Nghiên cứu giải pháp kết nối một số phân khu cấp nước của thủ đô hà nội

Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp ptnt Trường đại học thuỷ lợi - - ĐàO Đức linh Nghiên cứu giải pháp kết nối số phân khu cấp nước thủ đô hà nội Chuyên ngành: Cấp thoát nước MÃ số: 60.58.02.10 luận văn thạc sĩ Người hướng dẫn khoa học: GS TS Dương Thanh Lượng Hà nội - 2015 MC LC M ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.6 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.2 Tình hình dân sinh kinh tế 1.2 NGUỒN NƯỚC 13 1.2.1 Nguồn nước mặt 13 1.2.2 Nguồn nước ngầm 14 1.2.3 Đánh giá khả đáp ứng nguồn nước cấp nước 14 1.3 HIỆN TRẠNG CẤP NƯỚC CỦA THỦ ĐÔ HÀ NỘI 15 1.3.1 Hiện trạng nhà máy xử lý nước 15 1.3.2 Tình hình tổ chức quản lý cơng trình cấp nước 18 1.4 ĐỊNH HƯỚNG QUY HOẠCH CẤP NƯỚC TOÀN TP HÀ NỘI 19 1.4.1 Định hướng phát triển không gian 19 1.4.2 Dự báo dân số 20 1.4.3 Định hướng quy hoạch cấp nước 23 1.4.4 Kiểm tra, đánh giá khả cấp nước theo quy hoạch 30 CHƯƠNG ÁP DỤNG PHẦN MỀM EPANET ĐỂ TÍNH TỐN LỰA CHỌN HỆ THỐNG CẤP NƯỚC VÀ PHÂN KHU CẤP NƯỚC CHO MỘT ĐỐI TƯỢNG THỰC TẾ 33 2.1 CHỌN VÀ MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 33 2.1.1 Chọn đối tượng nghiên cứu 33 2.1.2 Mô tả đối tượng nghiên cứu 36 2.2 MÔ TẢ VÀ LẬP SƠ ĐỒ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 41 2.2.1 Lựa chọn sơ đồ hệ thống cấp nước 41 2.2.2 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước 42 2.3 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC YÊU CẦU 43 2.3.1 Đô thị vệ tinh Láng Hòa Lạc 43 2.3.2 Đô thị sinh thái Quốc Oai 48 2.3.3 Chuỗi khu thị phía đơng vành đai 49 2.3.4 Lưu lượng nước yêu cầu toàn thành phố Hà Hội 51 2.3.5 Xác định chiều dài tính tốn đoạn ống 51 2.3.6 Xác định lưu lượng dọc đường đoạn ống 52 2.3.7 Tính tốn thủy lực mạng lưới 54 2.4 MÔ PHỎNG MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC BẰNG MƠ HÌNH TỐN (SỬ DỤNG PHẦN MỀM EPANET) 55 CHƯƠNG GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHỚP NỐI GIỮA CÁC PHÂN KHU CẤP NƯỚC 65 3.1 CHẠY CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG THỦY LỰC 65 3.1.1 Phương án (theo quy hoạch) 65 3.1.2 Phương án (đề xuất điều chỉnh quy hoạch) 68 3.1.3 Phương án (thiết kế ) 70 3.2 PHÂN CHIA GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN CÁC PHÂN KHU CẤP NƯỚC VÀ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 72 3.2.1 Quy hoạch cấp nước nội đô chuỗi đô thị đông vành đai 72 3.2.2 Quy hoạch cấp nước huyện phía Bắc 72 3.2.3 Quy hoạch cấp nước khu vực phía Nam 73 3.2.4 Quy hoạch cấp nước khu vực phía Tây 73 3.2.5 Quy hoạch cấp nước khu vực phía Đơng 74 3.2.6 Quy hoạch cấp nước khu vực nông thôn 74 3.3 PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP TỐI ƯU CỦA CƠNG TRÌNH VÀ THIẾT BỊ KẾT NỐI CÁC PHÂN KHU CẤP NƯỚC 75 3.3.1 Phân tích kết tính tốn 75 3.3.2 Lựa chọn giải pháp 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Dự báo dân số đô thị Thủ đô Hà Nội 21 Bảng 1.2 Tiêu chuẩn cấp nước 2020 - 2050 24 Bảng 1.3 Lựa chọn nguồn nước cấp .25 Bảng 1.4 So sánh nguồn nước mặt sông công suất dự kiến khai thác nước cho sinh hoạt 26 Bảng 1.5 Công suất nhà máy nước ngầm thủ đô Hà Nội 29 Bảng 2.1 Bảng tổng hợp tiêu chuẩn nhu cầu dùng nước thị Láng Hịa Lạc 47 Bảng 2.2 Bảng tổng hợp tiêu chuẩn nhu cầu dùng nước đô thị Quốc Oai 48 Bảng 2.3 Bảng tổng hợp tiêu chuẩn nhu cầu dùng nước chuỗi đô thị phía đơng vành đai 50 Bảng 2.4 Bảng tổng hợp lưu lượng phân khu toàn thành phố 51 Bảng 2.5 Xác định lưu lượng tập trung nút khu đô thị Hòa Lạc 53 Bảng 2.6 Xác định lưu lượng tập trung nút khu đô thị Quốc oai 54 Bảng 2.7 Các thuộc tính nút mối nối (Junction Properties) .58 Bảng 2.8 Các thuộc tính bể chứa (Reservoir Properties) 59 Bảng 2.9 Các thuộc tính Đài nước (Tank Properties) 60 Bảng 2.10 Các thuộc tính ống (Pipe Properties) Các thuộc tính máy bơm .61 Bảng 2.11 Các thuộc tính Máy bơm (Pump Properties) 62 Bảng 2.12 Các thuộc tính Van (Valves) 63 Bảng 3.1 Bảng thống kê chiều dài tuyến ống 75 Bảng 3.2 Áp lực nút đưa nước phân khu 76 Bảng 3.3 Tổng tổn thất mạng lưới .76 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Vị trí phân khu cấp nước: Đơ thị vệ tinh Láng Hịa Lạc, thị sinh thái Quốc Oai phần chuỗi đô thị khu vực phía đơng vành đai 34 Hình 2.2 Quy hoạch chung xây dựng thủ Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến 2050 Quy hoạch cấp nước tồn thị 35 Hình 2.3 Hộp thoại nhập số liệu nút 59 Hình 2.4 Hình hộp thoại nhập số bể chứa 60 Hình 2.5 Hình hộp thoại nhập số liệu đường ống 62 Hình 2.6 Hình Hộp thoại Partern nhập chế độ lưu lượng 63 Hình 2.7 Hình hộp thoại nhập số liệu van 64 Hình 3.1 Sơ đồ mạng lưới cấp nước Phương án (Theo Quy hoạch) .67 Hình 3.2 Sơ đồ mạng lưới cấp nước Phương án (Đề xuất điều chỉnh Quy hoạch) 69 Hình 3.3 Sơ đồ mạng lưới cấp nước Phương án (Thiết kế mới) 71 MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, cung cấp nước cho sinh hoạt vấn đề cần giải quan tâm giới Các nhà khoa học giới cảnh báo kỷ 21 loài người phải đối mặt với nhiều mối đe dọa thiên nhiên, đặc biệt phải đối mặt với hiểm họa thiếu nước ô nhiễm nguồn nước Nước vệ sinh môi trường thị vấn đề có ý nghĩa quan trọng Đảng, Nhà nước, Chính phủ đặc biệt quan tâm Trong năm qua, vị trí, vai trị, ý nghĩa mục tiêu công tác liên tục đề cập đến nhiều loại hình văn quy phạm pháp luật Đảng, Nhà nước Chính phủ, cụ thể Chiến lược phát triển cấp nước, nước thị Việt nam đặc biệt thủ đô Hà Nội thể qua: Quyết định số 1929/QĐ-TT ngày 20/11/2009 việc phê duyệt định hướng phát triển cấp nước đô thị khu cơng nghiệp Viêt Nam đến năm 2025 tầm nhìn đến năm 2050; Quyết định số 50/2000/QĐ-TTg ngày 24/4/2000 việc phê duyệt Quy hoạch hệ thống cấp nước thành phố Hà Nội đến năm 2010 định hướng phát triển đến năm 2020; Tuy nhiên để đưa phương án tối ưu cho hệ thống đồng phát triển nhiều giai đoạn gặp phải khó khăn Việc áp dụng phương pháp tính tốn mơ hình tính tốn cho mạng lưới cấp nước chưa thống nhất, phân khu cấp nước chưa chặt chẽ Điều gây nên tác động đến chất lượng phục vụ của hệ thống cấp nước Vì “Nghiên cứu giải pháp kết nối số phân khu cấp nước thủ đô Hà Nội ” cần thiết Với kết đề tài, có biện pháp kỹ thuật, kế hoạch cụ thể cho việc cải tạo, nâng cấp hệ thống cấp nước thủ đô Hà Nội 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu thực trạng khả cấp nước hệ thống cấp nước thủ đô Hà Nội - Nghiên cứu phân khu cấp nước thủ đô Hà Nội theo quy hoạch - Đề xuất biện pháp kỹ thuật cụ thể khớp nối phân khu cấp nước 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Tổng quan hệ thống cấp nước thủ đô Hà Nội - Các phương pháp tính tốn thiết kế mạng lưới cấp nước - Mơ lựa chọn sơ đồ mạng lưới cấp nước hợp lý ( áp dụng cho đối tượng nghiên cứu điển hình) 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu; - Phương pháp phân tích, xử lý, đánh giá số liệu; - Phương pháp kế thừa; - Phương pháp thống kê phân tích hệ thống; - Phương pháp mơ hình tốn - thủy lực; - Phương pháp chuyên gia; 1.5 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Hệ thống cấp nước thủ đô Hà Nội 1.6 PHẠM VI NGHIÊN CỨU Mạng lưới cấp nước lớn bao gồm nhiều đối tượng; nhiên đề tài tập trung vào giới hạn sau: Về đối tượng: Nghiên cứu cơng trình thiết bị để thực kết nối gữa phân khu cấp nước Về số phân khu: Mạng lưới cấp nước có từ đến phân khu từ đến nguồn nước cấp Cụ thể phân khu thị vệ tinh Láng Hịa Lạc, đô thị sinh thái Quốc Oai phần chuỗi thị khu vực phía đơng vành đai Nguồn cấp nước nguồn nước mặt sông Đà hai nhà máy nước ngầm khu đô thị Hà Đông Về thời gian:Định hướng cấp nước tương lai cho thủ Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ 1.1.1 Điều kiện tự nhiên Vị trí địa lý Thủ Hà Nội có địa hình đa dạng, gồm: Vùng đồng bằng, vùng Trung du, đồi núi thấp vùng núi cao Cao độ địa hình biển đổi từ Tây Bắc xuống Đông Nam từ Tây sang Đông Vùng đồng bằng: chiếm khoảng 54,5% diện tích tự nhiên, nằm dọc hạ lưu sơng Hồng, sơng Đáy sơng Tích Đây vùng đồng phì nhiêu, vùng sản xuất nơng nghiệp với trồng chủ yếu lúa nước Tuy vùng đồng cao độ có nhiều biến đổi, phổ biến từ 1,0m đến 11,0m Vùng trung du, đồi núi thấp: chiếm khoảng 40,5% diện tích tự nhiên, tập trung chủ yếu thuộc Hà Tây cũ Sóc Sơn Đây dạng địa hình địa hình gị đồi, núi thấp, có độ cao từ (30-300)m tập trung chủ yếu vùng thấp Ba Vì, vùng cao huyện Thạch Thất, Quốc Oai, Mỹ Đức, Chương Mỹ, TX Sơn Tây, Lương Sơn Đây nơi tập trung nhiều núi đá vôi hang động Karstơ Do có địa hình dốc, diện tích đất trống đồi trọc lớn nên đất đai thường bị xói mịn, rửa trơi mạnh Thuộc địa hình trung du cịn phần diện tích chiếm tỷ lệ khơng lớn, vùng đồi Sóc Sơn, Hồ Lạc Vùng núi: Địa hình núi cao có diện tích khoảng 17.000ha, chiếm khoảng 5%, tập trung chủ yếu Ba Vì có độ cao từ 300m trở lên với đỉnh cao tới 1.296m Đây nơi có địa hình dốc (>25o), tập trung tới 54% diện tích đất lâm nghiệp Hà Tây cũ Khí hậu Thủ Hà Nội nằm vùng khí hậu Đồng Trung du Bắc bộ, có khí hậu nhiệt đới gió mùa Mùa đơng lạnh mưa, cuối mùa ẩm ướt với tượng mưa phùn; mùa hè nóng nhiều mưa Nhiệt độ, độ ẩm, bốc tương đối đồng nhất, biến đổi khơng nhiều vùng địa hình (Nhiệt độ trung bình vùng đồng khoảng 23oC ÷ 24oC, miền núi vào khoảng 21oC ÷ 22,8oC; Độ ẩm dao động 83-85%;lượng bốc TB năm 800-