Aplikasi EPANET untuk Pemodelan Sistem Distribusi Air Minum – EPANET adalah aplikasi perangkat lunak yang digunakan di seluruh dunia untuk memodelkan sistem distribusi air.

Ini dikembangkan sebagai alat untuk memahami pergerakan dan nasib konstituen air minum dalam sistem distribusi, dan dapat digunakan untuk berbagai jenis aplikasi dalam analisis sistem distribusi.

Aplikasi EPANET untuk Pemodelan Sistem Distribusi

computer-training-software – Saat ini, para insinyur dan konsultan menggunakan EPANET untuk merancang dan mengukur infrastruktur air baru, memperbaiki infrastruktur yang sudah tua, mengoptimalkan pengoperasian tangki dan pompa, mengurangi penggunaan energi, menyelidiki masalah kualitas air, dan mempersiapkan keadaan darurat.

Ini juga dapat digunakan untuk memodelkan ancaman kontaminasi dan mengevaluasi ketahanan terhadap ancaman keamanan atau bencana alam.

Baca Juga : Membahas Tentang Perangkat Lunak Sistem Informasi

Perangkat Lunak, Kompatibilitas, dan Manual

EPANET adalah perangkat lunak domain publik yang dapat disalin dan didistribusikan secara bebas. Ini adalah program berbasis Windows® yang akan bekerja dengan semua versi Windows.

Pengembangan berkelanjutan dan perbaikan bug terjadi di bawah situs proyek sumber terbuka di GitHub.

Bug perangkat lunak dan permintaan fitur dapat dilaporkan di situs sebagai masalah, dan informasi tersedia bagi mereka yang tertarik untuk berkontribusi pada kode dan / atau melihat rencana jaminan kualitas, pedoman kontributor, peta jalan pengembangan perangkat lunak, rangkaian pengujian otomatis, dan informasi lainnya.

Kemampuan

Dengan EPANET, pengguna dapat melakukan simulasi jangka panjang dari perilaku kualitas air dan hidrolik dalam jaringan pipa bertekanan, yang terdiri dari pipa, node (persimpangan), pompa, katup, tangki penyimpanan, dan reservoir.

Ini dapat digunakan untuk melacak aliran air di setiap pipa, tekanan di setiap node, ketinggian air di setiap tangki, konsentrasi kimiawi, usia air, dan penelusuran sumber di seluruh jaringan selama periode simulasi.

Antarmuka pengguna EPANET menyediakan editor jaringan visual yang menyederhanakan proses pembuatan model jaringan pipa dan mengedit properti dan datanya.

Berbagai alat pelaporan dan visualisasi data digunakan untuk membantu dalam menafsirkan hasil analisis jaringan, termasuk peta jaringan berkode warna, tabel data, penggunaan energi, reaksi, kalibrasi, grafik deret waktu, dan plot profil dan kontur.

Pemodelan Hidrolik

Pemodelan hidraulik berfitur lengkap dan akurat merupakan prasyarat untuk melakukan pemodelan kualitas air yang efektif. EPANET berisi mesin analisis hidraulik canggih yang mencakup kemampuan berikut:

1. Kemampuan untuk menggunakan kebutuhan yang bergantung pada tekanan dalam analisis hidraulik.
2. Operasi sistem berdasarkan pada level tangki sederhana atau kontrol pengatur waktu dan pada kontrol berbasis aturan yang kompleks.
3. Tidak ada batasan ukuran jaringan yang dapat dianalisis.
4. Menghitung gesekan headloss menggunakan rumus Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, atau Chezy-Manning.
5. Termasuk kerugian kepala kecil untuk tikungan, alat kelengkapan, dll.
6. Model pompa berkecepatan konstan atau variabel.
7. Menghitung energi dan biaya pemompaan.
8. Memodelkan berbagai jenis katup, termasuk penutup, pemeriksaan, pengatur tekanan, dan kontrol aliran.
9. Memungkinkan tangki penyimpanan memiliki bentuk apa pun (yaitu, diameter dapat bervariasi dengan ketinggian).
10. Mempertimbangkan beberapa kategori permintaan di node, masing-masing dengan pola variasi waktu sendiri.
11. Model aliran tergantung tekanan yang keluar dari emitor (kepala sprinkler).
12. Memberikan hasil yang kokoh untuk konvergensi hidraulik dan kondisi aliran rendah / nol.

Pemodelan Kualitas Air

Selain pemodelan hidraulik, EPANET menyediakan kemampuan pemodelan kualitas air berikut:

1. Tangki penyimpanan sebagai reaktor campuran, aliran sumbat, atau dua kompartemen lengkap.
2. Pergerakan bahan pelacak non-reaktif melalui jaringan dari waktu ke waktu.
3. Pergerakan dan nasib material reaktif yang tumbuh atau membusuk seiring waktu.
4. Usia air di seluruh jaringan.
5. Persentase aliran dari node tertentu yang menjangkau semua node lain dari waktu ke waktu.
6. Reaksi dalam aliran curah dan di dinding pipa.
7. Memperhitungkan batasan perpindahan massa saat memodelkan reaksi dinding pipa.
8. Memungkinkan reaksi pertumbuhan atau pembusukan berlanjut hingga konsentrasi terbatas.
9. Menggunakan koefisien laju reaksi global yang dapat dimodifikasi pada basis pipa-demi-pipa.
10. Memungkinkan koefisien laju reaksi dinding untuk dikorelasikan dengan kekasaran pipa.
11. Memungkinkan konsentrasi yang berbeda-beda atau masukan massa di lokasi mana pun di jaringan.

Baca Juga : Fungsi dan Manfaat Beserta Tutorial Membuat Coding

Pemodelan Ketahanan dan Keamanan Air

Ekstensi ke EPANET tersedia yang bekerja dengan perangkat lunak yang ada untuk mensimulasikan interaksi antara beberapa bahan kimia dan biologi dan interaksinya dengan air curah dan dinding pipa dalam sistem distribusi air.

EPANET-MSX (Multi-Species eXtension) memungkinkan EPANET untuk memodelkan reaksi kompleks antara beberapa spesies kimia dan biologi baik di aliran curah dan di dinding pipa.

Kemampuan ini telah dimasukkan ke dalam program yang dapat dijalankan yang berdiri sendiri serta pustaka toolkit dari fungsi yang dapat digunakan pemrogram untuk membangun aplikasi yang disesuaikan.

EPANET-MSX memungkinkan pengguna fleksibilitas untuk memodelkan berbagai macam reaksi kimia yang menarik, termasuk, dekomposisi otomatis kloramin menjadi amonia, pembentukan produk sampingan desinfeksi, pertumbuhan kembali biologis, gabungan konstanta laju reaksi dalam sistem multi-sumber, dan massa transfer reaksi adsorpsi dinding pipa oksidasi terbatas.

EPANET-RTX (Real-Time eXtension) menyediakan metode dan perangkat lunak yang dengannya data operasional dapat dihubungkan dengan model infrastruktur jaringan, dan model simulasi jaringan yang dihasilkan dapat dikalibrasi, diverifikasi, dan terus diuji keakuratannya menggunakan data operasional.

EPANET-RTX adalah perangkat lunak untuk membangun model kualitas air dan hidrolik secara real-time. EPANET-RTX menghadirkan analitik waktu nyata untuk pemodelan, perencanaan, dan operasi sistem distribusi air.

Analytics mengacu pada penemuan dan interpretasi pola dalam data. Perangkat lunak EPANET-RTX bekerja dengan menyediakan akses untuk mengakses data utilitas yang tersedia dan menggunakannya secara efektif untuk menjalankan model hidraulik dan kualitas air.

Perangkat Programmer

Toolkit ini adalah pustaka tautan dinamis (DLL) fungsi yang memungkinkan pengembang menyesuaikan EPANET dengan kebutuhan mereka sendiri. Fungsi tersebut dapat digabungkan ke dalam aplikasi Windows 32-bit yang ditulis dalam C / C ++, Visual Basic, atau bahasa lain yang dapat memanggil fungsi dalam DLL Windows.

Ada lebih dari 50 fungsi yang dapat digunakan untuk membuka file deskripsi jaringan, membaca dan memodifikasi berbagai desain jaringan dan parameter operasi, menjalankan beberapa simulasi jangka panjang yang mengakses hasil saat dibuat atau menyimpannya ke file, dan menulis hasil yang dipilih ke a file dalam format yang ditentukan pengguna.

Toolkit ini berguna untuk mengembangkan aplikasi khusus, seperti model pengoptimalan atau kalibrasi otomatis yang memerlukan banyak analisis jaringan.

Ini dapat menyederhanakan penambahan kemampuan analisis ke lingkungan pemodelan jaringan terintegrasi berdasarkan desain yang dibantu komputer (CAD), sistem informasi geografis (GIS), dan paket database.

File Bantuan Windows tersedia untuk menjelaskan cara menggunakan berbagai fungsi toolkit. Ini menawarkan beberapa contoh pemrograman sederhana.

Toolkit ini juga menyertakan beberapa file header yang berbeda, file definisi fungsi, dan file .lib yang menyederhanakan tugas untuk menghubungkannya dengan kode.

Fitur

EPANET menyediakan lingkungan terintegrasi untuk mengedit data masukan jaringan, menjalankan simulasi kualitas air dan hidrolik, dan melihat hasilnya dalam berbagai format.

EPANET menyediakan periode analisis hidraulik yang lengkap dan diperpanjang yang dapat menangani sistem dalam berbagai ukuran. Paket ini juga mendukung simulasi permintaan air yang bervariasi secara spasial dan temporer, pompa berkecepatan konstan atau variabel, dan kehilangan head minor untuk lengkungan dan fitting.

Pemodelan memberikan informasi seperti aliran dalam pipa, tekanan di persimpangan, penyebaran kontaminan, konsentrasi klorin, umur air, dan bahkan analisis skenario alternatif.

Ini membantu untuk menghitung energi dan biaya pemompaan dan kemudian memodelkan berbagai jenis katup, termasuk penutup, memeriksa pengaturan tekanan, dan kontrol aliran.

Fungsi pemodelan kualitas air EPANET memungkinkan pengguna untuk menganalisis pergerakan bahan pelacak reaktif atau non-reaktif yang menyebar melalui jaringan dari waktu ke waktu. Ini menilai bahan reaktif saat tumbuh, melacak persentase aliran dari node yang diberikan.

Paket tersebut menggunakan koefisien laju reaksi global yang dapat dimodifikasi pada basis pipa demi pipa. Tangki penyimpanan dapat dimodelkan sebagai campuran lengkap, aliran plug atau reaktor dua kompartemen.

Editor jaringan visual EPANET menyederhanakan proses pembuatan model jaringan perpipaan dan mengedit propertinya. Berbagai jenis alat visualisasi pelaporan data ini digunakan untuk membantu menganalisis jaringan, yang mencakup tampilan grafik, tampilan tabel, dan laporan khusus.

Headloss di segmen pipa

Mesin hidrolik EPANET menghitung headlos di sepanjang pipa dengan menggunakan salah satu dari tiga rumus:

1. Formula Hazen-Williams: digunakan untuk memodelkan kondisi aliran penuh dalam kondisi yang disederhanakan (aliran turbulen, suhu sekitar 60 derajat Fahrenheit, dan viskositas yang mirip dengan air)
2. Formula Darcy-Weisbach: digunakan untuk memodelkan aliran bertekanan di bawah kondisi hidrolik yang lebih luas
3. Rumus Chezy-Manning: digunakan untuk memodelkan aliran bertekanan dengan menggunakan koefisien kekasaran Chezy untuk persamaan Manning

Karena persamaan headloss segmen pipa digunakan dalam pemecah jaringan, rumus di atas dipilih untuk keseluruhan model.

Kurva Arus Kepala Pompa

Dalam EPANET, pompa dimodelkan dengan menggunakan kurva aliran-kepala, yang menentukan hubungan antara kepala hidrolik yang diberikan ke sistem oleh pompa dan aliran yang dibawa oleh pompa. Model menghitung aliran yang dibawa oleh elemen pompa untuk kondisi head sistem tertentu berdasarkan kurva ini. EPANET juga dapat memodelkan pompa sebagai input daya konstan, yang secara efektif menambahkan sejumlah energi ke sistem di bagian hilir elemen pompa.

Pemecah jaringan

Pemecah hidrolika jaringan yang digunakan oleh EPANET menggunakan “Metode Gradien” yang pertama kali diusulkan oleh Todini dan Pilati, yang merupakan varian dari metode Newton-Raphson.

Simulasi kualitas air

EPANET mencakup kemampuan untuk memodelkan usia air dan memprediksi aliran non-reaktif dan, dalam kondisi yang disederhanakan, material reaktif. Kemampuan ini sering digunakan untuk memprediksi residu klorin dalam sistem distribusi air. Sementara kemampuan simulasi kualitas air internal hanya mengevaluasi pembusukan atau pertumbuhan konstituen tunggal, tersedia ekstensi (EPANET-MSX), yang memungkinkan pemodelan interaksi antar konstituen.

Perangkat EPANET

Mesin komputasi EPANET tersedia untuk diunduh sebagai pustaka tautan dinamis terpisah untuk digabungkan ke dalam aplikasi lain. Kode sumber untuk EPANET 2 tersedia di situs web EPANET EPA.

Kesesuaian

EPANET menggunakan format file biner, tetapi juga mencakup kemampuan untuk mengimpor dan mengekspor data dalam format file dxf, metafile, dan ASCII. Format file ASCII EPANET disebut file input dalam EPANET, dan menggunakan ekstensi file “.inp”.

File masukan dapat mencakup data yang menjelaskan topologi jaringan, konsumsi air, dan aturan kontrol, dan didukung oleh banyak paket pemodelan komersial dan gratis.

Meskipun EPANET digunakan sebagai mesin komputasi untuk sebagian besar model sistem distribusi air, sebagian besar model dikembangkan dan dirawat dalam paket pemodelan hidraulik berdasarkan mesin komputasi EPANET. Beberapa paket pemodelan hidraulik utama adalah:

1. Fluidit Water, dikembangkan oleh Fluidit
2. Pipe2000, dikembangkan oleh KYPipe, LLC
3. H2OMAP Water, H2ONET, InfoWater SA, IWWS dan InfoWater, dikembangkan oleh Innovyze Inc.
4. MIKE URBAN, dikembangkan oleh DHI
5. WaterCAD, WaterGEMS, HAMMER dan SewerCAD dikembangkan oleh kelompok Haestad Methods (Hydraulics & Hydrology) Bentley.
6. WatDis, dikembangkan oleh Transparent Blue
7. WaterNAM, Model Analisis Jaringan Air, Dikembangkan oleh Streamstech Inc.
8. Giswater, perangkat lunak sumber terbuka yang dikembangkan oleh Giswater Association
9. GISpipe, perangkat lunak yang mudah digunakan untuk analisis, desain, dan pengoperasian jaringan distribusi air Terintegrasi dengan sistem GIS yang dikembangkan oleh Jinbosoft
10. Urbano Hydra, AutoCAD / Map3D / Civil3D software aplikasi yang digunakan untuk perhitungan hidrolik, analisis, desain dan pengoperasian jaringan distribusi air.
11. Terintegrasi dengan sistem GIS dan siap untuk alur kerja BIM yang dikembangkan oleh Perusahaan StudioARS
12. GeoSan, perangkat lunak GIS open source untuk mengelola pipa air dan konsumen, dikembangkan oleh NEXUS GeoEngenharia tersedia
WateNET-CAD dikembangkan oleh Diolkos3D.
13. Esurvey Water, File keluaran dari EPANET dapat digunakan untuk menghasilkan LS dan Gambar Akhir yang rapi

Sebagian besar aplikasi ini memungkinkan untuk berbagai kondisi permintaan, skenario perencanaan, dan berbagai metode integrasi dengan sumber data lain yang mungkin sudah dimiliki lembaga yang tidak didukung di EPANET, seperti GIS, dan mendukung jenis analisis tambahan yang tidak ditemukan di EPANET.

ESurvey Water dikembangkan untuk membuat Profil Longitudinal yang Dirancang Otomatis, dan otomatis menghasilkan keluaran akhir setelah desain hidraulik diselesaikan di EPANET dan perangkat lunak lainnya.