Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật cơ sở hạ tầng: Nghiên cứu các giải pháp quản lý hợp lý hệ thống cấp nước và phát hiện rò rỉ của DMA Q6-1001 thuộc khu vực phường 10, quận 6

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HOC THUY LỢI

LUAN VAN THAC Si

NGHIEN CUU CAC GIAI PHAP QUAN LY HOP LY HE THONG CAP NUOCVA PHAT HIEN RO Ri CUA DMA Q6-1001 THUOC KHU VUC PHUONG 10

LỜI CAM DOAN Ho và tên: HUỲNH THANH NGUYÊN

Ngày sinh: 04/06/1984

Co quan công tác: Công ty Cổ phần Cấp nước Chợ Lớn

"ác giả để tài: Nghiên cứu các giải pháp quản lý hợp lý hệ thống cấp nước và phát

hiện rò ri của DMA Q6-1001 thuộc khu vực phường 10 quận 6.

Học viên lớp cao học: 24CTNI 1 ~ CS2

“Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ ting Mã số: 60580210

Tôi xin cam đoan công trình này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân

học viên dưới sự hướng dẫn khoa học cửa PGS.TS Phạm Văn Song Công trình này

shưa được công bi lẫn nào Tắt cả các nội dung tham khảo đều được trích dẫn nguồn

đầy đủ và đúng theo quy định.

‘Toi xin chịu trách nhiệm về nội dung và lời cam đoan này.

Hye viên thực hiện luận vin

Huỳnh Thanh Nguyên

LỜI CẢM ƠN

“chân thành gửi lời cảm on sâu sắc đến quý Thấy Cô Thầy Cô trong Khoa

‘Thay Văn Và Tải Nguyên Nước -Trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt là PGS.TS Phạm

‘Vain Song đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong si

ốtcquá trình học tập tại trường giúp em hoàn thành đề tài luận văn.

Bên cạnh đó, em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến phía Tổng Công ty

Cấp nước Sài Gòn TNHH MTV và Chỉ nhánh Công ty Cổ phẩn Cấp nước Chợ Lớn đã

cung cấp và tao điềusn cho em thu thập những dữ liệu quan trọng và số liệu cần

thiết cũng như những thông tin hữu ich để em có thể hoàn thành đề tài này.

Véi những nỗ lực và cổ gắng của bản thân trong quá tinh thực hiện dễ tả cũngkhổ tránh khỏi những sai sót và khuyết điểm trong quá trình thực hiện luận văn Chính,

vì vậy những ý kiến ding góp từ Thầy Cô và kiến thức được trang bj trong quá tìnhhọc tip tại Trường sẽ là nn tang, hành trang quý báu gip em hoàn thiện hơn chuyên

Xinh nói chung và Công ty Cổ phin Cấp nước Chợ Lớn nồi riêng

Em xin chân thành cảm om,

Tp Hồ Chí Minh, ngày thắng năm20185

Học vithực hiện

Huỳnh Thanh Nguyên

MỤC LỤC

DANH SÁCH TỪ VIET TAT PHAN MO DAU

1 Tinh cấp thiết củn đề tải 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Đối tượng và phạm ví nghiên cứu 2 4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

5 Nội dung nghiên cứu 4

6 Kết qui dự kiến đạt được 4

CHUONG 1: TONG QUAN

LL Tổng quan chung về các giải pháp

thoát nước, giải pháp quản lý cho các hệ thống cấp nước 5 Ld Tổng quan chung vềthất thoát nước 5 112 'Các giải pháp kỹ thuật trong công tác giảm nước thất thoát that thu 12

1.1.3 —— Giải pháp quan lý hệ thông cấp nước la

1.2 Tổng quan về hiện trang hệ thống cấp nước khu wwe nghiên cứu: l6

1.2.1 Tổng quan vé hiện trang chung mạng lưới cấp nước của Tông Công ty

Cap nước Sài Gòn TP.HCM 16

12.2 Higa trang mạng lưới cấp nước truyn dẫn (ng cấp 1, cắp 2) 0 1.2.3 Hiện trang và giải pháp giảm thất thoát nước tại Công ty Cổ phin Cấp.

nước Chợ Lớn năm 2017 18

1.2.4 Khu vue nghiên cứu DMA Q6-1001 22

1.2.5 Những vin đề dat ra cần nghiên cứu, 23

'CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LY THUYET VE CAP NƯỚC VÀ CÁC GIẢI PHAP

CHONG RO RỈ Seeetriiriiiriiiiiiiiroe.ZS

THVTH: Huỳnh Thanh Nguyên i

2.1 Cơ sở ý thuyết

2.1.1 Khai niệm về thất thoát, thất thu nước.

3.1.2 Cơ sở lý thuyết về thất thoát cơ học

3.1.3 Cơ sở lý thuyết về thất thụ

2.1.4 Một số công thức tinh chỉ số thất thoát nước

2.1.5 Kỹ thuật giảm tit thoát nước

2.1.6 Cơ sở lý thuyết về các giải pháp chống r r

22 Giới thiệu phần mm thủy lực

2.2.1 Giới thiệu phần mềm thủy lực Epanet

2.2.2 Giới thiệu phần mềm thủy lực Watergems 2.2.3 So sinh tính năng phần mềm thủy lực 2.3 Xây dung cơ sở dữ liệu hệ thông

2.3.1 Tích hợp GIS và mô hình thủy lực trong quản lý đường ống cấp nước.

2.3.2 Kết qua tích hợp GIS và mô hình thủy lực,

2.3.4 Các công thức tính toán trong mô hình

2.4 Giới thiệu về công tác thiết kế DMA

2.4.1 Các chỉ tiêu thiết kế DMA.

3.4.2 Kích cỡ DMA và vấn đề kinh tế 24.3 Lập kế hoạch và thiết ké DMA.

2.4.4 Dũng mô hình thủy lực phân ving tách mang các DMA.

2.5 Xây dựng mô hình thủy lực mạng lưới hệ thống đường ống cấp nước cho khu

ve DMA Q6-1001 thuộc khu vực phường 10 quận 6 39

2.5.1 Chuẩn hỏa vi xây dựng cơ sở dữ iệu 59

252 Tích hop mô hình thủy lực và GIS 74

2.521 Trinh tự tạo lập mô hình rên watergems ”

2.52.2 Dữ liệu yêu cầu si

CHUONG 3 NGHIÊN CỨU ĐÈ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

3.1 Kết quả thực hiện mô phỏng thủy lực 83

3.1.1 Trinh tự thực biện mô phỏng áp lực, lưu lượng 8

3.1.2 Đánh giá sai số m6 hình 9

3.1.3 Trình tự thực hiện phân tích dự báo các điểm rò rỉ 103

3.1.4 Kết quả dự báo khu vực rộ rỉ bằng công cụ Darwin Calibrator 110

3.1.5 Kiểm chứng kết quả mô hình 1s

3.1.6 Các thành phần ảnh hưởng đến sai số mô hình 15 3.17 Trinh tr mô phòng nồng độ clo 116 3.1.8 Kết quả mô phỏng nồng độ Clo 120 3.2 ĐỀ xuất giải pháp giảm thất thoát nước 122

3.3 Đề xuất giải pháp áp dụng mô hình quản lý mang lưới cắp nước thông minh trên

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 1; Minh họa về khu vực DMA i Hình 1,2: Thông kế các chủng loại ông cắp nước trên mạng lưới cắp nước Tp HCM 17

Hình 1.3: Địa bản do Công ty Cô phần Cấp nước Chợ Lớn quản lý 18

h 1 4: Quy trình đọc số bằng phương pháp tự động 20 Hình 1 5: Quy trình đọc số bằng phương pháp thủ công 20 Hình 1 6: Giao điện Web quan lý đồng hỗ tổng 20

nh 1, 7: Khu vực nghiên cứu DMA Q6-1001 2

Hình 1 8: Tích hop trong quan i 24

1: Sơ đồ kết nối đồng hồ lưu lượng, van điều áp, tide bị điều tết áp lực 30

Hình 2 2: Đưa dit liệu CAD vào ArcMap 60

Chọn lớp dữ liệu CAD cần nắn chỉnh d0

Dữ liệu CAD sau khi nắn chỉnh 61

Hình 2,5: Chuyển đổi dữ ig từ định dạng CAD sang GIS _

Các bước đăng kỹ tọa độ cho dữ liệu 6

Hình 2 7: Kết quả sau khi đăng ký tọa độ Tp HCM ~ VN2000 63 Kiểm t tinh đồng nhất Layer 6 Hinh 2 9: Kết quả chồng phủ dữ liệu 68

h2 10: Quy trình cập nhật dữ liệu thuộc tính 69

Hình 2 11: Quy trình chuyển đổi hệ tọa độ từ VN2000 sang WGS84 T0

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn w

Hình 2 12: Chuyển đổi định dang * shp sang KML

Hình 2 13: Quy trinh mô phòng.

Hình 2 14: Tạo mới một Project trong WaterGEMS

Tình 2 15: Tạo mới Geodatabase cho Project.

Hình 2 16: Công cụ ModelBuilder

"Hình 2, 17: Hộp thoại ModelBuilder Wizard và các dt liệu đưa vào mô hình

Hình 2, 18: Khai báo thuộc tinh dữ liệu.

Hình 2 19: Mô hình được tạo lập trên GIS.Hình 2 20: Bang LoadBuilder

2 21: Khai báo các lớp dữ liệu,

Hình 2.22: Bing thông báo kết quả tạo vôi nồi

Các vòi được tạo kết nỗi giữa đồng hỗ khách hàng và ống phân phối

1: Mô hình số độ cao DEM

Hình 3, 2: Hộp thoại TRex Wizard.

3: Độ cao tại các nút từ tính toán của TRex

Hình 3 4: Sản lượng đồng hồ khách hang được quản lý trên Excel.

5: Bảng ModelBuilder Wizard

Hình 3 6: Khai báo key filed và đơn vị cho bảng Excel

Hình 3 7: Bang thông báo kết quả sản lượng khách hàng đã được updated

ình 3 8: Kết quả đưa sản lượng vào đồng hỗ tổng Hình 3 9: Bảng thuộc tính của hd chứa

Hình 3 10: Gắn van giảm áp để thiết lập áp lực đầu vào từ hồ chứa

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn

Hình 3 11; Thiết lập áp lực ban đầu cấp vào mạng lưới 89

Hình 3 12: Thiết lip hệ số patterm cho van 91

Hình 3 13: Gắn hệ số Multiplier cho van 91

inh 3 14: Khai báo hệ số sử dụng nước không điều ha ti khách hàng 93

Gắn hệ số patterm cho khách hàng 93

Hình 3 16: Chọn thời gian phân tích 4

KẾt quả áp lực, sin lượng tai nit 95

Kết quả lưu lượng %

Hình 3, 19: Bảng chọn thông tin cin xem %

Hình 3, 20: Biểu dé áp lực tại nút cần xem 96

Định Hộp thoại Darwin Calibrator 105

Hình 3 25: Khai báo file Snapshots trong ModelBuilder 106

Khai báo Observed trong ModelBuilder 106

Hình 3 27: Kết quả sau khi đưa dữ liệu vào Darwin Calibrator 107

Hình 3 28: Cửa sé Demand Groups 108

Kết quả sau khi Selection Set 108

Hình 3 30: Khai bio các thông số rong cửa số Demand 108

Khai báo thông số trong Tap Options 109

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn "

Hình 3 32: Thực thi phân tích rò ri bằng công cụ Darwin Calibrator

Hình 3 33: Kết quả sau khi phân tích bằng công cụ Darwin Calibrator.

Hình 3 34: Hệ số Fitness của các Solution tại thời điểm 0h

Hình 3,Fitness của các Solution tai thời điểm 2h

Hệ số Fitness của các Solution tại thời điểm 4h,

"Hình 3, 37: Kết quả của Solution 1 tại thời điểm 0h.

Du báo các vị trí rò r lúc Oh (Fitness = 23,131)

Kết quả của Solution 1 tai thời điểm 2h

Hình 3 40: Dự báo các vị tí rò rỉ lúc 2h (Fitness = 18,996)

Hình 3 41: Kết quả của Solution 1 tại thời điểm 4h.

Hình 3 42: Dự báo các vị tri rò ri lúc 4h(Fitness = 8,440)

3: Bang Constituents

“Thiết lập nồng độ ban đầu tg bể chứa

Hình 3.45: Cia sé thếtlập Calculation Option

Cita số thiết lập kịch bản

Hình 3 47: Bảng kết quả nồng độ Clo

Bang Color Coding — Thiết lập thông số hiển thị màu.

Hình 3,49: Kết quả thể hiện sự an truyền nồng độ Clo trong mạng lưới

Hình 3 50: Nồng độ Clo trên tuyển ông lú 11h

Hệ thống quản lý mạng lưới cấp nước toàn diện.

Hình 3 52: Mô hình cắp nước thông minh.

"Hình 3 53: Dữ liệu áp lực hiển thị trong bảng SCADA Signals

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn

Hình 3 54: Kếtối SCADA Element ứng với từng vị ti cần giám sắt 129

Hình 3 55: Kết quả sơ sinh áp lực mô phỏng và áp lực thực té thông qua kết ni

SCADA tại vi tri số 69 Đường Số 55 130

3, 56: Phần mềm quản lý tích hợp trên GIS 132

Hình 3 57: Công cụ quản lý tai sản mang lưới tích hợp trên GIS 132

Hình 3 58: Cong cụ quản ý i sin hỗ trợ tim kiếm và thống kê ải sin trên mạng lưới cấp nước 133 Hinh 3 59: Tiếp nhận sự cổ và nhập thông tn sự cỗ 133

ình 3 62: Quản lý tai sản mạng lưới trên WebGIS 135

Hình 3 63: Quan lý sự cổ trên WebGIS 135

3 64: Hiển thị kết quả mô phỏng thủy lực (áp lực, lưu lượng, chất lượng) trên.

WebGIS 135

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn vũ

Bảng cân bằng nước của Hiệp hội Nước Quốc tế.

Cae dự ân nghiên cứu thất thoát nước tại Tp Hỗ Chi Minh

Bảng phân cấp đồng hồ nước theo giá trị lưu lượng.

So sinh phần mềm EPANET và WaterCAD/WaterGEMS

“Các công thức tỉnh tổn thất cột nước trong ống chây đầy

‘Cac hệ số nhám cho ống Hệ số tổn thất cục bộ

Mô tả chỉ tiết các lớp dit liệu nền.

Mô tả chi tết các lớp đữ liệu chuyên để mạng lưới cắp nước

Hệ số biến thiên áp lực,

Bing hệ số biến thiên nhu cầu sử dụng nước.

So sánh sai số áp lực giữa mô hình và thực tế tại các nút 69 Đường.

‘TCH trước số 77 Đường Số 61, Số 77 Trần Văn Kiểu, Gia lộ Lý Chiêu Hoàng Trin Văn Kiểu, Giao lộ Đường Số 88 - Đường Số 35

Bảng 3 4: Định dạng trên Excel của dữ liệu Field Snapshot

Bang 3 5: Dinh dang trên Excel của đỡ liệu Observed

Bang 3 6: Bang thông số Clo

DANH SÁCH TỪ VIET TAT

Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

SAWACO | SaiGon Water Corporation Tang Céng ty Cấp nước Sài Gòn Supervisory Control And Data thing điều khiển giám sit và

SCADA Ps "y i aAcquisition thu thập dữ liệu

Programmable Logic “Thiết bi điều khiển logi lập trình

me i s i sie lập

Controller được

RTU Remote Terminal Unit “Thi bị đầu cuối

HMI Human-Machine-Inerface | Giao dign người- máy

PC Personal Computer May tinh cá nhân

RAM Random access Memory | Bộnhớưng

CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm.

SMS Short Message Services Dịch vụ tin nhắn ngắn

Asymmetric Digital Subscriber

ADSL i "Đường dây thuê bao số bit đồi xing

GPRS General Packet Radio Service | Dịch vu di liệu di động dạng gói

MODEM |_ ModulatorDemodnhtor Điều biến Giải điều biến TCPịpp — | Transmission Contra! Bộ giao thức liên mạng

Protocol/interet Protocol

DMA District Meter Arca Khu vực đồng hd tong

cis Geographic Information Hệ hồng thông tn ia lý

Từ viết tắt Tiếng Anh

Water Distribution Modeling

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn

Gidi pháp Client — Server chophép quản ý, phân ch, cập nhật,

phân phối thông tin bản đồ và GIS

trên Internet

PHAN MỞ BAU

1 Tinh cấp thit của đ

Hệ thống cũng cắp nước sạch thành ph Hồ Chí Minh (Tp HCM) được xây dựng từ thời Pháp thuộc, phát triển không đồng bộ qua các thời kỳ Bắt đầu là hệ thông cắp ước nhỏ Sai Gòn- Gia Định, hiện nay công suất cắp nước 1.8 triệu m3 /ngày dm và sẽ lên đến 2.5 triệu m3 /ngày đêm trong tương lai gin và đến 4-5 triệu m3 / ngày đêm do chính phủ phê duyệt Tình hình biến đổi khí hậu, nước biển dâng, 6 nhiễm gây ảnh

hướng trự tiếp đến nguồn nước thô cho các nhà máy xử lý nước hiện ti và tương a

Hệ thống đường ống cỡ lớn truyền tải nước sạch và hệ thống đường ống phân phối nước sạch của 6 vũng cấp nước Tp, HCM dan xen phúc tạp, xuống cÍp, cập nhật không diy đủ, không thể quản lý dẫn đến rô rỉ ngầm, tỷ lệ thất thoát nước rt cao đến

40% 50% ảnh hướng rt lớn đến việc cung cắp nước sạch cho Tp HCM.

“Tp HCM có dân số hiện tại là khoảng 9 triệu người, dự kiến đến năm 2025 dân

là 10 triệu người thường trú vả 2,5 triệu người vãng lai cho toàn bộ 24.

yên Hệ thống cấp nước Tp HCM được hình think từ thời Pháp thuộc, trải gian dai sử dụng, không đồng bộ về vật liệu và chủng loại cũng như mạng

lưới cắp nước trả ra trên một diện tích rộng Mạng lưới truyền dẫn khoảng 4500 km

đường ông có DN > 100mm, cung cấp 1,8 triệu m3 nước sạch cho cả thành phổ, và tỉ lệ thất thoát khoảng 38,42% lượng nước sạch tương ứng thất thoát 691560 m3/ngày.

Với giá bình quân 8000 đồng/m3, thì số tiền thất thoát là 5,53 tỉ đồng/ ngày và hơn

2018 ti đồng/ năm và gây lăng phí tài nguyên nước Đường ống chiém cũ mục tuổi thọ > 30 năm hơn 38%, vì đã cũ mục nên lượng nước rồ rỉ ở mức cao Công tác chống thất thoát nước đem lạ lợi ích kinh tế, ti nguồn ti nguyên nước quý gid khỉ mà khí

"hậu ngày cảng khắc nghiệt và tinh trạng thiểu nước sạch, giảm chỉ phí xử lý và giảm

nguồn nước bỗ sung thêm, tránh phát triển nguồn cung cấp mới, ngăn ngừa thiệt bại khí sự cỗ r rỉ gây ra thiệt hại lớn hơn đ tài nghiên cứu nhằm đưa giải pháp quản lý

hợp lý hệ thống cấp nước và phát hiện rò ri nhằm chồng thất thoát nước cho hệ thông

cung cấp nước sạch Tp HCM, là đip thhign nay.

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn T

Hiện nay lệ thất thoát nước trung bình của đơn vị cắp nước Chợ Lớn khoảng 28,09%.

lượng nước sạch (năm 2016) tương ứng thất thoát 109551 m3/ngiy Với giá bán bình

6 tên thất thoát là 0997 t đồng/ ngày và hơn 368 tỉquân khoảng 9100 đồng/nô,

trên được liệt kê ở mục [1] tài liệu tham khảo.dng năm, số

Vi vậy đề tai "Nghiên cứu các gi pháp quản lý hợp lý hệ thing cắp nước và

phat hiện rò ri của DMA q6-1001 thuộc khu vực phường 10 quận 6” li hết sức cần

thiế, mang lại hiệu quả kinh tế, góp phần bảo về nguồn nước và môi tường, tăng tỉ lệ

người dân được dùng nước sạch, nâng cao chất lượng cuộc sông người dân Đặc biệtkết quả nghên cứu được ứng dụng rong rãi giúp cho việc giảm thiểu tỉ lệ thất thoát

nước ại công ty cũng như các đơn vị cấp nước khác một cấp hiệu qua

Đổi trợng nghiên cứu và số liệu khu vực DMA Q6-1001 thuộc khu vực Phường

10 quận 6: Khu vục này nước vào qua hai đồng hỗ tổng hiệu ISOMAG, DNI50 Tổng

chiều dài mang lưới cắp nước trong khu vực 5.302m, khu vực chủ yếu là sử dụng ống

UPVC Tổng số đồng hồ con: 1.774 đồng hỒ nước Ap lực trung binh 0,5 bar ~ 0.8

2 Mục tiêu của đề tài

“Xây dựng cơ sở dữ liệu và ứng dụng phần mém watergems để chạy chương trình.

mô phỏng chế độ thủy lực cho DMA Q6-1001 thuộc khu vực phường 10, quận 6, Tp

Hồ Chí Minh Từ đó a xu giải pháp ky thuật phòng chẳng ri và quản lý hợp lý hệ thống cấp nước.

3 Déi tượng và phạm vi nghiên cứu.

Đổi trong nghiên cứu là mạng lưới đường Sng cấp nước, biện pháp phòng chẳng

Tô r thất thoát nước và mô ình thủy lực tại Công ty Cổ phần Cap nước Chợ Lớn

Đề tài tập trung nghiên cứu DMA Q6-1001 thuộc khu vực phường 10 quận 6

trong vẫn đề phát hiện rò rỉ và đưa ra các giải php quản lý hop lý hệ thông cắp nước

trong khu vực DMA.

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn

4 Cách tiếp cận và phương phip nghiên cứu CCách tiếp cận thực his

Vin để nghiên cứu các là van để về quản lý cấp nước, phòng chống 19 rỉ cho hệ

thông cấp nước nói chung là những vẫn để đã có nhí

giới và ở Việt nam nên luận văn sử dụng cách tiếp cận kế thừa/ứng dụng, chọn lọc

kết quả nghiên cứu trên thé cấp nước, những kiến thức khoa học, công nghệ về giải pháp kỹ thuật quản lý hệ thé

Vin đề nghiên cứu được xem xét tiếp cận một cách toàn diện, hệ thống, thực tiễn

va tổng hợp.

Vin 48 kỹ thuật quân lý hệ thống đường ống cũng như phông chống rô rỉ thất thoát là các vấn đề được rằng buộc lẫn nhau, vì vậy cách tiếp cận từ tổng thể đến chỉ

được xem xết sử dụng trong luận văn.

Phương pháp nghiên cứu:

Phuong pháp nghiên cứu lý thuyết: Điều tra, thống kế và tổng hợp tài liệu nghiên n để tải.

cứu đã có ở trong và ngoài nước có liên quan

Phương pháp mô hình mô phỏng: Sử dụng công cụ phần watergems mô phỏng.

đồng chiy trong hệ thông đường ông Căn cứ vio kết quả mô phỏng trên mô hình ton

tính toán thủy lực mạng lưới (chiều dai, đường kính, nhu cầu tiêu thụ tại nút, cao độ

út, áp lự tại nút, chất lượng nước), từ đó đ xuất các pháp trên hệ thống nhằm kiểm

soát lưu lượng và áp lực của DMA Q6-1001 thuộc khu vực phường 10 quận 6

Địng dụng công cụ mô hình toán tính toán thủy lực mạng lưới (chiều dai,

đường kính, nhu cầu iêu thụ tai nút, cao độ nút, ấp lục tai nút, chấ lượng nước), từ đồ đề xuất các pháp trên hệ thống nhằm kiểm soát lưu lượng và áp lực của DMA

Q6-1001 thuộc khu vục phường 10 quận 6

Phuong pháp chuyên gia: Tham khảo các tai liệu trong và ngoài nước, ÿ kiến của sắc nhã khoa học cổ mình độ chuyên môn cao và nhiễu kinh nghiệm thực trong quá

trình nghiên cứu,

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn H

5 Nội dung nghiên cứu.

Điều tra, thông kế và tng hợp về hiện trang mang lưới cắp nước và các giải phấp

kỹ thuật phòng chống rò rỉ thất thoát nước,

Phan tích, đánh giá nguyên nhân thất thoát nước và các giải pháp thực hiện về

công ác giảm thất thoát nước.

“Xây dựng các lớp dữ liệu chuyên đề và tích hợp mô hình thủy lực và GIS.

Ứng dụng phần mềm watergems để chạy chương trình mô phỏng chế độ thủy lực để phân tích nguy cơ rò rỉ và đề xuất các giải pháp quản lý hợp lý hệ thống cấp nước

trong khu vực DMA

6, Kế quả dự kiến đạt được

“Tổng quan chang v8 các gii phấp kỹ thuật phông chống 19 i, giả pháp và thất

thoát nước, giải pháp quan lý cho các hệ thống cấp nước

Đánh giá hiện trang hệ thông cắp nước hiện trạng hệ thông cấp nước cho khu vực‘Tp Hồ Chi Minh và khu vực nghiên cứu.

Nghiên cứu lý thuyết và áp dụng chương trinh mô hình thủy lực WaterGems vào tính toán ti ưu hỏa hệ thông cắp nước và phát hiện rò rỉ của DMA Q6-1001 thuộc khu

ve phường 10 quận 6 ứng với các trường hợp vận hành bắt lợi

nh giá hiện trạng, phân tích nguyễn nhân, đ xuất giải pháp vận hành hệ thông cắp nước một cách hiệu quả.

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 4

CHUONG 1: TONG QUAN

& các giải pháp kỹ thuật phòng chẳng rò ri, giải pháp that ải pháp quản lý cho các hệ thắng cấp nước.

LLL Tổng quan chung về thất thoát nước.

# Định nghĩa

Bảng cân bằng nước là một hình thức tính thất thoát nước thể hiện qua các thành

phần của lượng nước được cung cấp vào mạng lưới Day là một phương pháp tính

nhằm xác định các thành phần nước th thể

thoát nào cin được tập trung để giảm thiêu và

được sử dụng tại nhiều quốc gia rê i, Bảng 1.1 cùng các tài liệu tham khảo

được liệt kê ở mục [2] tải liệu tham khảo,

Lượng | Lượngnướciiễuihụcóđođểm hóa don Nước cócổ

lugng, | phipcohon LH mm Mon mace Mom

‘twhop | Luong) Lượngnvớetiulhpsðđođim

oe” ute hông hes đơn

urs, mph | mens ya

a a doanh tha

Lượng liên mạng vàphản

nước init | Tle hostou | Nhu rouwagyinawac biahah“Qing hth hang

Bảng 1 1: Bảng cân bằng nước của Hiệp hội Nước Quốc tế

“Thất thoát nước là lượng nước tổn thất trong quá trình vận chuyển và phân phối

nước sạch được xác định bởi sự chênh lệch giữa lượng nước sạch vào mạng lưới cấp

nước với lượng nước tiêu thụ thực tế ghỉ nhận được Bao gồm bai thành phần chính là:

(0 thất thoát (cơ học, do rò ri trên mạng lưới cấp nước từ các điểm bể nỗi và bE ngầm)

và (i) thất thu (ảnh hướng từ các đối tượng tiều thy nước sạch, các ảnh hưởng do điều kiện kỹ thuật và đo lường dẫn đến sai số của thiết bị do),

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 5

Nước tất thoát thất thu là lượng nước sạch sau khi được xử lý tại các nhà máy

dua vào mạng lưới cấp nước nhưng không thu được tiền

-# Các thành phần của nước thất thoát thất thu

Nước tiêu thụ hợp pháp nhưng không thu được tiền là lượng nước tiêu thụ hợp.

pháp nhưng không thu được tiễn Lượng nước này chỉ ở thể giảm được khi thay đổi

chính sách Tuy không thu được tiền nhưng can ghi nhận lượng nước này dé tính toán sắc thành phần trong bảng cân bằng nước, Lượng nước này bao gồm:

+ Nước chữa chấy

«Nước súc xã đường Ống trong công tác bảo trì mang lưới.

+ Nước dùng tong công tóc ip đặt đồng hỗ miễn phi cho khách hing + Các điểm uỗng nước công cộng miễn phí.

+ Thất thoát vô hình (hay Thất thoát thương mại) là lượng nước mắt đi do:

+ Sai số đồng hd khách hing (đồng hỗ thiểu chính xác, cỡ đồng hỗ không phù

hợp với mức tiêu thụ của khách hàng )

+ Sai sót trong quá trình đọc số đồng hồ nước

+ Sai sốt trong quá trinh xử lý số liệu (ỗi nhập liệu sai, khách hàng ding nước

nhưng chưa có danh bộ )

+ Do khách hàng gian lận, dùng nước bất hợp pháp (khách hàng tác động vào đồng hồ để ghi nhận lượng nước ding thấp hơn thực tế, đấu nỗi nước bit hợp

pháp không qua đồng hồ )

Ất đi trên hệ

“Thất thoát hữu hình (hay Thất thoát cơ hoe/vat lý) là lượng nước n

thống mạng lưới đường ống, phần nước này thường tồn tại dưới dạng bể ống hoặc rò

+ Trên ống chuyển tai và ống phân phối.

+ Trên các mỗi ni, phụ tàng chuyên ngành cũng các tíbị mạng lướimạng lưới đường éng cấp nước,

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 6

+ Trén ống dich vụ trước khi vào nhà khách hàng

và tường của các bễ chứa địch vụ.

+ Tran nước qua bể chứa cung như tháp cắt áp trong khu vực

-#_ Ý nghĩa của việc giảm thất thoát nước.

Khai thác bén vũng tài nguyên nước: lượng nước thu hồi được từ việc giảm thất thoát nước giúp cắt giảm lượng nước thô khai thác để sản xuất nước sạch

Bao vệ môi trường: giảm lượng điện năng, hóa chất sử dụng sản xuất nước sạch sp phần giảm 6 nhiễm môi trường

Bao vệ ha ting

+ Thực trang và các nghiên cứu thất thoát nước & ngoài nước

Hơn 1/3 lượng nước sạch được khai thác hiện nay lại bị thất thoái, rô ri bởi mạng.

lưới cung cấp nước sạch đô thị trước khi đến đổi tượng sử dụng nước Tỷ lệ thất thoát ước ở các nước đang phát trién rất cao gắp 2.33 lần so với các nước phát triển Ở một số nước phát triển như Đan Mạch, Đức, Nhật thi tý lệ như bằng không, và

‘on tỷ Ig thất thoát do kỹ thuật

Tông quan các nghiên cứu, dự án quốc té về giàm thất thoát nước được ligt kê ở

me [3] tài liệu tham khảo:

+ Dự án Cape Town (South Africa): Sử dụng van giảm áp để giảm thiểu rd ri Kết

quả: Giảm chỉ phí sản xuất nước 3 triệu USD/ năm.

điều khiển bơm + Dự án Manila water (Philippines): Sử dụng hệ thống bi tả

nhằm kiểm soát lưu lượng và áp lực Kết quả: Giảm chỉ phí sản xuất nước

11.588 USD mi

+ Dyan Phnom Penh (Cambodia): Cải cách về bộ maynước, khuyến khieh

nhân viên, kip đặt đồng hồ nước cho tắt cả cúc khách hing, giảm thiểu thất thu

nước bằng cách thành lập đoàn kiểm tra ngăn chặn gian lận của khách hàng

Kết quá: Tỷ lệ thất thoát nước sạch giảm từ 72% (1993) xuống còn 6% (2006),

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 7

Một số kinh nghiệm, giải pháp chống that thoát, that thu nước sạch trên thể giới

là Xây dung bảng cân bằng lượng nước đưa vào mạng: Phân vũng, tích mang hợp lý4 quản lý; Vận hành tram bơm phù hợp với ché độ ding nước trên mạng lưới; Điều

chỉnh và kiểm soát được ấp lực, lưu lượng nước; Thay thể ngay các đường ng cũ đã xuống cấp: Không ngừng ning cắp cúc thếtbị dồ tìm các điểm rồ r: Ứng dụng công

nghệ thông tin vào quản lý mạng lưới; Thường xuyên đào tạo nhân viên quản lý để

nàng cao ÿ thức và kỹ năng tay nghề

Tình hình thất thoát nước tại Việt Nam: Tính đến cuối năm 2012, Việt Nam có 165 đồ thi, 68 công ty cấp nước chính, tổng công suất thết kế 6,60 + 6.65 triệu mm3/nạđ; Tỷ lệ thất thoát, thất thu nước sạch bình quân khoảng 28+29% Tổng lượng nước sạch thất thoát, thất thu là 1.869.708 m3/ngd (2011).

Thất thoát nước tại Thành phố Hồ Chí Minh: Mạng lưới cắp nước Tp HCM đang,

trong tình trạng xuống cấp với tỷ lệ thất thoát nước cao: 38,42% (2011), 36,54% (2012) và 34% (2013) Tp.HCM hiện cung cấp khoảng 1,7 triệu m3 nước sạch vio

mạng lưới cấp nước Với tỷ lệ thất thoát 34% (năm 2013), lượng thất thoát là578.000m3/ngiy Tp.HCM đã thực hiện nhiều biện pháp để cải thiện và từng bước hạ

din t lệ thất thoát nước sạch Các dự án chống thất thoát nước đã được tiến hành từ

những năm 2003 cho đền hiện nay nhưng vẫn chưa đạt được kết quả khả quan.

+ Các nguyên nhân gây thất thoát nước sạch tại Thành Phố Hồ Chí Minh.

That thoát cơ học: Do nguyên nhân kỹ thuật: không tuân thủ cấu tạo phân cắp

mạng lưới, thực hiện nỗi tắt vào mạng cắp I và mạng cấp 2 lâm cho áp lực trong mạng,

lưới phân phối nước sạch tương đương với mạng lưới truyền tải và phân phối gây thừa Minh (Tp HCM) làm bé ống và

tải xuất hiện điểm bé; Tác động tir xây dựng các cơ sở hạ ting đô thi; Do các mỗi nối

áp lực trên mạng lưới phân phối Thành Ph

(dt liga, phương pháp nổ, rô ri ở các van khóa, thiết bị: Do không xữ lý kịp thời các sư sổ vỡ ông

That thu: Do tác động từ đối tượng sử dung nước (đầu nỗi trước đồng hd, vô hiệu "hóa đồng hỗ, tác động nhân viên của công ty nước để ghỉ số lượng sử dụng nước thấp đồng hồ, lắp đặt hơn thực tế ): Do đồng hd nước (chất lượng đồng hd kém, sai

đồng hồ sai quy cách); Do công tác quản lý hay thé và ghỉ số đồng hỗ:

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 5

Các nguyên nhân khác: Biểu giá nước, công tác khảo sát - thiết kể, công tác thi

ng (ca thi công tuyển cấp nước và thi công hạ tang đồ thị), công tác quản lý (quản lýmạng lưới, trạm bơm

Dự án

Dự án FASEP No 649 — Việt Nam "Xác.

dink thành phần và tính chất của tất thoát

én ving An Điễn ~ An Phú, Thànhphố Hồ Chi Minh Xác định và tiến hànhSắc gi phip để giảm thiêu” do PLUIDIS(France) tiên hình trên vũng thực nghiệm

An Điền - An Phú (Thảo Điền).

"Nhận xét đánh giá

Việc phân tich-im kim nguyên

nhân tên nhiều thi gia và chỉ plViệc tim kiểm điềm 19 rỉ côn thicông, chưa có kết quả giảm thất thoát

nước thật sự.

Dự án Nghiên cứu quản lý thất thoát nướccho công ty Cấp Nước Gia Định (NRWManagement in the Gia Dinh) tại 2 quậnPhú Nhuận va ia Dinh do MIYA (Israel) vàMAYNILAD (Philippines) phối hợp thực

hiện cuỗi năm 2010

Phương pháp điều ap ít có hiệu qivới các vùng có áp lực thấp, nên tiễnhành các biện pháp đồ tìm rò rỉ vàkhắc phục điểm bê, đồng thời thực.hiện cải tạo các tuyển ống đã cũmục, tuy nhiên chỉ phi đầu tư cao vàkhả ning thu hdi chỉ phí không khảthi

"Trọng tim lth lập DMA để

soit nước thất thoát kết hợp với cải

tạo mạng lưới, đồ tim và khác phục rô r, cũng như thay thé các đồng hd

đo dự ân mang lạ hiệu quả rõ rệtDự ấn giảm TIN TplICM-do WORLD

BANK tải trợ thực hiện trên khu vực trung.tâm Tp.HCM.

Dự án vùng thí điểm giảm nước không

doanh thu USP Hà Lan hợp tác giữa USPHà Lan và SAWACO nghiên cứu thi điểm,

giảm thất thoát nước tại Tp.HCM trong giai

đoạn thắng 5/2008 đến tháng 5/2009

"Nghiên cứu này chú trọng đến quảnlý, và sử dụng rit nhiều nhân sự Tuy

nhiên hiệu quả về giảm thiêu thất

thoát nước Không cao và mang tính

thủ công

Bảng 1.2: Các dự án nghiên cứu thất thoát nước tại Tp Hồ Chí Minh

+ Dự báo

thất thoát nước:

biển thất thoát nước tại Tp HCM và c phương pháp chống

Trong bỗi cảnh mạng lưới cấp nước ngày cảng xuống cấp, công tác chống thất thoát nước côn nhiều hạn chế vỀ kỹ thuật và tải chính việc xây dựng các nhà may

nước mới làm gia tăng áp lực mạng lưới, gây nguy cơ biến lượng nước cấp mới nảy.

thành lượng nước thất thoát Cần nhanh chồng nghiễn cứu, im ra giải pháp để gắp rút

uthất thoát nước Cùng với sự phát triển về công nghệ, phương pháp điều tí

thay đổi đáng kế, từ phương pháp điều tiết áp lục cổ định thành các

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 9

phương pháp điều tit áp lực theo nhiều tham số khác nhau (lưu lượng sử dụng, ấp lực

điễm bắt lợi thời gian phục vụ.) lâm giảm đăng kể tý lệ thất thoát nước so với

phương pháp điề tết p ực cũ

Các phương pháp chống tit thoát nước:

+ Phương pháp Cụm cấp nước cổ kiểm soát (Distriet Metering Area-DMA):

Mang cấp nước được cô lập kín với một nguồn vào duy nhất (có thé có nhiề

nguồn vio hơn nhưng phải kiểm soát được lưu lượng vio mạng), sir dụng đồng

hồ tổng để đo dém lưu lượng nước vio mạng DMA giúp quản lý và kiểm soát

thất thoát nước,

+ Phuong pháp tổng hợp (Methodologie General): Xây dựng vùng chống thất

thoát cỡ lớn, xe định lại các hả năng gây tất thoát nước, từ đồ thực biện các giải pháp nhằm chống thất thoát nước Phương pháp này không kiém soát đo tối đa ém mà theo xu hướng giữ nguyên hiện trạng mạng lưới và giảm thí

tác động thay đổi cầu trúc mạng lưới

+ Phương pháp CareTaker: Trọng tâm là thiết lập các nhóm công nhân quản lý

từng khu vục và cổ trang bị ác thiết bị đồ tìm, sửa chữa rô rỉ chú trọng fun

luyện kỹ năng dò tìm, sửa chữa rò i,

+ Phương pháp điều tiết áp lực cổ định (bị động): Phương pháp này thường được sử dụng tại các đầu vào của các mạng cáp Il I và về sau được ding cho cả các DMA nhằm mục đích giảm áp lực.

+ Phuong phip điều tết áp lực chủ động: Phương pháp này cũng điều tiết áp lực

tại đầu vio của mạng lưới theo áp lực mong muốn, tuy nhiên áp lực sau van

diều tế không cổ định mà luôn được điều chỉnh ty theo lưu lượng sử đụng và

áp lực yêu cầu tại điểm cuối nguồn (điểm bit lợi,

-# Khu vực đồng hồ tổng DMA

Khu vục đồng hd tổng DMA (District Metering Area) là một khu vực riêng biệt của mạng lưới phân phối, thường được thiết lập bằng cách đóng van biên hoặc tách rời hoàn toàn khỏi mạng lưới và có đồng hd đo đếm toàn bộ lượng nước vào và ra.

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 10

eg any

‘Stain ng

| |, a See

Nguyễn ti cơ bin của công tác quản lý DMA là sử dụng và phân ích số liệu tr nguồn nước đưa vào (lưu lượng, ấp he) và lượng nước khách bảng tiêu thụ để xác định lượng nước thất thoát thất thụ rong một khu vục đã được xác định cũng như nhận biết có điểm xi bé mới, Việ thiết lập DMA sẽ cho phép đánh giá được mức độ thất thoát của từng DMA để có những ưu tiên giảm tất thoát nước cho các DMA có mức độ thất thoát cao Bằng cách kiểm soát lưu lượng cắp vào DMA ta có thé nhận bit cỏ sắc điểm xi bể mới, nhờ đồ có thể duy tr lượng nước thất thoát ở mức tối ưu Do đồ DMA không làm giảm 16 ri, nó chỉ giúp tìm kiếm rô rỉ đễ dâng hơn.

Thất thoát được xác định một cách chính xác nhất khi khách hàng tiêu thụ tối

thiểu, thưởng xảy ra vào ban đêm.

$# Quan lý rò rỉ

RO i là lượng nước thất thoát qua các điểm bể trên đường ống (truyền tải, phân

phối ng ngắnh, phụ tùng v.v và b chứa trên mạng lưới

Có 03 loại r rỉ:

+ RO rì nên (Background Leakage): quả nhỏ để lưu ý tối

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyên "

+ RO rỉ ngÌn/hể ngầm (Unreported Leakage): nằm trong lòng đắt không thể nhìn

thấy Có thể phát idài

thông qua chương trình đò bể và có thời gian nhận biết

+R rỉ ndilbé nỗi (Reported Leakage): các điểm bể bể nhìn thấy được, do đó có

thé nhận biết nhanh chống bởi khách hing hay từ các nhân viên trong công ty

Dang này có thời gian nhận biết ngắn.

Bổn yếu tổ chính trong quản ý r ris quan lý áp lực, quản lý hạ ting (Đường ông.

van, trụ cứu bỏa, phụ tng ) kiểm soát rd ri chủ động và tốc độ và chất lượng sửa

chữa rồ rỉ

Trong đó quản lý áp lực cũng fa yêu tổ quan trọng trong công tic thực hiện giảm

thiểu và duy trì tỷ lệ thất thoát nước ở mức thấp trên mạng lưới Với DMA sẽ giúp tạo

a hệ thông quản lý áp lực cổ định, như vậy khi giảm áp lự trong DMA sẽ giảm lượng

thất thoát nin, lượng nước tht thoát qua các điểm bể và tin suất bể hàng năm 1-2 Các giải pháp ky thuật trong công tác giảm nước thất thoát thắt thu

Diy mạnh thiết lập, kiểm soát và thực hiện giảm thất thoát nước theo DMA ‘Tang cường công tác quản lý chất lượng thi công

Tăng cường quản lý, nâng cao chất lượng vật tư.

“Thực hiện giảm nước thất thoát chủ động:

+ Bảo tri và sửa chữa kịp thời đồng hồ tổng DMA để chủ động giảm thất thoát

Đây mạnh công tác đò tìm và sữa bể kip thời, đăng kỹ thuật và phát hiện, ngăn

chấm khc phục, kip thôi các sự cổ xi bỂ do các đơn vi thi công công tinh ngầm gây ra

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn „

Thực hiện cải tạo, sửa chữa ống cũ mục

Triển khai thực hiện lắp đặt và di dồi đồng hd nước khách hing ra ngoài khuôn viên bắt động sản theo thứ tự ưu tiên có chọn lọ tại những khu vực nâng cấp đường,

khu vực có tỷ Ig thất thoát cao,

Thường xuyên thực hiện công tác thay thể các đồng hồ nước hốt niên hạn sử

dung và chạy sai

“Tăng cường công tác quản lý mạng lưới

Quản lý thông tin, dữ liệu qua hệ thống SAWAGIS kết hợp với kiểm soát môi

"hình thay lực mạng lưới hệ thống cắp nước

Quản lý, kiểm soát hệ thống đo điểm sin lượng nước chặt chẽ và minh bach

Giảm thất thoát nước vô hình

Giảm thiểu lượng khách hàng dung nước dưới 4m3/tháng và theo dõi, phân tích,sản lượng khách hing có tiêu thụ bắt thường, đặc biệt là các khách hàng lớn như nhà"hàng, khách sạn, khu công nghiệp.

Thứ nghiệm áp dụng bộ vật tư ống ngánh mới với phụ kiện dai lầy nước bing

công nghệ hàn điện cực và đánh giá hiệu quả để đưa vào sử dụng.

Ung dụng công nghệ thông tin mạnh mẽ và đồng bộ trong quản lý tài sản mạng

lưới cắp nước, quản ý khch hàng sử dụng nước

1.1.3 Giải pháp quản lý hệ thing cấp nước

-* Ứng dụng GIS trong quản lý hệ thống cấp nước

“rước đây, nguồn dữ liệu được sử dung trong công tác quản lý và vận hành mạng lưới cấp nước tại Tp HCM là các tải liệu giấy Nguồn dữ liệu này đã cũ và xuất hiện nhiều hư hông Thêm vào đó, việc lưu trữ dữ liệu ở dạng giấy là nguyên nhân khiến các dữ liệu để bị thất lạc, khó kiểm ta, việc ích xuất thông tin khi cần không kip thời Để quản lý tốt thông tin tải sin trong mạng lưới cấp nước là một trong những mục tiêu hàng đầu khi xây đựng hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ quản lý mang

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn B

lưới cap nước Với những ưu điểm của ứng dụng GIS trong quản lý mạng lưới cấp.

nước như sau:

+ Cho phép tạo ra cơ sở dữ liệu từ mọi nguồn, mọi phương pháp kể cả phương

pháp thủ công.

+ Có khả năng tổng hợp tự động các lớp thông tin và bỗ sung thông tin vào cơ sởdữ liệu.

+ _ Có khả năng chồng ghép, mô phỏng các mỗi quan hệ giữa các lớp dữ liệu.

+ Có khả năng phân tích một khối lượng lớn dữ liệu nhanh chóng, đáp ứng nhu

cẩu của các nhà quản lý

+ GIS là công cụ quản lý không gian, giúp các nhả quản lý xác định được chính.

xắc nhủ cầu của các vùng din cư, từ đó có kế hoạch nâng cấp mở rộng mạng

lưới phủ hợp và hiệu quả.

+ Xây dung các công cụ hỗ trợ hiển thị và biên tập các bán đỗ chuyền đề cấpĐể phục vụ công tie quản lý hệ thống cấp nước, Tổng Công ty CẤp nước Sài

Gon ( SAWACO) đã xây dựng SAWAGIS (SAWACO-GIS) li hệ thống thông tin dia

lý mạng lưới cắp nước Tp Hỗ Chí Minh Cầu trúc hệ thống SAWAGIS bao gồm Hệ

thống GIS (Geographic Informaton system — GIS) của Tổng Công ty (công ty mẹ) kết nỗi với hệ thống GIS của các đơn vị quản lý cắp nước (công ty con) Mỗi hệ thống GIS số cấu trúc: Phin cứng, phin mềm, cơ sở dữ iệu, người ding quy định, quy tình quản lý vận hành hệ thông (hình minh họa) Vận hành hệ thống SAWAGIS giữa Tổng

“Công ty và các đơn vị được thống nhất theo quy định, quy trình chung do Tổng Công

ty ban hành Tổng Công ty có trách nhiệm kiến trúc và tổ chức triển khai hệ thống.

SAWAGIS từ Tổng Công ty(công ty me) đến các đơn vị cấp nước (công ty con) trong

hệ thống cấp nước Thành phi

Hiện nay Tổng Công ty Cấp nước Sài Gòn (Sawaco) dang sử dung hệ thống SAWAGIS dé quản lý các tuyến ông truyền dẫn va công trình kỹ thuật trên tuyến ông.

Tổng quan mô hình quản lý, vận bảnh hệ thống cắp nước:

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn i

+ Đảm bảo cấp nước dn định, liên tục, đạt chất lượng,

+ Lưu lượng: đáp ứng được nhu cầu dùng nước của khách hàng.

+ Áp lực: bảo dim áp lực nước cung cấp qua dồng hồ nước khách hing đo được

tại đồng hồ vào giờ cao điểm với mức tối thiểu là 0,1 bar

«+ Ap lực và lưu lượng được đảm bảo duy trì dn định, hợp lý trên toàn mạng lưới

cắp nước

+ Chất lượng nước trên mạng phải đảm bảo dat tiêu chuẩn theo quy định hiện

hành của Nhà nước và của Tông Công ty Cấp nước Sai Gòn

+ Cé biện pháp kim hãm, kiểm soát và giảm thiểu lượng nước không doanh thu.

+ Quan lý chat chẽ và đầy đủ số liệu, thông tin mạng lưới đười

« Duong ống và các thiết bị kỹ thuật trên mạng hoạt động theo đúng công năng,

khai thác đúng yêu cầu kỹ thuật.

+ Lip

cần kiểm soát áp lực, lưu lượng dé phát hiện rò ri trên tuyển và kể cả theo di

3 thiết bị ghỉ nhận dữ liệu (datalogger) đối với những vi tri quan trong chất lượng nước (độ pH, độ đục, Clo du) rên hệ thống cấp nước và các vị tí đồng hồ tổng bản sĩ nước sạch đề heo đối hư lượng, lực nhằm lập thời xử lý

nhanh chồng ngay tức thời khi có sự cố xảy ra.

+ Để đảm bảo cấp nước an toàn, vận hành an toàn hệ thông cắp nước, đồng thời

‘dam bảo kiểm soát, giám sát và thu thập dữ liệu phục vụ quản lý vận hành hệ

thống cấp nước tại Công ty, cần nghiên cứu ứng dụng hệ théng điều khiển,

giám sắt và thu thập dữ liệu (SCADA) cho hệ thống cấp nước.

s#ˆ Giải pháp quản lý hệ thống cấp nước.

Mô hình quản lý mạng lưới cấp nước thông mình thông qua kết nối hệ thống

Seada là sự tích hợp công nghệ GIS, mô hình thủy lực và công nghệ Seada trong quân

lý mạng lưới cắp nước.

'Với việc kết hợp công nghệ GIS, công nghệ SCADA và công nghệ phần mim WaterGEMS sẽ tạo ra công cụ quan lý mang lưới cắp nước đồng bộ trên một nén cơ sở.

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 1s

ống nhất nhằm tăng hiệu quả trong công tác quản lý và

lướip nước Ngoi a, gi phấp này cũng đã thực hiện các công

chức, tham chiếu địa lý các đối tượng thuộc mạng lưới cấp nước và hưu trữ vào cầu

trúc cơ sở dữ liệu GIS là Geodatabase.

Hệ thống kết hợp giữa bài toán phân tích dựa trên mô hình hóa của phần mềm WaterGEMS vả số liệu thực tế truyền vé từ hệ thông SCADA trên mạng lưới cấp

nước giúp cho việc đánh giá, giảm sát các khu vực có nguy cơ rõ rỉ cao, phất hiện va

Khoanh vùng rò ri, phục vụ cho công tác phòng và chống thất thoát nước hiệu quả hơn.

1.2 Tổng quan về hiện trạng hệ thẳng cấp nước khu vực nghiên cứu

1.2.1 Tổng quan về hiện trạng chung mạng lưới cấp nước của Tổng Công ty Cép

Mang lưới cắp nước thành ph là một hệ thống có quy mô lớn với tổng chiều dải khoảng 6000 km đường dng (ống có đường kính D=100 +24000mm) trải rộng trên địa

bin 23 quận huyện (tir địa bàn huyện Ca Chi) và đặt dưới sự quản lý trực tgp của Xi

nghiệp Truyền dẫn Nước sạch (quản lý, vận hành các tuyến dng truyền tai), 08 công ty Cổ phần Cấp nước và 01 Xi nghiệp Cấp nước Cin Giỏ, O Xi nghiệp Nước Sinh hoạt

Nông thôn (quản lý, vận hành, khai thác mạng lưới phân phỏi).

Tỷ lệ nước nước thất thoát khoảng; 28%

Ty lệ dân số được cấp nước: 100% (rong đỏ qua HTCN của Sawaco là 90%)

Tổng số đầu nối khách hing: khoảng 1.200.000 đầu nồi (không tinh khách hàng

từng căn hộ trong chung cư)

Mang lưới cắp nước được phát triển qua nhiều giai đoạn lịch sử nên đa dạng về

chủng loại đường ống (

HDPE, thép, Xi măng Amian (AC)

[4] tài liệu tham khảo.

Ệ tông nòng thép dự ứng lực, gang déo, gang xảm, uPVC,

), Hình 1.2 cùng các số liệu được liệt kế ở mục

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 16

= Conerete

Bêtông 600-2400 sung

Gangdào 80-800 PE & HDPE

PE&HDPE 125-315 2y, “UPVC

1.32 Hiện trang mạng lưới cắp nước truyền dẫn (ing cấp 1, cấp 2)

Ông cấp 1 (đường kinh 600mm, 750mm, 800mm, 900mm, 1.050mm, 1.200mm,

1500mm, 1.800mm,2.000mm, 2400mm)

Ông cắp 2 (đường kinh 350mm, 375mm, 400mm, 450mm, 500mm, 600mm),

ng hỗ tổng, thấp cắt áp, trụ chia chảy, hệ thống quản lý chất lượng nước trên mạng Cụ thể như sau:

Trên hệ thng mạng truyền din có: van,

+ Van: có 2896 van va him van các loại trên mạng truyền dẫn (van chận tuyển,

van xả khí, van xa cặn, van giảm áp) (số liệu tính đến tháng 12/2016),

ng hồ tổng: Hệ thống đồng hồ tổng phân vùng, tách mạng, phục vụ công tác đo dém sản lượng là 426 cải, trong đó mua bán sỉ 308 cái (tinh đến tháng 12/2016), đa dạng về chủng loại: đồng h cơ, đồng hồ điện từ, đồng hồ điện lưới, đồng hỗ que (AquaProbe).

+ Thấp cất ấp: có 02 thấp cất áp ti: 19A Điện Biển Phủ (cuối tuyển ống

D2000mm từ Nhà máy nước Thủ Đức) và thấp Tham Lương (cubi tuyển ốngD2000mm ~ DS00mm từ Nhà máy nước Tân Hiệp) dễ trình hiện tượng nước

va, bảo vệ an toàn cho tuyển ống truy ti chính.

+ Quin lý chất lượng nước trên mạng lưới cắp nước: có hệ thẳng theo dõi chit

lượng nước nước rên mạng truyền dẫn Ngoài ra, công tác ghi nhận áp lực, các

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 7

chỉ tiêu áp lực nước được thực hiện thủ công và định kỳ 01 lầntháng tại các vị

trí rên mạng truyền dẫn.

+ Trụ chữa chấy: có 494 trụ chữa chiy trên các tuyển ống cấp 1, cắp 2 (66 liệu tính đến tháng 12/2016)

Tông chiều dài đường ông cấp 1 (với đường kính >600mm) là 255.175 m và ông

cấp 2 (với đường kính từ 350mm-600mm) là 393.323 m (số liệu tính đến tháng

12/2016) trải rộng trên địa bản 23 quận, huyện (tit địa bản huyện Củ Chị) Như vậy

tổng chiều đài tuyển ông cắp 1 và 2 khoảng: 648.498 m, số liệu được liệt kế ở mục [5]

tải liệu tham khảo,

1.2.3, Hiện trang và giải pháp giảm thất thoát nước tại Công ty Cổ phan Cấp nước

Chợ Lần năm 2017

& Tổng quan và hiện trang

Hình 1 3: Địa bàn do Công ty Cổ phần Cấp nước Chợ Lớn quản lý

Hiện trang hệ thống cấp nước do Công ty Cổ phản Cấp nước Chợ Lớn quản lý

trải qua nhiễu giai đoạn lịch sử đến nay với tổng chiều đài mạng lưới đồng ông cấp 3

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyên 8

(đã tách huyện Binh Chánh) là 1.293 (km), từ cỡ ống D80 đến D350 với nhiều chủng loại Ống khác nhau như: Ống gang, AC, nhựa uPVC, nhựa HDPE trong đó vẫn còn tổn tai một số tuyển ông có tuổi thợ > 30 năm có cỡ đường kính từ D100 đến D350 với

tổng chiều dai 50.000 m

Chiều dai mạng cấp 1, 2 sau đồng hồ tổng xp xỉ 168 (km)

Số lượng đồng hỗ nước ky 10 là 271.128 (cái)

“Ty lệ th thoát rung bình 9 tháng đầu năm của Công ty 28.3

Cong tác xây dựng và quản lý DMA, được liệt ké ở mục [6] tả liệu tham khảo:

Quận SODMAdang Tý22NRW TY IE NRW SỐDHN quản

vận hành ban đầu (%) hiệnnay(%) lý/Tông số DHN

5 " gia 720801036

, * ae a ET

8 „+ “1A 8

Bon Tin 5S 2178 tay | 900300

Công tác quản lý đồng hỗ tổng bán sỉ nước sạch

+ Hiện trạng quân lý đồng hồ tổng

Số lượng đồng hỗ tổng tự động: 92 ái tr đọc số vỀ hệ thông) ~_ Số lượng đông hỗ tổng cơ: khoảng 01 cái (ra hiện trưởng đọc).

~ _ Công tác kiểm tra định kỳ được thực hiện nhằm khắc phục các tình trạng:

hết pin, đồng hỗ bị lỗi không kết nỗi Định hướng trong trong lại

~ Phuong hướng tới: chuin hóa, thay thể toan bộ đồng hỗ không tương thích

và sử dụng nguồn cấp điện từ Acquy thay cho pin như hiện tại

~ _ Các thông tn đang quản ý theo vị trí

= Công tác tổ chức vận hành hệ thống đồng hd tổng

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 19

inh 1 5: Quy trình đọc số bằng phương pháp thủ công

+ Hệ thống website quản lý đồng hỗ tổng là hệ thống Web Server quản lý đồng hỗ

tổng được đưa vào hoạt động 2012.

l3 Demian

Tình 1 6: Giao điện Web quản lý đồng hồ tổng.

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyên 20

+ Giải pháp thực hiện của Công tyGiảm thất thoát vô hình

+ Tang sản lượng khách hàng (các công ty lớn, các khu công nghiệp, bệnh viện )

tang cường sử dụng nước sạch, hạn chế sử dụng nước ngầm đồng thời vận động

giảm hóa đơn bằng 0 mồ và thương lượng với các khu công nghiệp để thỏa

thuận tang sản lượng nước tiêu thụ

« Thực hiện công tác kiểm tra theo sản lượng tiêu thụ khách hang để đề xuất nâng.

hay hạ cỡ đồng hồ nước phù hợp với nhu cầu sử dụng (thực hiện ưu tiên các DMA có tỷ lệ thất thoát nước cao)

+ Thay thé kịp thời đồng hồ nước hết niên hạn sử dụng, các đồng hồ nước không.

đăng công suất sử dụng kim giảm được sa số do đồng hi nước gây a

+ Công tác quản lý khách hing: kiểm tra khách hing vi phạm sử dung nước (đút

chỉ khóa góc xây dựng, đầu chung hai nguồn nước, mắt đồng hỗ nước, sử dung

bắt hợp pháp, sử dung bơm rất trực tiếp va các trường hợp vi phạm khác ) và

khách hàng gian lận sử dụng nước (sử dụng nam châm, tháo mặt số đồng hỗ nước, chêm ngoại vật đấu mí ất hợp pháp, cất tế trước đồng hd, quay đầu đồng hồ nước )

« Vn động khách hàng hạn chế khai thác và sử dụng nước ngim chưa qua xử lý

(sử dụng nguồn nước giếng khoan) đồng thời hướng dẫn các thủ tục và điều kiện đăng ký định mức nước để khách hàng chuyển qua sử dụng nước máy

Giảm thất thoát hữu hình:

+ Tép trung thực hiện giảm thất thoát nước tại các DMA có tỷ lệ cao như lắp đặc van chân tuyển tiễn hành kiểm tra đóng van bước (step test) để xác định khu.

+ Tập trung thực hiện công tác cải tạo các tuyến ống cũ mục gây thất thoát nước.

+ Lắp đặt van giảm áp tại các khu vực có áp lực cao

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn bì

+ Ap dụng lắp đặt đai hàn điện trở, hộp đồng hỗ nước trong công tác củi tạo ống

mục và gắn mới, di dời đồng hỗ nước

+ Xây đọng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu mạng lưới cấp nước và quản lý khách hing trên hệ thống GIS (CHOWAGIS) kết hợp mô hình thủy thực trên mạng

lưới cấp nước và theo khu vực DMA

+ Xây dựng trung tâm điều khiển hệ thống áp lực, lưu lượng qua thiết bị ghỉ nhậndữ liệu (datalogger)

1.2.4 Khu vực nghiên cứu DMA Q6-1001

CAC KHU VỰC DMA TREN DIA BAN QUẬN 6

HVTH: Huỹnh Thanh Nguyễn

Đối tượng nghiên cứu DMA Q6-1001 thuộc khu vực Phường 10 quận 6: Khu vực

này được cung cấp bởi hai tuyến ông cấp nước D300 Gang (Đồng hé tổng bản si

sạch có mã ký hiệu CL1041 do Xi nghiệp Truyền Dẫn Nước sạch quản Ij), tuyến ống

h cổ mã kỹ hiệu CL1048 do Xi nghiệp

Truyền Dẫn Nước sạch quản lý) qua hai đồng hồ tổng hiệu ISOMAG, có đường kính

D300 Gang (Dang hồ tổng bin sỉ nước s

DN150 cụ thể như sau

+ Tổng chiều di mạng lưới cắp nước trong khu vực 302m (chủ yếu là ống nhựa

+ Số lượng đồng hỗ nước kỷ 10 11.744 (edi)

+ Tỷ lệ thất thoát nước hiện tai là 46,98%.

+ Ap lực trung bình từ 0,5 bar + 0,8 bar

+ Thiết bịghỉ nhận dữ iệu lưu lượng và áp lực qua hệ thống datalogger.

+ Khu vực DMA này có đặc điểm nền đến yếu thường xuyên tuột ống ống cấp

nước (van cóc)

1.3.5 Những vin đề đặt ra cần nghiên cứu

Trên cơ sở đánh giá hiện trạng khu vực nghiên cứu, tình hình ứng dụng GIS và

mô hình thủy lực cùng những tôn tại hạn chế trong công tác quản lý vận hành hệ thống sắp nước, chúng ta đặt a những vẫn dé cần nghiên cửu và đặt ra các yêu cầu mới đối với hệ thống hiện hữu dang vận hành như sa:

« Nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng chương trình mô hình thủy lực

WATERGEMS vào tính toán tối ưu hóa hệ thống cấp nước và phát hiện 19 rỉ

của DMA Q6-1001 thuộc khu vực phường 10 quận 6 ứng với các trường hợp.

vân hành bắt lợi

+ Đánh giá hiện trang, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp vận hành hệ

thống cắp nước một cách hiệu quả.

+ Đối với việc mô phỏng bing phần mềm thủy lực là yêu cầu cần đặt ra là phải

ết hop GIS và phần mềm thủy lực trong việc quản lý mang lưới đảm bảo quản

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 3

lý toàn bộ dữ liệu mạng lưới cũng như theo dõi diễn bién áp lực, lưu lượng, chất

gắn lên với thục ti, kết guả của mô hình này sẽ được sử dụng để thủy lực tại Công ty Cổ phần Cấp nước Chợ Lớn và tiếp tục được hơn khi kế nối với hệ thống SCADA đảm bào hệ thống làm việc

với thời gian thực va lập trình quan lý, theo đối trên màn hình HML

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyên ”

CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUYET VE CAP NƯỚC VÀ CÁC GIẢI PHAP

CHONG RO Ri

21 Cosi Huyết

2.4.1 Khái niệm về thất thoát, thất thu muse

Thuật ngữ thất thoát nước tại Việt Nam bao gm hai thành phần chính là hit thoát (hất thoát cơ học) và thất thụ, trong đó: () Thất thoát cơ học hay còn được gọi là

thất thoát hoặc thất thoát hữu hình là lượng nước bị hao hụt do chảy xuyên qua tắt cả

các loại r rỉ; (i) Thất thu là những mắt mắt không thé xác định xây ra khi nước được.

phân phối thành công đến khách bàng, mà do những nguyên nhân khác nhau, không

thể đo và đọc chính xác, vì vậy đã kéo theo một mức độ sai số trong khối lượng tiêu

thy của khách hàng.

2.1.2 Cơ sở lý thuyết về thất thoát cơ học.

Mỗi tương quan giữa áp lục và lưu lượng: Lưu lượng nước có liên quan mật thiết

với áp lực nước, áp lực nước trong mạng lưới sẽ anh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ rò rỉ

trong mạng (hấtthoát hữu hình), áp lực cảng cao th tỷ lỗ rỉ căng lớm

2.1.3 Cơ sở lý thuyết về thất thu

Phương pháp do lưởng (thibị đo lường)

Theo quy định của tổ chức do lường quốc tẾ (Organisation International de ‘Métrologie Légale - OIML) thì đồng hồ đo nước được phân loại theo lưu lượng danh.

nghĩa Qn như bảng sau:

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 3

Giá trị các hru lượng.

hơn 15m3 hơn hoặc bằng 1Smä'

Bảng 2 1: Bang phân cẤp đồng hd nude theo giá trị lưu lượng

Các sai số tối da chấp nhận được từ quá trình kiểm tra ban đầu các đồng hi nước

lạnh có gi trị là: (i) Trong khoảng +5% của thể ích đo được cho tắt cả lưu lượng nằm

trong khoảng giữa Qmin và Qt; (ii) Trong khoảng +2% của thé tích đo được của tất cả

các lưu lượng nằm tong khoảng giữa Qt và Qmax Cho tlthiết bị đo cũng là

tyên nhân sai sốt trong đo

ng mm, thất thu nước 2.1.4 Một số công thức tính chỉ số thắt thoát nước

Theo tỷ lệ %: Tỷ lệ that thoát nước (%TT) được xác định theo công thức:

TnướcB ra — (fnướcD thụ + Bước SDK)

sort Thước ra

Chi số th thoát theo số nhánh đầu nối PB (HUngày):

Lượng nước đã phân phối (it/ngiy) ~ Lượng nước đã ra hóa đơn (lt/ngày),

we "Tổng số đầu nối ống nhãnh

CChỉ số thất thoát theo chiều đài đường ống ILP (mâ/ngày km):

Lụp = HEHE hước đã phân phối (nẺ/ngy) = Lượng nước đ ra hóa đơn (8/9)

Chữn đài mạng lưới (đem)

HVTH: Huỳnh Thanh Nguyễn 26