Informazioni sulla domanda

Uno degli aspetti più importanti della modellazione di un sistema di approvvigionamento idrico è la modellazione del fabbisogno idrico dal sistema.

Il fabbisogno idrico in una determinata area può essere suddiviso come segue:

L'analisi della domanda viene solitamente eseguita come attività separata prima di modellare in dettaglio il sistema di approvvigionamento idrico. L'analisi della domanda fornisce l'input necessario per le simulazioni (ad esempio, i profili di domanda da applicare ai punti cliente) e costituisce anche una preziosa informazione per pianificatori, progettisti e responsabili dell'azienda idrica.

Questa pagina contiene le seguenti sezioni:

  1. Profili di domanda
  2. Modellazione del consumo
  3. Perdite
  4. Domanda eccezionale
  5. Domanda relativa alla pressione
  6. Modifica della domanda in InfoWorks WS

Per informazioni dettagliate sull'esecuzione dell'analisi dell'area di domanda in InfoWorks, vedere l'argomento Analisi dell'area di domanda.

Profili di domanda

Il profilo di domanda in un'area è influenzato in modo significativo da diversi fattori, tra cui stagione, giorno della settimana e ora del giorno.

Variazioni giornaliere

Le variazioni della domanda durante il giorno sono le più importanti nella modellazione del sistema di approvvigionamento idrico. Il grafico seguente mostra le variazioni della domanda nell'arco di diversi giorni in una città del Regno Unito. I modelli giornalieri sono notevolmente simili, con picchi mattutini e serali prominenti e lo stesso livello di consumo notturno.

Fabbisogno idrico giornaliero di acqua in una città del Regno Unito

La domanda in un'area è costituita dai profili di domanda dei singoli consumatori, dalle perdite e dalla domanda eccezionale in quell'area. In assenza di informazioni più dettagliate, vengono spesso utilizzati profili tipici per i singoli consumatori. Di seguito sono riportati alcuni esempi.

Esempi tipici di profili giornalieri

Giorni lavorativi e giorni del fine settimana

Questo effetto può essere significativo in alcuni luoghi e in alcuni paesi. Il grafico seguente mostra la variazione della domanda nel corso della settimana per una città del Regno Unito. In questo esempio, i picchi si verificano al mattino durante il fine settimana.

Variazione della domanda nel corso della settimana in una città del Regno Unito

Nelle città con un'industria sviluppata, la domanda di acqua è generalmente più alta dal lunedì al venerdì e più bassa durante il fine settimana, quando le unità industriali sono chiuse. Nelle località turistiche si verifica il contrario, con picchi di domanda che si verificano nei fine settimana, quando la popolazione aumenta con i visitatori del fine settimana.

Variazioni stagionali

La stagione ha un effetto significativo sul consumo di acqua, sia in termini di domanda complessiva che di utilizzo locale dell'acqua. Le circostanze locali sono predominanti e includono:

Il grafico seguente mostra un confronto tra una grande città continentale e una città costiera.

Variazione stagionale della domanda

Il fabbisogno idrico nella grande città continentale raggiunge un picco a maggio/giugno, con un altro picco minore a settembre. In piena estate la domanda è notevolmente inferiore, nonostante il clima molto caldo, con molti residenti in vacanza. La domanda complessiva è inferiore alla media annua.

La situazione nella città costiera, una località turistica ben sviluppata, è molto diversa. Qui il picco della domanda è prominente, due o tre volte superiore alla media annuale, perché il numero di turisti supera notevolmente la popolazione locale durante i mesi estivi.

Condizioni meteo

Le condizioni meteo possono essere molto importanti in alcuni casi. I due grafici che seguono mostrano l'andamento della domanda interna durante le prove di misurazione nel 1989 e dimostrano chiaramente gli effetti delle condizioni meteo.

Fabbisogno idrico in condizioni meteo variabili

Il modello per il clima secco e caldo presenta due picchi prominenti, mattina e sera. Per i giorni di pioggia il modello è significativamente diverso. Il secondo picco è quasi scomparso. Se piove, non c'è bisogno di annaffiare il giardino.

Modellazione del consumo

L'allocazione della domanda ai nodi in tutta la rete è fondamentale per l'accuratezza finale del modello. Qualsiasi quantità di acqua fornita al cliente rappresenta il consumo, calcolato o meno. Esempi di clienti sono:

I clienti possono essere classificati in categorie. Si può presumere che i clienti della stessa categoria di domanda utilizzeranno l'acqua in modo simile, ma in quantità diverse. Esempi di categorie di domanda:

Un quadro reale della variazione giornaliera è molto importante e deve essere considerato come prioritario. Le informazioni provenienti dai dati di fatturazione, dai dati di telemetria e dai logger devono essere raccolte e analizzate attentamente. Se i dati sono scarsi e inaffidabili, dovrebbero essere organizzati test sul campo. I profili di domanda di altri sistemi possono essere molto fuorvianti e devono essere utilizzati solo per le simulazioni preliminari.

Definizione di una categoria di domanda

Il profilo di domanda di un cliente viene definito come categoria di domanda utilizzando l'editor del diagramma di domanda. La categoria di domanda consiste in un modello di fabbisogno idrico di 24 ore con fattori di ponderazione per giorno della settimana e mese dell'anno. È consigliabile normalizzare il profilo, ovvero rendere il valore medio del profilo uguale ad uno.

Il fabbisogno idrico di un cliente è definito da:

Il fabbisogno idrico effettivo viene calcolato moltiplicando il consumo medio per il profilo della categoria di domanda normalizzato.

È possibile definire profili per una categoria di domanda per ogni giorno della settimana. Le variazioni settimanali e stagionali possono essere rappresentate mediante l'uso di coefficienti giornalieri e mensili, definiti nell'editor del diagramma di domanda.

Il fabbisogno idrico per ogni cliente viene calcolato utilizzando la seguente formula:

Q demand = Q average .K m .Kd.K h

dove:

Km è il coefficiente mensile

Kd è il coefficiente giornaliero

Kh è il coefficiente di tempo (voce della categoria di domanda)

Vedere Assegnazione di una domanda ai nodi per informazioni più dettagliate sulle consumo nei nodi.

Il fabbisogno idrico deve essere collegato al nodo ordinario o del serbatoio più vicino. Non può essere associato ad altri oggetti di rete.

Più utenti possono essere associati ad un singolo nodo. Possono appartenere a diverse categorie. Il grafico mostra un semplice esempio.

Componenti del fabbisogno idrico in un nodo

La domanda in questo nodo è composta da:

Perdite

La procedura standard prevede solo l'aumento del consumo di acqua calcolato. Ciò non è appropriato per i sistemi di approvvigionamento idrico, poiché le perdite si comportano in modo molto diverso dal consumo. Le indagini hanno dimostrato che le perdite non diminuiscono durante la notte e aumentano durante il giorno, ma dipendono principalmente dalla pressione del servizio locale.

Rapporto tra perdite e pressione del servizio

Questa relazione è quasi lineare (Leakage Control Policy and Practice (1980)) e mostra che le perdite aumentano da un giorno all'altro.

Ciò è confermato dallo studio dei modelli di utilizzo dell'acqua per le grandi città. Confrontando i modelli di domanda per l'intera città con quelli per i singoli utenti, troviamo che la domanda totale è una curva più uniforme (il minimo notturno è più alto e i picchi giornalieri sono più bassi) rispetto ai singoli diagrammi. Le perdite, tra il 20 e il 40% della domanda totale in molti sistemi di approvvigionamento idrico, sono costanti nel tempo o superiori di notte a causa dell'aumento della pressione di servizio. Ciò tende a livellare la domanda totale su 24 ore.

Diagrammi giornalieri in diverse posizioni

Modellazione delle perdite

InfoWorks WS Pro considera le perdite indipendentemente dal consumo. Le perdite devono essere distribuite utilizzando tutte le informazioni disponibili:

Le perdite devono essere assegnate principalmente a:

InfoWorks WS Pro presuppone che le perdite siano costanti durante la simulazione, a meno che l'utente non abbia selezionato l'opzione Domande e perdite relative alla pressione. Il metodo della domanda correlata alla pressione è altamente ipotetico, ma con un uso attento di dati live affidabili l'utente può migliorare notevolmente il modello e ottenere risultati migliori e più realistici.

Domanda eccezionale

Potrebbe essere necessaria una domanda eccezionale per la lotta gli incendi e altre emergenze, o potrebbe verificarsi a causa di rotture.

L'utente ha la possibilità di assegnare domande eccezionali ad uno o più nodi e impostare i tempi, la durata e l'intensità di tali domande. Una domanda eccezionale può essere inclusa in un nodo come consumo e perdite locali, o in sostituzione degli stessi. Ciò è particolarmente utile per simulare rotture nella rete, per valutare le perdite e per elaborare una strategia difensiva.

L'utente può anche utilizzare questa opzione per simulare criteri di controllo e piani di emergenza per verificare che ci siano riserve idriche adeguate per contrastare possibili emergenze.

Per ulteriori informazioni, vedere Domanda eccezionale e Funzionamento dell'idrante.

Domanda relativa alla pressione

InfoWorks WS Pro fornisce un'opzione avanzata che consente di modellare l'influenza della pressione di servizio sulla domanda e le perdite di dispersione. Questa è un'opzione avanzata e deve essere utilizzata solo con cautela.

Per ulteriori informazioni, vedere Domanda relativa alla pressione.

Modifica della domanda in InfoWorks WS

Per informazioni più dettagliate sull'assegnazione e la modifica dei componenti della domanda in InfoWorks WS Pro, vedere l'argomento Assegnazione della domanda ai nodi.

Diagrammi di domanda

Un diagramma di domanda contiene una o più categorie di domanda che descrivono i profili di domanda per particolari tipi di consumatori. I modelli di domanda giornaliera possono essere scalati in base a fattori giornalieri e mensili.

I diagrammi di domanda vengono definiti e modificati utilizzando l'editor del diagramma di domanda.

Il diagramma di domanda è un componente essenziale di ogni simulazione. Per ulteriori dettagli, vedere Simulazioni.

Scalabilità della domanda

Il ridimensionamento della domanda può essere utilizzato per modellare le variazioni della domanda applicando fattori di moltiplicazione alle domande del modello esistenti e ai flussi di trasferimento assegnati ai nodi. Ciò consente di modellare le variazioni della domanda (ad esempio l'aumento della domanda previsto) senza modificare i valori della domanda per i singoli nodi.

I fattori di scala possono essere applicati alla domanda raggruppata per prefisso e/o categoria di domanda. I fattori di scala vengono modificati utilizzando l'editor ridimensionamento richieste.

Ulteriori informazioni sul ridimensionamento della domanda sono disponibili in Ridimensionamento della domanda.

Ogni simulazione può includere un ridimensionamento della domanda. Per aggiungere un ridimensionamento della domanda, aggiungerlo alla vista Pianifica esecuzione idraulica. Per ulteriori dettagli, vedere Simulazioni.

Domanda in corrispondenza dei singoli nodi

La domanda può essere allocata per nodi di base, serbatoi e idranti. La domanda in corrispondenza dei nodi può essere visualizzata e modificata in tre modi:

Allocazione della domanda statica

I dati punto cliente esterni provenienti da file GIS o CSV possono essere utilizzati per allocare automaticamente la domanda ai nodi della rete. Per ulteriori informazioni, vedere Allocazione della domanda statica.

La domanda correlata al punto cliente può essere aggiornata dai file CSV utilizzando la procedura guidata di aggiornamento della domanda.

Allocazione della domanda di uso del suolo

I dati dei poligoni esterni dei file GIS possono essere utilizzati per allocare automaticamente la domanda in base all'area ai nodi della rete. Per ulteriori informazioni, vedere Allocazione della domanda di uso del suolo ai nodi.

Analisi dell'area della domanda

InfoWorks utilizza le informazioni provenienti dai file di rete, controllo, configurazione dati live, diagramma di domanda e risultati per eseguire un'analisi della domanda. I risultati dell'analisi possono essere utilizzati per aggiornare i diagrammi di domanda e la domanda in corrispondenza dei singoli nodi.

Per ulteriori dettagli, vedere la sezione Analisi dell'area di domanda.

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