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Haga clic Crear proyecto.
Introduzca el nombre del proyecto y haga clic Añadir.
Haga clic Crear red.
Seleccione manual e introduzca el nombre de la red **«Ejemplo de red de sistemas de embalses» ** y selecciona el nombre de la plantilla según la captura de pantalla.
Elige Usa el mapa y haga clic Enviar.
Por último, puede encontrar la red creada aquí.
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Tenga en cuenta que hay dos nodos en WaterStrategy y Pywr que representan depósitos. El primero es un almacenamiento nodo y el segundo es un embalse nodo.
Ambos nodos almacenan agua. El nodo de depósito funciona igual que un storage node, sin embargo, tiene parámetros integrados que permiten evaporación y precipitación para representarse directamente en el nodo. Para representar evaporación y precipitación con un storage node, un nodo de captación conectado al storage node se usa para representar la precipitación y el nodo de salida que extrae agua del storage node se usa para representar la evaporación.
Este tutorial utilizará los nodos de reservorios para construir el modelo del sistema de reservorios.
Este tutorial tiene una ubicación recomendada, pero no importa si no puedes encontrar la ubicación exacta, simplemente busca otra ubicación con un río.
Coloque un embalse, nodo al río.
El superior link node representar la liberación del depósito representa el flujo que sale del depósito como resultado de cualquier regla de liberación o para cumplir con las asignaciones aguas abajo. Por lo general, las reglas de liberación se especifican en este nodo. Las reglas de liberación del depósito definidas en este nodo suelen representarse mediante un parámetro definido en el atributo max\ _flow del nodo.
El inferior link node representa el derrame del embalse. El derrame se utiliza si se han definido normas de descarga en un embalse que restrinjan la cantidad de agua que puede liberarse a través de este nodo y si es necesario liberar más agua de la que permiten las normas de descarga (por ejemplo, si el embalse está por encima de su capacidad). Como el vertido se utiliza generalmente solo cuando el embalse está por encima de su capacidad, este nodo suele tener una penalización de asignación muy positiva.
## #Notice: recuerde conectar los nodos haciendo clic primero en el nodo ascendente y, a continuación, en el nodo descendente.
Puedes ver cómo añadir bordes en la vídeo abajo.
El sistema de depósito debería parecerse al cifra abajo.
la Captación nodo a 'Ejemplo: catchment',
la Depósito nodo a 'Ejemplo: 'reservoir'
la Salida nodo a 'Ejemplo: outlet'.
la Enlace nodos a 'Liberar'y el otro'Derram'.
La siguiente figura muestra dónde hacer clic para cambiar el nombre del nodo de captación. El mismo proceso se puede repetir para todos los demás nodos.
Diríjase al siguiente enlace para encontrar los datos de las series temporales de este paso.
Haga clic en el Conecta con el nodo y sigue los clics (las flechas rojas se muestran en la secuencia de figuras de abajo).
En el enlace de Excel tendrás una serie temporal. Copie la primera (o la única serie temporal si solo hay una). Asegúrese de copiar también las fechas.
Pegue la serie temporal en la celda A1 en el Pestaña Dataframe
Deberías tener una serie temporal como la que se muestra a continuación. Haga clic Guardar.
Haga clic en el Ejemplo de nodo de reservorio
Configure el máximo_volumen a 25 Mm3. Esta es la capacidad máxima de la presa en este tutorial.
Configure el inicial_volumen a 15 Mm3. Este es el nivel de almacenamiento con el que comienza la simulación en el primer paso de tiempo.
Configure el penalización por asignación a -200. A menudo, los embalses tienen una penalización de asignación negativa. Las penalizaciones por asignación se utilizan a menudo para equilibrar el uso de embalses u otras fuentes de agua en sistemas con múltiples depósitos y fuentes.
Los atributos del depósito deberían tener el aspecto que se muestra a continuación:
En el El nodo Spill link estableció la «penalización de asignación» en 1000
El El nodo Release link no debe tener ninguna entrada de datos.
Ver el 'simulado_volumen'del nodo del depósito para ver el volumen de almacenamiento del depósito a lo largo del tiempo.
Haga clic en la vista «Trama».
Se ve que el depósito se llena y permanece lleno durante la mayor parte del horizonte temporal. Esto es así porque no hay demanda en el depósito ni se han definido pérdidas por evaporación.
Para ver un vídeo sobre cómo ejecutar el modelo y ver las salidas, haga clic aquí.
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Utilice el siguiente vídeo para definir una regla de liberación mensual que represente un flujo ambiental mínimo aguas abajo del embalse. Eres libre de definir los flujos mensuales que consideres apropiados. Utilice un nuevo escenario clonando el «Escenario de demanda con GW».
Sugerencia: Esto se puede hacer definiendo un parámetro mensual en el flujo máximo de la regla de lanzamiento. ¿Cómo afecta el flujo ambiental al volumen simulado del depósito? ¿Cómo afecta a los flujos aguas abajo? Muestre los gráficos generados para estos parámetros de salida.
Crea un nuevo escenario llamado «Escenario seco» clonando el «Escenario de demanda con GW». En este nuevo escenario, actualice el parámetro de flujo de captación en el nodo de captación a la serie temporal que se encuentra en la columna «Entrada de depósito 1» desde el siguiente enlace.
¿Cómo afecta este escenario de entrada al almacenamiento en yacimientos?
Pruebe diferentes valores de Flujo máximo en el nodo de demanda Example.
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En esta sección, un el nodo que representa una fuente de agua subterránea se agregará al sistema de embalses. El nodo de demanda recibirá agua tanto del agua subterránea como del embalse. El agua subterránea se modela como un rendimiento.
Clona el «Demanda con pérdidas de tratamiento» escenario y llama al nuevo «Demanda con GW»
Añadir un Entrada nodo debajo del nodo de demanda, como se muestra a continuación. Cambie el nombre del nodo a «Pozo de agua subterránea»
## #Notice: para mantener el mismo comportamiento en cada uno de los escenarios anteriores, el flujo máximo del nodo de entrada debe establecerse en 0 en cada escenario.
Esto se puede hacer haciendo clic en el botón de edición del atributo Flujo máximo del nodo de entrada.
y luego estableciendo un flujo máximo de 0 mm3/día en el cuadro de texto:
y antes de guardar los cambios, seleccione todos los escenarios para que el flujo 0 se aplique a todos los escenarios:
y luego haga clic en guardar.
A continuación, necesitamos establecer el rendimiento del agua subterránea en este escenario. Establece el Flujo máximo del nodo que va a ser 0.02 MM3/día en lugar de 0**.** Esto representará el suministro máximo posible del nodo de entrada en cada paso de tiempo.
A continuación, ejecute este escenario.
Compara los simulado_volumen del embalse al del **Escenario de «demanda con pérdidas de tratamiento» **.
## #Notice: asegúrese de usar el nodo «Reservoir»: y no el nodo «Almacenamiento»: .
Coloque un [captación] (https://water-strategy.gitbook.io/water-strategy/modelling-fundamentals/node-types/catchment-node)node aguas arriba del embalse. El nodo de captación representa el río que desemboca en el embalse.
Coloque un [salida] (https://water-strategy.gitbook.io/water-strategy/modelling-fundamentals/node-types/output-node)node aguas abajo del embalse. El nodo de salida en este caso representa la desembocadura del río.
Lugar dos [enlace] (https://water-strategy.gitbook.io/water-strategy/modelling-fundamentals/node-types/link-node)nodes entre el depósito y los nodos de salida (como se muestra a continuación). En este caso, estos nodos de enlace representan (1) las liberaciones del yacimiento y (2) el derrame.
Conecte los nodos con bordes, a los que se hace referencia comúnmente enlaces.
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En este tutorial, aprenderá cómo agregar nueva infraestructura a un modelo que incluye un embalse, una planta de tratamiento y una fuente de agua subterránea que abastecerá una demanda.
Tenga en cuenta que hay dos nodos en WaterStrategy y Pywr que representan depósitos. El primero es un almacenamiento nodo y el segundo es un embalse nodo.
Ambos nodos almacenan agua. El nodo de depósito funciona igual que un storage node, sin embargo, tiene parámetros integrados que permiten definir evaporación y precipitación directamente en el nodo. Para representar evaporación y precipitación con un storage node, se requieren un nodo de captación y de salida.
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Pérdidas por evaporación y almacenamiento adicional a través de precipitación son los principales componentes del balance de masa de un yacimiento. Las tasas de evaporación y precipitación se miden generalmente en duración/tiempo. En unidades métricas, esto es a menudo mm/día.
Para obtener las tasas de flujo volumétrico diario que se requieren para Pywr, estas tasas se multiplican por Zona del embalse. En las plantillas métricas de WaterStrategy, esta área se expresa generalmente en Km2.
Para una plantilla que usa flow in MM3/día, es necesaria una conversión de 0.001 para obtener MM3/día.
Evaporación (mm/día)* Área (km)* 0.001 = MM3/día
Para una plantilla que usa el flujo en ml/día, no se requiere ninguna conversión para obtener ml/día.
Evaporación (mm/día)* Área (km)* 1 = ml/día
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En esta sección, a enlace de pérdida representando un obras de tratamiento de agua potable se añadirá al sistema. Este nodo se usa para representar el tratamiento pérdidas abandonando el sistema. El agua del depósito se descarga a las plantas de tratamiento de agua, donde una parte de esta agua se pierde debido a las pérdidas del proceso y el agua restante se suministra a la demanda.
Clona el «Con demanda» escenario y llama al nuevo **«Demanda con pérdidas de tratamiento» . **
Elimine el enlace que conecta el depósito al nodo de demanda de ejemplo de la siguiente manera: derecha haciendo clic en el enlace y haciendo clic en 'Eliminar enlace'
Esta planta de tratamiento de agua tendrá pérdidas de 10% en función del flujo de salida de la planta de tratamiento de agua.
Configure el El factor de pérdida será 0.1, lo que representa un 10% de pérdidas.
Establezca el tipo de factor de pérdida como net de modo que la pérdida del 10% se calcula según el rendimiento de las obras de tratamiento.
Compara los simulado_volumen del embalse en el «Base de referencia» y el Escenario «Con demanda".
El reservorio en el escenario que presenta pérdidas de tratamiento se destina a un almacenamiento más bajo durante los períodos secos. Esto se debe a que el embalse libera más agua para satisfacer la demanda debido a las pérdidas de tratamiento.
¿La demanda se ha visto afectada por las pérdidas de tratamiento? Compare las simulado_flujo del nodo de demanda Example debajo de este y el Con escenario de demanda.
Las obras de tratamiento del agua provocan pérdidas al salir del sistema. El flujo simulado del enlace de pérdidas muestra la salida de flujo del enlace de pérdidas. ¿Cómo podemos determinar la cantidad de agua que entra en la planta de tratamiento de agua?
Sugerencia: Coloque un link node normal entre el depósito y el enlace de pérdida y vuelva a ejecutar el modelo. El flujo simulado en este nodo representará el flujo liberado por el embalse y el flujo que se dirige a la planta de tratamiento antes de las pérdidas.
En un escenario nuevo, ¿aumentar las pérdidas netas a 20%? ¿Cómo afecta esto al volumen simulado del depósito?
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En esta sección, se agregará al sistema un nodo de salida que representa una demanda municipal y extraerá agua del embalse.
Añadir un salida nodo del sistema que representará una demanda urbana que extraerá agua del embalse. Cambie el nombre del nodo a «Demanda de ejemplo».
En el Base de referencia escenario establece los siguientes atributos en el Ejemplo de demanda nodo:
máximo_flujo = 0. Esto representa una demanda de 0 mm3/día.
asignación_castigo = -1000. Esto representa una alta prioridad para la asignación del agua
Cree un nuevo escenario llamado «Con demanda». Para obtener un recordatorio sobre cómo crear un escenario, siga el siguiente enlace.
Ver el simulado_volumen del depósito en este escenario y compárelo con el valor de referencia.
En este caso, estamos modelando el almacenamiento «en vivo» del depósito. Cuando el depósito pasa a cero niveles de almacenamiento en el modelo, todavía hay almacenamiento muerto en el sistema. En el nivel de almacenamiento muerto, el agua restante no puede liberarse.
**¿Hasta dónde puede llegar la demanda antes de que el depósito se vacíe y quede sin almacenamiento? **
_Para ello, cree un nuevo escenario y cambie el valor máximo_fluya del nodo de demanda y vuelva a ejecutar el modelo varias veces hasta que el depósito alcance el nivel de almacenamiento cero. _
**¿Cuál es el derrame máximo mensual del embalse en la simulación? **
_Sugerencia: Observe el\ simulado_flujo en el derrame link node . _
**Cree un escenario de «demanda mensual». Usa el siguiente vídeo para ayudarte a implementar una demanda de perfil mensual, en la que la demanda del ejemplo cambia según los meses: **
Enero-marzo: 0.1 mm3/día
Abril-junio: 0.06 MM3/día
Julio-septiembre: 0.07 MM3/día
Septiembre-Diciembre: 0.09 MM3/día
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El área que cubre un depósito o Storage node depende de qué tan lleno esté el depósito.
El Curva de clasificación de área determina las donaciones el área de un depósito en función de su nivel o almacenamiento. En WaterStrategy y Pywr, se conoce el intervalo temporal de almacenamiento de un yacimiento en cada paso temporal. Podemos usar este almacenamiento con una fórmula de clasificación de área para calcular el área del yacimiento y, por lo tanto, su evaporación en cada etapa temporal.
A continuación se muestra un ejemplo de tabla de clasificación de área:
Cuando se traza, se ve así:
El parámetro de volumen interpolado utiliza un gama (tabla) de Volúmenes de reservorios y los valores correspondientes. En este caso, los valores asociados son los correspondientes Área del embalse por un hecho Volumen. Entre los puntos dados de la tabla, el parámetro se interpola.
_Tenga en cuenta: Los parámetros se pueden definir directamente en un nodo o se pueden definir en la pestaña Parámetros de la interfaz. Los parámetros que se definen en la pestaña Parámetros de la interfaz pueden usarse en varios nodos y anidarse dentro de diferentes parámetros. _
Este tutorial incluye ambos tipos de definiciones. El área se definirá en el nodo, mientras que el parámetro de nivel (paso siguiente) se definirá en la pestaña Parámetros.
Clona el «Demanda con pérdidas de tratamiento» escenario y llama al nuevo «Añadir los depósitos P y E'. La P significa Precipitación y E significa Evaporación.
Haga clic en el Depósito y edite el Zona atributo.
El parámetro de volumen interpolado no tiene actualmente un editor de JSON en WaterStrategy. Para definir este parámetro en este atributo, necesitamos usar el genérico PYR_PARÁMETRO. Esto nos permite poner el JSON para cualquier parámetro de Pywr.
Prensa BIEN
4. Copia y pega el siguiente código JSON en el texto del Pestaña JSON
Puede optar por registrar el valor del parámetro como una serie temporal seleccionando Series temporales en el Salidas pestaña. Luego, guárdala.
Ejecute el modelo y visualice el Simulado_Área de salida
Esto muestra el área del depósito a lo largo del tiempo.
Las áreas más pequeñas se corresponden con volúmenes de almacenamiento de embalses más bajos.
Coloque un enlace de pérdida entre el depósito y la demanda y conecte el depósito al enlace de pérdida y el enlace de pérdida al nodo de demanda con enlaces. Cambie el nombre del enlace de pérdidas por **«Obras de tratamiento de agua» . **
En el «Con demanda» escenario, establezca el máximo_flujo de la demanda del ejemplo a 0.1 mm3/día y ejecute este escenario .
son funciones que devuelven un valor en el modelo en cada paso de tiempo. Estos valores pueden ser una constante basada en el tiempo (por ejemplo, el día o el mes), un cálculo basado en el intervalo de tiempo de almacenamiento del yacimiento y muchos otros cálculos. En este caso, nos interesa un parámetro que devuelva el área de un depósito o storage node en función de su período de almacenamiento. Para ello, utilizamos un .
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El tutorial sobre el modelado de sistemas de depósitos de captación explica cómo implementar reducciones de la demanda en función de los niveles de almacenamiento de los yacimientos mediante curvas de control. Al reducir progresivamente la demanda cuando se alcanzan ciertos umbrales, ayuda a gestionar los recursos hídricos durante la escasez. Abarca pasos como la definición de las curvas de control, la asociación de los factores de demanda, el cálculo de la demanda y la ejecución de simulaciones para ver los efectos en el almacenamiento y la demanda de los embalses en diversas condiciones.
0
1
7
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25
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El agua Nivel de un depósito se puede calcular de la misma manera que para un depósito. El nivel de agua de un embalse es necesario para poder calcular la energía hidroeléctrica. Si bien el modelo nacional de Botsuana no incluye la energía hidroeléctrica, para que sea más completo, se incluye en este tutorial.
Tenga en cuenta lo siguiente: A diferencia del parámetro Area que se definió en el nodo Reservoir. Definiremos el parámetro de nivel en la pestaña Parámetros de la interfaz. Esto es para mostrar la pestaña Parámetros. El nivel también se puede definir en el nodo.
A continuación se muestra un ejemplo de tabla de clasificación entre nivel y volumen de área para:
0
1
7
8
10
16
15
18
25
20
Cuando se traza, se ve así:
Haga clic en el Parámetros pestaña de la interfaz.
Haga clic en el + para añadir un parámetro nuevo. Seleccione PYR_PARÁMETRO
En el campo de texto que aparece escribe «Nivel de presa»
Copiar y Pasta el Json de abajo en el editor y haga clic Guardar.
Haga clic en Series temporales en el Salidas pestaña para permitir guardar las series temporales de Level.
Haga clic en Mapa para volver a la vista del mapa
7. Es necesario hacer referencia al parámetro de nivel de presa en el atributo Level del embalse. Para ello, haga clic en el embalse y escriba el nombre del parámetro en el atributo Level (Nivel de presa). Tenga en cuenta que el nombre distingue entre mayúsculas y minúsculas.
Ejecuta el modelo.
Lo verás porque el Nivel de presa el parámetro no está definido en el nodo, el simulado_nivel no se emite en el nodo de depósito. En su lugar, para ver el resultado, haga clic en Botón Atributos de red.
Haga clic en el **simulado_Nivel de la presas. ** Tenga en cuenta que el nombre del nodo del embalse aparece en el nombre de la salida del parámetro.
La serie temporal de Level se puede ver a continuación.
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Las penalizaciones de asignación se pueden utilizar para equilibrar el uso de las fuentes para las demandas. En los ejercicios anteriores, el Ejemplo de depósito tenía una penalización de asignación estática de -200.
Los parámetros se pueden usar para hacer que esta penalización de asignación varíe en función del almacenamiento en tiempo real del depósito. Esto se puede hacer con un Parámetro de volumen interpolado. Una vez que la penalización de asignación del depósito se dinamiza, se puede usar con las penalizaciones de asignación de otras fuentes para equilibrar el uso de la fuente.
Clona el «Añadir los depósitos P y E» escenario y nombre al nuevo «Fuentes equilibradas»
Edite el atributo «Penalización de asignación» (atributo «costo») del nodo Reservoir y cambie su tipo a 'PYWR_PARÁMETRO'
En la pestaña JSON, pega el siguiente código JSON. Este parámetro de volumen interpolado asigna una penalización de asignación de 0 al depósito cuando está lleno y una penalización de asignación de -200 cuando está vacío. Cuando el depósito está entre lleno y vacío, la penalización de asignación se interpola entre 0 y -200.
En el nodo Groundwater Input, defina máximo_flujo a 0.02 y configure el penalización de asignación a 50.0. Una penalización de asignación positiva de 50 significa que el nodo de aguas subterráneas solo se utiliza cuando el depósito tiene una penalización de asignación inferior a -50, es decir, cuando está lleno un 75%. Esto significa que cuando el embalse esté casi lleno, no se utilizará el agua subterránea. Solo cuando el embalse se agote lo suficiente, el nodo de agua subterránea comenzará a abastecer de agua a la demanda.
Ejecute el modelo y visualice el simulado_flujo del nodo de entrada de agua subterránea y compárelo con el Demanda con GW; y el simulado_volumen del nodo Reservoir y compare ambos con el Añadir los depósitos P y E.
Como puede ver, el Escenario equilibrado que es naranja, utiliza la fuente de agua subterránea menos que en el escenario anterior. Si el nodo de aguas subterráneas tiene una licencia limitada, esta es una forma de preservar el volumen de la licencia. Esto se mostrará en otro tutorial.
Sugerencia: Puede ver la penalización de asignación simulada si marca la salida de la serie temporal de la penalización de asignación Pywr_Parámetro. Por el momento, se dicta la penalización simulada simulado_coste en el embalse
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En este paso, agregaremos las tasas de evaporación y precipitación (mm/día). Internamente, el depósito multiplica el área del depósito en tiempo real por la evaporación.
La evaporación se puede definir mediante un parámetro o un escalar. Por ejemplo, se puede usar una serie temporal que esté correlacionada con la serie temporal del escenario de flujo. Sin embargo, en este caso, utilizaremos un Parámetro de perfil mensual que asigna un valor diferente a cada mes del año.
Seleccione el depósito y edite el atributo Evaporación.
WaterStrategy tiene un editor Json para un parámetro de perfil mensual. Para usarlo, en la pestaña de opciones, selecciona PYR_MENSUAL_PERFIL.
En el Pestaña Perfil mensual, introduzca las tasas de evaporación en la tabla siguiente:
Evaporación (mm/día)
2.70
4.02
1.45
1.98
0.98
0.10
0.04
0.03
0.04
0.48
1.14
2.45
Luego, guárdalo.
Siga los mismos pasos para el atributo Rainfall utilizando la tabla que aparece debajo de la figura.
Precipitación (mm/día)
4.91
2.33
1.24
2.30
0.39
0.01
0.01
0.00
0.01
0.48
1.76
2.23
Finalmente, configure el Penalización por evaporación a -2000 y el Conversión de unidades de evaporación en el nodo del depósito a 0.001.
La penalización por evaporación altamente negativa de -2000 es de mayor prioridad que la del depósito y de cualquier otro nodo del sistema. Esto asegura que salida de evaporación se conoce primero delante de se implementan todas las reglas de administración.
El Conversión de unidades permite al modelo convertir correctamente la evaporación en mm/día y el área del depósito en Km2 en las unidades de flujo correctas de la plantilla, que son Mm3/día
Ejecute este escenario y compare el volumen simulado con el «Demanda con GW» escenario.
Se ha demostrado que la evaporación produce una disminución en los niveles de los embalses durante las sequías. La adición de precipitaciones no compensa las pérdidas.