溶質データ オブジェクトを使用して水質シミュレーションを実行する方法について説明します。
「水質シミュレーション」を参照してください。
[溶質データ オブジェクト]では、次のものがサポートされます。
- 単一物質の水質シミュレーション
- 複数の相互作用する溶質の水質シミュレーション
- 並列 2 次モデル(2RA)
複数の相互作用する溶質に関する InfoWorks WS Pro の機能は、多溶質水質(MSQ)と呼ばれ、EPANET の MSX に似ています。
並列 2 次モデル(2RA)に関する InfoWorks WS Pro の機能は、配水システムにおける残留塩素をシミュレーションするための包括的なバルク塩素減衰モデルです(I. Fisher、G. Kastl、A. Sathasivan 著(2017 年)、Urban Water Journal 14(4)、361 ～ 368)。このオプションを選択すると、[溶質データ オブジェクト]ダイアログに値が事前に入力されるようになります。
[溶質データ オブジェクト]ダイアログを開くには、溶質データ オブジェクトをツリー ビューからメイン ウィンドウにドラッグするか、溶質データ オブジェクトを右クリックしてコンテキスト メニューから[開く]を選択します。
一般的なダイアログの機能
| 項目 | 説明 | |
|---|---|---|
| 基本(チェックボックス) | オンにすると、単一物質の水質シミュレーションが有効になります。 |
注: 基本的な水質と MSQ を同時にシミュレーションできます。
|
| MSQ を有効にする(チェックボックス) |
オンにした場合:
|
|
| MSQ をテスト(ボタン) | このボタンを押すと、MSQ モデルの設定にエラーがあれば報告されます。MSQ がネットワークに適用されると、追加の検証が行われます。 | |
| 保存(ボタン) | ダイアログに加えた変更を保存します。 |
[基本水質]タブ
このタブでは、1 種類の水質シミュレーションを指定します。
| パラメータ | デフォルト | 説明 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 保存性物質 | オフ |
このボックスをオンにすると、保存性物質がモデル化されます。バルク係数と壁面係数はゼロであると仮定されます。 このボックスをオフのままにすると、非保存性物質がモデル化されます。減衰値を計算するときに、管に定義されたバルク係数と壁面係数が使用されます。 |
||||
| 未設定ノードの初期濃度 | 0.00 mg/l |
シミュレーション開始時点における、テストされる物質の初期濃度。 この値は、初期濃度が設定されていないノードに使用されます([ノード]プロパティ シートの[水質プロファイル]ページで編集可能)。
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||||
| 限界濃度 | 0.00 mg/l |
バルク反応および貯水池反応の方程式で使用する制限濃度。 溶質が減衰する場合、濃度は[限界濃度]を下回ることはできません。逆に、溶質が増加する場合(バルク係数が正の場合)は、濃度が[限界濃度]を上回ることはできません。 |
||||
| Michaelis-Menton kinetics | オフ | 反応速度の計算に Michaelis-Menton kinetics を使用する場合は、このボックスをオンにします。この方程式は、低濃度では 1 次挙動、高濃度ではゼロ次挙動を示します。この設定は、[バルク方程式の次数]より優先されます(値 -1 が適用されます)。この設定は、貯水池バルク方程式の次数には影響しません。 | ||||
| バルク方程式の次数 | 1 | バルク フロー反応速度の計算に使用する反応次数。0 次反応には 0、1 次反応には 1、2 次反応には 2 のように使用します。Michaelis-Menton kinetics に負の数値を使用します。0 と 1 の間の値は、デフォルトで 0 になります。 | ||||
| 壁面方程式の次数 | 1 | パイプ壁の反応速度の計算に使用する反応次数。1 を選択すると 1 次反応、0 を選択すると定速度反応になります。ゼロ以外の値は、デフォルトで 1 になります。 | ||||
| 貯水池バルク方程式の次数 | 1 | 貯水池内の物質と材質との反応速度を計算する際に使用する反応次数。管のバルク方程式の次数とは別個に計算されますが、値の選択に同じ制限が適用されます。 | ||||
| 分子拡散 | 1.21x10-9 m2/s | パイプ壁の反応速度の計算に使用する、輸送される物質の分子拡散率。 |
[MSQ 溶質]タブ
このタブでは、任意の数の溶質を定義します。
| 項目 | 説明 |
|---|---|
| WQ 溶質 ID |
溶質 ID はプロパティ シートと結果で使用します。すべての ID は、このグリッド内で一意である必要があります。 注: _EXP で終わる溶質を定義した場合、結果を開くと、その溶質は Exposure (時間単位)として表示されます。_EXP の前にある文字列を取り出し、それに Exposure を追加します。これは、[グラフ化対象を選択]ダイアログで、グラフ化するために選択できる項目になります。[オプション]ダイアログ - [単位]ページで、[露出時間]を時間または分で設定できます。デフォルトでは、[時間]に設定されています。
|
| WQ 溶質の説明 | 水質溶質 ID の説明。 |
| 溶質タイプ | 溶質がバルク液中に存在するか、パイプ壁に存在するかを指定します。 |
| 未設定リンクの初期濃度 |
濃度は次のように定義されます。
初期濃度は、次の項目に対して設定できます。
注: これらの初期濃度は、「未設定ノード」または「未設定リンク」に使用します。これらは、個々のモデル オブジェクトに対して上書きできるグローバルなデフォルト値です。
|
| 未設定ノードの初期濃度 |
[MSQ 定数]タブ
定数は、方程式を読みやすくするためのもので、使用するかどうかは任意です。
任意の数の定数 ID を、関連する数値とともに定義できます。定数 ID は、エンジンが方程式を処理するときに、数値に置き換えられます。
[MSQ 変数]タブ
変数は、方程式を読みやすくするためのもので、使用するかどうかは任意です。
変数 ID は、テキスト エディタで 1 行に 1 つずつ定義します。変数は、定数、数値、代数演算子、予約キーワードと組み合わせて式を定義します。
[MSQ 貯水池方程式]タブ
貯水池内で溶質が時間とともにどのように変化するかを、このタブで定義します。
このテキスト ボックスでは、1 行に 1 つの溶質を定義します。このセクションでは、溶存性の溶質(バルク)のみが考慮されます。
- "DDT (A5) = …" と指定した変化率。
- 可逆反応(つまり平衡反応)は、"A5 = …" として指定。これは非常に速い反応向けに設計されています。
各溶質の方程式は、数値、算術演算子、定数、変数、および溶質 ID で構成されます。
[MSQ 管方程式]タブ
管内で溶質が時間とともにどのように変化するかを、このタブで定義します。これは、吸着した溶質と水のバルクに溶解した溶質の変化を扱います。
管の方程式の作成は、貯水池の場合と同じ規則に従います。例外は、管方程式には吸着溶質を含めることができることです。
MSQ 変数および方程式のタブで使用するキーワードおよび演算子
キーワード
| 変数 | 名前 | 単位(既定) |
|---|---|---|
| DIAM | 管の直径 | m |
| LEN | 管延長です。 | m |
| SAV | 単位体積あたりの管表面積 | 1/メートル |
| FLOW | 管流量 | l/s |
| VEL | 管速度 | メートル/秒 |
| RE | レイノルズ数 | |
| VSH | せん断速度 | メートル/秒 |
| DWF | ダルシー ワイスバッハの摩擦係数 | |
| CWK | コールブルック ホワイト粗度 | mm |
| HWC | ヘイゼン ウィリアムスの係数 |
演算子
| '(' |
| ')' |
| '**' と '^' は指数演算子の代替形式です |
| '*' |
| '/' |
| '+' |
| '-' |
| '=' |
右側の関数
| SIN( ) | COS( ) | TAN( ) | COT( ) | |
| ABS( ) | SGN( ) | SQRT( ) | LOG( ) | EXP( ) |
| ASIN( ) | ACOS( ) | ATAN( ) | ACOT( ) | |
| SINH( ) | COSH( ) | TANH( ) | COTH( ) | |
| LOG10( ) | STEP( ) |
左側の関数
| DDT() | 溶質の変化率 |