Alle Anlagen mit einer freien Fläche können mit einem Reservoirknoten modelliert werden: Service- und Verteilungsreservoire, Wassertürme, Kontakt- und Ausgleichsbecken, Druckbrechkammern und Schächte.
Technische Details
Wichtiges Merkmal aller Einrichtungen ist, dass die Energiehöhe (Wasserspiegel, Z) in einem solchen Knoten zu einem bestimmten Zeitpunkt bekannt ist (was die Berechnung von Zufluss/Abfluss ermöglicht). Sie bleibt während einer stationären Berechnung konstant, wird jedoch im nächsten Zeitschritt (Δt) entsprechend der Kontinuitätsgleichung geändert:
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Dabei gilt: A(Z) ist die Fläche des horizontalen Querschnitts auf Ebene Z. |
Reservoire und Wassertürme sind Einrichtungen zur Speicherung von Wasser (meist aufbereitet). Sie können über eine oder mehrere Kammern verfügen, zusätzlich zu komplexen Rohrleitungssystemen und Zubehör für den Zu- und Abfluss von Wasser, Auswaschen, Verhinderung von Überlaufen, Druckerhöhung usw. (siehe Beispiel in der folgenden Abbildung).
Zwei-Kammer-Verteilungsreservoir
Reservoire können verschiedene Formen haben. Gängige Formen sind in der Abbildung unten dargestellt. Ein Mehrkammer-Reservoir kann entweder als ein großes Reservoir oder als mehrere kleinere Reservoire dargestellt werden, die durch entsprechende Rohre und Anschlussstücke miteinander verbunden sind (kompliziertere Lösung). Die zweite Lösung ist immer dann erforderlich, wenn die Wasserspiegel (WL) nicht in allen Kammern gleich sind.
Ein Mehrkammer-Reservoir kann auch modelliert werden, indem verbundene Reservoire gruppiert werden, die die einzelnen Kammern in einer Reservoirgruppe darstellen. Aktivieren Sie die Option Reservoir mit mehreren Komponenten für die Reservoirgruppe, um die Gruppe so zu behandeln, als würden alle ihre Komponentenreservoire einem Reservoir mit mehreren Abteilungen angehören. Die Energiehöhen aller Reservoire mit mehreren Komponenten werden gleichzeitig auf denselben Wert festgelegt, es sei denn, mindestens eines ist durch geschlossene Rohre oder Ventile isoliert.
Einkammer-Reservoir
Kugelförmiger Wasserturm
Typische Reservoirformen
Eine weitere wichtige Information ist die, wie Wasser in das Reservoir gelangt. Typische Anordnungen sind in der folgenden Abbildung dargestellt. Beachten Sie, dass in (c) kein Rückfluss (aus dem Reservoir) möglich ist, während in (d) ein Rückschlagventil (NRV) einen schnellen Rückfluss ermöglicht.
a) Untenliegender Zulauf
Getrennte Zulauf-/Auslassrohre
b) Untenliegender Zulauf
Gemeinsame Zulauf-/Auslassrohre
c) Obenliegender Zulauf
d) Obenliegender Zulauf mit Rückflussrohr
Anordnungen des Reservoirzuflusses
Umführungsrohr
Reservoire in Verteilungsnetzen verfügen in den meisten Fällen über ein Umführungsrohr, das Zulauf- und Auslassrohre miteinander verbindet. Dieses Rohr ist unter normalen Bedingungen durch ein Ventil oder ein Rückschlagventil (NRV) geschlossen (siehe Abbildung unten), kann aber in Notfällen auch dann zur Wasserversorgung verwendet werden, wenn das Reservoir nicht genutzt wird.
InfoWorks WS enthält keine solche Einrichtung innerhalb des Reservoirknoten-Elements. Sie kann jedoch problemlos modelliert werden, indem zwei neue Knoten auf jeder Seite eines Reservoirs mit der entsprechenden Verbindung hinzugefügt werden.
a) Mit Absperrventil
b) Mit einem Rückschlagventil
Umführungsrohre um das Reservoir
Regelung des Wasserspiegels
Die Wassermenge in einem Reservoir wird in der Regel durch
- ein Schwimmerventil (FLV), das ein Überlaufen verhindert, oder
- ein Druckminderventil (PRV), das den Wasserspiegel nahe eines vorgegebenen Wertes hält, geregelt.
Die folgende Abbildung zeigt beide Anordnungen. Weitere Informationen zu Schwimmerventilen finden Sie unter Schwimmerventil.
a) Reservoir mit Schwimmerventil am Zulauf, um ein Überlaufen zu verhindern
b) Reservoir mit Druckminderventil am Zulauf, um den Wasserspiegel konstant zu halten
Regelung des Wasserspiegels in Reservoiren
Notfallbedingungen
Bei der Simulation bestimmter Fälle können Probleme auftreten:
- mindestens ein Reservoir füllt sich und läuft über, wodurch ein Verlust entsteht,
- ein Reservoir wird entleert und Luft strömt in das Verteilungsnetz ein.
Im ersten Fall wird der Wasserspiegel etwas über der Überlaufhöhe gehalten, und die ausgetretenen Mengen werden zur späteren Überwachung aufgezeichnet.
Im zweiten Fall hält InfoWorks WS den Wasserspiegel bis zur unteren Höhe und zeichnet die Wassermenge auf, die zur Beibehaltung dieses Wasserspiegels erforderlich ist. Der Benutzer erhält dadurch eine Vorstellung des Wasserdefizits im System und kann die Simulation abschließen.
In beiden Fällen wird der Benutzer vor dem Überlaufen/Entleeren von Reservoiren gewarnt. Anschließend kann der Benutzer die Simulation anhalten, um Begrenzungs- und Anfangsbedingungen zu ändern, Pumpen ein- und auszuschalten, Ventile zu schließen/öffnen, oder einfach nur das Ende des Laufs abwarten.