{"id":1966,"date":"2026-02-19T11:02:06","date_gmt":"2026-02-19T11:02:06","guid":{"rendered":"https:\/\/gwits.pl\/?p=1966"},"modified":"2026-09-07T11:37:04","modified_gmt":"2026-09-07T11:37:04","slug":"1065545gwits20260205","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/gwits.pl\/en\/1065545gwits20260205\/","title":{"rendered":"SimNet SSWater \u2013 program do symulacji statycznej sieci wodoci\u0105gowych \/ SimNet SSWater \u2013 a program for steady state simulation water supply networks"},"content":{"rendered":"\n
\n\n\n\n

Andrzej J. Osiadacz \"ORCID<\/a> 1, 2*<\/sup>, \u0141ukasz Koty\u0144ski \"ORCID<\/a> 1, 2<\/sup>, Maciej Chaczykowski \"ORCID<\/a><\/em><\/em> 1<\/sup><\/em><\/p>\n\n\n\n

Afiliacje:<\/summary>\n

1<\/sup> Wydzia\u0142 In\u017cynierii \u015arodowiska, Politechnika Warszawska
2<\/sup> Fluid Systems Sp. z o.o.
* Kontakt \/ Correspondence: andrzej.osiadacz@pw.edu.pl<\/a><\/p>\n<\/details>\n\n\n\n


DOI: 10.65545\/GWITS.2026.02.05<\/strong>, GWiTS 2\/2026, luty2026<\/p>\n\n\n\n

Pobierz PDF<\/a> (Open Access)<\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

Streszczenie:<\/strong>
W artykule om\u00f3wiono pakiet SimNet SSWater s\u0142u\u017c\u0105cy do symulacji statycznej sieci wodoci\u0105gowych w kt\u00f3rym technologia GIS jest wykorzystywana do przechowywania i zobrazowania graficznych i alfanumerycznych informacji o obiektach sieci. Opisano struktur\u0119 pakietu oraz w\u0142a\u015bciwo\u015bci obliczeniowe. Za\u0142\u0105czony przyk\u0142ad \u015bwiadczy o poprawno\u015bci jego dzia\u0142ania.<\/p>\n\n\n\n

S\u0142owa kluczowe:<\/strong> symulacja komputerowa, sieci wodoci\u0105gowe, stan ustalony, technologia GIS<\/em><\/p>\n\n\n\n

Abstract:<\/strong>
The article discusses the SimNet SSWater package used to simulate steady state water supply networks, in which GIS technology is used to store and display graphical and alphanumeric information about network objects. The structure of the package and its computational properties are described. The attached example proves that it works correctly.<\/p>\n\n\n\n

Keywords: <\/strong>computer simulation, water networks, steady state, GIS technology<\/em><\/p>\n\n\n\n

\n\n\n\n

1. Wst\u0119p<\/h3>\n\n\n\n

Symulacja komputerowa sieci wodoci\u0105gowych umo\u017cliwia badanie zachowania si\u0119 sieci w r\u00f3\u017cnych warunkach dostawy i zu\u017cycia wody. Rezultatem bada\u0144 symulacyjnych s\u0105 m.in. warto\u015bci przep\u0142ywu, pr\u0119dko\u015bci strumienia wody, ci\u015bnienia w wybranych punktach sieci co pozwala oceni\u0107 jako\u015b\u0107 eksploatacji sieci. Analiza jako\u015bci eksploatacji sieci z wykorzystaniem program\u00f3w symulacyjnych dostarcza informacji, na podstawie kt\u00f3rych mo\u017cna podejmowa\u0107 decyzje dotycz\u0105ce nie tylko zmiany wybranych parametr\u00f3w eksploatacji, ale tak\u017ce jest bardzo pomocnym narz\u0119dziem w fazie budowy lub rozbudowy sieci.<\/p>\n\n\n\n

2. Symulacja sieci<\/h3>\n\n\n\n

Pakiet SimNet SSWater jest aplikacj\u0105 obliczeniow\u0105 z przyjaznym interfejsem u\u017cytkownika pracuj\u0105c\u0105 w systemie MS Windows. Wykorzystuje si\u0119 w nim technologi\u0119 GIS do przechowywania i zobrazowania graficznych (geograficznych) i alfanumerycznych informacji o obiektach sieci wodoci\u0105gowej, potrzebnych do wykonania oblicze\u0144 symulacyjnych tej sieci. Informacje geograficzne (dotycz\u0105ce topologii sieci) i informacje alfanumeryczne (opisowe) element\u00f3w sieci przechowywane s\u0105 w standardowych wektorowych plikach graficznych oraz plikach relacyjnej bazy danych, odpowiednio formatu *.shp oraz *.dbf. Modu\u0142 obliczeniowy pozwala na wykonywanie oblicze\u0144 symulacyjnych sieci wodoci\u0105gowych o dowolnej strukturze i dowolnym poziomie ci\u015bnienia. W obliczanej sieci mo\u017ce wyst\u0119powa\u0107 dowolna liczba \u017ar\u00f3de\u0142 o r\u00f3\u017cnych warto\u015bciach ci\u015bnienia lub wydajno\u015bci oraz dowolna liczba innych element\u00f3w nierurowych (zawory, reduktory, \u017ar\u00f3d\u0142a, pompy, zbiorniki). Wart\u0105 podkre\u015blenia funkcjonalno\u015bci\u0105 oprogramowania jest spos\u00f3b zapisu element\u00f3w nierurowych, reprezentowanych za pomoc\u0105 dw\u00f3ch w\u0119z\u0142\u00f3w: wej\u015bciowego i wyj\u015bciowego oraz jednego z pi\u0119ciu parametr\u00f3w: ci\u015bnienie wej\u015bciowe, ci\u015bnienie wyj\u015bciowe, stosunek ci\u015bnienia na wyj\u015bciu do ci\u015bnienia na wej\u015bciu (stopie\u0144 redukcji \/ spi\u0119trzenia), nat\u0119\u017cenie przep\u0142ywu, przyrost \/ spadek ci\u015bnienia. Proponowany opis matematyczny elementu nierurowego pozwala w elastyczny spos\u00f3b okre\u015bla\u0107 jego nastawy i umo\u017cliwia \u0142atw\u0105 modyfikacj\u0119 oprogramowania na potrzeby wprowadzania charakterystyk pomp, reduktor\u00f3w, zawor\u00f3w, zbiornik\u00f3w itp. Przyjmuje si\u0119, \u017ce struktura sieci sk\u0142ada si\u0119 z nast\u0119puj\u0105cych element\u00f3w: w\u0119z\u0142y, odcinki, \u017ar\u00f3d\u0142a, pompy\/pompownie, zbiorniki, reduktory, zawory, przy\u0142\u0105cza.<\/p>\n\n\n\n

Dodatkowym wymaganiem jest posiadanie informacji na temat obci\u0105\u017cenia sieci, parametr\u00f3w zasilania sieci oraz poziomu wody w zbiornikach. Specyfikacja standardowej analizy sieci w stanie ustalonym zosta\u0142a przedstawiona poni\u017cej.<\/p>\n\n\n\n

Tabela 1. Specyfikacja standardowej analizy sieci
Table 1. Standard network analysis specification<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Elementy projektu<\/strong><\/td>Wymagane dane<\/strong><\/td>Rezultaty<\/strong><\/td><\/tr>
Sie\u0107<\/td>Topologia sieci<\/td> <\/td><\/tr>
Rura<\/td>D\u0142ugo\u015b\u0107, \u015brednica, chropowato\u015b\u0107<\/td>Przep\u0142yw, pr\u0119dko\u015b\u0107 przep\u0142ywu, ci\u015bnienie w w\u0119z\u0142ach<\/td><\/tr>
Zbiornik<\/td>Poziom wody<\/td>Ci\u015bnienie<\/td><\/tr>
W\u0119z\u0142y<\/td>Obci\u0105\u017cenie<\/td>Ci\u015bnienie<\/td><\/tr>
Pompy<\/td>Charakterystyka pompy<\/td>Ci\u015bnienie, przep\u0142yw<\/td><\/tr>
Zawory regulacyjne<\/td>Kierunek przep\u0142ywu, warto\u015b\u0107 zadana<\/td>Przep\u0142yw, ci\u015bnienie<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Rezultaty symulacji spe\u0142niaj\u0105 poni\u017csze warunki:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Algebraiczna suma wszystkich przep\u0142yw\u00f3w (w tym zapotrzebowania konsument\u00f3w) wp\u0142ywaj\u0105cych do w\u0119z\u0142a lub z niego wyp\u0142ywaj\u0105cych wynosi zero.<\/li>\n\n\n\n
  • Algebraiczna suma wszystkich spadk\u00f3w ci\u015bnienia w dowolnym oczku sieci wynosi zero.<\/li>\n\n\n\n
  • Strata ci\u015bnienia w rurach i pompach jest funkcj\u0105 przep\u0142ywu. Ci\u015bnienie na wej\u015bciu, ci\u015bnienie na wyj\u015bciu oraz przep\u0142yw przez zaw\u00f3r regulacyjny s\u0105 zgodne z r\u00f3wnaniem regulacji zaworu.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Nieliniowy charakter r\u00f3wnania przep\u0142ywu powoduje, \u017ce symulacja polega na iteracyjnym rozwi\u0105zywaniu uk\u0142adu r\u00f3wna\u0144 algebraicznych nieliniowych. Aplikacja SimNet SSWater wykorzystuje sw\u00f3j w\u0142asny silnik obliczeniowy oparty na metodzie oczkowo-w\u0119z\u0142owej. Dok\u0142adny opis metody oczkowo-w\u0119z\u0142owej znajduje si\u0119 w [1].<\/p>\n\n\n\n

    Prezentowany model przep\u0142ywu opisuje zar\u00f3wno straty tarcia jak i straty lokalne:<\/p>\n\n\n\n

    \u0394<\/mi><\/mrow>h<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>=<\/mo>h<\/mi>i<\/mi><\/msub>\u2212<\/mo>h<\/mi>j<\/mi><\/msub>=<\/mo>g<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>\u22c5<\/mo>(<\/mo>q<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>)<\/mo>=<\/mo>R<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>\u22c5<\/mo>q<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>\u22c5<\/mo>|<\/mi>q<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub> <\/mtext>|<\/mi>\u03b1<\/mi>\u2212<\/mo>1<\/mn><\/mrow><\/msup><\/mspace>(<\/mo>1<\/mn>)<\/mo><\/mrow>\\Delta h_{i,j}=h_i-h_j=g_{i,j}\\cdot (q_{i,j})=R_{i,j}\\cdot q_{i,j}\\cdot |q_{i,j}\\ |^{\\alpha-1} \\qquad(1)<\/annotation><\/semantics><\/math><\/div>\n\n\n\n


    gdzie: qi,j<\/sub><\/em> – przep\u0142yw w rurze \u0142\u0105cz\u0105cej w\u0119z\u0142y \u201ei\u201d i \u201ej\u201d, Ri,j<\/sub><\/em> – oporno\u015b\u0107 hydrauliczna, \u03b1<\/em> – wyk\u0142adnik empiryczny.<\/p>\n\n\n\n

    W literaturze mo\u017cna odnale\u017a\u0107 trzy podstawowe formu\u0142y definiuj\u0105ce parametry modelu:<\/p>\n\n\n\n

      \n
    • formu\u0142a Darcy-Weisbach\u2019a,<\/li>\n\n\n\n
    • formu\u0142a Hazen-Williams\u2019a,<\/li>\n\n\n\n
    • formu\u0142a Chezy-Manning\u2019a.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      Tabela 2. Parametry Ri,j<\/sub> oraz \u03b1
      Table 2. Parameters Ri,j<\/sub> and \u03b1<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      Formu\u0142a<\/td>Wsp\u00f3\u0142czynnik oporno\u015bci hydraulicznej Ri,j<\/sub><\/em><\/td>Wyk\u0142adnik \u03b1<\/td><\/tr>
      Hazen-Williams\u2019a<\/td>1,21216<\/mn>\u22c5<\/mo>10<\/mn>10<\/mn><\/msup>\u22c5<\/mo>C<\/mi>H<\/mi>W<\/mi>,<\/mo>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow>\u2212<\/mo>1,852<\/mn><\/mrow><\/msubsup>\u22c5<\/mo>D<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow>\u2212<\/mo>4,87<\/mn><\/mrow><\/msubsup>\u22c5<\/mo>L<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub><\/mrow>1,21216 \\cdot 10^{10} \\cdot C_{HW,i,j}^{-1,852} \\cdot D_{i,j}^{-4,87} \\cdot L_{i,j}<\/annotation><\/semantics><\/math><\/td>1,852<\/td><\/tr>
      Darcy-Weisbach\u2019a<\/td>8,27<\/mn>\u22c5<\/mo>10<\/mn>7<\/mn><\/msup>\u22c5<\/mo>f<\/mi>(<\/mo>C<\/mi>D<\/mi>W<\/mi>,<\/mo>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>\u22c5<\/mo>D<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>\u22c5<\/mo>q<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>)<\/mo>\u22c5<\/mo>D<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow>\u2212<\/mo>5<\/mn><\/mrow><\/msubsup>\u22c5<\/mo>L<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub><\/mrow>8,27 \\cdot 10^7 \\cdot f(C_{DW,i,j} \\cdot D_{i,j} \\cdot q_{i,j}) \\cdot D_{i,j}^{-5}\\cdot L_{i,j}<\/annotation><\/semantics><\/math><\/td>2<\/td><\/tr>
      Chezy-Manning\u2019a<\/td>4,66<\/mn>\u22c5<\/mo>C<\/mi>M<\/mi>N<\/mi>,<\/mo>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow>2<\/mn><\/msubsup>\u22c5<\/mo>D<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow>\u2212<\/mo>5,33<\/mn><\/mrow><\/msubsup>\u22c5<\/mo>L<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub><\/mrow>4,66 \\cdot C_{MN,i,j}^2 \\cdot D_{i,j}^{-5,33} \\cdot L_{i,j}<\/annotation><\/semantics><\/math><\/td>2<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

      gdzie: CHW,i,j<\/sub><\/em> – wsp\u00f3\u0142czynnik Hazen-Williams\u2019a, CDW,i,j<\/sub><\/em> – wsp\u00f3\u0142czynnik Darcy-Weisbach\u2019a, f<\/em> – wsp\u00f3\u0142czynnik tarcia (funkcja CDW,i,j<\/sub>, Di,j<\/sub>, qi,j<\/sub><\/em>), CMN,i,j<\/sub><\/em> – wsp\u00f3\u0142czynnik Manning\u2019a, Di,j<\/sub><\/em> – \u015brednica rury, Li,j<\/sub><\/em> \u2013 d\u0142ugo\u015b\u0107 rury.<\/p>\n\n\n\n

      Formu\u0142a Hazen-Williams\u2019a jest rozs\u0105dnym kompromisem mi\u0119dzy dok\u0142adno\u015bci\u0105 modelu, a prostot\u0105 jego opisu. Jest ona najcz\u0119\u015bciej u\u017cywan\u0105 formu\u0142\u0105 przy modelowaniu sieci dystrybucji wody. Jak wynika z tabeli rezystancja hydrauliczna jest okre\u015blona zale\u017cno\u015bci\u0105 (2):<\/p>\n\n\n\n

      R<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>=<\/mo>1,21216<\/mn>\u22c5<\/mo>10<\/mn>10<\/mn><\/msup>\u22c5<\/mo>L<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub><\/mrow>C<\/mi>H<\/mi>W<\/mi>,<\/mo>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow>1,852<\/mn><\/msubsup>\u22c5<\/mo>D<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow>4,87<\/mn><\/msubsup><\/mrow><\/mfrac><\/mspace>(<\/mo>2<\/mn>)<\/mo><\/mrow>R_{i,j}=\\frac{1,21216\\cdot10^{10}\\cdot L_{i,j}}{C_{HW,i,j}^{1,852}\\cdot D_{i,j}^{4,87}} \\qquad(2)<\/annotation><\/semantics><\/math><\/div>\n\n\n\n


      Po uwzgl\u0119dnieniu warto\u015bci wyk\u0142adnika \u03b1 model przyjmuje posta\u0107 (3):<\/p>\n\n\n\n

      \u0394<\/mi><\/mrow>h<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>=<\/mo>h<\/mi>i<\/mi><\/msub>\u2212<\/mo>h<\/mi>j<\/mi><\/msub>=<\/mo>g<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>\u22c5<\/mo>(<\/mo>q<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>)<\/mo>=<\/mo>R<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>\u22c5<\/mo>q<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>\u22c5<\/mo>|<\/mi>q<\/mi>i<\/mi>,<\/mo>j<\/mi><\/mrow><\/msub>|<\/mi>0,852<\/mn><\/msup><\/mspace>(<\/mo>3<\/mn>)<\/mo><\/mrow>\\Delta h_{i,j}=h_i-h_j=g_{i,j}\\cdot (q_{i,j})=R_{i,j}\\cdot q_{i,j}\\cdot |q_{i,j}|^{0,852} \\qquad(3)<\/annotation><\/semantics><\/math><\/div>\n\n\n\n


      Symulacja sieci dotyczy stanu ustalonego, a wi\u0119c oblicze\u0144 parametr\u00f3w sieci dla sta\u0142ych warto\u015bci dostawy oraz odbioru wody. W przypadku, gdy dysponujemy prognoz\u0105 zu\u017cycia w okre\u015blnym przedziale czasowym np. 24 godzinnym, symulacja sk\u0142ada si\u0119 z serii oblicze\u0144 sieci w stanie ustalonym dla kolejnych warto\u015bci odbioru wody. W tych obliczeniach zbiorniki mog\u0105 by\u0107 traktowane jako elementy o przedzia\u0142ami sta\u0142ym ci\u015bnieniu (poziomie), pompy o przedzia\u0142ami sta\u0142ej pr\u0119dko\u015bci a urz\u0105dzenia steruj\u0105ce o r\u00f3\u017cnych warto\u015bciach zadanych w ka\u017cdej serii oblicze\u0144.<\/p>\n\n\n\n

      3. SimNet SSWater <\/h3>\n\n\n\n

      Program symulacyjny SimNet SSWater zapewnia pe\u0142en zakres funkcji zar\u00f3wno do symulacji sieci, jak i tradycyjnej analizy sieci w stanie ustalonym. Zarchiwizowane wyniki obejmuj\u0105 pe\u0142ne analizy sieci, zawieraj\u0105ce warto\u015bci ci\u015bnienia w w\u0119z\u0142ach sieci, przep\u0142yw\u00f3w w rurach, poziom\u00f3w wody w zbiornikach, status element\u00f3w nierurowych itp. w ka\u017cdej serii oblicze\u0144. Istnieje mo\u017cliwo\u015b\u0107 zar\u00f3wno prezentacji kompletu wynik\u00f3w dla wybranego przedzia\u0142u czasu symulacji jak r\u00f3wnie\u017c zmiany wybranego parametru podczas symulacji w ca\u0142ym okresie badania sieci. Mechanizm tworzenia scenariuszy pracy sieci pozwala w prosty spos\u00f3b dokona\u0107 analizy stanu sieci wodoci\u0105gowej dla r\u00f3\u017cnych warto\u015bci parametr\u00f3w wej\u015bciowych a nast\u0119pnie otrzymane wyniki przedstawi\u0107 graficznie w przyjaznej dla u\u017cytkownika formie. <\/p>\n\n\n\n

      Aplikacja SimNet posiada nowoczesny interfejs oparty na menu wst\u0105\u017cki znane z aplikacji Microsoft Office. Pozwala to na \u0142atw\u0105 obs\u0142ug\u0119 programu i szybkie nauczenie si\u0119 nawigacji po menu. Okno wprowadzania danych jest bardzo podobne do tego znanego z aplikacji EPANET [2] jednak jest du\u017co bardziej rozbudowane. Poszczeg\u00f3lne grupy parametr\u00f3w s\u0105 rozr\u00f3\u017cnione za pomoc\u0105 kolor\u00f3w oraz kategorii. Pola do wprowadzania w zale\u017cno\u015bci od typu informacji posiadaj\u0105 wbudowane kalkulatory, listy rozwijane, symbole graficzne, kalendarze i rozbudowane pola tekstowe. Wprowadzanie danych o sieci mo\u017ce zosta\u0107 znacznie uproszczone przez mechanizmy importu danych z plik\u00f3w i zewn\u0119trznych baz danych. W celu przyspieszenia wprowadzania informacji mo\u017cna skorzysta\u0107 z wbudowanych katalog\u00f3w rur, sk\u0142ad\u00f3w p\u0142ynu, charakterystyk poboru czy chropowato\u015bci rur. Samo wprowadzania sieci jest oparte na \u015brodowisku GIS co pozwala na dok\u0142adne odzwierciedlenie trasy przebiegu sieci wzd\u0142u\u017c rzeczywistych ruroci\u0105g\u00f3w. Wykorzystanie GIS-u posiada r\u00f3wnie\u017c wiele innych zalet. Sie\u0107 mo\u017ce zosta\u0107 wprowadzona r\u0119cznie oraz wczytana automatycznie z gotowych warstw wektorowych. W sk\u0142ad rozpoznawanych format\u00f3w plik\u00f3w wchodzi prawie 30 format\u00f3w plik\u00f3w wektorowych oraz prawie 20 format\u00f3w plik\u00f3w rastrowych, kt\u00f3re mog\u0105 by\u0107 wykorzystywane jako podk\u0142ad. U\u017cytkownik mo\u017ce pod\u0142\u0105czy\u0107 nieograniczon\u0105 liczb\u0119 dodatkowych warstw do projektu sieci takich jak podk\u0142ady geodezyjne, sieci bran\u017cowe, mapy pogodowe, uzbrojenie terenu czy zdj\u0119cia satelitarne. Wykorzystanie GIS-u daje r\u00f3wnie\u017c mo\u017cliwo\u015b\u0107 pod\u0142\u0105czenia map internetowych z serwis\u00f3w WMS, WMTS, WFS czy WCS. Pod\u0142\u0105czane warstwy mog\u0105 by\u0107 zapisane w dowolnych uk\u0142adach wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnych a pomimo to zostan\u0105 poprawnie odzwierciedlone w przestrzeni i na\u0142o\u017cone na siebie w odpowiednich miejscach. Mo\u017cliwo\u015bci te s\u0105 gotowe do wykorzystania w aplikacji i nie wymagaj\u0105 dodatkowych rozszerze\u0144 jak w przypadku aplikacji EPANET. Wbudowane narz\u0119dzia do podgl\u0105du wynik\u00f3w daj\u0105 du\u017co wi\u0119cej mo\u017cliwo\u015bci ni\u017c w darmowych aplikacjach symulacyjnych. Do wybory jest podgl\u0105d bazy danych z zaawansowanymi mo\u017cliwo\u015bciami sortowania, filtrowania, edycji, eksportu czy raportowania. Wszystkie informacje mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c wy\u015bwietli\u0107 za pomoc\u0105 r\u00f3\u017cnej kolorystyki, rozmiaru czy kszta\u0142tu obiekt\u00f3w. Etykiety wy\u015bwietlane na mapie mog\u0105 by\u0107 dowolnie rozbudowywane o dane wej\u015bciowe, wyniki symulacji oraz informacje u\u017cytkownika. Podobnie jak EPANET wyniki symulacji mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c zobrazowa\u0107 za pomoc\u0105 wykres\u00f3w, kt\u00f3re w aplikacji SimNet s\u0105 jednak du\u017co bardziej rozbudowane i umo\u017cliwiaj\u0105 na dowolne zaprezentowanie potrzebnych informacji. Dodatkowo przygotowane wykresy mog\u0105 zosta\u0107 wydrukowane lub zapisane do pliku graficznego. Aplikacja SimNet umo\u017cliwia r\u00f3wnie\u017c przygotowanie szablon\u00f3w wydruku, kt\u00f3re po personalizacji przez u\u017cytkownika pozwalaj\u0105 szybko i sprawie tworzy\u0107 profesjonalnie wygl\u0105daj\u0105ce mapy cyfrowe.<\/p>\n\n\n\n

      \"\"
      Rys. 1.<\/strong> G\u0142\u00f3wne okno aplikacji
      Fig. 1.<\/strong> Main application window<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

      4. Elementy sieci <\/h3>\n\n\n\n

      Warunkiem koniecznym efektywnego formu\u0142owania uk\u0142adu
      r\u00f3wna\u0144 algebraicznych nieliniowych b\u0119d\u0105cych g\u0142\u00f3wnym elementem algorytmu symulacji sieci jest odpowiedni zapis struktury (topologii sieci). Musi to by\u0107 zapis prosty, jednoznaczny i \u0142atwy do modyfikacji. Te kryteria spe\u0142nia teoria graf\u00f3w. Struktura sieci zapisana w postaci grafu (jej reprezentacji macierzowej) zawiera pe\u0142n\u0105 informacj\u0119 o incydencji poszczeg\u00f3lnych element\u00f3w sieci. <\/p>\n\n\n\n

      W\u0119z\u0142em grafu-sieci jest punkt, w kt\u00f3rym jest spe\u0142niony jeden z poni\u017cszych warunk\u00f3w: <\/p>\n\n\n\n

        \n
      • spotyka si\u0119 trzy lub wi\u0119cej rur,<\/li>\n\n\n\n
      • spotykaj\u0105 si\u0119 dwie rury o r\u00f3\u017cnych \u015brednicach,<\/li>\n\n\n\n
      • rura zmienia sw\u00f3j kierunek,<\/li>\n\n\n\n
      • znajduje si\u0119 punkt odbioru wody. <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

        \u0141ukiem grafu skierowanego odwzorowuj\u0105cego topologi\u0119 sieci jest odcinek ruroci\u0105gu opisany przez w\u0119ze\u0142 pocz\u0105tkowy, w\u0119ze\u0142 ko\u0144cowy, \u015brednic\u0119, d\u0142ugo\u015b\u0107 oraz chropowato\u015b\u0107 bezwzgl\u0119dn\u0105. <\/p>\n\n\n\n

        Elementy nierurowe wyst\u0119puj\u0105ce w sieci takie jak: <\/p>\n\n\n\n

          \n
        • \u017ar\u00f3d\u0142o \u2013 w\u0119ze\u0142 zasilaj\u0105cy,<\/li>\n\n\n\n
        • reduktor, <\/li>\n\n\n\n
        • zaw\u00f3r, <\/li>\n\n\n\n
        • pompa\/przepompownia, <\/li>\n\n\n\n
        • zbiornik, <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

          opisane s\u0105 przez uporz\u0105dkowan\u0105 par\u0119 w\u0119z\u0142\u00f3w (\u03bdx , \u03bdy) gdzie: \u03bdx \u2013 oznacza w\u0119ze\u0142 pocz\u0105tkowy, a \u03bdy – oznacza w\u0119ze\u0142 ko\u0144cowy. Ka\u017cdy element sieci jest przedstawiony graficznie. Symbole graficzne podano na rysunku 2. U\u017cytkownik mo\u017ce w dowolny spos\u00f3b dostosowa\u0107 wygl\u0105d symboli poszczeg\u00f3lnych element\u00f3w do swoich wymaga\u0144.<\/p>\n\n\n\n

          \"\"
          Rys. 2. Symbole graficzne element\u00f3w sieci
          Fig. 2. Graphic symbols for network elements<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
          \"\"
          Rys. 3. Podgl\u0105d bazy danych dla rur agregowanych wed\u0142ug \u015brednicy wewn\u0119trznej
          Fig. 3. Database preview for pipes aggregated by internal diameter<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
          4.1. \u0179r\u00f3d\u0142a o sta\u0142ym ci\u015bnieniu <\/h5>\n\n\n\n

          W \u017ar\u00f3d\u0142ach i du\u017cych zbiornikach (w kt\u00f3rych wahania poziomu wody mo\u017cna pomin\u0105\u0107) przyjmuje si\u0119 sta\u0142\u0105 warto\u015b\u0107 ci\u015bnienia w w\u0119z\u0142ach wyj\u015bciowych <\/p>\n\n\n\n

          4.2. Zbiorniki o zmiennym ci\u015bnieniu<\/h5>\n\n\n\n

          W przypadku zbiornik\u00f3w, w kt\u00f3rych poziom wody mo\u017ce ulega\u0107 zmianie podczas wielokrotnej symulacji, przyjmuje si\u0119 przedzia\u0142ami sta\u0142\u0105 warto\u015b\u0107 ci\u015bnienia w w\u0119\u017ale wyj\u015bciowym. Obliczan\u0105 na podstawie charakterystyki zbiornika.<\/p>\n\n\n\n

          4.3. Rury <\/h5>\n\n\n\n

          Zak\u0142ada si\u0119, \u017ce jest to prosty odcinek ruroci\u0105gu o sta\u0142ej \u015brednicy i chropowato\u015bci. Wymagane parametry: <\/p>\n\n\n\n

            \n
          • w\u0119ze\u0142 pocz\u0105tkowy, <\/li>\n\n\n\n
          • w\u0119ze\u0142 ko\u0144cowy, <\/li>\n\n\n\n
          • \u015brednica, <\/li>\n\n\n\n
          • d\u0142ugo\u015b\u0107, <\/li>\n\n\n\n
          • warto\u015b\u0107 wsp\u00f3\u0142czynnika tarcia.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

            Warto\u015b\u0107 wsp\u00f3\u0142czynnika tarcia to warto\u015b\u0107 C wed\u0142ug wzoru Hazena-Williamsa lub warto\u015b\u0107 chropowato\u015bci k (mm) wed\u0142ug wzoru Colebrooka-White\u2019a, w zale\u017cno\u015bci od tego, kt\u00f3ry wz\u00f3r jest wykorzystywany. Tabele warto\u015bci C i k mo\u017cna znale\u017a\u0107 odpowiednio w [3] oraz [4].<\/p>\n\n\n\n

            4.4. Pompy<\/h5>\n\n\n\n

            Zar\u00f3wno pompy \u017ar\u00f3d\u0142owe (w\u0119ze\u0142 wyj\u015bciowy o sta\u0142ym ci\u015bnieniu), jak i pompy wspomagaj\u0105ce mog\u0105 by\u0107 modelowane jako elementy o sta\u0142ej lub zmiennej pr\u0119dko\u015bci przep\u0142ywu. Wymagane parametry: <\/p>\n\n\n\n

              \n
            • w\u0119ze\u0142 pocz\u0105tkowy,<\/li>\n\n\n\n
            • w\u0119ze\u0142 ko\u0144cowy,<\/li>\n\n\n\n
            • pr\u0119dko\u015b\u0107 nominalna (tylko w przypadku pomp o zmiennej pr\u0119dko\u015bci),<\/li>\n\n\n\n
            • charakterystyka pompy (krzywa podnoszenia\/przep\u0142ywu).<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

              Pompy o zmiennej pr\u0119dko\u015bci mo\u017cna modelowa\u0107 bezpo\u015brednio, je\u015bli okre\u015blono pr\u0119dko\u015b\u0107 nominaln\u0105, je\u015bli dane operacyjne zawieraj\u0105 zaplanowane zmiany pr\u0119dko\u015bci i je\u015bli krzywa podnoszenia \/ przep\u0142ywu ma posta\u0107 kwadratow\u0105:<\/p>\n\n\n\n

              H<\/mi>=<\/mo>A<\/mi>Q<\/mi>2<\/mn><\/msup>(<\/mo>n<\/mi>\/<\/mi>n<\/mi>0<\/mn><\/msub>)<\/mo>2<\/mn><\/msup>+<\/mo>B<\/mi>Q<\/mi>(<\/mo>n<\/mi>\/<\/mi>n<\/mi>0<\/mn><\/msub>)<\/mo>+<\/mo>C<\/mi><\/mspace>(<\/mo>4<\/mn>)<\/mo><\/mrow>H=AQ^2 (n\/n_0)^2+BQ(n\/n_0)+C \\qquad(4)<\/annotation><\/semantics><\/math><\/div>\n\n\n\n


              gdzie: H<\/em> \u2013 wysoko\u015b\u0107 podnoszenia, Q –<\/em> przep\u0142yw, n –<\/em> rzeczywista pr\u0119dko\u015b\u0107, A, B <\/em>i C \u2013<\/em> sta\u0142e pompy.<\/p>\n\n\n\n

              4.5. Zawory regulacyjne <\/h5>\n\n\n\n

              Zawory regulacyjne, opisywane s\u0105 za pomoc\u0105 jednego z wymienionych parametr\u00f3w: <\/p>\n\n\n\n

                \n
              • ci\u015bnienie w w\u0119\u017ale wej\u015bciowym, <\/li>\n\n\n\n
              • ci\u015bnienie w w\u0119\u017ale wyj\u015bciowym, <\/li>\n\n\n\n
              • przep\u0142yw przez zaw\u00f3r, <\/li>\n\n\n\n
              • spadek ci\u015bnienia na zaworze. <\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                Pozosta\u0142e warto\u015bci parametr\u00f3w obliczane s\u0105 w trakcie procesu symulacji sieci. Spadek ci\u015bnienia na zaworze obliczany jest z zale\u017cno\u015bci:<\/p>\n\n\n\n

                \u2206<\/mtext>P<\/mi>=<\/mo>Q<\/mi>2<\/mn><\/msup>\u22c5<\/mo>K<\/mi>v<\/mi>\u2212<\/mo>2<\/mn><\/mrow><\/msubsup><\/mspace>(<\/mo>5<\/mn>)<\/mo><\/mrow>\u2206P=Q^2 \\cdot K_v^{-2} \\qquad(5)<\/annotation><\/semantics><\/math><\/div>\n\n\n\n


                gdzie: \u2206P<\/em> – spadek ci\u015bnienia, Kv<\/sub><\/em> – wsp\u00f3\u0142czynnik d\u0142awienia, Q<\/em> – przep\u0142yw.<\/p>\n\n\n\n

                lub<\/p>\n\n\n\n

                \u2206<\/mtext>P<\/mi>=<\/mo>132,15<\/mn>\u22c5<\/mo>(<\/mo>Q<\/mi>2<\/mn><\/msup>\u22c5<\/mo>K<\/mi>v<\/mi>\u2212<\/mo>2<\/mn><\/mrow><\/msubsup>)<\/mo><\/mspace>(<\/mo>6<\/mn>)<\/mo><\/mrow>\u2206P=132,15 \\cdot (Q^2 \\cdot K_v^{-2}) \\qquad(6)<\/annotation><\/semantics><\/math><\/div>\n\n\n\n


                gdzie: \u2206P<\/em> – spadek ci\u015bnienia w mH2<\/sub>O, Q<\/em> – przep\u0142yw w l\/s.<\/p>\n\n\n\n

                5. Rezultaty symulacji<\/h3>\n\n\n\n

                Program realizuje cztery podstawowe funkcje dotycz\u0105ce oblicze\u0144 hydraulicznych:<\/p>\n\n\n\n

                  \n
                • wprowadzanie i sprawdzanie poprawno\u015bci danych,<\/li>\n\n\n\n
                • sprawdzanie sp\u00f3jno\u015bci grafu sieci,<\/li>\n\n\n\n
                • symulacja sieci,<\/li>\n\n\n\n
                • analiza wynik\u00f3w.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                  Poza obliczeniami, program mo\u017ce by\u0107 r\u00f3wnie\u017c wykorzystywany jako baza danych maj\u0105tku sieciowego z dok\u0142adn\u0105 lokalizacj\u0105 poszczeg\u00f3lnych obiekt\u00f3w. Symulacja sieci jest zasadniczo seri\u0105 analiz chwilowych w r\u00f3\u017cnych momentach okresu symulacji. Pojedyncza analiza oblicza ci\u015bnienia w w\u0119z\u0142ach, przep\u0142ywy w rurach, stan pomp i zawor\u00f3w, poziomy zbiornik\u00f3w oraz inne informacje, np. pr\u0119dko\u015b\u0107, straty ci\u015bnienia itp. Obliczenia s\u0105 procesem iteracyjnym i trwaj\u0105 do momentu spe\u0142nienia warunku zako\u0144czenia oblicze\u0144.<\/p>\n\n\n\n

                  5.1. Interfejs graficzny<\/h5>\n\n\n\n

                  Modu\u0142 geograficzny wykorzystuje mapowe, obiektowe oprogramowanie GIS, charakteryzuj\u0105ce si\u0119 nast\u0119puj\u0105cymi cechami:<\/p>\n\n\n\n