Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)

6. szám - Darabos Péter–Hermann Sándorné–Tóth István: Ivóvízelosztó-rendszerek érzékenység vizsgálata

» 279 Hidrológiai Közlöny 1982. 6. sz. Ivóvízelosztó rendszerek érzékenység vizsgálata DARABOS P É T E R*—H ERMANN SÄNOORN tä**— TÓTH ISTVÁN*** Az utóbbi évtizedben a számítástechnika ugrás­szerű fejlődésével lehetőség nyílott a nagyobb, bonyolultabb ivóvízelosztó rendszerek vizsgála­tának elmélyítésére. Több program készült hazánk­ban és külföldön a körvezetékes hálózatok állan­dósult áramlási viszonyok feltételezésével történő ellenőrzésére. Hazai viszonylatban az alapozó kutatásokban kiemelkedő jelentőségű Bozóky­Szeszich Károly és Schneider Szilárd munkássága [1, 5, 7]. Tanulmányaikban, cikkeikben nyomon követhető az utóbbi évtizedben lezajlott fejlődés, amely ma már eljutott arra a szintre, nemcsak software, hanem hardware oldalról is, hogy a háló­zat tervezési és az üzemeltetési problémáknál ne csak a megszokott ellenőrzési feladatot oldjuk meg számítógép felhasználásával, hanem elmélyül­tebb hidraulikai vizsgálatokat is folytassunk egy­egy feladat kapcsán. Ilyenek például: — egy rendszer üzemének modellezése „szimu­lációja", — a rendszer elemeinek érzékenység-vizsgálata, — egyes tározók szükséges térfogatának meg­határozása többtározós rendszerekben, stb. A BME Vízgazdálkodási ós Vízépítési Intézet Víz­ellátási és Csatornázási Osztályán Bozóky-Sz. Károly nyomán került kifejlesztésre egy olyan programrendszer, amely állandósult áramlási viszonyok feltételezésével ad kezünkbe eszközt a felsorolt feladatok megoldásához. Ennek a programnak a felhasználásával több diploma­terv is született az említett tárgykörökben. Ezek közül az 1980—81-es tanévben Tóth István szigorló mérnök­hallgató feladata kapcsán merült fel egy, a szokásos tervezési módszerhez képest új eljárás alkalmazásának lehetősége, de egyidejűleg szükségessége is. A Vízügyi Tervező Vállalat dolgozóinak támogatásával készített feladatának, melynek címe „Kaposvár város vízellátó hálózata II. sz. nyomásövezetének hidraulikai vizsgála­ta ós rekonstrukciójának intézkedési terve" volt, meg­oldása során az érzékenység-vizsgálat módszerét is alkal­mazta. A következőkben először az érzékenység vizs­gálatokkal kapcsolatos fogalmakról szólunk, va­lamint az új módszer alkalmazásának néhány lehetőségét mutatjuk be. 1. Érzékenység Az érzékenység fogalma alatt értjük valamely rendszer állapotának, állapotjellemzőjének viszony­lagos változását valamilyen más jellemző válto­zásának hatására. Az érzékenység vizsgálata a rendszerre ható és a rendszert meghatározó kü­lönböző jellemzők egymásra hatását elemzi, és *Budapesti Műszaki Egyetem, Vízgazdálkodási ós Vízépítési Intézet. ** Vízügyi Tervező Vállalat, Budapest. ***Dunántúli Regionális Vízmű ós Vízgazdálkodási Vállalat, Siófok. így a bonyolult rendszerek megismerésének fontos eszköze. Az érzékenység matematikailag a rendszer szem­pontjából fontosnak ítélt jellemzőnek (pl. csomó­ponti nyomások) a vizsgált jellemző (pl. csomó­ponti fogyasztások) szerinti parciális differenciál­hányadosát (numerikus megoldás esetén diffe­rencia hányadosát) jelenti. Az ivóvízelosztó rendszer érzékenység-vizsgálatával Magyarországon elsőként Schneider Szilárd foglal­kozott. Tanulmányában [1] meghatározta az „érzé­kenységi mátrix" fogalmát, amely az általa leírt esetben a hálózat csomóponti nyomásainak érzékenységét írja le a csomóponti fogyasztás változások hatására, egy adott üzemállapot esetén. A külföldi szakirodalomban Uri Shamir több cikké­ben [2—4] is foglalkozik az érzékenység-vizsgálattal, mint a bonyolult ivóvízelosztó rendszerek feltárásának, modellezésének, rekonstrukciós tervezésének, üzemel­tetésének fontos eszközével. Az érzékenység fogalmát kiterjesztve értelmezi, mikor is a változók megválasz­tásának szélesebb lehetőségét tárja fel. A következőkben vizsgáljuk meg azoknak a rendszerjellemzőknek a körét, melyekre vonatkozó­an érzékenység-vizsgálat elvégzésére sor kerülhet. A független változók közül legfontosabbnak tekinthetjük a csomóponti nyomásokat, amelyek leginkább jellemzik a fogyasztók ellátottságát. II% — nyomás egy hasonlító sík felett a &-adik csomóponton. De — egyéb lehetőségek mellett — független változóként felvehetjük még az egyes ágak mentén kialakuló nyomásveszteséget is. Az ilyen vizsgá­lat a hálózat áteresztő képességéről, adhat fontos felvilágosítást: hv t — nyomásveszteség az i-edik ág mentén. A független változók is természetesen sokféle rendszerjellemzők lehetnek. Ilyenek például: Q f i — a fogyasztás mennyisége valamely cso­móponton vagy csomópontokon, Dj — valamely ág (ágak) átmérője, Kj — valamely ág (ágak) érdessége, lÍTm — valamely tározó vízállása, Q n i — valamely betáplálási helyen a szállí­tott vízhozam, stb. Az elmondottak alapján az egyes érzékenységi értékek, egy rögzített üzemállapotban, a vizsgált független változónak (változóknak) a függő változó (változók) szerinti parciális deriváltjai. Gyakorlatban amikor is általában a hidraulikai számításokat numerikus módszer alkalmazásával végezzük, csak differencia-hányadosokat képez­hetünk. Az eddig végzett csomóponti nyomásokra vo­natkozó érzékenységvizsgálatok [1—4] azt mu­tatták, hogy — bár a rendszer egyes elemeinek szállított vízhozam-nyomásveszteség összefüggése nem lineáris, a csomóponti fogyasztások értékét tetszőleges mértékben változtatva

Next

/
Oldalképek
Tartalom