Nghiên cứu đề xuất các giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện cù lao dung kết hợp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý gis quản lý mạng lưới

BỘGIÁODỤCVÀĐÀO TẠO BỘ NƠNG NGHIỆP VÀ PTNTTRƯỜNGĐẠIHỌCTHUỶLỢI TRẦNMINH BÌNH NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RỘNGMẠNG LƯỚICẤP NƯỚC HUYỆN CÙ LAO DUNG, KẾT HỢP ỨNG DỤNG HỆTHỐNGTHƠNGTINĐỊALÝGISQUẢNLÝMẠNGLƯỚI LUẬNVĂNTHẠCSĨ TPHỒCHÍ MINH-2019 BỘGIÁODỤCVÀĐÀO TẠO BỘ NƠNG NGHIỆP VÀ PTNTTRƯỜNGĐẠIHỌCTHUỶLỢI TRẦNMINH BÌNH NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RỘNGMẠNG LƯỚICẤP NƯỚC HUYỆN CÙ LAO DUNG, KẾT HỢP ỨNG DỤNG HỆTHỐNGTHÔNGTINĐỊALÝGISQUẢNLÝMẠNGLƯỚI LUẬNVĂNTHẠCSĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNGHƯỚNG DẪNKHOAHỌC: PGS.TSĐOÀNTHUHÀ TPHỒCHÍ MINH-2019 LỜI CAMĐOAN Họ tên: TRẦN MINH BÌNHNgàysinh:27/02/1984 Cơ quan công tác: Trung tâm Nước Vệ sinh mơi trường nơng thơntỉnhSócTrăng Tác giả đề tài: “nghiên cứu đề xuất giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nướchuyệnCùLaoDung,kếthợpứngdụnghệthốngthôngtinđịalýGisquảnlýmạng lưới ” Học viên lớp cao học: 25CTN12CS2Chuyên ngành: Kỹ thuật sở hạ tầngMãsố:17813047 Tôi xin cam đoan cơng trình cơng trình nghiên cứu thực cánhân học viêndưới sựhướng dẫn khoa học củaPGS.TSĐ o n T h u H T ấ t c ả cácnộidungthamkhảo đềuđượctríchdẫnnguồnđúngtheoquyđịnh Tơi xinchịutráchnhiệmvềnộidungvàlờicamđoannày Học viên thựchiệnluậnvăn TrầnMinhBình i LỜI CẢMƠN Luận văn thạc sỹ với đề tài: nghiên cứu đề xuất giải pháp mở rộng mạnglưới cấp nước huyện Cù Lao Dung, kết hợp ứng dụng hệ thống thông tin địa lýGis quản lý mạng lưới” hoàn thành hướng dẫn PGS.TSĐoànThu Hà Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến q Thầy Cơ Bộmơn CấpThốt nước-Trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt PGS.TSĐồn Thu Hà Cơ đãtận tình hướng dẫn, bổ sung cho em kiến thức quý báu GIS mơ hìnhhìnhthủylựcchunngànhcấpnướctừlýthuyếtđếnthựctiễnđãgiúpemhồnthànhđềtàiluậnvăn Bên cạnh đó, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến phía lãnh đạoTrung tâm Nước Vệ sinh môi trường nơng thơn tỉnh Sóc Trăng tạođiều kiện cho em thu thập liệu quan trọng số liệu cần thiết để em cóthểhồnthànhđềtàinày Với nỗ lực cố gắng thân trình thực đềtàicũngk h ó t r n h k h ỏ i n h ữ n g s a i s ó t v k h u y ế t đ i ể m t r o n g q u t r ì n h t h ự c h i ệ n luậnvăn.ChínhvìvậynhữngýkiếnđónggóptừThầyCơvàkiếnthứcđượctrang bị q trình học tập Trường tảng, hành trang q báugiúp em hồn thiện chun mơn nghiệp vụ phục vụ cơng tác đơn vị gópphần hồn thành nhiệm vụ chung Đơn vị thực cấp nước sinhhoạt chongườidânnơngthơntỉnh Sóc Trăng Emxinchânthànhcảmơn Sóc Trăng,ngày tháng năm2019 Họcviên thực TrầnMinhBình MỤCLỤC PHẦNNMỞĐẦNU CHƯƠNG 1.NG 1.T ỔNG N G QUAN .5 1.1 Tổngngquanvềkhu vựccnghiêncứuu 1.1.1 Giới thiệu vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội huyện CùLaoDung 1.1.2 Hiện trạng quản lý, vận hành hệ thống tuyến ống truyền dẫn nước sạchhuyệnnCù LaoDung 1.1.3 Những ưu điểm hạn chế công tác quản lý, vận hành hệ thống tuyếnốngtruyềndẫnnướcsạchhuyệnCùLaoDungtạiTrungtâmNướcsạchvàVệsinh mơitrườngnơngthơntỉnhSócTrăngngnơngthơntỉnhSócTrăngnhSócTrăngng 1.1.4 Những vấnng vấnnđềđặttracầnnnghiêncứuu 10 1.1.5 Tính thựcc tiễnncủaađềtàii 11 1.2 TổngquanvềviệcứngdụngGISvàmơhìnhthủylựctrongquảnlývàvậnhàinh mạnglướinglướiituyếnnốngngtruyềndẫnnnướicsạnglướich 12 1.2.1 Cáckháiniệnmliênquan .12 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước giới ứng dụng GIS mơhìnhthủaylựcctrongquảnnlývàivậnnhàinhmạnglướing lướiituyếnnốngngcấnpnướic 13 1.3 Kinhnghiệnmquảnnlýhệnthốngng cấnpnướictrongvàingoàiinướic 16 1.3.1 Kinhnghiệnmquảnnlýhệnthốngngcấnpnướic ởSingaporeSingapore 16 1.3.2 Kinh nghiệnmquảnnlýhệnthốngngcấnpnướicởSingaporePhầnnLan .19 1.3.3 KinhnghiệnmquảnnlýcấnpnướicởSingaporeThừaaThiênHuến 22 1.3.4 Kinh nghiệm quản lý cấp nước Công ty cổ phần cấp nước Bà RịaVũngTàiu 27 CHƯƠNG 1.NG 2.C ƠNG SỞ LÝTHUYẾTKHOATKHOAHỌCC 30 2.1 CơsởSingaporekhoahọccvềhệnthốngngthôngtin địalýalý(GIS) 30 2.1.1 Kháiniệnmhệnthốngngthôngtinđịalýalý(GIS) 30 2.1.2 ChứucnăngngcủaaGIS 30 2.1.3 Cấnutrúccơ sởSingaporedững vấnliệnuGIS 31 2.2 Lựcachọcnphầnnmềmthủaylựcc 31 2.2.1 Một sốt sốngphầnnmềmmơphỏngngthủaylựccđangđượccứungdụngng 31 2.2.2 So sánhtínhnăngngphầnnmềmthủaylựcc 38 2.2.3 Lựcachọcn phầnn mềm 42 2.3 Cácthàinhphầnnvậntlýcủaamạnglướinglướiicầnn khaibáokhichạnglướiymơhình 42 2.3.1 Mốnginốngi(Juction) 42 2.3.2 Bểchứua(Reservoirs) 43 2.3.3 Ống nướcng nướic(Pipe) 43 2.3.4 Máybơm(Pump) 44 2.3.5 Van(Valves) 45 2.4 Cáccơngthứuctínhtốntrongmơhình 45 2.4.1 XácđịalýnhlưulượcngtrênđườngnơngthơntỉnhSócTrăngngốngng .45 2.4.2 Cơngthứuctínhnăngnglượcngdịngchảny/cột sốtáp 46 2.4.3 Tổngnthấntthủaylựcc 47 2.4.4 Cơngthứuctínhtốngcđột sốphảnnứungtrongđườngnơngthơntỉnhSócTrăngngốngng 50 CHƯƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RỘNG MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC VÀỨNGNGDỤNGGIS, MƠNGGIS, MƠHÌNHTHỦYLỰC TRONGQUẢNLÝMẠNGYLỰC TRONGQUẢNLÝMẠNGC TRONGQUẢNLÝMẠNGNLÝMẠNGNGLƯỚII 52 3.1 Thu thập, xây dựng liệu mạng lưới tuyến ống truyền dẫn ứng dụngGistrongquảnn lý .52 3.1.1 Thuthậnp,xâydựcngdững vấnliệnu mạnglướinglướiituyếnnốngngtruyềndẫnn 52 3.1.2 ỨNGngdụngngGistrongquảnnlýmạnglướinglướii cấnpnướic 54 3.2 Khảnosát,thu thậnp dững vấnliệnuđểthựcchiệnn môphỏngngthủaylựcc 57 3.2.1 Dững vấnliệnuthuthậnpđượcctrongquátrình khảnosát .57 3.2.2.Cậnp nhậnthệnthốngng mạnglướinglướiicấnpnướicthể hiệnnvàiobảnnđồsống 58 3.3 Mô phần mềm thủy lực trạng hệ thống cấp nước huyện Cù LaoDung 58 3.3.1 Khai báocácthôngsốngđầnuvàio 58 3.3.2 Kếntquản môphỏngngtrênWatergems .60 3.3.3 Nhậnn xét 65 3.4 Đề xuất giải pháp kỹ thuật để mở rộng mạng lưới cấp nước cho huyện CùLaoDung 65 3.4.1 Giảni phápkỹthuậntmạnglướinglướiicấnpnướic .65 3.4.2 Kết mô kiểm nghiệm giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nướchuyệnnCù LaoDungtrênWatergems .67 KẾTKHOATLUẬNVÀKIẾN NGHỊNVÀKIẾTKHOAN NGHỊ 75 Kếntluậnn 75 Kiếnnnghịalý 75 TÀILIỆU THAMU THAMKHẢNLÝMẠNGO .77 DANHMỤCHÌNH Hình1.1 SơđồtổchứcTrungtâmNướcsạchvàVSMTNT Hình1.2Sơhiện trạng cấpnướcChinhánhnướcsạchhuyệnCù Lao DungHình1.3Quảnlý tổng hợptài nguyên nước Hình2.1 Cấutrúccơsởdữ liệu Hình 3.1 Lớp liệu tuyến ống cấp 1,2 Trạm cấp nước thị trấn Cù Lao DungHình3.2Lớpdữliệutuyếnốngcấp3TrạmcấpnướcthịtrấnCùLao DungHình3.3Tuyếnốngcấp1,2và3Trạmcấp nước An Thạnh3 Hình 3.4 Mơ hình quản lý khai thác liệu GIS mạng lưới cấp nướcHình3.5SơđồmơphỏnghiệntrạngtuyếnốngChinhánhCùLao DungHình3.6Kếtquảmơphỏngáplựcmơhìnhtạithờiđiểm7h Hình 3.7 Kết mơ áp lực mơ hình thời điểm 12hHình3.8BảngTimeBrowser Hình3.9Kếtquảbiểu diễnáplựcdạngđồthịvàdạngsốnútJ116 Hình 3.10 Kết mơ lưu lượng, vận tốc tổn thất thời điểm 7hHình 3.11 Kết mô lưu lượng, vận tốc tổn thất thời điểm 12hHình3.12Giảipháp mởrộngmạnglướicấpnướcPhươngán1 Hình 3.13 Giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước Phương án 2Hình3.14Sơđồmơphỏngtuyếnống Phươngán1 Hình3.15 Sơđồmơphỏngtuyến ốngPhươngán2 Hình 3.16 Kết mơ áp lực Phương án lúc 12hHình3.17 Kếtquả mơphỏngáplực Phươngán2lúc12h Hình 3.18 Kết mô lưu lượng, vận tốc tổn thất PA1 lúc 12hHình3.19Kếtquảmơ phỏnglưulượng,vậntốcvàtổnthấtPA1 lúc12h DANHMỤCBẢNG Bảng1.1Cácmơhình thủylựctrênthếgiới Bảng 2.1 So sánh phần mềm EPANET WaterCAD/WaterGEMSBảng2.2Cáccơngthứctínhtổnthấtcộtnướctrongốngchảy đầyBảng2.3Cáchệsốnhámcho ống Bảng2.4 BảngtraHệsốtổnthấtcụcbộ Bảng 3.1 Hệ số sử dụng nước khơng điều hịa mạng lướiBảng3.2 Điểmtổnghợptheotừngtiêuchícógắnvớitrọngsố DANHMỤCTỪVIẾTTẮT Từviết tắt Tiếng Anh TiếngViệt CTCN Cơngtrình cấpnước TCNTT Trạmcấpnướctậptrung VSMTNT Vệsinh mơitrườngnơngthơn AutoCAD ComputerAidedDesign Thiếtkếđượchỗtrợcủamáytính Cơsởdữliệu CSDL GPS GlobalPositioningSystem Hệthốngđịnhvịtồncầu GIS Geographic Information Hệthốngthôngtinđịalý System WaterGEMS WaterGeographicE Phần mềmthủylựcWaterGEMS ngineering ModelingSystems WebGIS Giải pháp Client–Server chophép quản lý, phân tích, cậpnhật,phânphốithơngtinbảnđồ vàGIStrên Internet PHẦNMỞĐẦU Tínhcấpthiết củaĐềtài Nước sinh hoạt nhu cầu thiết yếu người Đặc biệt vùng nơngthơn tỉnh Sóc Trăng nói chung huyện Cù Lao Dung nói riêng đảm bảo nhu cầunước phục vụ cho mục đích sử dụng sinh hoạt, sản xuất người dân rấtcần thiết vàcấpbách.Bên cạnh đó,thựchiệnTiêuchí 17mơi trường, tiêu 17.1 nông thôn tỷ lệ dân nông thôn cấp nước đạt quy chuẩn quốc gia từ65% tiêu chí bắt buộc cơng nhận xã đạt chuẩn nơng thơn Vì vậy, Tỉnh ủySóc Trăng ban hành Nghị số 04-NQ/TU ngày 2-8-2016 xây dựng nơngthơn mớitỉnhSócTrănggiaiđoạn2016 –2020 Huyện Cù Lao Dung tỉnhSóc Trăngcó diện tích tự nhiên 249,4 km2 với 16.144 hộ,dânsốkhoảng64.500người,tỷlệhộnghèođạt14,66%.Mậtđộdânsố2 người/km2 (mật độ dân số bình qn tồn tỉnh 395 người/ km2) Huyện Cù Lao Dunggồm có đơn vị hành trực thuộc, gồm thị trấnCù LaoDungvà xã:A n Thạnh 1,An Thạnh 2,An Thạnh 3,An Thạnh Đông,An Thạnh Nam,An Thạnh Tây,Đại Ân Trên địa huyện Cù Lao Dung có cơng trình cấp nước tập trung doTrung tâm Nước Vệ sinh môi trường nơng thơn tỉnh Sóc Trăng quản lý vậnhành,phụcvụcấpnướcsạchcho2.676hộ,trongđó: 02 trạm cấp nước Thị trấn Cù Lao Dung phục vụ cấp nước cho 1.784 hộ thuộc: thịtrấn CLD, xã An Thạnh Tây, xã An Thạnh 1, xã An Thạnh Đoạn ống ngang xã AnThạnh Tây dài 3.200 m, với 85 hộ sử dụng, đoạn ống ngang xã An Thạnh 1dài6.805métkmvới880hộsử dụng 01trạmcấpnướcởxãAnThạnh3phụcvụcấpnướccho726hộcủaxãAnThạnh3và1phần xãAnThạnhNam Trong trình phát triển hệ thống cấp nước nơng thơn tỉnh Sóc Trăng, nhiều cơngtrình cấp nước, đặc biệt cơng trình cấp nước huyện Cù Lao Dung đến hồsơ thiết kế, vẽ tuyến ống bị thất lạc; cơng trình di dời, nâng cấp mở rộng mạngđườngốngdonhiềubộphậnlưutrữkhácnhauchưađượcthốngnhấtquảnlý.Dođó,