Desarrollo del modelo matemático de la red en alta de agua potable de la comarca el Camp de Morvedre (Valencia)

Abstract

[ES] El presente Trabajo de Fin de Grado denominado Desarrollo del modelo matemático de la red en alta de agua potable de la comarca el Camp de Morvedre (Valencia) consiste en la confección de un modelo matemático a partir del programa de simulación hidráulica Epanet.

La red objeto de estudio consiste en una red de alta presión que transporta el recurso desde el punto de suministro que se trata de la Estación de Tratamiento de Agua Potable Sagunto hasta unos depósitos intermedios que funcionan como depósitos de compensación o rotura de carga.

Desde la ETAP se impulsa a partir de una estación de bombeo un caudal de agua a los depósitos intermedios donde una parte será almacenada y el resto alimentará a cada una de las conexiones a red municipal a las que abastece.

Tras el análisis inicial del funcionamiento de la red, se realizó una medición de la situación geográfica con la ayuda de un geolocalizador GPS de cada uno de elementos significativos de la misma. (Ventosas, desagües, válvulas y puntos de conexión). Una vez recopilada toda la información se confeccionó el esqueleto de la red en el Epanet aplicando cada una de las características de las conducciones (DN y Rugosidades).

El siguiente paso fue la calibración en régimen permanente del modelo comparando datos de presiones recogidos en la red real con los obtenidos del Epanet durante un día de referencia donde se simuló el mismo escenario en el programa con los mismos niveles de depósito y demanda.

La rugosidad fue el parámetro de ajuste durante la calibración ya que no depende del tiempo.

Una vez calibrado el modelo de la forma más precisa posible ya se puede diferentes escenarios para analizar el funcionamiento de la red que es el objetivo de este proyecto.

Tras analizar los parámetros que pueden producir problemas en la red, velocidades bajas o muy elevadas, exceso de pérdidas de carga y sobrepresiones o presiones mínimas en cada uno de los días simulados se desarrolló un apartado con posibles soluciones o mejoras en el funcionamiento de la red, desde alternativas para optimizar la gestión hasta cambios en la infraestructura.

[CA] El present Treball de Fi de Grau denominat Desenrotllament del model matemàtic de la xarxa en alta d'aigua potable de la comarca el Camp de Morvedre (València) consistix en la confecció d'un model matemàtic a partir del programa de simulació hidràulica Epanet.

La xarxa objecte d'estudi consistix en una xarxa d'alta pressió que transporta el recurs des del punt de subministrament que es tracta de l'Estació de Tractament d'Aigua Potable Sagunt fins a uns depòsits intermedis que funcionen com a depòsits de compensació o ruptura de càrrega.

Des de l'ETAP s'impulsa a partir d'una estació de bombament un cabal d'aigua als depòsits intermedis on una part serà emmagatzemada i la resta alimentarà a cada una de les connexions a xarxa municipal a què abastix. Després de l'anàlisi inicial del funcionament de la xarxa, es va realitzar un mesurament geogràfic amb l'ajuda d'un geolocalizador GPS de cada un d'elements significatius de la mateixa. (Ventoses, desaigües, vàlvules i punts de connexió) . Una vegada recopilada tota la informació es va confeccionar l'esquelet de la xarxa en l'Epanet aplicant cada una de les característiques de les conduccions (DN i Rugositats) .

El següent pas va ser la calibratge en règim permanent del model comparant dades de pressions arreplegats en la xarxa real amb els obtinguts de l'Epanet durant un dia de referència on es va simular el mateix escenari en el programa amb els mateixos nivells de depòsit i demanda.

La rugositat va ser el paràmetre d'ajust durant la calibratge ja que no depén del temps.

Una vegada calibrat el model de la manera més precisa possible ja es pot diferents escenaris per a analitzar el funcionament de la xarxa que és l'objectiu d'este projecte.

Després d'analitzar els paràmetres que poden produir problemes en la xarxa, velocitats baixes o molt elevades, excés de pèrdues de càrrega i sobrepressions o pressions mínimes en cada un dels dies simulats es va desenrotllar un apartat amb possibles solucions o millores en el funcionament de la xarxa, des d'alternatives per a optimitzar la gestió fins a canvis en la infraestructura.

[EN] The present final degree work consists of the preparation of a mathematical model of the high-pressure water system of “El Camp de Morvedre” region in Valencia, with the hydraulic simulation program called “Epanet”.

The high-pressure water system transports the fluid from the potable water treatment station to intermediate tanks that operate as compensation or break charge tanks.

A pumping station propels the water to the intermediate tanks where, a fraction will be collect, and the rest will supply each one of the connections that provide the municipal grids.

After the first analysis of the system operation, with the help of a GPS, was made a measuring of the geographic situation of the most significant components (suckers, drainages, valves and connection points). After all information was compiled, the framework was composed in the “Epanet”, applying each one of the piping characteristics (diameter and rugosity).

The next step was the calibration in permanent time of the model, comparing pressure references collected in the real grid with the references obtained of the “Epanet” during a reference day where was simulated the same tank and demand levels.

The adjustment factor during the calibration was the rugosity, because it does not depend on the time.

Once that the model has been calibrated, it is possible to simulate different scenes to analyze the functioning of the hydraulic grid, that is the objective of this project.

After analyze the factors that can produce issues in the grid (low velocities or very high, excess of charge leaks and over pressures or minimal pressures of each day of the simulated days), was developed a section with possible solutions or improvements in the grid functioning, like alternatives to optimize the management and changes in the infrastructure.