WaterGems第一讲：水力模拟计算

WaterGems软件是奔特利公司开发的，作为给水管网（自来水管道）模型建立最好用的软件，其核心代码用的是美国国家环境署开发的EPANET开源软件。WaterGems是一个商业软件，这个软件的目的是做管网模型的水力和水质的模拟，由于没有仔细接触，不知道它有没有二次开发的接口（有的话，各位大神告诉我一声）。

首先：我说一下啥叫水力和水质的模拟，水力模拟说白了就是”怎么把水从水源送到用水的人手里“的问题：比如从前有一作城市，城市中有很多的楼，楼里住了很多的人（这可不是从前有座山，o(∩_∩)o 哈哈），这些人在做什么，他们在用自来水。而我们通过水表把水量给记录了下来，知道了这些人的用水量之后，我们给他输入进给水管网模型中，然后计算出每个楼旁边的管道需要的压力（压力可以理解为水流有多大的力气才能让这些人开水龙头水流充足），以及计算水流的速度。算完了，我们就能知道我们是怎么把水从水源送到用水的人手里的啦（中间的过程都是软件自动的）。

接着说一下水质的模拟：啥叫水质模拟呢，就是怎么把水从水源干净地送到用水的人手里：比如他们在用自来水，我们给他们送水，但是送的中间过程是需要时间的，在这段时间里，水很有可能进入细菌病毒等污染物，那怎么办呢，一般加二氧化氯最为消毒剂，让它在水里呆着，一有病毒进来，二氧化氯直接就把它们给吃了，这样毒就没了。但是呢，毒没了，二氧化氯也没了（撑死了），还有就是二氧化氯随着时间的增加，它自己也慢慢地没了（老死了），所以说加多少药，到用户手中水是干净的就成了一个问题，要是药多了，用水的人没了（被药毒死），要少了，人也没了（被病毒毒死），说没就没啊！

今天我们要讲到的就是水质模拟计算。通过该软件怎么计算呢，我现在来一一的讲解

第一步，我们要做的是绘制管网的图像，怎么绘图呢，首先打开软件，单击File->New，新建一个wtg文件，如图1。

图1

第二步，建立之后，我们会到中间有一片空白，如图2，空白的右边画圈的东西就是绘图工具，选择第二项（PIPE）即可进行绘图

图2

选择第二项，然后在空白区域单击一下，就会出现一个节点，然后再点另外一个位置，画一个矩形，如图3，按右键，选择Done，结束画图。

图3

现在，我们已经完成了一个管网，但我们看图3知道，好像缺点啥啊，对呀，我们没有画水源，怎么画，选择绘图工具的第六项，reservior，在上方画一个水源，并选择第二项，把水源和J-5连接起来，如图4

图4

画完之后，我们还缺什么呢，对呀，水源把水送个用户，需要让水走起来，怎么走啊，推动，那么就需要一个水泵了，这样水就能按照套路传给用户了，选择绘图工具的第十项（Pump）在P-8管段上单击一下，选择YES，水泵就画好了，如图5

图5

管网画完了，那么我们下一步做什么呢，那就是输入地形（高程），我们想象，每个黑点就是一个楼房，里面的人在用水，但是这些楼房的地面多高呢，我们至少得知道一下，还有就是水源的地面多高呢，我们也需要知道。刚才说了一下水泵送水，想象如果水源地十分地高，黑点的地面十分的低，那么还需要用水泵吗，直接重力就流下去啦。输入高程的方法是：单击上方工具条中画圈圈的工具（FlexTables），如图6，之后选择Junction Table，如图7，然后你就会看到elevation这一项，如果没有，单击按钮，找到它，然后双击把它拖到右边，按确定。后为每项都添加一个高程数据，如图8

图6

图7

图8

把这个东西关闭，在FlexTable中选择Reservoir Table，然后同理输入水池的高程，本人输入的是5.1m

高程输入完毕后，下一步就是各个黑点的需水量了，刚才说过了，一个黑点代表一个楼房，所以我们要告诉模型，每一个楼房用多少水，输入的方法同理，打开FlexTable，然后选择Junction Table，然后找到Demand Collection，单击最右边的“...”按钮，然后会打开如图9的对话框，第一项是需水量，第二项是需水分类，我们输入图9的模式即可，然后把所有的节点都输入一个数据。

图9

输入完毕后，我们想想还缺啥，对了，还有水泵呢，水泵怎么回事儿，我们得把参数输入吧，输入的方法很简单，在模型上双击水泵，之后右边会出来一个对话框，选择画圈的，并且单击edit pump definition，进入对话框，如图11新建按钮，按照如图12输入，然后关闭

图10

图11

图12

最后，在双击水泵，在右边的菜单里面，如图13，选中刚才新建的水泵定义

图13

全完事儿了之后，我们就开始计算了，计算啥，刚才说过了，是压力以及流速，计算的方法为单击画圈圈的地方即可，计算完成之后会出现提示，如果提示为绿色就说明成功啦。

图15

最后，打开FlexTable中的各个项目即可查看压力或者流速的东西，如图13所示，黄色的部分就是计算值，如果小数点不满意的话，右键单击各个项目的开头，选择第一项，之后在第四项中改位数即可啦。

图14

到此，我的课程讲完了，如果大家认为该方法存在错误的话，请给予批评，互相交流才能进步呢，谢谢。下一课，我将讲解，水质模拟。