Việc nghiên cứu đề xuất phương pháp thiết kế tối ưu mạng lưới cấp nước phường Thọ Quang, có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội của phường, của quận Sơn Trà và của thành phố Đà Nẵng, là căn cứ khoa học nhằm hỗ trợ các cơ quan có thẩm quyền xem xét, đánh giá tính khả thi của dự án để áp dụng rộng rãi cho các khu dân cư khác trên địa bàn thành phố Đà Nẵng ; đảm bảo cung cấp đủ về lưu lượng, áp suất và chất lượng nước sạch cho các khu vực, tăng hiệu quả về mặt kinh tế, giảm thiểu vốn đầu tư góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội. Luận văn áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật, kết hợp thực tiễn và lý thuyết, thông qua việc sử dụng phần mềm tính toán mạng lưới cấp nước EPANET để đưa ra kết quả chính xác và tối ưu nhất. Kết quả nghiên cứu của luận văn là cơ sở khoa học để đầu tư xây dựng mạng lưới cấp nước cho các khu dân cư, phù hợp với định hướng phát triển chung của thành phố Đà Nẵng đến năm 2020.
1 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài: Sơn Trà quận nội thành thành phố Đà Nẵng, thành lập từ tháng 01 năm 1997 Có vị trí đặc biệt, nằm phía Đơng thành phố, trải dài theo hạ lưu phía Đơng sơng Hàn, phía Bắc giáp biển Đơng, phía Nam giáp quận Ngũ Hành Sơn, phía Tây giáp sơng Hàn phía Đơng giáp biển Đơng Đây địa bàn có vị trí quan trọng kinh tế du lịch Có cảng nước sâu Tiên Sa cửa quan hệ kinh tế quốc tế không thành phố Đà Nẵng mà khu vực miền Trung – Tây Nguyên nước Lào, Đông Bắc Thái Lan, Myanma Núi Sơn Trà, bao bọc xung quanh sông biển, với tầm nhìn ngắm thành phố rất bao quát sinh động, sẽ nơi xây dựng khu resorts phục vụ du lịch lý tưởng Quận Sơn Trà có mặt giáp biển sơng, có bờ biển đẹp kết hợp với cảnh quan thiên nhiên kỳ thú giá trị điều kiện thuận lợi cho việc phát triển ngành du lịch thành phố Đà Nẵng nước Trong gần đây, với q trình thị hóa thành phố Đà Nẵng, quận Sơn Trà có bước phát triển nhanh chóng vượt bậc, nhất lĩnh vực kinh tế có phường Thọ Quang Với việc quy hoạch chỉnh trang đô thị diện rộng, phường Thọ Quang quận Sơn Trà có mình diện mạo khu đô thị văn minh đại Nhiều khu dân cư đô thị hình thành, dự án nâng cấp, mở rộng mạng lưới giao thơng, nước, cấp nước, công viên, xanh, trung tâm vui chơi công cộng nội thị đầu tư xây dựng, khu resort đại mang tầm quốc tế Kèm theo sở sản xuất, kinh doanh, bệnh viện, trường học, hình thành Các ngành công nghiệp, thương mại, du lịch, dịch vụ,… phát triển cách nhanh chóng mạnh mẽ Bên cạnh vẫn còn tình trạng thiếu nước khu dân cư, nhất khu dân cư chỉnh trang hiệu sử dụng nước chưa quan tâm nhiều, làm ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt kinh tế nhân dân khu vực nêu Đặc biệt khu dân cư chỉnh trang địa bàn phường Thọ Quang, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng Vì vậy, để giải cấp nước cho khu dân cư trạng địa bàn phường Thọ Quang, cần phải tính tốn, đề xuất phương án tối ưu để xây dựng hệ thống cấp nước đến hộ dân điều cần thiết cấp bách Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu: a Mục tiêu: Nghiên cứu đề xuất phương pháp tối ưu mạng lưới cấp nước phường Thọ Quang phải đảm bảo phục vụ tốt cho sản xuất, phòng cháy chữa cháy sinh hoạt người dân b Nhiệm vụ: + Tính tốn đề x́t xây dựng hệ thống cấp nước cho khu dân cư chỉnh trang, đảm bảo kinh tế, lưu lượng áp lực đủ đến hộ dân khu dân cư, phải phù hợp với điều kiện thực tế tuân thủ theo quy hoạch chung hệ thống cấp nước quận Sơn Trà + Định hướng quy hoạch cấp nước cho khu dân cư trạng sau: - Nguồn nước: Được lấy từ trạm cấp nước Sơn Trà với đường kính ống D200 dẫn dọc theo tuyến đường khu dân cư hình thành - Mạng lưới: Mạng lưới bao gồm nhiều tuyến, tuyến D200 dọc theo đường Trần Quang Khải khu dân cư đầu tuyến Sơn Trà - Điện Ngọc cấp cho khu vực Thành Vinh, Lộc Phước tuyến D200 dọc theo đường Ngơ Quyền, khu dân cư phía Nam đường Phan Bá Phiến cấp cho khu vực Quang Cư Mân Quang Ống cấp nước đến hộ dân có đường kính D50 chơn đường bê tơng trạng Mục tiêu nhiệm vụ đề tài nhằm đánh giá đúng khả chọn phương án tối ưu mạng lưới cấp nước phường Thọ Quang 3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: a Đối tượng: Tối ưu hóa mạng lưới cấp nước phường Thọ Quang b Phạm vi: Phường Thọ Quang, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng Phương pháp nghiên cứu: Cách tiếp cận: Ứng dụng phương pháp tính tốn đại mạng lưới cấp nước thị tác công trình nguyên cứu nước điều cần thiết, để trình nghiên cứu đề tài đúng hướng Phương pháp nghiên cứu: Các phương pháp nghiên cứu sử dụng luận văn bao gồm: - Phương pháp điều tra, thu thập số liệu, tài liệu, đồ địa hình, diện tích, dân số - Phương pháp tổng hợp phân tích số liệu - Sử dụng phần mềm tính tốn mạng lưới cấp nước EPANET để tính tốn - Phân tích kinh tế để thiết kế tối ưu mạng lưới cấp nước Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Việc nghiên cứu đề xuất phương pháp thiết kế tối ưu mạng lưới cấp nước phường Thọ Quang, có ý nghĩa quan trọng việc phát triển kinh tế xã hội phường, quận Sơn Trà thành phố Đà Nẵng, khoa học nhằm hỗ trợ quan có thẩm quyền xem xét, đánh giá tính khả thi dự án để áp dụng rộng rãi cho khu dân cư khác địa bàn thành phố Đà Nẵng ; đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng, áp suất chất lượng nước cho khu vực, tăng hiệu mặt kinh tế, giảm thiểu vốn đầu tư góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội Luận văn áp dụng tiến khoa học kỹ thuật, kết hợp thực tiễn lý thuyết, thông qua việc sử dụng phần mềm tính tốn mạng lưới cấp nước EPANET để đưa kết xác tối ưu nhất Kết nghiên cứu luận văn sở khoa học để đầu tư xây dựng mạng lưới cấp nước cho khu dân cư, phù hợp với định hướng phát triển chung thành phố Đà Nẵng đến năm 2020 Cấu trúc luận văn: Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, luận văn gồm có chương sau : CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ PHƯỜNG THỌ QUANG – QUẬN SƠN TRÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG CHƯƠNG - HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI ĐẾN NĂM 2020 CHƯƠNG - NHU CẦU DÙNG NƯỚC ĐẾN NĂM 2020 CHƯƠNG - TÍNH TỐN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC CHƯƠNG - TÍNH TỐN TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CHƯƠNG - KHÁI TOÁN KINH TẾ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯỜNG THỌ QUANG - QUẬN SƠN TRÀ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý: Quận Sơn Trà quận nằm phía đơng Thành phố Đà Nẵng: - Phía Bắc phía Đơng giáp biển Đơng - Phía Nam giáp quận Ngũ Hành Sơn - Phía Tây giáp sơng Hàn Hình 1.1 Vị trí dự án 1.1.2 Địa hình địa mạo Địa hình tương đối thoải đều, phía Đơng dốc biển Độ dốc trung bình 2%, độ cao trung bình 7m 1.1.3 Khí hậu Phường Thọ Quang thuộc quận Sơn Trà thành phố Đà Nẵng nên mang tính chất khí hậu Đà Nẵng, khu vực nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ mùa Đơng lạnh chịu ảnh hưởng gió mùa Đơng Bắc vị trí kinh độ vùng Nhiệt độ mùa hè nóng chịu ảnh hưởng gió Tây Nam địa hình dãy Trường Sơn Khu vực hoạt động khu công nghiệp thuộc tiểu vùng thuộc vùng khí hậu III với đặc trưng chung vùng cát Đà Nẵng như: tổng nhiệt > 9000 độ, tổng lượng xạ năm > 140 Kcal/cm2, tổng lượng mưa 2060mm số nắng từ 1800 ÷ 2000 năm Dưới số liệu thống kê Đài khí tượng thủy văn khu vực Trung Trung Bộ mười năm từ 1987 ÷ 1996 thành phố Đà Nẵng * Gió: Gió yếu tố thời tiết khơng bị chế hoàn lưu chi phối, mà còn chịu tác động yếu tố địa hình Hướng gió Đà Nẵng tương đối phân tán, hầu hướng có gió, bị chi phối điều kiện hoàn lưu địa hình, tần suất hướng thay đổi theo thời gian Tốc độ gió trung bình năm 3,3m/s Tần suất lặng gió cao từ 25 ÷ 50% Trong mùa mưa, gió mạnh nhất có hướng Bắc đến Đơng Bắc với tốc độ từ 15 ÷ 25m/s Trong bão, tóc độ gió lên tới 30 ÷ 40m/s Hàng năm trung bình có từ 50 ÷ 55 ngày có gió Tây hoạt động mạnh làm cho nhiệt độ tăng cao độ ẩm giảm: Nhiệt độ trung bình cao nhất 350C độ ẩm thấp nhất 55% Nếu xét tốc độ trung bình theo hướng, thì hướng Bắc có tần śt cao suốt mùa Đơng mà tốc độ gió trung bình 3m/s Trong tháng tháng 10 tốc độ gió trung bình 4m/s, sau đến hướng Đông Bắc hướng Đông, tốc độ trung bình khoảng 3m/s Riêng hướng Nam, Tây Nam, Tây có tần suất thấp, tốc độ trung bình không 2m/s * Nhiệt độ: Theo số liệu thống kê nhiệt độ khơng khí thành phố Đà Nẵng năm từ 1987 ÷1996 là: - Nhiệt độ trung bình năm : 25.8oC - Nhiệt độ cao trung bình : 30,5oC - Nhiệt độ cao tuyệt đối : 40.9oC - Nhiệt độ thấp trung bình : 22.7oC - Nhiệt độ thấp tuyệt đối : 7.2oC * Mưa: Hằng năm Đà Nẵng có mùa mưa mùa khô Mùa mưa bắt đầu từ tháng đến tháng 12, mưa lớn tập trung vào tháng 10 11 Các tháng mưa nhất năm tháng 3, 4, Theo số liệu đo đạt, hàng năm Đà Nẵng có trung bình 11 ngày có lượng mưa 50mm, có 114 ngày có lượng mưa 10mm Lượng mưa lớn nhất phân bố theo thời gian Đà Nẵng sau: - Lượng mưa lớn nhất 15 phút 50mm - Lượng mưa lớn nhất 30 phút 90mm - Lượng mưa lớn nhất 140mm - Lượng mưa lớn nhất 24 418mm - Lượng mưa trung bình năm: 2400mm - Lượng mưa lớn nhất năm: 3300mm - Lượng mưa thấp nhất năm: 1400mm Hàng năm, Đà Nẵng tỉnh ven biển miền Trung xuất mưa to đến rất to kéo dài vài ba ngày, với tổng lượng mưa từ 100 đến 500mm Theo số lượng thống kê 34 năm qua, trung bình hàng năm Đà Nẵng có đến đợt mưa to đến rất to, tổng lượng mưa đợt 150mm *Độ ẩm không khí Độ ẩm khơng khí yếu tố ảnh hưởng đến q trình chuyển hố chất nhiễm khơng khí yếu tố vi khí hậu ảnh hưởng sức khoẻ người lao động Độ ẩm lớn sẽ làm cho phản ứng hoá học chất thải (SO2,SO3…) mạnh tạo H2SO3; H2SO4 Độ ẩm trung bình Đà Nẵng 82% Độ ẩm cao nhất ghi nhận 85,8% vào tháng 12 Độ ẩm thấp nhất ghi nhận 75,2% vào tháng Các tháng mùa khơ có độ ẩm trung bình từ 75-80%, độ ẩm thấp nhất xuống 40% Các tháng mùa mưa có độ ẩm trung bình 80-85%, có ngày đạt tới 95% * Số nắng: Tại Đà Nẵng, năm trung bình có khoảng 2253 nắng, số nắng trung bình tong ngày giờ.Trong năm có nhất nắng/ngày từ tháng đến tháng 10 hàng năm.Tháng 11 tháng 12 tháng có nắng nhất 2-3 /ngày Các tháng 4, ,6 ,7 có số nắng nhiều nhất từ 8,1-8,9 giờ/ngày * Độ bền vững của khơng khí: Độ bền vững khí định khả phát tán chất ô nhiễm khơng khí Để xác định độ bền vững khí chúng ta dựa vào độ gió biên độ xạ mặt trời (vào ban ngày) độ che phủ mây trời (vào ban đêm) Với tốc độ gió trung bình Đà Nẵng 3,3m/s nên độ bền vững khí khuvực thuộc loại A-B không bền vững vào ban ngày, từ tháng II-X thuộc B, từ tháng XI-I độ che phủ mây ban đêm trung bình lớn 4/8 nên khí thuộc loại D (theo phân loại Pasquill) Trong điều kiện độ bền vững khí thuộc loại D, E ,F trình phát tán tốt loại A, B ,C Khi đánh giá mức độ ô nhiễm, thiết kế hệ thống xử lý khí thải tính tốn điều kiện khí bất lợi nhất cho trình khuyếch tán (khí loại A) Tóm lại khí hậu phường Thọ Quang quận Sơn Trà có đặc điểm bản: - Mùa mưa từ tháng đến tháng 12 - Mùa nắng từ tháng đến tháng - Nhiệt độ trung bình 26,5oC - Lượng mưa bình quân 1706 mm/năm tập trung 80 - 85% vào mùa mưa - Tháng mưa nhiều, lượng mưa khoảng 326 mm/tháng - Tháng mưa ít, lượng mưa khoảng 100 mm/tháng - Tháng mưa nhất, lượng mưa khoảng 30 mm/tháng (Xem phụ lục 1-6) 1.1.4 Thủy văn Suối Sơn Trà 1: Bắt nguồn từ đỉnh Sơn Trà Đây suối có lưu lượng dồi nhất, lưu vực khoảng 40 km2 Qua nhiều năm khai thác Công ty Cấp nước Đà Nẵng đo vào mùa khô lưu lượng khoảng 47 l/s Suối Sơn Trà 2: Cũng bắt nguồn tư suối Sơn Trà 1, suối có lưu vực khoảng 20 km2 , lưu lượng nhỏ Qua nhiều năm khai thác Công ty Cấp nước Đà Nẵng đo vào mùa khô lưu lượng khoảng 35 l/s Hồ Xanh: Lưu vực hồ khoảng 33 km2 , xác định theo đồ địa hình Khu vực nguyên mỏ đá hình thành khai thác đá từ năm 1975 Sau bảo vệ môi trường cho khu rừng cấm Quốc gia nên ngừng khai thác tồn bộ, từ trở thành hồ chứa nước Chính cấu tạo thành đáy hồ nguyên đá gốc nên khơng bị nhiễm mặn khơng có nguồn 10 mạch ngầm phổ cập Nước hồ đơn thuần tạo thành nước mưa lượng nước giảm bay Hình 1.2 Hồ xanh Qua đo đạc từ thực địa nhiều năm quan trắc Công ty Cấp nước Đà Nẵng có kết sau: - Diện tích bề mặt hồ khoảng 33 (580m x 580m) - Cốt mực nước cao nhất: 3,5m - Cốt mực nước thấp nhất: 2,5m - Cốt đáy hồ: -5m - Trữ lượng khai thác khoảng 2,2 triệu m3 tương đương 6.000 m3/ng.đ Nước ngầm: Theo số báo cáo hồ sơ trình duyệt ban ngành thành phố thì nguồn nước ngầm Thành phố Đà Nẵng rất khan Tầng chứa nước: 40 – 60m, trữ lượng nước ngầm thấp nước ngầm khai thác quy mô lớn