chlorine Concentration in Baghdad water supplies, MSC Thesis, University of Technology, Iraq, 2005.

BENTLEY. Evaluation Of Hydralic Models Using WaterGEMS, Https://youtu.be/V1lulyJIX8, 2016, accessed 16/11/2018.

BENTLEY. IntroducionToWater Quality Modeling, Https://youtu.be/5APhhjuALII, 2017, accessed 16/11/2018.

CASEY,T.J. Water and wastewater engineering hydraulics,BOOK, Oxford University Press, 1992.

HALLAM , N.B, WEST, J.R , FORSTER , C.F, POWELL , G.C, CPENCER, I. The decay of chlorine associated whith pipe wall in water distribution systems, water research 36, 2002, 3479-3488.

HENSHAW, T., and NWAOGAZIE, I.L. Improving Water Distribution Network Performanc, PENCIL Publication of Physical Sciences and Engineering, 1(2), 2015,21-33.

ISLAM,N. Water Quality Management In Small To Medium Sized Distribution Networks: Optimizing Chlorine Disinfection Strategies, A Thesis Submitted In Partial Fulfillment Of

JARRAR H. Evaluation of The Hydraulic Performance of Water Distribution Systems Under The Action of Cyclic Pumping, M.SC. Thesis, An-Najah National University,1998

MURANHO, J., FERREIRA, A., SOUSA, J., GOMES, A. and SÁ MARQUES, A. Convergence issues in the EPANET solver, 13th Computer Control for Water Industry Conference, CCWI 2015 , Procedia Engineering 119 , 2015, 700 – 709.

NAEENI, S. Optimizations of Water Distribution Networks, Journal of Hydraulic Research, Vol.34, 1996, No.5.

SENYONDO, S. N. Using EPANET To Optimize Operation Of The Rural Water Distribution System At Braggs, Oklahoma Master Of Science thesis, Oklahoma State University, 2009,86 pages.

The Requirements For The Degree Of Doctor Of Philosophy, Civil Engineering, The University Of British, Columbia,2015.

TODINI E. & PILATI S. A Gradient Algorithm For The Analysis Of Pipe Networks, In B. Coulbeck And C.H. Orr (Eds) Computer Applications In Water Supply, Volume 1 (System Analysis And Simulation), John Wiley & Sons, London, pp, 1988, 1-20.

VASCONCELOS, J.J., A.L. ROSSMAN, W.M. GRAYMAN, F.P. BOULOS and CLARK, M.R. Kinetics Of Chlorine Decay, J. Am. Water Works Ass., 89(11), 1997, 54-65.

WALSKI,M.,CHASE,D.V.,SAVIC,D.A.,WALTER,G.,STEPHEN,B.,KOELLE,E.AdvancedWater Distrebution Modeling And Management, Bentley Institute Press, 2003,800 p.

RAMOS,J.M.F.M.S.Water Supply Systems Efficiency Application Of Renewable Energy Sources,Thesis To Obtain The Master Degree In Civil Engineering,2007.

Downloads

Published

2019-02-25

How to Cite

1.
سلمان ه, شيبان س, يوسف م. تحسين كفاءة شبكة مياه الشرب باستخدام نموذج EPANET حالة الدراسة (المنطقة الواقعة بين شارعي 8-آذار والكورنيش الغربي). Tuj-eng [Internet]. 2019Feb.25 [cited 2024Apr.19];41(1). Available from: http://www.journal.tishreen.edu.sy/index.php/engscnc/article/view/8389

Issue

Vol. 41 No. 1 (2019): العلوم الهندسية

Section

Articles

License

Copyright (c) 2019 ttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

The authors retain the copyright and grant the right to publish in the magazine for the first time with the transfer of the commercial right to Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series

 Under a CC BY- NC-SA 04 license that allows others to share the work with of the work's authorship and initial publication in this journal. Authors can use a copy of their articles in their scientific activity, and on their scientific websites, provided that the place of publication is indicted in  Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series   .  The Readers have the right to send, print and subscribe to the initial version of the article, and the title of  Tishreen University Journal for Research and Scientific Studies - Engineering Sciences Series     Publisher

journal uses a CC BY-NC-SA license which mean

You are free to:

  • Adapt — remix, transform, and build upon the material
  •  
  • The licensor cannot revoke these freedoms as long as you follow the license terms.

 

  • Attribution — You must give appropriate credit, provide a link to the license, and indicate if changes were made. You may do so in any reasonable manner, but not in any way that suggests the licensor endorses you or your use.
  • NonCommercial — You may not use the material for commercial purposes.
  • ShareAlike — If you remix, transform, or build upon the material, you must distribute your contributions under the same license as the original.
  • No additional restrictions — You may not apply legal terms or technological measures that legally restrict others from doing anything the license permits.

Most read articles by the same author(s)

1 2 > >>