Ứng dụng gis và watergems xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý tài sản và vận hành mạng lưới cấp nước tại khu đô thị long hưng thành phố biên hòa

BỘ GIÁO DỤC VÀĐ À O TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀPTNTTRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦYLỢI CHÂU VĂN BÌNH ỨNG DỤNG GIS VÀ WATERGEMS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUẢN LÝ TÀI SẢN VÀ VẬN HÀNH MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC TẠI KHU ĐÔ THỊ LONG HƯNG, THÀNH PHỐ BIÊN HÒA, TỈNH ĐỒNG NAI LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HCM, NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀĐ ÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀPTNTTRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦYLỢI CHÂU VĂN BÌNH ỨNG DỤNG GIS VÀ WATERGEMS XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ QUẢN LÝ TÀI SẢN VÀ VẬN HÀNH MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC TẠI KHU ĐÔ THỊ LONG HƯNG, THÀNH PHỐ BIÊN HỊA, TỈNH ĐỒNG NAI Chun ngành: Kỹ thuật Cấp nước Mã số: 8580213 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS TRIỆU ÁNH NGỌC GÁY BÌA LUẬN VĂN HỌ VÀ TÊN: CHÂUV Ă N BÌNH LUẬN VĂNTHẠCSĨ TP.HCM, NĂM2021 LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Châu Văn Bình MSHV: 191801039 Lớp: 27CTN11-CS2 Chuyên ngành: Kỹ thuật Cấp Thốt Nước Tơixincamđoanđâylàcơngtrìnhnghiêncứucủabảnthânhọcviên.Cáckếtquảnghiên cứu kết luận luận văn trung thực, đúc kết từ sau năm làm thi công thực tế Hạ tầng cấp nước thành phố Nội dung trình bày luận văn kinh nghiệm, trải nghiệm thực tế tơi tích lũy trình bày luận văn để tăng thêm tính thực tế với châm ngôn Học đôi với hành Tôi không chép từ nguồn hình thức nào.Việc tham khảo nguồn tài (nếucó)đãđượcthựchiệntríchdẫnvàghinguồntàiliệuthamkhảođúngquyđịnh Tác giả luận văn liệu LỜI CÁM ƠN Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến quý Thầy Bộ mơn Cấp Thốt Nước, Trường Đại học Thủy Lợi – Cơ sở 2, Thành phố Hồ Chí Minh đặc biệt PGS.TS Triệu Ánh Ngọc Thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cho tơi kiến thức q báu để tơi hồn thành tốt khóa luận Bên cạnh đó, tơi xin chân thành gửi lời cám ơn chân thành đến phía Cơng ty TNHH Đầu tư Xây dựng Cấp thoát nước Môi trường WASEEN tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình tham gia nghiên cứu, học tập trường Đại học Thủy Lợi – Cơ sở Khoảng thời gian năm làm việc Công ty, trực chiến nhiều cơng trình hạ tầng cấp nước giúp tơi có góc nhìn thực tế nghề Với kiến thức hạn chế, đề tài nghiên cứu khó tránh khỏi thiếu sót Tơi kính mong nhận ý kiến đóng góp từ Q thầy để hành trang cho tơi hồn thiện, bổ sung chun mơn nghiệp vụ công việc tương lai Lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất cả! MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNHẢNH vi DANH MỤCBẢNGBIỂU viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCHT H U Ậ T NGỮ ix CHƯƠNG1 1.1 Tổng quan khu đô thịLongHưng .4 1.1.1 1.2 TỔNG QUAN KHU VỰCNGHIÊNCỨU Điều kiện tự nhiên .4 Hiện trạng kinh tế -xãhội 1.2.1 Về kinh tế 1.2.2 Về văn hóa –xãhội 1.2.3 Lĩnh vực quốc phòng –anninh 1.2.4 Hiện trạng cấpđiện 1.2.5 Hiện trạng thông tinliên lạc 10 1.2.6 Hiện trạnggiaothông 11 1.2.7 Chỉ tiêu kinh tếkỹthuật 11 1.3 Quy hoạch đặc trưng củađôthị 13 1.4 Hiện trạng cấpnước 14 1.5 Tình hình nghiên cứu quản lý vận hành mạng lướic ấ p nước .14 1.5.1 Trên thếgiới .14 1.5.2 Trong nước 15 CHƯƠNG2 2.1 Cơ sở lý thuyết đề xuấtgiảipháp 16 2.1.1 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁPN G H I Ê N CỨU 16 Tổng quan đề tàinghiên cứu .16 Phần mềmứngdụng 16 2.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System– GIS) 16 2.2.2 Lịch sửpháttriển 17 2.2.3 Các thành phần hệthốngGIS 21 2.2.4 Topology 22 2.2.5 GeometricNetwork 23 2.2.6 Các thành phần cấuthànhCSDL 23 2.2.7 Phần mềmArcGISDiagrammer 23 2.2.8 2.3 Phần mềmWaterGEMS .24 Mạng lướicấpnước 26 2.3.1 Định nghĩa đối tượng điển hình mạng lướic ấ p nước .26 2.3.2 Các yếu tố thủy lực mạng lướicấpnước 33 2.4 Phương tiệnnghiêncứu .37 2.5 Lược đồ phương phápnghiêncứu 38 2.6 Tạo sởdữliệu .39 2.6.1 Thu thập xử lýdữliệu 39 2.6.2 Dữ liệuđườngống 39 2.6.3 Dữ liệu điểmđấu nối 40 2.6.4 Dữliệubơm 42 2.6.5 Dữliệuvan 42 2.6.6 Dữ liệuđồnghồ 43 2.6.7 Thiết lập sởdữ liệu .44 2.7 Quản lý tài sản vận hành mạng lướicấp nước .44 2.8 Tính tốn áp lực nước trongmạnglưới .47 2.8.1 Mụcđích 47 2.8.2 Tính tốnthuỷ lực 47 2.8.3 Chương trìnhtínhtốn 47 2.8.4 Quy trình tínhtốn .47 2.9 Tính tốn lưu lượng cấp nước chokhu vực 48 2.9.1 Lưu lượng nướcsinhhoạt 48 2.9.2 Lưu lượng nước cấp cho công trìnhcơngcộng 49 2.10 Chế độ tiêuthụnước 52 2.10.1 Chế độ tiêu thụ nướcsinhhoạt .52 2.10.2 Chế độ tiêu thụ nước cơng trìnhcơngcộng 53 2.10.3 Chế độ tiêu thụ nước tưới cây,rửađường 53 2.10.4 Chế độ nước rò rỉdựphòng 53 CHƯƠNG3 KẾT QUẢNGHIÊN CỨU 54 3.1 Về cấu trúc sở liệutrongGIS 54 3.2 Về trúc sở liệu van cấp nướctrongGIS 55 3.3 Về cấu trúc sở liệu đồng hồ khách hàngt r o n g GIS 56 3.4 Về cấu trúc sở liệutrongGIS 57 3.5 Về cấu trúc sở liệutrongWaterGEMS 57 3.6 Cơ sở liệu mạng lướicấpnước 58 3.7 Quản lý tài sản vận hành mạng lướicấp nước .58 3.7.1 Hỗ trợ quản lýtàisản 58 3.7.2 Quản lý vận hành mạng lướicấpnước 59 3.8 Áp lực nước trongmạng lưới 60 3.9 Trình bàykếtquả .62 3.9.1 Mạng lưới cấp nước khu đô thị Long Hưng –Đ n g Nai 62 3.9.2 Xuất liệu đườngkínhống 63 3.9.3 Xuất liệu vềvận tốc 63 3.9.4 Xuất liệu vềáp lực 64 CHƯƠNG4 KẾT LUẬN VÀ KIẾNNGHỊ 65 4.1 Kếtluận .65 4.2 Hạn chế củađềtài 65 4.3 Kiến nghị 66 TÀI LIỆUTHAMKHẢO .67 PHỤ LỤC 68 MÔ PHỎNG MẠNG LƯỚI BẰNG PHẦNMỀMWATERGEMS 68 1.1 Các bướcthựchiện 68 1.1.1 Nhập liệuvàoWaterGEMS .68 1.1.2 Vạch tuyến trực tiếp phầnmềmWaterGEMS 68 1.1.3 Nhập hệ số Patternsinhhoạt 69 1.2 Tính năngDarwinDesigner 70 1.2.1 1.3 Thiết lập thông sốban đầu 70 Phân tích kết 72 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Vị trí khu thịL o n g Hưng Hình 1.2 Hiện trạngcấp điện Hình 1.3 Hiện trạng thông tinl i ê n lạc 10 Hình 1.4 Hiện trạnggiao thông .11 Hình 1.5 Quy hoạch đặc trưng khu thịL o n g Hưng 13 Hình 2.1 Các thành phần hệt h ố n g GIS 21 Hình 2.2 Ống nhựa HDPE tập kết tạic ô n g trường .26 Hình 2.3 Mối hàn ống HDPE tạic n g trường .27 Hình 2.4 Vị trí van cổng điển hình đấu nối tạicơngtrường 30 Hình 2.5 Vị trí van xả khí qua cầuđ i ể n hình .31 Hình 2.6 Trụ cứu hỏa điển hình đấu nối tạicơngtrường 32 Hình 2.7 Tê gang điển hình đấu nối tạic n g trường 32 Hình 2.8 Đai lấy nước điển hình đấu nối tạicơngtrường .33 Hình 2.9 Chi tiết đấu nối nguồn minh họathựctế 41 Hình 2.10 Dữ liệu thông số bơm với cột áp vàlưulượng 42 Hình 2.11 Hầm đồnghồ tổng 43 Hình 2.12 Datalogger cài đặt hầm đồngh tổng .43 Hình 2.13 Dữ liệu nút mạng lướic ấ p nước 45 Hình 2.14 Dữ liệu đường ống mạng lướic ấ p nước 46 Hình 2.15 Dữ liệu mạng lướic ấ p nước 46 Hình 3.1 Cơ sở liệu Layercác tài sản mạng lưới cấpnước .54 Hình 3.2 Cơ sở liệu tài sản vanc ấ p nước 55 Hình 3.3 Cơ sở liệu tài sản đồng hồk h c h hàng 56 Hình 3.4 Cơ sở liệu thông tin tài sảnmạng lưới cấpnước 57 Hình 3.5 Cơ sở liệut r o n g WaterGEMS 57 Hình 3.6 Ảnh minh họa cho thông số đồngh tổng 60 Hình 3.7 Mơ áp lực mơh ì n h WaterGEMS .61 Hình 3.8: Mạng lưới đường ống cấp nước khu thịLongHưng 62 Hình 3.9: Dữ liệu đườngk í n h ống 63 Hình 3.10 Dữ liệu vềv ậ n tốc 63 Hình 3.11 Dữ liệu vềá p lực 64 Hình PL1- Nhập cao độc h o nút 68 Hình PL1- Vạch tuyến mạng lướic ấ p nước 68 Hình PL1- Kiểm tra vạch tuyếnh o n thiện .69 Hình PL1- Nhập hệs ố Pattern 69 Hình PL1- Thiết lập giá trị áp lựct ố i thiểu 70 Hình PL1- Thiết lập liệu vềv ậ n tốc 70 HìnhPL1-7Dữliệuvềhệsốnhám,vậtliệuống,đườngkínhvàchiphí 71 Hình PL1- Thiết lập liệu chọn phân tích tối thiểuc h i phí 71 Hình PL1- Phân tích tối ưuchiphí 71 Hình PL1- 10 Các phương án thiết kếtựđộng .72