Μαθηματική προσομοίωση του δικτύου ύδρευσης της Βαρυμπόμπης Αττικής με το μοντέλο EPANET

Σύρμου, Ειρήνη Μαρία; Syrmou, Eirini Maria

dc.contributor.author	Σύρμου, Ειρήνη Μαρία	el
dc.contributor.author	Syrmou, Eirini Maria	en
dc.date.accessioned	2024-11-08T12:23:38Z
dc.date.available	2024-11-08T12:23:38Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60402
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28098
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Water distribution systems	en
dc.subject	Service pressure	en
dc.subject	Energy conservation	en
dc.subject	Hydraulic behavior and water quality models	en
dc.subject	EPANET	en
dc.subject	Συστήματα ύδρευσης	el
dc.subject	Πίεση δικτύου ύδρευσης	el
dc.subject	Εξοικονόμηση ενέργειας	el
dc.subject	Μοντέλα υδραυλικής συμπεριφοράς και ποιότητας νερού	el
dc.subject	EPANET	el
dc.title	Μαθηματική προσομοίωση του δικτύου ύδρευσης της Βαρυμπόμπης Αττικής με το μοντέλο EPANET	el
dc.title	Numerical modeling of the operation of water distribution system in Varympompi, Attica using EPANET	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Διαχείριση υδατικών πόρων	el
heal.classification	Water Resources Management	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07-10
heal.abstract	Η εύρυθμη λειτουργία ενός συστήματος ύδρευσης απαιτεί την εξασφάλιση επαρκούς ποσότητας και ποιότητας νερού για την κάλυψη της ζήτησης νερού, την τήρηση της πίεσης εντός αποδεκτών ορίων για την προστασία του δικτύου των αγωγών και την εξοικονόμηση υδατικών και ενεργειακών πόρων. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μαθηματική προσομοίωση του δικτύου ύδρευσης της Βαρυμπόμπης Αττικής και η διερεύνηση σεναρίων για τη βελτίωση της λειτουργίας του. Για το σκοπό αυτό, το εν λόγω σύστημα θα αναλυθεί με τη χρήση του λογισμικού EPANET, το οποίο παρέχει τη δυνατότητα της προσομοίωσης της υδραυλικής συμπεριφοράς και της ποιότητας νερού σε δίκτυα αγωγών υπό πίεση. Τα σενάρια επεμβάσεων που μελετώνται αφορούν (1) την εγκατάσταση νέου εξοπλισμού στο υφιστάμενο δίκτυο και (2) τη διακριτοποίηση του δικτύου διανομής σε τρεις πιεζομετρικές ζώνες και την εγκατάσταση νέου εξοπλισμού. Στόχο αποτελεί η αντιμετώπιση χαμηλών πιέσεων (<30 m) και υψηλών πιέσεων (>50 m) που εμφανίζονται στο δίκτυο και η εξοικονόμηση υδατικών και ενεργειακών πόρων. Το σενάριο επεμβάσεων 1 περιλαμβάνει την πρακτικά ελάχιστη επέμβαση στο υφιστάμενο δίκτυο. Πραγματοποιείται η εγκατάσταση δικλίδων διατήρησης πίεσης με σκοπό την ελεγχόμενη πτώση πίεσης στο δίκτυο ύδρευσης και στον αγωγό αναρρόφησης του αντλιοστασίου. Στο προτεινόμενο δίκτυο με την παραπάνω επέμβαση επιτυγχάνεται μείωση του αριθμού των κόμβων κατανάλωσης με πίεση μικρότερη των 30 m κατά 60% με 72%, γεγονός που βελτιώνει την ποιότητα της παρεχόμενης υπηρεσίας προς τους καταναλωτές. Παράλληλα, παρατηρούνται (α) μικρότερη καταπόνηση του δικτύου των αγωγών και του αντλιοστασίου και κατά συνέπεια του κόστους λειτουργίας και συντήρησης, και (β) μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κατά 0.3% με 8.2%, με τη μεγαλύτερη εξοικονόμηση να παρατηρείται στη μεγαλύτερη ζήτηση νερού. Το σενάριο επεμβάσεων 2 περιλαμβάνει αρχικά τη διακριτοποίηση του υφιστάμενου δικτύου σε τρεις υδραυλικά απομονωμένες ζώνες και στη συνέχεια, την εγκατάσταση των δικλίδων διατήρησης της πίεσης που εφαρμόζονται στο σενάριο επεμβάσεων 1. Στο προτεινόμενο δίκτυο με τις παραπάνω επεμβάσεις επιτυγχάνεται μείωση του αριθμού των κόμβων κατανάλωσης με πίεση (α) μικρότερη των 30 m κατά 81% με 94% και (β) μεγαλύτερη των 50 m κατά 43% με 47%, γεγονός που βελτιώνει την ποιότητα της παρεχόμενης υπηρεσίας προς τους καταναλωτές. Παράλληλα, παρατηρούνται (α) μικρότερη καταπόνηση του δικτύου των αγωγών και του αντλιοστασίου και κατά συνέπεια, του κόστους λειτουργίας και συντήρησης, και (β) μείωση της κατανάλωσης ενέργειας κατά 1% με 6% με τη μεγαλύτερη εξοικονόμηση να παρατηρείται με την εγκατάσταση των δικλίδων διατήρησης πίεσης και την αύξηση της διάρκειας τροφοδοσίας της δεξαμενής. Συμπερασματικά, η προσθήκη δικλίδων διατήρησης της πίεσης είναι απαραίτητη για την αντιμετώπιση της πτώσης πίεσης που εμφανίζεται στο δίκτυο και στον αγωγό αναρρόφησης του αντλιοστασίου και ως εκ τούτου τη βελτίωση της λειτουργίας του δικτύου και την εξοικονόμηση υδατικών και ενεργειακών πόρων. Ταυτόχρονα, με τη διακριτοποίηση του δικτύου σε υδραυλικά απομονωμένες ζώνες επιτυγχάνεται καλύτερος έλεγχος των πιέσεων και αντιμετωπίζεται το πρόβλημα των υπερπιέσεων, βελτιώνοντας συνολικά την ποιότητα εξυπηρέτησης των καταναλωτών και επιτυγχάνοντας μικρότερη καταπόνηση των υποδομών.	el
heal.abstract	Water distribution systems (WDS) are essential for providing reliable water supply to urban areas. This thesis presents a case study conducted in Varympompi, Greece, focusing on improving WDS performance through scenario analysis. Addressing challenges such as inefficiencies in water delivery and aging infrastructure, the study proposes interventions to enhance system resilience and efficiency. Hydraulic modeling and scenario analysis are employed to evaluate various intervention strategies and their potential impact on system performance. Using EPANET software, the WDS of Varympompi is analyzed, allowing simulation of hydraulic behavior and water quality in pressurized pipeline networks. Implementing a variable-speed driven pump algorithm via rule-based control statements, the study explores intervention scenarios such as installing pressure sustaining valves (PSVs) and dividing the WDS into three pressure zones with installation of PSVs to address low (<30 m) and high (>50 m) pressures in the current network. These interventions aim to control pressure drop, conserve water and energy resources, and improve system efficiency. Analyzing the outcomes of each intervention scenario, the proposed network enhancements consistently show a significant reduction in nodes experiencing either excessively low (below 30m) or high pressures (above 50m) by 60% to 94% and 43% to 47%, respectively. This marked improvement in pressure regulation translates to enhanced service reliability for consumers. Furthermore, notable reductions in stress on the pipeline infrastructure and pumping station are observed, leading to decreased operational and maintenance costs. Additionally, energy consumption decreases by 0.3% to 8.2%, with the most substantial savings achieved through PSVs installation during peak water demand periods and by extending the tank's supply duration. These findings underscore the critical importance of implementing PSVs in the existing WDS of Varympompi, irrespective of the number of pressure zones. Moreover, the results highlight the potential for achieving energy efficiency and optimizing pressure management even in WDS with aging infrastructure, ultimately leading to improved level-of-service pressures supplied to customers and resource conservation.	en
heal.advisorName	Stamou, Anastasios	en
heal.advisorName	Στάμου, Αναστάσιος	el
heal.committeeMemberName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Χονδρός, Μιχαήλ	el
heal.committeeMemberName	Στάμου, Αναστάσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	117 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false