استفاده از سناریوی PDD در واترجیمز یا «دبی وابسته به فشار» به کاربر نرم افزار WaterGEMS این امکان را تفویض می کند تا قادر به رصد نمودن تغییرات میزان شدّت جریان برداشتی از گره های دلخواه و مشخص از شبکه (یا کل Junction های موجود در پلان کلی طرح) در اثر نوسانات فشاری بوده و حدی معین را به عنوان حد آستانه تغییرات فشار انتخاب نماید. به زبان ساده تر این سناریوی PDD در واترجیمز بیان می کند: «حداقل میزان فشار Junction های شبکه چه میزان باشد تا صد در صد دبی تعریف شده برای هر گره تأمین گردد». این جمله به گونه ای دیگر نیز قابل ارائه است: «به ازاء درصد مشخصی از تغییرات فشار، میزان جریان برداشت شده از Junction ها چند درصد تغییر خواهد داشت». این قابلیت موجود در نرم افزار WaterGEMS علاوه بر آنکه Simulation و شبیه سازی هیدرولیکی شبکه را به گونه ای دقیق و اصولی ممکن می سازد، قادر است در شرایطی که پس از پمپ نیاز به استفاده از مخازن تعادلی نباشد نیز امکان اندازه گیری دقیق نقطه کار پمپ را فراهم آورد. در این مقاله در خصوص نحوه تعریف و بکارگیری این سناریوی کاربردی نکاتی را به عرض سروران خواهیم رساند.
چنانچه در مقالات پیشین نیز توضیح داده شد تعریف سناریو بدین صورت است که ابتدا وارد منوی Analysis شده و از منوی یاد شده گزینه Scenarios را انتخاب می کنیم. با توجه به آنکه هدف فعلی ما ایجاد تغییرات در بخشی جزئی از شبکهء موجود است، فلذا سناریویی جدید از نوع Child Scenario ایجاد نموده و نام این سناریوی جدید را PDD یا هر نام دلخواه دیگر که در آینده برای ما قابل شناسایی بوده و معرف عملکرد این سناریو باشد انتخاب می کنیم.
اگر سناریو مدیریتِ Compute و انجامِ محاسباتِ هیدرولیکی، کیفی، آتش نشانی و … را بر عهده دارد، مع الوصف نیل به این مهم بدون تعریف آلترناتیو و نیز Calculation مناسب مسیر نخواهد شد. در نتیجه پس از ساخت سناریو لازم است تا آلترناتیو (های) مربوطه نیز ایجاد و در صورت لزوم Calculation متناسب با هدف پروژه نیز تعریف گردد. برای تعریف این پارامترها نیز همان مسیر تعریف سناریو را طی می کنیم با این تفاوت که این بار در منوی Analysis بجای انتخاب Scenario، گزینه Alternative را بر می گزینیم. پس از اینکه بر روی عنوان آلترناتیو کلیک شد، لیستی از کلیه Alternative هایی که می توان به سناریو تخصیص داد مشاهده می شود. از بین کلیّه آیتم های موجود، منوی درختی مربوط به گزینه Pressure Dependent Demand را گشوده و یک Child Alternative نیز در این قسمت تعریف می کنیم. همچون گام قبل نامی مناسب همچون PDD را برای آلترناتیو تعریف شده در نظر می گیریم.
سومین گام تعریف Calculation مناسب است. در این مرحله نیز همچون دو گام پیشین، از منوی Analysis گزینه Calculation را انتخاب نموده و پس از Load شدن فرم مربوطه، اقدام به ساخت یک Calculation جدید با نام PDD (یا هر نام دلخواه دیگر) خواهیم کرد. توجه داشته باشید که در مورد Calculation عبارات Child یا Base بی مورد است و Calculation بطور مستقل عمل نموده و همواره بصورت Base تعریف می شود. با Double Click کردن بر روی Calculation جدیدی که ایجاد کرده ایم، لیستی از اجزاء آنرا مشاهده خواهیم کرد. در این مرحله اقدام به تنظیم اجزاء Calculation موجود می نماییم.
بدیهی است آنچه در Compute سناریوی فعلی مورد انتظار است، تحلیل هیدرولیک شبکهء طرح است؛ در نتیجه نوع محاسبات را بر اساس Hydraulics Only تنظیم کرده و محاسبات بازهء زمانی را در زمان تعریف PDD بر اساس محاسبات جریان ماندگار (Steady State) معرفی می نماییم. در پارت Hydraulics از لیست موجود، آخرین گزینه ای که ملاحظه می شود از کاربر سوال می کند که آیا مایل به تعریف رابطه ای خاص میان دبی و فشار هستید یا خیر (?Use Pressure Dependent Demand) که به طور پیش فرض بر روی False مقدار دهی شده است. این میزان را به True تغییر ماهیت دهید تا یک Record به ردیف های موجود اضافه شود. در این ردیفِ جدید کاربر قادر است انتخاب نماید که سناریوی PDD بر روی تمامی Junction ها اِعمالِ نفوذ کند یا بر روی دسته ای خاص از یک Selection Set معین. این گزینه به طور پیش فرض PDD را بر روی تمام گره ها (All Nodes) تأثیر خواهد داد. در این مقاله تمایل داریم تا PDD بر روی تمام گره ها تأثیر گذاشته و حد آستانهء فشار برای کنترل دبی عبوری از تمام Junction ها محاسبه گردد.
در این مرحله ابتدا بر روی سناریویی که با نام PDD ایجاد نموده ایم دابل کلیک کرده و پس از باز شدن لیست مربوط به Calculation و آلترناتیوها، آلترناتیو و Calculation ساخته شده در دو گام قبلی را در سناریوی PDD جانشانی می کنیم. بدین ترتیب به سناریو می گوییم که از کدام آلترناتیو و در راستای کدام جهتِ محاسباتی اقدام به Compute پروژه جاری نماید.
بدیهی است که تا اینجا هیچ کار به خصوصی صورت نگرفته و تنها اقدام به ایجاد سناریوی دلخواه و متعلقات آن نموده ایم. در ادامه جهت تعیین میزان آستانه واقعی فشار به گونه ای که قادر به تأمین صد در صد Demand تعریف شده برای Junction های شبکه طرح باشد ابتدا سناریوی PDD را به سناریوی جاری تبدیل نموده (Current Scenario) و پیش از هر اقدام دیگر میزان مجموع Demand در تمام Junction ها را محاسبه می نماییم. در این گام ابتدا به این شکل عمل خواهد شد که با انتخاب منوی Tools، گزینهء Demand Control Center را برگزیده و با Right Click کردن بر روی فیلد Demand اقدام به انتخاب زیر گروه Statistics می نماییم. از میان گزینه های آماری موجود، میزانِ عددیِ مقابلِ عبارتِ Sum گویای مجموع Demand در گره های انتخاب شده است. (در اینجا، کل گره ها)
پس از اینکه مجموع شدت جریان خروجی از Junction ها مشخص شد، باید حداکثر مقدار PDD به گونه ای تعریف گردد که حاصل جمعِ دبیِ بدست آمده از خروجیِ گره ها را تأمین نماید. در این گام از طراحی از منوی Components گزینه Pressure Dependent Demand Functions را انتخاب می کنیم تا وارد فرم مربوطه شویم. ابتدا یک سند جدید با نامی دلخواه انتخاب می کنیم تا در ادامه قادر باشیم مقادیر تعریف شده در این ناحیه را به درستی و دقیق به آلترناتیو مربوطه تخصیص دهیم. در بخش سمت راست این فرم اولین گزینه Function Type نام دارد و این انتخاب را به کاربر می دهد تا از میان روش های محاسباتی موجود اقدام به انتخاب بر اساس دو معادلهء مختلف نماید. معادله اول تابع را بصورت Linear یا خطی تعریف می کند. در این گام باید مشخص شود که به ازاء درصدهای مختلف از تغییرات فشار، مجموع مقدار Demand چند درصد تغییر میکند. اگر این گزینه انتخاب شود باید اطلاعات مربوط به درصدها مختلف از تغییرات یاد شده از المان های موصوف در جدول مربوطه ذکر گردد. دومین معادله ای که می توان به عنوان Function Type انتخاب نمود، رابطه دبی و فشار را بر حسب یک تابع نمایی توصیف می کند. معمولا همین گزینه را انتخاب خواهیم کرد چرا که در اکثر موارد معادله دبی ـ فشار به صورت نمایی بوده و با علم به اینکه نمای معادلهء اخیر عددی حقیقی بین صفر و یک است، معادله در حالت کلی بصورت یک تابع نمایی ترسیم خواهد شد. در Textbox زیرین باید مقدار n را مشخص نمود. در این حالت نیز مقدار نمای معادله دبی ـ فشار عددی بسیار نزدیک به 0.5 خواهد بود؛ در نتیجه خود نرم افزار این عدد را به عنوان پیش فرض در نظر گرفته و پیشنهاد می نماید. انتخاب پایانی موجود در این فرم مهم ترین بخش آن است و عددی که به عنوان حد آستانه فشار مشخص گردد
دستور العمل نهایی: نکته حائز اهمیت این است که آستانه فشار در اثر سعی و خطا بدست خواهد آمد و برای تعیین آن به این صورت عمل خواهد شد که ابتدا عددی دلخواه (مثلا 20 متر ـ آب) را به عنوان حدس اولیه در اختیار نرم افزار قرار خواهیم داد. فرم جاری را بسته و از منوی Analysis مجددا آلترناتیو را انتخاب می کنیم. آلترناتیو PDD را با Double Click گشوده و در قسمت global function اقدام به انتخاب سند ساخته شده در گام قبل نمایید. برای اینکار کافی است که منوی کرکره ای همین موجود در صفحه را که مقابل عبارت global function قرار دارد را انتخاب نموده و از لیست موجود، سند ساخته شده در پارت قبل را بر می گزینیم.
با انتخاب این گزینه می توانیم فرم آلترناتیو را close کرده و اقدام به Compute سناریوی جاری نماییم. پس از اینکه محاسبات به پایان رسید، با توجه به روش یاد شده در پاراگراف های قبل، مجددا اقدام به محاسبه مجموع Demand کلیّهء Junction ها (این بار با استفاده از داده های موجود در Flex Tables ) نمایید. این عدد باید دقیقا مساوی با مقدار بدست آمده در حالت اولیه باشد (قبل از تخصیص PDD ). وضعیت موجود را کنترل کنید و مجددا از منوی components به فرم PDD باز می گردیم و در این نوبت حدسی دیگر برای مقدار آستانه فشار تعریف میکنیم. پس از این باز تعریف، مجددا سناریو را compute می کنیم و مجموع Demand گره ها را بدست می آوریم. این روند آنقدر ادامه خواهد داشت تا در قسمت مربوط به تعیین حد آستانه فشار، بزرگترین عددی که بر اساس آن مجموع Demand گره ها مساوی با حالت ابتدایی می شود بدست آید.
پس از اینکه مقدار دقیق حد آستانه فشار مشخص شد، نوبت به بررسی عملیات انجام شده جهت واکاویی و راستی آزمایی می رسد. در این گام به Calculation موجود در سناریوی جاری رفته و آنالیز زمان محاسبات را به صورت EPS تغییر وضعیت می دهیم و یک بار سناریو را Compute می کنیم. پس از طی این گام، سناریو در بازه های زمانی متعدد بررسی شده است. بر روی یکی از گره ها بطور دلخواه Right Click کرده و گزینه graph یا data table را انتخاب کنید. میزان فشار را به عنوان پارامتر مورد بررسی انتخاب و تأیید کنید. چنانچه تمام پارامترهای طراحی به درستی انتخاب شده باشند در هیچیک از بازه های زمانی، میزان فشار کمتر از حد آستانه فشار نخواهد بود. برای اطمینان بیشتر می توان چند Junction دیگر را نیز به همین صورت مورد تدقیق قرار داده و میزان فشار را در آن کاوش کنید. در این گام حتّی می توان علاوه بر فشار، میزان Demand را نیز در کنار فشار بررسی نمود و از تأمین میزان دبی خروجی در فشار محاسبه شده اطمینان حاصل کرد.
توجه شود که اگر Elevation منبع آب جهت تأمین فشار مورد نیاز شبکه به حد کفایت نبوده و یا پمپ انتخاب شده در شبکه قادر به جبران کسر فشار لازم نباشد، در این حالت گره هایی با فشار های نزدیک به صفر یا کمتر از آن وجود خواهد داشت. در چنین شرایطی، تعریف PDD تضمین خواهد نمود که در گره هایی که فشار آن منفی شده، مقدار دبی دقیقا برابر با عدد صفر گردد. تعریف PDD این امکان را مهیا می سازد که در صورت منفی شدن فشار، نرم افزار جریان خروجی از Junction را به عنوان جواب ارائه نکند ضمن آنکه پس از تعریف PDD و تعیین میزان دقیق حد آستانه فشار، می توان به روش های ارائه شده در مقالات قبل، اقدام به تعیین نقطه کار پمپ نمود.
