一、管网水力模型的基本构成
（1）水力模型的物理构成
epanet中构建一个单纯水力模型（即不考虑水质部分、水泵能耗和管网造价），则
必须有，节点（junction）、管段（pipe），至少一个水库（reservoir）或水池（tank）；
通常还有，水泵（pump）、 阀门（valve）。
（2）水力模型的输入参数
节点，坐标（coordinate），标高（elevation），基本需水量（base demand）。
管段，起、止节点，长度（length），直径（diameter），粗糙系数（roughness）。
水库，坐标，水面水头（total head）。
水池，坐标，标高，初始、最小、最高水位（initial、min、max----level）。
水泵，起、止节点，水泵曲线（pump curve）。
阀门，起、止节点，直径，类型（type），设置（setting）。
（3）其它相关的数据
时间模式（pattern），在长历时模拟中描述节点的需水量随时间的变化。
控制指令（control），可在模拟中根据节点水位、压强以及时间来控制管段状态或设置。
选项（option），修改水力、水质、时间、能耗等默认选项。
（4）水力模型的构建方式
一是通过软件界面，直接创建各物理对象（小规模管网适用）。
（一种是不考虑节点的实际坐标，只保证管网的拓扑关系）；
（另一种是考虑节点实际坐标，则可导入实际地图作为背景后创建节点，再修正管长）。
二是通过模型输入文件，按照文件格式直接创建输入文件。
（优点，可以精确的构建管网的拓扑关系及实际坐标，对大规模管网效率高）；
（缺点，要求数据详尽且均为文本文件，往往需要大量前期处理）。
二、导出及导入文件格式
（1）epanet导出文件格式（export）
epanet可以导出总计6种格式的文件，分别具有不同特征和用途，具体
一类是可单独打开的完整项目文件，包括.net（network file）和.inp（input file）。
（.net文件为epanet自有格式，外部无法打开；.inp文件为通用格式）；
（采用.net格式可以保留更多模型设置信息，包括图例、校验文件和打印选项的设置等）；
（采用.inp文件可以直接编辑项目文件中参数，方便批量修改）。
一类是不可单独打开的项目辅助文件，即 .scn（scenario file）。
（.scn文件保存模型当前的配置方案，包括基本需水量、管段直径等）；
（打开.net或.inp文件后，可导入.scn文件执行水力模拟，实现方案对比）。
还有一类是作为展示或转化的文件，包括 .map、.dxf、.emf文件。
（.map文本文件，保存管网模型的节点坐标和管段顶点（vertice）坐标）；
（.emf图片文件，保存项目模型当前的显示状态）；
（.dxf文件，一般用于AUTOCAD）。
（2）epanet导入文件格式（import）
epanet可以导入的文件只有.net、.inp、.scn文件，.emf图片可作背景加载（不推荐）。
三、管网校核方法
（1）消防校核
结合供水区域的规模，再根据《建筑设计防火规范》规定的同一时间内灭火次数和一次灭火用水量（一般为55L/s），假定流量满足，校核火灾时（同时也是用水量的最高日最高时）最不利点的自由水压是否达到10m。
若只考虑一处火灾，消防流量加在最不利点处（单时刻模拟可直接加，延时模拟可以采用控制指令）；若考虑两处或两处以上同时火灾，则另外几处消防流量分别加在人口密集节点（节点需水量大）、重要节点；执行模拟，观察各节点是否满足10m自由水头。
若经校核不能符合要求，须放大个别管段的直径，以减小水头损失；个别情况下因最高用水时和消防时的水泵扬程相差很大（多见于中小型管网），须设专用消防水泵。
（2）事故校核
一般按最不利事故工况进行校核，即考虑靠近供水泵站的主干管在最高日最高时损坏的情况。国家规范规定，城市给水管网在事故工况下，必须保证70%以上用水量。
事故工况下，节点水压仍按设计服务水头要求，节点流量按供水比例×最高时的节点需水量来要求。事故校核一般从管网中删除事故管段（epanet可将管段设置为“CLOSED”），调低各节点需水量，执行模拟，观察各节点是否满足节点最小服务水头（一般24m）。
若经校核不能满足要求，可以适当增加平行主干管（epanet中可以设置重叠的管段），或者适当放大管网中管径。
（3）水塔转输校核
水塔进水流量最大的情况称为最大转输工况。对于前置水塔和中置水塔，转输进水一般都没有问题，通常只对对置水塔或靠近管网末端的的水塔进行校核。
水塔转输工况下，确定最大转输的发生时间（水泵供水曲线高于管网用水量变化曲线最大），最大转输水量（两条曲线的差值×最高日用水量）。最大转输工况下个节点的需水量，
转输工况校核时，将水塔所在节点作为定压节点（epanet中水库水池可以作为定压节点），执行模拟，观察该节点流量是否满足要求。
若经校核不能满足要求，应适当加大从泵站到水塔最短供水路线上管段的直径。
（4）校核文件校核
校核文件，可以是实际观测数据或是其他方案的模拟结果；可以是不同时刻的模拟结果。
按照epanet的格式要求配置校核文件并注册到epanet项目中，执行校核。epanet可以给出两组数据的绝对值误差（mean error），均方根误差（RMS error），相关度（correlation）。
epanet一次只能校核一个属性，相对应的一个校核文件只能包含一个属性值。epanet可以对某时刻下整个管网进行校核，也可以对一个对象进行一个时间序列的校核。epanet校核结果有三位小数，但其实只有前两位小数有效（第三位小数基本可以作四舍五入处理）。
四、管网优化方法
管网优化主要就是在满足节点设计流量（节点需水量）和最不利点控制水头、满足工况校核的前提下，降低管径，降低造价。
（1）管段设计流量分配的原则
使供水流量沿较短的距离输送到管网的所有节点；
向主要供水方向分配较多的流量，向次要节点分配较少流量；
不能出现逆向流（即从远离水源的节点流向靠近水源的节点）；
确定至少两条平行的主供水方向，分配相近的流量，垂直供水方向的管段也要分配一定流量；
（2）管段优化的原则
大管径可取较大经济流速，小管径可取较小经济流速；
从供水泵站到控制点的管线上，管段可取较小的经济流速；
有多水源或设有对置水塔时，在各水源或水塔的供水分界区域，管段设计流量可能较小，选择管径时应当适当放大（考虑到转输情况等）；
重要的输水管应采用平行的双条管道，每条管道直径按设计流量的50%确定，适当设联通管。
epanet中只能不断根据运行结果再调正管径，过程较为繁琐、依赖人工调试。
五、模拟结果的显示和导出
epanet软件中，节点（包括水库、水池）的参数有，
(1)输入参数：标高、基本需水量、初始水质；
(2)输出参数：需水量(demand)、总水头(head)、自由水头(pressure)、水龄(age)。
管段（包括水泵、阀门）的参数有，
（1）输入的参数：长度、管径、粗糙系数、主反应系数、管壁反应系数、D-W摩擦因子；
（2）输出的参数：流量、流速、单位长度(Km)水损(m)、反应速率、水龄、管段开关状态。
epanet软件中，通过“table -- copy”分别将节点和管段的以上参数导出到文件，方式有
（1）导出某时刻，所有节点/管段的所有或部分参数；
（2）导出某节点/管段，完整时间序列下的所有或部分参数。
六、EPANet模拟能力
（1）EPANET 提供完整和精确的水力模拟能力
完整和精确的水力模拟是有效水质模拟的先决条件，epanet能够：
可利用 Hazen-Williams, Darcy-Weisbach 或 Chezy-Manning 公式计算摩擦水头损失；
包含了弯头、附件等处的局部水头损失计算；
可模拟恒速和变速水泵，可进行水泵提升能量和成本分析；
可模拟各种类型的阀门，包括遮蔽阀、止回阀、调压阀和流量控制阀；
考虑节点多种需水量类型，每一节点可具有自己的时变模式；
可模拟依赖于压力的流量，例如扩散器（喷头水头）；
系统运行能够基于简单水池水位或者计时器控制，以及基于规则的复杂控制。
（2）EPANETH 提供的水质模拟能力
模拟管网中非反应性示踪剂随时间的运动；
模拟反应物质的运动变化；
模拟整个管网的水龄；
跟踪从已知节点来的水流百分比；
利用 n 级反应动力学模拟主流水体中的反应；
利用零级或者一级反应动力学模拟管壁处的反应；
模拟管壁处的反应时可考虑质量转移限值；
允许持续达到一个极限浓度的增长或者衰减反应；
允许管网中任何位置的时间变化浓度或者质量输入；
将蓄水池作为完全混合、柱塞流或者双室反应器进行拟。
（3）EPANET 水质模拟能力的应用
不同水源来水的混合；
整个系统的水龄；
余氯的损失和消毒副产物的增长；
污染事件跟踪。
七、水力模拟中常用 *** 作
（1）已知水泵流量求水泵扬程
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（2）已知水泵扬程求水泵流量
将管网中水泵用压力制动阀（PBV）代替，设置（setting）压力为水泵扬程，阀门直径不影响模拟结果；执行模拟，阀门管段上的流量即水泵设计流量。
（3）确定管网中最不利控制点
先将管网中水泵删除，水库水池改为节点（标高为相连节点标高，需水量不变）；然后在管网中任意位置添加一个水库（总水头为相连节点标高+节点最低服务水头），其连接管段长度和管径合理即可；执行模拟，观察管网中节点自由水压，自由水压最低的节点即最不利控制点（不包括原水库水池处的节点和新加的水库节点）。
（4）增强水库进入管网时的水源调度
将水库处增加节点，具有等于水源流量调度的负需水量（保留水库作为定压节点）。
（5）分析节点特定压力下的可用消防流量
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八、其它辅助工具
（1）dxf2epa ——CAD转INP工具
（2）en2toolkit ——开发者工具箱
1) 创建工程 首先，我们通过EPANET来创建一个新的工程，在创建新工程前要对工程的默认值进行设置。 a) 点击“开始”——运行EPANET； b) 选择文件—新建，创建一个新工程 c) 选择工程|默认值，打开工程默认值设置对话框；1) 创建工程首先，我们通过EPANET来创建一个新的工程，在创建新工程前要对工程的默认值进行设置。
a) 点击“开始”——运行EPANET；
b) 选择文件—新建，创建一个新工程
c) 选择工程|默认值，打开工程默认值设置对话框；
d) 在ID标识页中，清除所有的ID前缀同时设置ID自增值为1，这样在EPANET中创建新对象时，ID会以自增的方式自动生成；
e) 在水力选项页中，选择GPM作为流量单位，选择H-W(Hazen-Williams)作为水头损失计算公式
f) 点击“确定”完成设置
2)设置地图选项
为了正确显示在地图上绘制的对象，我们要进一步设置一些地图选项，主要步骤如下：
a) 选择视图|选项，打开地图选项设置对话框
b) 在左边的设置列表中，选择“记号(Notation)”页，选中“显示节点ID”和“管线ID”，并将其他选项置为不选状态；
c) 在左边的设置列表中，选择“符号（Symbols）”页，并选中所有选项；
d) 点击确认按钮，完成所有设置
最后我们在编辑对象前，我们还可以设置地图的显示范围，要设置地图显示范围可以点击视图|显示范围进行设置
3)添加节点、管段
在工具栏上点击“水库”，然后在地图上的适当位置添加该对象，添加完后，将其他对象（节点，管段，水池等）进行一一添加，具体添加步骤此处不再详细叙述。
4)添加地图标签
在工具栏中选择文本工具，将水泵和储水池添加标签；
5)调节对象：到此为止，所有的空间对象已基本绘制完毕，如果你要重新调节绘制后的配水管网图，可以点击图中的节点，然后拖曳至新的位置；
6)设置对象属性：
在我们往地图绘制对象的时候，EPANET会给他们赋值一些默认属性值，如果要改变或设置新的属性，请点击工具栏上的选择按钮，然后在地图上双击要改变属性的对象，d出如下所示属性编辑对话框，其中ID，横纵坐标等自动生成，其他属性可以自己手动添加也可以在工程选项设置中设置部分默认值：
节点属性值
Node Elevation (ft)Demand(gpm)
1700 0
2 700 0
3 710 150
4 700 150
5 650 200
6 700 150
7 700 0
8 830 0
注：“1”为水库，因此高程字段对应总水头(Total Head)，8为储水池，除了要输入高程外，还要输入初始水位(Init Level)4,,(最高水位)Maximum Level20，直径60
管段属性值
各个管段的长度和管径如下所示：
Pipe Length(feet )Diameter(inches)
1 300014
2 500012
3 50008
4 50008
5 50008
6 700010
750006
870006
另外，所有的粗糙系数都为100，设置属性值的方式和节点类似
7)添加水泵的特性曲线：
Ø 设置值：在地图上选择ID为9的链接管段，然后d出属性对话框，在对话框的属性栏中选择”Pump Curve”，然后输入“1”
Ø 创建水泵曲线：在主界面中点击“Data”页，在下拉框中选择“Curves”，并在下方点击“Add”按钮添加一个新的曲线；
Ø 设置曲线属性：选择刚才创建的曲线（默认ID为1），然后点击编辑属性按钮，在d出的对话框中设置水泵的流量和水头分别为600和150，设置成功后，EPANET会自动在右边生成水泵曲线图，同时在上方也会给出对应的计算公式
Ø 点击“OK”完成水泵特性曲线的设置
8) 保存和打开工程。可以选择文件|另存为将工程进行保存，或者点击文件|导出功能将所有管网数据进行导出。
9)执行单周期分析（可以认为该分析为某段时间的一个快照）
点击工程|分析（Project | Run Analysis），EPANET将根据前面输入的值进行计算，并将分析结果写入每个对象的输出属性值。分析完毕后，点击选择工具，查看相应的对象属性，可以发现节点的压力，水头，实际需求量等字段已经被填充相应的计算值，水泵的流出量，管段的流量、流速，水池的流入量、高程等也进行了计算；
提示：分析后，可以执行“视图|选项”，选择“Flow Arrows”，然后在右边的面板中选择Open，调整相应的箭头大小和风格，点击确定后地图上将会显示水流流向专题图；同样还可以点击“Report”菜单查看相应的计算结果与报表专题。
10)进行延期水力模拟
为了使我们的配水管网更加符合现实情况，我们下一步将进行延期水力模拟 *** 作，具体为用一个时间曲线对象来表示节点在一天中的不同需求量。在这个简单的示例中，我们将24个小时候分成4个时间段，每个时间段包含6个小时来进行延时模拟，同时设置总时间模拟为72个小时，供3天。具体设置方法如下：
1. 设置时间模式： 在 数据浏览器(DataBrowser)选择“Options –Times”,在d出的属性编辑器中设置模式时间步（Pattern Time Step.）为6，设置总的模拟周期（Duration.）为72小时。
2. 创建时间模式：在数据浏览器中选择模式(Patterns)，点击新建按钮添加一个新的时间模式，并在d出的模式设置对话框中将乘子值设置为：0.5，1.3，1.0，1.2，点击OK完成创建。
注：在每个时间段，这些乘子会用来进行，因为我们设置的是72个小时，因此这个时间模式会以24小时为周期进行重复运行。为了要设置地图上每个节点的需求模式，我们可以采用批量赋值的方法进行设置，点击“Options - Hydraulics”，在d出的对话框中选择Default Pattern项，在其中输入1为每个节点需求模式的默认值。
11)运行分析
点击Project | Run Analysis运行分析结果
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