Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Hà Nội, thang 04 năm 2018Tác giả Luận văn
Trang 2LỜI CẢM ƠN
‘Sau một thời gian nghiên cứu dưới sự giúp đỡ của các thẫy giáo, cô giáo, đến nay công việc nghiên cứu của học viên đã đạt được những kết quả nhất định để có thể viết lên luận văn này.
Từ diy long mình, tác giả luận văn xin chân thành cảm ơn GS TS Dương Thanh Lượng, người hướng dẫn khoa học đã tin tinh đu dit, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tp và ng
Chân thảnh cảm ơn Bộ môn Cấp thoát nước, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Phong Đảo tạo dai học và sau đại học, Trường Dai học Thuỷ lợi với vai rộ là cơ quan đảo tạo đã tạo điều kiện thuận lợi cho học viên học tập và nghiên cứu.
Xin cảm tạ tắm lòng những người thân yêu và gia đỉnh đã động viên, giúp đỡ và
gửi gm nơi học viên
Hà Nội, thẳng 04 năm 2013 Tác giả Luận văn
Trang 3MỤC LỤC
DANH MỤC CAC BẢNG vse DANH MỤC HÌNH VẼ S552 eserrerrrtrrrrrrsresroe Vib DANH MỤC CÁC KY
1 Tính cép thiết của để ti nghiên cứu x 2 Mục tiêu nghiên cứu xi 3 Đối tượng nghiên cứu xii 4 Pham vi nghiên cứu, xii 5 Nội dung nghiên cứu xi 6 Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận xi 1 Dự kiến các kết quả xi
CHƯƠNG 1 TONG QUAN
1.1 Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu 14
1.2 Tỉnh hình dân sinh, kinh tế, xã hội 21 1.3 Hiện trang thủy lợi vùng dự án 2
1.4, Tôm tit kết quả nghiên cứu về quy mô trạm bơm và hi điều hòa cho lưu vực
nghiên cứu, 24
1A Cie nghin i vẻ i ha thing iu tÖoá me ở tong nước và th gi
1.1.1, Các nghiên cứu ở trong nước 26 1.1.2 Các nghiên cứu tiêu thoát nước ở nước ngoài 2 12 Kế luận chương 1 29
CHUONG 2 MÔ HÌNH HOA TRAM BOM, HO DIEU HÒA VÀ CÁC DOL
TƯỢNG KHAC CUA HE THONG TIED THOÁT NƯỚC NGHIÊN COU 31
2.1 Tram bơm va phương pháp xác định các thông s hết kế tram bơm, 31 2.1.1 Phương pháp xác định cột nước của máy bơm tiêu 31 2.1.2 Phương pháp xác định lưu lượng thiết kể tram bơm tiêu 32 2.1.3 Lựa chọn phương pháp tinh toán tiêu thoát nước 30 2.2 Hồ điều hoa trong hệ thống tiêu thoát nước và phương pháp tính toán hồ điều.
hòa 39 2.2.1 Khai niệm 39
Trang 42.2.2 Phuong pháp va thuật toán xác định kích thước của hỗ điều hoà Al 2.3 Các loại đối tượng cần mô phỏng trong mô hình SWMM 4I 2.4 Các số liệu đầu vào cơ bản của mô hình 49 2.5 Sơ dé hoá hệ thông tiêu thoát nude 33 2.6 Thiết lập mô hình hóa hệ thống tiêu thoát nước trên SWMM % 2.7 Bài toán tối ưu hóa thông số cơ bản của hệ thống tiêu thoát nước 58 2.8 Kết luận chương 2 62 CHUONG 3 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG THIET KE TRẠY \C ĐỊNH LƯU LƯỢNG TI K BOM VÀ KÍCH
"THƯỚC THIET KE CUA CÁC HO DIEU HOÀ
3.1 Xác định quan hệ rang buộc giữa quy mô trạm bơm và hỗ điều hoa 6 3.1.1 Phương tinh cia didu kin rằng buộc 6 3.1.2 Phuong pháp xác din ring buộc 6 32 Xác dịnh các gi tril lượng và ign ích hồ tối ưu 6 3.2.1 Xây dựng him mục iêu của bài ton tố ưu 61
33 Kết luận chương 3 1> KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
PHỤ LỤC
Trang 5DANH MỤC CÁC BANG
Bảng 1.1 Nhiệt độ trung bình tháng tại Hà Nội va Hà Đông (°C), 16 Bảng 1.2 Độ âm tương đối trung bình thing tại Hà Nội và Hà Đông (%) 16 Bảng 1.3 Lượng mưa năm tại một số tram trên hệ thống Sông Nhué " Bảng 1.4 Kết quả tính toán lượng mưa 1, 3, 5, 7 ngày max ứng với tin sudt P= 5% và 10% (đơn vi: mm) "7
Bang 1.5, Lượng mưa 72 giờ tại trạm Láng (mm) 17
Bang 1.6, Lượng mưa 72 giờ tai trạm Ha Đông (mm) 18 Bảng 1.7 Lượng mưa 3 ngày của trận mưa đặc bit lớn năm 2008 (mm) 19 Bảng 1.8, Lượng bốc hơi trung bình tháng tai Hà Nội và Hà Đông (mm) 19 Bang 1.9, Các mực nước Sông Hồng ti Hà Ni (Long Biên) ứng vic tin sti
toán 20
Bang 1.10 Các mục nước Sông Hồng tai Yên Sở ứng với các tin suất tính toán 20
Ất tính toán 21
Bảng 1.11 Các mực nước Sông Hồng tại Bong Mỹ ứng với các tn
Bảng I.12 Mực nước báo động tại một số vị trí trên sông Nhuệ và sông Hồng 21 Bảng 1.13, Tình hình dân số năm 2015 huyện Thanh Tả (Phin nằm trong rong lưu
tích, năng suất một số cây tring chủ yếu của các địa phương thuộc Hà 2 Bảng 1.15 Phương án máy bom của tram bơm Đông Mỹ 26
Bảng 2.1, Thông số cá tiêu lou vực (Subcathment) của hệ thống tiêu Đông Mỹ 50
Bang 2.2 Lượng mưa lớn nhất ứng với tin suất 10% (mm) SI Bảng 2.3, Lượng mưa 3 ngày max TS 10% phân phối theo ngày (mm) si Bảng 24, Lượng mưa 72 giờ TS 10% phân phối theo giờ (mm), 5 Bảng 3.1 Kết quả xác định diện tích hd Fy theo lưu lượng tram bơm đầu mỗi Qay để lưu vực không có ngập ứng 66 Bảng 32 Chỉ phi xây dụng các tram bơm 68 Bang 3.3 Tổng chi phí xây dựng 70
Bang 34 So sinh với kết qua tính toán với các nghiên cứu trước 1
Bang PLI Thông số các tiểu lưu vực (Subcathments) của hệ thông tiêu Dong Mỹ mô phòng trong SWMM 1 Bang PL2 Thông sổ các nút (uncion) của hệ hổng iêu Đông Mỹ mô phỏng trong SWMM 81
Trang 6Bing PL3 Thông số cúc đường dẫn (Conduits) của hệ thống tiêu Đông Mỹ mô phỏng
Đăng PLT Cơ cu diện ích đất phi nông nghiệp 9 Bảng PLS Hiện trang các công trình trên kênh thuộc lưu vực dự án 92
Trang 7DANH MỤC HÌNH VE
Hình 1.1 Vị trí lưu vực nghiên cứu trong hệ thống tiêu thoát nước đô thị trung tâm TP Hà Nội 14 Hình 2.1 Sơ đồ tính toán thời gian dong chảy 33 "Hình 2.2 Quan niệm về dong chảy mặt 37 Hình 2.3 Ví dụ về sự thể hiện các đối tượng vật lý dùng để mô hình hóa một hệ thông. tiêu thoát nước 4 inh 2.4 Thí dụ về trắc ngang kênh tự nhiên 47
Hình 2.5.Mô hình mưa giờ thiết kế - rạm Hà Dong 5
Hình 2.6, Mô hình mưa giờ thiết kế - tram Hà Nội 5
Hình 27 Hệ thống tiêu thoát nước của lưu vực nghiên cứu mô phỏng trên SWMM 56 2.8 Minh hoa một phần bản đồ làm việc SWMM trên nền ảnh hệ thông tiêu
thoát nước 37 Hình 2.9 Sơ đồ thuật ton tia hóa với hai thông số điều khiển lưu lượng Q và điện tích hồ điều hòa F của hệ hông tiêu thoát nước 61 Hình 3.1 Nhập gi ti diện tích hỗ điều hòa và các thông sổ khác của hồ “Hình 3.2 Đường quá trình lưu lượng của TB Đông Mỹ - Trường hợp Q;u=21mÌ/s Hình 3.6 Quan hệ Fy¿~Qạp thỏa mãn ràng buộc Z,„„py(Q F)=3.9 or Hình 3.7 Đồ thị quan hệ giữa phi xây dựng tram bơm và lưu lượng trạm C;~Q 69'Hình 3.8 Đỗ thị quan hệ Cyj và diện tích hỏ F 70ih 3.9 Quan hệ giữa tổng chi phí xây dựng va lưu lượng thiết kế trạm bơm Mì Hình PLI, Đường quá trình lưu lượng của TB Đông Mỹ - Trường hợp chon
Trang 8Hình PLS, Đường trắc dọc kênh Om tại giờ có mực nước lớn nhất - Trường hợp chọn
Q Sha 89
Hình PL6 Đường trắc dọc kênh Đồng T giờ có mực nước lớn nhất - Trường hop
Trang 9Quy hoạch chung Thủ đô Hà Nội đến năm 2020 (ban hành kèm theo
Quyết định số 108/1998/QĐ-TTg ngày 20/6/2008 của Thủ tướng.
Chính phủ)
Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 và tằm nhìn
đến năm 2050 (ban hành kèm theo Quyết định số 1259/QĐ-TTg ngày 26/7/2011 của Thủ tướng Chính phủ)
Quy hoạch phat triển thủy lợi Hà Nội đến năm 2020, định bướng đến năm 2030 (ban hành kèm theo Quyết định số 4673/2012/QD-UBND ngày 03/7/2012 của UBND TP Hà Nội)
‘Quy hoạch thoát nước thủ đô Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm. 2050 (ban hành kèm theo Quyết định số 725/QĐ-TTg ngày 10/5/2013 của Thủ tướng Chính phủ)
Quy hoạch tiêu nước hệ thông sông Nhuệ (ban hành kèm theo Quyết
định 937/QĐ-TTs ngày 01/7/2009 của Thủ tướng Chính phủ)
Storm Water Management Model - Mô hình quản lý ngập ting do mưa
Trang 10MỞ DAU
1, TINH CAP THE NGHIÊN COU
‘Ha Nội là thủ đô của Việt Nam, là trung tâm chính tri, kinh tế.
và công nghệ của cả nước Hà Nội có tiềm năng phát triển đáng kể, tuy nhiên, cơ sở hạ ding xây dựng không bắt kịp tốc độ đô thị hóa Ha Nội đang đối mặt với nhiều vấn đề, đặc biệt là tinh trạng ngập ứng,
văn hóa, khoa học
"rong các các quy hoạch mới của thủ đô, lưu vực Đông Mỹ là một phần của đô thi trung tâm TP Hà Nội ở phía nam sông Hồng Lưu vực Đông Mỹ đang được đô thị hóa với tốc độ cao vi dự kiến sẽ hoàn toàn trở thành đất đô thị vào khoảng năm 2030 Lưu vực này chứa một phần của đô thị S5, thuộc chuỗi đô thị phia đông đường Vành Dai 4 của đô thị trung tâm Ha Nội, đồng thời còn chứa một phân đất sinh thái nông nghiệp.
Lưu vực Đông Mỹ nằm ở phin thấp nhất của đô thị Ha Nội phía nam sông Hồng và được biết như là "rồn nước” của đô thị Hà Nội bởi nạn ding ngập thường xuyên xảy, ra và mức độ ngập là nghiêm trọng nhất
Trong những năm gin đây, với những thành tựu mới về khoa học và công nghệ, vife tính toán tiêu nước ngày cảng được cải tiên với các công cụ hiện đại, cho phép tăng độ chính xác và gin gũi hơn với bản chit của các quả trình vật lý của hệ thông bao gém cả quy tình thủy văn, thủy lực, như các mô hình: MIKE, SWMM Do vậy ý dinh sử dung một trong các công cụ này dé mô phỏng hệ hng tiêu thoát nước lưu vực Đông Mỹ nhằm xác định được quy mô của cúc công trinh chỉnh (tam bơm đầu mỗi, hồ điều hoà chủ yéu, các kênh tiêu chính) là một việc nên được đ cập dn,
Để khắc phục tỉnh trang ngập ứng, thành phố dang có kế hoạch xây dựng hệ thống tiêu thoát nước và trạm bơm để thoát nước ra sông Hồng Dự kiến vào khoảng 2020, khu vực này sẽ cổ tram bơm Đông Mỹ Ngoài ra, cũng dự kiển xây dưng các hồ chứa nước mưa để giảm ứng ngập và giảm ich thước của trạm bơm Tuy nền, số lượng và quy mô hỗ điều hoà chưa được xác định một cách rõ ràng, do đó cần nghiên cứu cụ thé về vấn đề nay
Nghiên cứu xây dựng hệ thống tiêu thoát nước Đông Mỹ, trong đó có việc xác
định quy mô trạm bơm đầu mỗi và hồ điều hòa là rit cần thiết vì những lý do sau đây:
1) Phòng chẳng lĩ lu, khắc phục sự bắt cập của hệ thống tiêu hiện tại và đối phỏ
với bẩn đãi khí hậu toàn cầu
Do thủy thé của khu vực bit lợi, trong mia mưa mực nước sông cao mà mặt đất
trong khu vực lại thấp, việc tiêu nước tự chảy từ khu vực ra nguôn nhận nước sông
Nhu là hết sức khó khăn Giải pháp tiêu nước cho khu vực cản được thực hiện chủ yếu bằng động lực, nhưng năng lực của tram bơm tiêu Đông Mỹ hiện nay còn qua thấp, quy mô của các công tình tiêu còn quá nhỏ bé, hệ thống kênh mương tiêu nước
Trang 11hiện nay bị xuống cấp
i cần một trận mưa không lớn lắm với lượng mưa khoảng 100 trọng trong khu vue, trong khi mưa lớn v
cường độ hàng trim mm/ngiy thường xuyên xáy ra Đặc biệt, do ác động của sự bi
đổi khí hậu toàn cầu cho nên trong những năm gần đây các trận mưa có cường độ cực mạnh chưa từng có trong lịch sử liên tiếp xảy ra, gây úng ngập cực kỳ nghiêm trọng. trên điện rộng
2) Khắc phục thiệt hại về kinh tế - xã hội
Trung bình mỗi năm ở khu vực này có hàng trim héc ta đắt bj ứng ngập, gây thiệt hại lớn về kinh «, trong đó có việc giảm sản lượng nông nghiệp, công nghiệp và ảnh
hưởng lớn đến điều kiện sinh hoạt bình thường của hing tram nghìn người dân Chỉ tinh tiêng về nông nghiệp, mỗi năm thiệt hại khoảng 200 tỷ đồng do ngập lạt,
tính chung cho các ngành kinh té vi hậu quả cho môi trường, xã hội với mức thiệt hại 6 thể ước tính tới hàng ngàn tỷ đồng
3) Diip ting yêu câu phảt triển của thủ đô
‘Theo Quy hoạch chung xây dựng Thủ đô, Thanh Tri sẽ là khu vực phát triển đô thị cũng như các cơ sở công nghiệp quy mô nhỏ và vừa, các trung tâm địch vụ, thương mại, đảo tạo của thành phố Cùng với đó, Thanh Tri còn được quy hoạch thành một khu vực tạo vành dai công viên, cây xanh sinh thái và nông nghiệp chất lượng cao cho Thi đô,
(Qué trình đô thị hóa làm cho diện tích bề mặt thắm nước giảm, diện tích điều tiết
nước (ao, hỗ, nưộng lia ) giảm, diện tích bé mặt không thắm (bê tông, nhựa đường,
mái nha.) tăng lên, khi có mưa đông chảy mặt hình thành nhanh chồng với hệ sổ tiêu rất lớn (lớn hơn so với trước khi đô thị hóa 4 đến 5 lẫn) Vì vậy, phải nhanh chồng và
kip thời xây dựng hệ thống tiêu thoát nước để kip thời phục vụ cho sự phát triển đồ this
đặc biệt đồ thị này là thủ đồ - một trung tâm văn hóa, chính trị, kính tẾ quan trọng bậc
nhất của đắt nước
4) Bảo vệ môi trường, phát triển tài nguyên nước và quản bi ting hợp lưu ve sông Nhué
Hệ thống kênh chính cing mang lưới kênh mương nhánh trong khu vục là một nguồn tải nguyên thiên nhiên phục vụ cho nhiều mục đích: là một nguồn nước cho sinh hoạt và công nghiệp, la mạng thoát nước mưa, là nguồn thu nhận và vận chuyển nước thi, bỗ cập nước ngim, phục vụ giao thông thủy Vì vậy có thể coi sông hệ thống kênh mương trong khu vực là những huyết mạch của đô thị, cần được duy tỉ dng chiy cơ bản một cách liên tục và thông suốt
sông ở khu vực được duy ti tối, không bị quá cạn vàcũng không bị trần bay, tì hệ thống sông này sẽ giúp cho việc duy trì nồng độ các chất
Trang 12trong nước và trong đất ở mức độ và thời gian cho phép, góp phin rit quan trong trong việc làm giảm bớt sự tích tụ và phát tin các chất độc hại (khí
kim loại nặng ) Việc cải thiện môi trường đó có tác động tốt trực tiếp cho khu vực,
ding thời còn tác động gián tiếp cho phạm vi rộng hơn: cho vùng lân cận, cho các tỉnh khác, và cho cả thé giới, từ đó nó cũng đóng góp tích cực vào việc làm giám bớt sự
biến đổi khí hậu va sự nóng lên của trái đắt mương, ao hỗ được cải thiện một cách đáng kể
Việc xây dựng các công trình tiêu động lực từ khu vực đồ ra sông Hồng còn làm
“giảm tải” sông Nhuệ, tức là giảm đáng kể lưu lượng dng chảy vả lim voi mye nước
của sông Nhuệ phía hạ lưu khử cô mưa ng, tạo điều kiện thuận lợi hơn cho các ving hạ du hai bên Sông Nhuệ
tiêu nhanh hơn, giảm bớt hi
u nước vào sông Nhuệ với mức ngập giảm và thời gian tượng trần dé sông Nhuệ.
2.MỤC TIÊU NGHIÊN CUU
= Tìm được quan hệ giữa lưu lượng thiết kế tram bơm tiêu đầu mỗi Đông Mỹ và
quy mô của hé điều hoà nước mưa (diện tích, các cao trình, dung tích trữ) dé đảm bảo tiêu nước cho lưu vực tiêu Đông Mỹ.
= Xác định được các thông số hợp lý (có thé là tối ưu): lưu lượng thiết kế trạm bơm Đông Mỹ Qre, điện tích hỗ điều hoà Đông Mỹ Fis.
3 DOL TƯỢNG NGHIÊN COU
Đổi tượng nghiên cứu là Hệ thống tiêu thoát nước lưu vực Đông Mỹ 4 PHAM VI NGHIÊN COU
Pham vi nghiên cứu được giới han trong các công tình chính của hệ thống tiêu thoát nước, bao gồn: trạm bơm tiêu đầu múi, hỗ điều hoà Còn các hang mục khác
được kế thừa tử các nghiên cứu trước hoặc tham khảo trong các dự án quy hoạch hoặc
dr n đầu tư xây dựng
5 NỘI DUNG NGHIÊN CUU
Các nội dung nghiên cứu cơ ban cần thực hiện là
- Đánh giá tổng quan về hệ thống tiêu thoát nước của đô thị HAN
trong đó có lưu vực Đông Mỹ
nói chung,
+ Xây dựng phương pháp tính ton hệ hổng tiêu thoát nước cho khu vực nghiên cứu: - Lập mô hình mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước lưu vực Đông Mỹ;
- Phân tích thuỷ lực để xác định lưu lượng thiết kể trạm bơm và kích thước thiết của các hồ điều hoà
Trang 136 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÁCH TIẾP CAN * Sử dụng cúc phương nghiên cứu chỉnh sau đây
~ Phương pháp thu thập số liệu: ‡ có được dữ liệu cho nghiên cứu.
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Sử dụng lý thuyết về thuỷ lực, cấp nước, máy bơm và trạm bơm, tối ưu hoá.
~ Phương pháp mô hình toán: Dự kiến 4p dụng mô hình SWMM, là một mô hình thuỷ văn, thuỷ lực để mô phòng hoạt động của hệ thống.
Sử đụng các công cụ hỗ trợ mà hiện nay đã trở thành phổ bi Word, Exel, CAD.
* Sử đụng cách tiếp cân cơ bản su dy
~ Cách tiếp cận hệ thống: Xem xét đối tượng nghiên cứu trong một hệ thông bao.
liên hệ gữa chúng: 46 là: các tu lưu vực thoát
nước, các đường dẫn nước (đường ông, kênh mương), các hồ điều hoà, các công trinh
abn các phn từ khác nhau và mí
điều chỉnh đồng chay (công điều tết, trăn diều tiết , tram bom, máy bom : quan hệ hữu cơ giữa mưa - đồng chay mặt đồng thắm xuống dit đồng chảy trên kênh vv
= Các tiếp cận kế thừa: Sử dung số liệu và kết qua của các nghiên cứu trước đây
tử: các dé tải, các dự án quy hoạch, các dự án đầu tư xây dựng, các công trình khoa học đã công bị
= Các tiếp cận hiện đại: Có ging sử dụng các công cụ mới nhất dé nghiễn cứu, trong dé có phần mềm SWMM phiên bản 5.1 năm 2017.
1 DỰ KIÊN CÁC KET QUÁ
~ Kết quả về tỉnh toán mô hình mưa, mực nước và các số liệu khác.
-Môhi "hóa hệ thông tiêu thoát nước lưu vực Đông Mỹ theo quy hoạch mới nhất~ Các phương án về thông số thiết kế tram bơm đầu mỗi Đông My và hỗ điều hoa "Đông Mỹ và lựa chọn phương ân hợp lý (hoặc tôi ưu),
Trang 14CHƯƠNG 1
TONG QUAN
1.1 DIEU KIỆN TỰ NHIÊN VUNG NGHIÊN COU 1 Vị tí vàng nghiên cứu
Tham khảo QH724 và hồ sơ Dự án Cải tạo nâng cấp Hệ thống tram bơm tiêu Đông Mỹ, có thể giới thiệu lưu vực nghiên cứu và tóm tắt tỉnh hình tổng quan vùng ray như sau đây
Hình 1.1 Vị í lưu vực nghiên cứu tong hệ thẳng tiêu thoát nước đô thị trung tâm TP Hà Nội
Lưu vục tiêu Đông Mỹ nằm trong Hệ thống tiêu thoát nước đô th trung tâm TP
Trang 15Ha Nội, là một phần của Hệ thống thuỷ lợi sông Nhuệ nằm ở ving dng bằng sông Hồng Lưu vực tiêu Dông Mỹ được gdm diện tích đất dai của thị trắn Văn Dia và các xã Tử Higp, Ngũ Hiệp, Dông Mỹ, Liên Ninh Ngọc Hồi, Vinh Quỳnh Căn cứ vào 'QH725 [6], lưu vực tiêu Đông Mỹ giới hạn bởi:
~ Phía bắc li kênh Yên Sở;
= Phía đông là dé sông l hy
- Phía tây và tây nam là bờ sông Om và đường biên với lưu vực tiêu Tả Thanh Oai;
- Phía nam là đường Vành Đại 4.
Diện tích lưu vục tiêu Đông Mỹ được đo lại là 2.238,6 ha, có thay đổi so với các cquy hoạch trước đây nhưng không đáng kể.
2, Địa hình và địa mạo
Khu vực có độ cao thay đổi từ +4/07+5,5 m với địa hình cao ở phía Bắc và thấp din xuống phía Nam Khu vue cao nhất là thị «rin Văn Điễn, có cao độ trung bình từ ++4,8+25 ấm Khu vụcthấp nhất à xã Đông Mỹ, cổ cao độ trung bình từ +4,0ct5 Ôm
3 Địa chất công trình, địa chất, địa chất thuỷ văn 4 Bia ting chung Khu vực nghiên cửu
: én ict lớp trim tích nguồn gốc bồ ich sông lay bố xen kẹp các trim tích nói trên Mặt lớp gần như nằm ngang.
Jim tích có nguồn gốc aluvi tướng ling
sông và bãi bồi Phan đưới sâu có nguồn gốc tram tích biên, hoặc cửa sông ven biến.
gd cát hoặc.
"Địa tầng khu vực vẻ tông thé là gin tương tự nhau Trong phạm vi chiều sâu thăm dò của các hỗ khoan có thé phân chia thành 6 đơn nguyên địa tang, tuỳ từng vị trí mà có bề dày khác nhau Các trầm tích này có tuổi Đệ tứ: Bên trên có tuổi Holocen muộn.
thuộc hệ ting Thai Bình: aQ,`tb, tướng lòng sông và bãi bồi Thành phần thạch học
biển đối theo quy lt đướ là ht thô, tên à hạt mịn gồm cát, á át,á ớt vã các thành phần biến đổi trung g
b Bia chất công trình tại khu trạm bom Đông Mỹ
Lip 1: La lớp đất phủ, ộ trực tiếp trên bề mặt thiên hiền; chỉ xuất hiện ở hồ khoan HH7 phân bổ trên để, bờ kênh, nền đất vườn; dit dip lắp hin hợp: be diy thay đổi từ (0003.20 my thay đối tỷ từng vị tí, Chủ yếu là cát pha mâu xám nâu trang thi chy
Lop 2: Bit sét pha màu xám nâu, xám den, trạng thái déo mềm đôi chỗ đèo
cứng Các chỉ tiêu chủ yêu: 9=10°53", C=0.204 kG/em, a
Lop 3: Bit sét pha lẫn hữu cơ, màu xám đen, trạng thấi déo chảy đ
mềm Các chỉ tiêu chủ yêu: ọ=7"40', C-0,119 kG/emẺ, a,;=0/072 em" kG,
Trang 16inh toán xử lý gia cổ + Lipp 4: Dit st pha
kẹp do mém, Các chỉ tiêu chủ yêu: g=12"10", C=0,229 kG/em”, a
in it sOi sạn màu xám vàng, loang l, trạng thái déo cứng xen
0,036 em /kG.
= Lip 6: Bit cit hạt vừa lin t sôi sạn xen kep cắt pha, cát hạt nhỏ, mẫu xim ghỉ, kết cấu chặt vừa.
4 Khí tượng
Hệ thông tiêu nằm giữa ving đồng bing Bắc b
hình của khí hậu vũng đồng bằng Đó là kiểu khí hậu nhiệt đối gió mùa cỏ mia đông lạnh, cuối mùa ẩm ướt với hiện tượng mưa phùn, mùa hạ nóng và nhiề
sn nó mang các đặc điểm điển
a Nhiệt độ
Nhiệt độ trùng bình năm khoảng 23"C+;
8.600°C, Hàng năm có 3 thing (từ tháng XII đến thing II) nhiệt độ trung bình giảm
xuống dưới 20°C Tháng I lạnh nhất, có nhiệt độ trung bình trên 16°C Mùa hè nhiệt độ tương đối dịu hơn Có 5 tháng (tir tháng V đến tháng IX) nhiệt độ trung bình trên
25°C Thing VII nóng nhất, có nhiệt độ trung bình trên dưới 29°C
°C Tổng nhiệt độ toàn năm khoảng
"Bàng 1.1 Nhiệt độ trưng bình tháng ti Hi Nội và Hà Đông (°C)
Độ âm tương đối trang bình năm khoảng 83-85% Ba thing mia xuân là thai kỳ âm ớt nhất, độ im trung bình thing dat 88-90% hoặc cao hơn Các thing cui mia thu và đầu mia đông là thời kỳ khô hanh nhất Độ âm trung bình thing có thể xuống
v4 Độ im cao nhất có ngày dat tới 98% và thấp nhất có thể xuống tối 64%
Bing L2.Ð ấm tương đối trung bình thing ti Hà Nội và Hà Đông 6)
rị|m|m|w|v|vi|vn|vm|x| x | x | xu
$2 | S5 | 88 | S8 | 84 | 84 | 35 | 97 | §6 | §3 | 81 | 82 Mà Đông | 7§ | 83 | 820] 83 | 85 | 790 | SI0 | 820 | 800 | SI0 | 800 | 81 Nguồn: [13]
Trang 17e Mua
Day là vùng có lượng mưa tương đối lớn Tổng lượng mưa trung bình thay đổi từ 1.554 dén 1,836 mm với số ngày mưa khoảng 130 140 ngày
"Bằng L3, Lượng mưa năm tại một số trạm trên bệ thông Sông Nhu
Tram | liên | Hà | Đồng | Nhậ | Vân | Lương | Điệp Mạc | Đông | Quan | Tựu | Đìh | Cô | Sơn Xe (mm) | 1.5714 | 16070 | 16260 | 17689 | 18217 [1.8356 | 18226
Ngôn: [13]
Bảng L4 KẾ gu nh toán lượng mưa 13, 5 7 ngày max
ding với tn suit P= 5% và 10% (don VỆ mm)
Trin mud] “Tân suất S9: ‘Tan suất 10%
lạm Tnemax | ingmax | Sngmax 7ngmax| Ingmax | 3ngmax | Sngmax | Tngmax Láng 25183 | 387,67 | 43431 | 478.65 | 21809 | 338/14 | 37128 | 41579
Hà Đông — [25369 | 38655 | 43568 | 47617 | 22046 | 397,38 | 379.17 | 416,06 Nguôn: [I3]
Bảng L5 Lượng mưa 72 gi tại ram Lắng (mm)
Trận mua Điện hình 1994 Tân suất 10%
Giờ | 298 [ 308 | 3178 | Ngày! | Neay2 | Ngày3
O-1 298 | 308 | 31/8 Ngày | Ngày? | Ngày3
Trang 18Bảng L6, Lượng mưa 72 g tại ram Ha Đông (mm)
Điển hình 1994 Tân suất 10%
298 | 308 | 31⁄8 | Ngày! | Ngày2 | Ngày3
Trang 19Trận mua Dién hình 1994 Tân suất 10%
Giờ 298 | 308 | 31/8 | Ngày! | Ngày2 | Ngày3 Tổng ngày — 168,10 | 193.30 | 15,30 | 220,48 | 10822 | 8,68
ring trận 3770 3872 “Ghi chú: Trận mưa thiết kế chứa lượng mưa 24 h max TS10%
Nguẫn: [13]
Bảng L7 Lượng mưa 3 ngẫy của trận mưa đặc biệt lớn năm 2008 (mm)
Ngày Hà Nội Ha Đông.
Lượng bốc hơi bình quân năm ở toàn vùng đạt khoảng 1.000 mm Các thing đà mùa mưa (V, VI, VII) lại là các tháng có lượng bốc hơi lớn nhất trong năm Lượng bốc.
hơi bình quân tháng V đạt trên 100 mm Các tháng mùa Xuân (tháng II IV) có lượng
"bốc hơi nhỏ nhất là những tháng có nhiều mưa phùn và độ dm tương đối cao.
"Bảng 1.8 Lượng bố bơi trung bình thán ti Hà Nội và Hà Đông (mm)
thing |1|n|m[w] v | wt |vn|vim]ix| x [xi [xn[Cánăm Hà Nội - |T87|624|574|668|I019| 99.4 | 99.9 | 848 |sl,5|96,6J89.4s32| 1.002 Hà Đông [64.3]56.9]68.2[78.5| 63.6 | 639 | 914 |791 |T99|728|669|560| 841,5 Nguồn [l3]
© Giá, bão
Hướng gió thịnh hình trong mùa hè là gió Nam và Đông Nam và mùa đông
thường có gió Bắc và Đông Bắc Tốc độ gió trung bình khoảng 2+3 m/s Tháng VI,
1X là những tháng có nhiều bão nhất Các cơn bão đổ bộ vào vùng này thường gây ra mưa lớn trong ba ngày, ảnh hưởng lớn cho sản xuất và đời sống của nhân dân Tốc độ giỏ lớn nhất rong cơn bão có thể đạt 40 mi
Lượng mây trung bình năm chiếm 75% bầu trời Thing IIT u ảm nhất có lượng mây cục đại, chiếm trên 90% bầu trời côn thắng X tri quang đăng nhất, lượng mây trung Bình chi chim Khoảng trên 60% baw trời
& Nắng
Trang 20Số giờ nắng hing năm khoảng 1.6001.700 giờ Các tháng mùa hè từ tháng V đến tháng X có nhiều nắng nhất, trên đưới 200 giờ mỗi tháng Tháng II, HL trùng khớp
vi những tháng u ám là tháng rat ft nắng chi dạt 3040 giờ mỗi tháng
5 Thus văn, sông ngôi 7
Sông Hing là con sông lớn, có tổng diện ích lưu vực 155.000 km (ph hưu vục trong lãnh thổ Việt Nam là 72.800 km), Sông dài I.126 km, tong đó đoạn qua khu vực nghiên cứu dai khoảng 10,1 km theo đường đề Sông Hỗng không chỉ là nguồn
cấp nước chính cho hệ thong ma còn là nơi một trong những nơi nhận nước.tiêu
1h của vùng, Khả năng chuyển nước của sông rit lớn, Lưu lượng bình quân thing tring bình nhiều năm thời đoạn 1956-1985 ti Son Tây dot khoảng 3560 mĩ và Hà Nội 2710 ms
a Sông
Mùa kiệt dai 7 tháng (tháng XI+V) Dòng chảy của sông thời gian này ngoài nước mưa trên toàn lưu vực, chủ yêu do nước ngằm cung cấp Do vậy mye nước và lưu lượng của sông giảm xuống nhanh Mực nước sông trong các tháng III và IV thường,
xuống đến mức thấp nhất Số liệu quan trắc tại trạm Hà Nội cho thấy, mực nước thấp.
nhất xảy ra trước khi có hồ Hòa Binh là 1,73 m (tháng 3/1956) sau khi có hồ Hòa Bình là 1,47 m (20/2/2006), Lưu lượng đo được vào ngày 09/5/1960 chỉ có 350 m/s
Bing 1.9 Các mực nước Sông Hồng tại Hà Nội (Long Biển)
cứng với ắc tin suất tính toán
Băng 1.10 Các mục nước Sông Hằng ti Yên Sở vũng với các tin suất tí toán
Trang 21Bing 1.11 Các mye nước Sông Hồng tại Đồng MS {ing với các tin suất tính toán
‘Song Nhuệ dài 74 km nối liễn sông Hỗng (qua cổng Liên Mạc) với sông Day (qua cổng Lương Cô), là true chính tưới tiêu kết hợp Về mùa li, cổng Lương Có vẫn luôn luôn mở (chỉ đồng lại khi có phân lũ qua đập Bay) Như vậy trong quá trình tiêu ting, mực nước sông Nhuệ và các sông nhánh khác trong hệ thống luôn chịu ảnh hưởng trực tiếp của mực nước lũ sông Bay.
Nội sông Nhuệ với sông Bay còn có các sông Duy Tiên, Văn Đình, La Khê,
'Ngoại Độ và một số sông nhỏ khác tạo thành một mạng lưới tưới tiêu tự chảy cho hệ thông khi điều kiện cho phép.
Bing 1.12 Mực nước báo động ti một số v trí trên sông Nhuệ và sông Hong
Theo số iệu từ Phòng Quy hoạch và quản lý đô thị tháng 062016, tình hình sử dung đất trong ving dự ân được trình bảy ở các bảng PLS: PL6: PLT
2 Tình hình dn sổ ở vàng dự ám
Từ ig thu thập được tại các xã nằm trong lưu vực tiêu TB Đông Mỹ: Thị tin Văn Điễn, Đông Mỹ, Liên Ninh, Ngọc Hồi, Ngũ Hiệp, Tứ Hiệp, Vạn Phúc, Vĩnh “Quỳnh thuộc huyện Thanh Trì tháng 6/2016, nh hình dân số trong ving dự án được
Trang 22trình bây ở bảng sau.
"Băng 1.13 Tỉnh hình din số năm 2015 huyện Thanh Tả (Phần nằm trong trong lưu vụ tiêu TB Đông Mỹ)
vay |TTHim| Đông | tin | Ngọc | Net | Tế | van | th | vạ
TH | Chinen | mặt | Mỹ | Ninh | Hồi | tệp | Hiệp | Phic | Quink | SP
sing — | 302 | 3091] 3374 | 3235 | 4164 | 2873| 163 | 3.235|23.227 2 [Nhân khẩu | 10940 8474| 10959 | 12.413 | 14669 [10.080 5I9 | 9735|77.790) 3 [Laoding | 6564 | 6780| 7671 | 689 | 7T01 | 7056| 364 | 8.275]53.099]
3 Tình hình sin xuất nông nghiệp
Mac dù tốc độ công nghiệp hóa, đô thị hóa khá nhanh, song nông nghiệp vẫn là
một ngành kinh tế quan trong, Với mức bình quân chung của củ miễn Bắc và đồng "bằng sông Hồng thì năng suất lúa bình quân của vùng nghiên cứu và các vùng lân cận khá cao.
Băng 1.14 Diện tích, năng salt một s6 cây trồng chủ yêu của các di phương thuộc Hà Nội Lúa Chiêm Xuân Lúa Mùa Màu
TT) - Quận huyện
DT (ha) | NS (Tha) | DT (ha) | NS (Téha) | DT (ha) [NS (Tina) 1 [ese quận nội thành cũ 2 |Q Hà Đông m | 42 | TH | 43 | -4 |Q Bac và Nam Từ Liêm | 3650 | 433 | 39 | 405 | 378
3 [an Phượng 2427 | SảI | 2668 | 50 | 2812 5 [ft Hoài Đức 6150 | 396 | 6197| 408 | 1482 6 ]H- Thanh Tải 3419| 383 | 3007 | 347 | ol
[Binh quân 69310] 443 | 06348 | 441 [13763 1.3 HIỆN TRẠNG THỦY LỢI VUNG DỰ ÁN
1 Trạm bơm tiêu Đông Mỹ (ci)
‘Tram bơm Đông Mỹ (cd) tiêu ra sông Hồng có đặc điểm:
- Xây dựng năm 1996; thời gian sử dụng là l6 năm.
lưu trục ngang thiết kế 667 mÙ
{im 2009, da thay thé nhiều máy bơm và động cơ, nhưng do
chủng loại máy bơm và kết cầu nhà máy còn hạn chế nên hiệu quả chống ứng không
Trang 23cao Bễ hút nông nên việc tập trung nước đến trạm bơm không thuận lợi dẫn đến phát sinh hiện trợng khí thực, lim ảnh hưởng đến tuổi thợ may bom Ong hút, ông diy bị han ri nên ảnh hưởng đến hiệu suất bơm và gây độ én cao Hệ thống tủ điện phân phối và điều khiển đã cũ, tiếp điểm mon, đóng mở thủ công, nên việc vận hành tram bơm
mắt nhiều công sức.
Do công suất thiết kế tram bơm quá nhỏ, lại đã xuống cấp nên giảm nhiều năng lực tiêu rất hạn chế.
2 Các myễn kênh
HE thống kênh tiêu hiện tạ bị bỗi lắng, sat trim trong, lòng kênh nhiều bèo rác, tình trang dân đỗ phé thải và xây dựng công tình lần chiếm lòng kênh xây ra khí phd biến trên haw hết các tuyến kênh Để đáp ứng nhu cẩu tiêu hiện tại thì nhất thiết phải
ci tạo tuyển kênh nhằm khơi thông đồng chảy đảm bảo dẫn đủ lưu lượng cho trạm
bơm và gia cố một số đoạn kênh di qua khu dân cư để ngăn chặn tình trang xâm phạm
sông trình thuỷ lợi Sau đây là mô ả hiện trang từng tuyển kênh trong dự án
* Tusén kênh Đằng Trì - Đảng Mỹ Tuyển kênh này bit đầu từ hồ Yên Sở chảy về trạm bơm Đông Mỹ dài khoảng 6.0 km Hiện trạng tuyển kênh vận có nhiều bèo rác, dao động từ 15 + 30 m: bờ kênh sụt sạt nhiều lòng kênh bị bồi ng, tinh trang vi phạm công tình thuỷ lợi din ra khá phổ biển Dng chảy bị căn trở nhiễu nên mặc dù chiều rộng tương đối rộng nhưng khả năng dẫn nước kém Thực tế
cho thấy ít khi các tuyến kênh dẫn đủ lưu lượng cho toàn bộ 24 máy bơm hoạt động.
* Tuyên kênh Vạn Phúc-Đông Mỹ Có chiều dài khoảng 1,4 km Tuyển kênh nay có mặt cắt tương đối lớn, lượng bèo rác ít hon các tuyển khác nhưng nằm dọc hai bên
là đường giao thông và nhà dan, trên tuyến kênh có nhiễu vị tr cỏ nguy cơ sạt lở cao.
3 Các công trình trên kênh
lượng các cổng, cầu giao thông nằm trên các tuy nhưng bầu hết được xây dựng và đưa vào sử dụng khá lâu, nhiều, các cầu không dim bảo giao thông trong vũng
kênh tiêu không nhỉ én tại các cổng xuống cấp
CCác cầu cổng trên hệ thống đã được xuống cấp và khẩu độ không đồng bộ với yêu sầu tiêu hiện tại Vậy cần phải cải tạo các công trình trên kênh dé đảm bảo thông thoát
dang chảy và quản lý vận hành hệ thống hiệu quả cao (thống kê chỉ tiết ở bảng PLS)
4 Khả năng phục vụ tiêu úng của hệ thing tiêu thoát nước hiện nay
Do hiện nay hệ thống tiêu thoát nước chưa được đảm bao, công suất trạm bơm đầu
mỗi Đông Mỹ qué nhỏ, hệ sổ tiêu của lưu vực trạm bơm Đông Mỹ mới chỉ khoảng 3,5 sha, cho nên mức độ úng ngập trên địa bin xã còn xảy ra rit nghiêm trong Bình
“quản mỗi năm khu vực bị ing nặng khoảng 300 ha léa mia, trong đó có 50 ha bị mắt
trắng Các xã có diện tích lúa bị ứng nhiều nhất là Tứ Hiệp, Đông Mỹ, Liên Ninh “Trên địa bản, hiện nay tỉ lệ điện tích đắt phi nông nghiệp và đất đô thị chiếm một
thiệt hại do ting ngập gây ra tỷ lệ khá lớn So với những thiệt hại về nông nghiệp Ú
Trang 24cho các lĩnh vực khá le (dân cư, đồ th, công nghiệp, giao thông, môi trường ) cồn lớn hơn rit nhiều Tuy chưa có thông ké chính xác về những thiệt hại này, nhưng theo ước tính, nỗ có th tới hàng trim tỷ đồng trên một năm,
Huyện Thanh Trì là vùng có tốc độ đô thị hoá cao, là khu vực có nhiều cơ quan
quan và công trình trọng, nên việc giải quyết tưới tiêu cho khu vực này liên quan đến các vấn đề kinh tế, xã hội và an ninh quốc gia Hiện nay, hệ sé tiêu yêu cầu của khu vực này rất cao (nội thành Hà Nội lên đến 17,9 Vs/ha), vùng này lại thiểu công trình tiêu ứng, do đó rất dễ xây ra Ging ngập rên diện rộng và thời gian kéo dai, Việc xây ‘mg công trình trạm bơm tiêu Đông Mỹ để tiêu ứng cho khu vực này ra sông Hồng sẽ
giải quyết được yêu cầu về tiêu cho khu vực, ngoài ra còn có thể hỗ trợ ti
vực trạm bơm Yên Sở khi cin thiết và khẩn cấp
1.4, TOM TAT KET QUA NGHIÊN CỨU VE QUY MÔ TRAM BOM VÀ H
DIEU HÒA CHO LƯU VỰC NGHIÊN CỨU
1 Theo QH937
‘Theo quy hoạch này [3] thì các thông số cơ bản của hệ thống như sau:
Hệ số tiêu q = 17.9 Uistha với tiêu chuẩn tính toán là: tỉnh với mưa 24 giờ lớn 0%, tiêu chi tiêu là mưa giờ nào tiêu hết giờ ấy.
lêu: q = 17,9 Nha;
635 mì ~ Xây dung lại TB Đông Mỹ: Lưu lượng thiết
~ Xây dựng các hồ điều hoa với tỷ lệ diện tích 5+7% so với điện tích lưu vực, 2 Theo QH1259
Theo Quy hoạch nay (4)
= Hệ số tiêu q = 17,9 Vsiha với tiêu chuẩn tính toán là: tinh với mưa 24 giờ lớn
nhất, tần suất P=10% tiêu chi tiêu là mưa giờ nào tiêu hết giờ Ấy
~ Xây dựng TB Đông Mỹ: Lưu lượng thiết kế 41,3 m'/s (gồm cả TB Vạn Phúc)
nhất, in suất P=10% iêu chí tiêu là mưa giờ nào tiêu hết giờ ấy hòa với diện tích 19,2 ha.
7,9 lisiha với tiêu chuẩn tính toán là: tính với mưa 24 giờ lớn
+ Xây dưng TB Đông Mỹ: Lưu lượng thiết kế 35 my. - Xây đựng các hỒ điều hòa với điện tích > 30 ha 4 Theo QH725
Trang 25“Theo Quy hoạch này 6]:
79 Vshha với tiêu chu tính toán là tinh với mưa 24 giờ lớn 07%, tiêu chỉ iêu là mưa giờ nào êu hết giờ ấy
~ Xây dựng TB Đông Mỹ: Lưu lượng thiết kể 35 mÏs
~ Xây dựng các hỗ điều hòa với diện tích 45 ha.
5 Theo dự án Đầu txây dựng hệ thẳng tram bơm tiêu Đông Mỹ Độ sâu điều tiết Hạ,
+ Xây dụng hồ điều hòa Vet + Đông Trach với các thông
Điện tch: Fyy= 10.3 hà
Cao trình day hỗ: Zsy = 0,00 m Cao trình mực nước nhỏ nhất: Zam = Độ sâu điều tiết: Hạ = 2,8m.
Mie nước bể hut:
Cột metre bơm thiết kế:
Cột nước bơm trung bình:
Cột nước bơm lớn nhắc HE =10/5m Cột nước bơm nhỏ nhất HE = 7m "Phương din máy bơm:
“Trong dự án đã chọn máy bơm như sau (bảng 1.18)
Trang 26"Băng 1.15 Phuong ân mấy bơm của trạm bơm Đông Mỹ
Số vòng quay bơm n (vip) 245 Số vòng quay đieơ nụ wip) (245 few) suất định mức đícơ Nụ | go Điện áp đeø(V) 6000
'U THOÁT NƯỚC
1.1 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ TÔI ƯU HÓA HỆ THONG Ở TRONG NƯỚC VÀ THẺ GIỚI.
1.1.1 Các nghiên cứu ở trong nước.
“Có một số nghiên cầu về tiêu thot nước và tối ưu hỏa thiết kế hệ thống tiêu thoát nước cho đô thị Việt Nam, phin lớn trong số đô được thực hiện ở dia bản Hà Nội và các ving lân in nhu mô tả sau đây,
= Luận văn thạc sĩ của Đặng Tiến Dũng (1999) "Nghiên cứu mô hình tiêu nước
mặt cho khu vực Nam Hà Nội (Luận văn thạc sĩ ky thuật [20] Trong luận văn đã sir dụng phương pháp “Transfert” cho khu vực nội thành và phương pháp "hỗ chứa mặt ruộng” cho khu vực ngoại thành để xác định quá trình lưu lượng tiêu; đồng thời phân.
tích sự điều tiết của hệ thống hồ tim ra quan hệ giữa quy mô TB Yên Sở với diện tích
và dung tích hồ điều hod,
~ Nghiên cứu của Dương Thanh Luong (2009) “Mô phòng hệ thống thoát nước TP
Hà Nội và xác định giải pháp tiêu nước tổng thể” [21] xác định các thông số cơ bản của các công trình chủ yêu trong hệ thông gồm: 1) Các tram bơm (cột nước, mực nước: bể hút ); 2) Quy mô, kích thước các trục tiêu chính cần cải tạo và làm mới (sông hug, kênh La Khê, kênh Đông La ); 3) Vị tri, quy mô kích thước của các hd điều hòa Nghiễn cứu này cho ring đã có lưu lượng các tram bơm đầu môi Q theo QH937 rồi từ đồ xác định tổng diện tích hỗ điều hòa E nhỏ nhất ma chưa xết đến tối ưu đồng thời hai đi lượng này, Tuy nhiên, nghiên cứu này chỉ giới han vào LV Tây Hà Nội và chưa đưa vào hệ thông cổng thoát nước đường pho theo các QH mới (QH1259, 'QH725), Nghiên cứu này sử dụng phương pháp SWMM để tinh toán.
~ Nghiễn cứu của Dương Thanh Lượng (2010) "Xác định quan hệ giữa lưu lượng thiết kế rạm bom Yên Sở và mức dm bảo tiêu ing củn hệthồng thoát nước nội thành
Trang 27Ha Nội” [17] đánh giá khả năng tiêu của TB Yên Sở theo các mức CS tram bơm Bs phân tích mức đảm bảo tiêu của TB Yên Sở theo các phương án CS khác nhau Nghiên cứu này sử dung phương pháp SWMM dé tính toán.
~ Nghiên cứu của Dương Thanh Lượng (2004) “Xác định quy mô hợp lý của hồ điều hoà trước trạm bơm” [22] tính toán điều tiết phối hợp giữa trạm bơm đầu mối và
hỗ với các quy mô giả định khác nhau từ đó có thé thiết lập ra quan hệ giữa dung tích.
hd W theo lưu lượng thiết kế Q của tram bơm đầu mỗi, rồi tính thử cho cụm đầu mỗi Yén Sở Nghiên cứu này sử dụng phương pháp Transfert để tinh toán tiêu nước,
- Nghiên cứu của Lưu Văn Quân (2015) [23] “Nghiên cứu bổ trí hợp lý hệ thống hồ điều hoà nhằm giảm tổng mức đầu tư hệ thống tiêu cho ving hỗn hợp đất nông nghiệp - 6 thị" [23] đãthết lập bài toán tối ưu để xác định quy mô vả hình thức bổ trí
hợp lý hồ điều hoà cho LV Tây Hà Nội (18.600 ha) và đã đỀ xuất tỷ lệ diện tích hồ điều hoà tối ưu là £-2,0%6-3,82% tu thuộc hình thức bổ trí hỗ Nếu bổ tr hồ tập trung tai gin đầu mỗi trạm bơm t tổng CS tram bơm đầu mỗi Q=622.85 ms, Tuy nhiền, nghiên cứu này chưa đưa vio mô phỏng mạng cống thoát nước đường phổ theo quy hoạch mới (QH725) Nghiên cửu này sử dựng phần mém SWMM_
lệ mồ phỏng hệ thống tiga thoát nước,
2,01% ứng ví
~ Nghiên cứu của Lê Văn Trường (2017) [24] *Nghiên cứu cơ sở khoa học để xuất
giải pháp tiêu nước và quy mô công trình tiêu trên địa bàn thành phố Hà Nội” xây bài
toán tối ưu hóa quy mô của công trình tiêu nước trong hệ thống tiêu thoát nước, trong đồ cổ các tram bơm đầu mỗi và cc hỗ điều hòa nước mưa với sự trợ giúp của mô bình
SWMM Đã tim ra quan hệ ràng buộc giữa lưu lượng thiết kế trạm bơm đầu mối Q và
diện tích hồ điều hòa F để đảm bảo lưu vực tiêu không bị ứng ngâp, Đã đề xuất bố tí
hệ thống trạm bơm đầu mỗi gồm các trạm bơm Yên Sở, Nghĩa, Liên Mạc, TB Yên
Thái, Bio Nguyên, Nam Thăng Long, Đông Mỹ và Hiễn Giang; đồng thời đã xá định được một số thông số cơ bản của mỗi tram bơm này Dã đề xuất b6 trí bệ thống hồ điều hòa vớ tỷ ệ diện tch£-0,85%+1,0% cho các Ira vực
[goa ra, một số luân văn thạc sĩ với nội dung nghiên cứu chủ yếu tập trung giải quyết các bai toán về tiêu nước cho nông nghiệp, vỀ ảnh hưởng của kết cầu hệ thong thủy li vùng đa canh tác đối với chế độ tiêu nước mặt cũng như ảnh hưởng của việc chuyển đổi cơ cầu sử dụng đất đến hệ số tiêu nước mặt cho một số hệ thong thủy lợi điễn hình ở vùng đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ Những năm
tải luận văn nghiên cứu về tiêu nước cho đồ thị và đã dat được kết quả nhất định Các luận văn này chủ yếu nghiên cứu cho các lưu vực nhỏ và cục bộ của hệ thối
chưa dé ra cơ sở khoa học cho một giải pháp tiêu tông thé.
1.1.2 Các nghiên cứu tiêu thoát nước & nước ngoài
Hệ thống tiêu thoát nước đô thị bao gồm các thành phần cơ bản là các đường dẫn
Trang 28nước (công ngằm, kênh ha các công tỉnh đầu mốt (tạm bơm, cửa xả các công trình điều hòa nước (hồ điều hòa, bể trữ nước ) Do chí phí xây dựng và vận hảnh hệ thống này rit lớn, kế tối ưu các hành phần đó ngày cảng được quan tim nghiền cứu ma sau đây là một số vi dụ
'Yufeng Guo và nnk (2008) đề cập đến thiết kế tối ưu của mạng lưới cổng thoát nước mưa nhằm mục đích giảm thiểu chỉ phí xây dựng đồng thời đảm bảo hiệu quả của hệ thống với các chỉ tiêu tối ưu được đề ra Nghiên cứu này đề xuất một phương
pháp đánh giá có tính hệ thống về việc tối ưu hóa hệ thống tiêu thoát nước đô thị [2 Cie tác giả M, Muleta và P, Boulos (2007) đề xuất phương pháp nghiên cứu kết
hợp mô hình EPA SWMM 5 với NSGA-II để tạo ra một phương pháp hữu hiệu rong
việc xác định các thông số tối vu cho hệ thông tiêu thoát nước|26]
M, Maharjan và nnk (2009) đã thực hiện một nghiên cứu về tác động của sự thay 448i môi trường (do đô thị hoá và biển dồi đối khí hậu) đến sự tăng lượng đồng chây mặt và lưu lượng định của hệ thống tiêu thoát nước Đã coi việc sử dung hồ diễu hòa như là một trong những phương sich tốt dé giảm lũ lụt ở đô thi Nghiên cửu này rnh bảy một sông cụ tối tu hỏa chỉ phí theo giai đoạn dựa vào sự biêu diễn thủy lực hệ thing tiêu thoát nước, áp dụng cho một khu vực nghiên cầu điễn hình tại thành ph Porto Alegre, Brazil [27]
Fei Li và nnk (2015) đã tiến hành một nghiên cứu về thiết kế tối ưu của các hồ điều hòa trong hệ thông thoát nước mưa d thị, Nghiên cứu này đề cắp đến thiết k ưu của các hỗ đi soát ngập ting Cùng với mô phóng thủy.
lực dựa trên SWMM, đã sử dụng một công cụ tối ưu hóa để tìm lời giải tối ưu nhằm
giảm thiểu chi phí xây dựng và thiệt hai do ngập lụt Với phương pháp đề xuất này, các tác giả tinh thử cho một trường hợp ví dy thực tế tại thành phổ SA ở Trung Quốc để tim ra sự bố trí và kích thước của hệ thông hồ điều hòa tối wu với các điều kiện xây
“dựng và thiết kế khác nhau Thời gian trữ nước mưa khác nhau cũng được tinh đến để
đảm bảo tính hiệu quả của giải pháp tiêu thoát nước [28].
1 hỏa theo các tiêu chi
Sang-Hyuk Park và nnk (2015) có nghiền cứu về thiết kế ối ưu hệ thống trữ nước mưa bằng cách sử dụng SWMM và quy hoạch tuyển tinh Mục dich của nghiên cứu này là kế tối ưu hóa dung tich và số lượng hệ thông hồ điều hòa nước mưa đa mục tiêu, dip ứng việc cấp nước và mức độ phòng trình lũ lụt trong thổi gian mưa tập trung do sự gia tăng của lớp không thắm Trong nghiên cứu này đưa ra phương pháp thiết kế sao cho chỉ phí xây dựng và phí quản lý bảo dưỡng hệ thống thoát nước mưa giảm, đồng thời giảm chỉ phí thiệt hại do l lụt (29),
Co thé nhận xét ring, hẳu hết các nghiên cứu về tối ưu hoa hệ thống tiêu thoát nước đô thị có kết hợp với mô hình thủy lực - thủy văn thì mô hình d là SWMM mà íL thấy sử dụng các mô hình khác, ngoài ra chưa mô phông hoạt động của máy bơm một
Trang 29cách chỉ tiết (nêu lưu vực nghiên cứu có trạm bơm), mới chỉ xét đến tổng lưu lượng trạm bơm ma chưa mô phỏng cột nước bơm và chế độ bơm Diều đó có thé tăng thêm sai số trong bai toán tối ru hóa
1.2 KET LUẬN CHƯƠNG 1
hệ thẳng tiêu thoát nước haw vực Đông Mỹ
Hệ thống tiêu Đông Mỹ đã góp phan to lớn phục vụ tưới tiêu cho sản xuất nông.
nghiệp và dân cư Tuy nhiên đang bộc lộ những tôn tại sau:
= Hệ thông dang có bị xuống cấp, qua nhiễu năm khai thác bị hư hỏng, nhất là trạm bơm đầu mỗi; các kênh trục tiêu bị bồi lắng, thu hẹp dòng chảy.
~ Với diễn biển thời tết ngày cảng bất lợi, mưa ứng diễn biễn bắt thường mà
không theo quy luật chung, hệ thông tiêu thoát nước vẫn để xây Gng ngập trên điện
- Hệ thống tiêu thoát nước chưa phát triển kịp với tốc độ đô thị hóa và công
nghiệp hóa: quy mô tam bơm đầu mỗi quá nhỏ, hệ thống kênh mương và đường công thoát nước chưa đủ và tiết điện còn nhỏ.
* Vé các nghiên cứu thoát nước
liêu thoát nước cho Ha Nội nói én nay có khá nhiều công tình nghiễn cứu về
chúng và chu LV tiêu Đông Mỹ nổi riêng mà gần đây là các quy hoạch (QH937, 'QH1259, QH4673, QH725) đã cơ bản ngày cảng đáp ứng tốt cho việc định hướng phát
triển hệ thống tiêu thoát nước Tuy nhiên vẫn còn một số hạn chế sau:
~ Phương pháp xác định các thông số của các công trình chính (tram bơm, hỗ điều
hoà) chưa hoàn toàn xác thực.
~ Tinh toán tiêu nước thường sử dụng mưa thời đoạn ngắn mà bước thời gian tính toán lại dai, do vậy kết quả tinh toán phân ánh kém chính xác quá trình tiêu ding,
Từ những phân tích trên đây, cho thay rằng, edn nghiên cứu tiếp mỗi liên hệ Trạm.
bơm - Hồ điều hỏa để làm cơ sở cho việc xác định đúng quy mô và thông số công tác
cia các công trình này
Trang 30- Các nghiên cứu cũng chưa xác định rõ các thông số về cao trình đầy và các mực nước nhỏ nhất và lớn nl liều hòa.tong
Trang 31- CHƯƠNG 2 ¬
MO HÌNH HÓA TRAM BOM, HO DIEU HÒA VÀ CÁC DOI TƯỢNG
KHÁC CUA HỆ THONG TIÊU THOÁT NƯỚC NGHIÊN CỨU
2.1 TRAM BOM VA PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THONG SỐ THIET KẾ TRẠM BƠM
2.1.1 Phương pháp xác 1 Cột nước thiất KẾ
“Cột nước thiết ké trạm bơm tiêu được xác định theo công thức [I] lh cột nước của máy bơm tiêu
Hx = hao, + Sine en
Trong đó:
hạ, - Cột nước địa hình bình quân trong thời kỳ bơm, m:
bạ, - Tổng tổn thất cột nước trên đường ống hút và ông dy của máy bơm, m
Có nhiều cách xác định cột nước h„„„ như mô tả đưới đây:
~ Xác định hạø, theo phương pháp bình quân gia quyền với trọng số là tích số Q;xt,
n @2 xe 4)
Trong dé:
Q,- La lượng của TB trong thời gian t; 1, - Cột nước địa hình trơng ứng với Q, và tị
1 = Thôi gian bơm nước trong từng thời kì có Q, = const và h, = const.
~ Xác định hay theo phương pháp bình quân gia quyền với trọng số là t, (khi mực nước trước và sau tram thay đổi it)
Trang 32bình trong chu ky bơm, tính theo các công thức sau:
ann = Zremia ~ Zaks 2.8) 2.1.2 Phương pháp xác ịnh lưu lượng thiết kế trạm bơm tiêu
1 Theo phương pháp thiy nông
‘Thang thường lưu lượng thiết kế tram bơm được tỉnh theo công thức [2]
On = Arc (2.9) Trong dé
tnx Hệ số tiều thiết k hệ thống, sa;
- Diện tích khu vực tiêu, hạ
“rong một hệ thống tiêu thường bao gồm nhiễu đổi tượng cần tiga như đất lúa, đắt cay trồng can, đất ao hd, đất thổ cư, đường xả Đ cổ chỉ tiêu thiết kế kênh mương và các công trình tiêu cho toàn khu vực bao gôm nhiễu loại điện ích khác nhau, người ta đăng bộ ig thiết kể của i hg tiêu i HỆ số tiêu này được tính [2]
đc =0 + đp.0y +úc.ức +n, Usha 2.10)
“Trong đó:
Trang 33as đc ~ H số tiêu cho các loại đá
G14, Gn, tức ~ TY lệ diện tích của các loại diện tích tiêu A, B, C.
"` ° °
“Đa, @p, Oc = Diện tích tiêu các loại đất, ha; Q- Tổng diện tích của toàn khu tiêu, ha.
* Nhận xét về việc xác định lưu lượng theo phương pháp thủy nông:
Ưu điểm của phương pháp thuỷ nông là tương đối đơn giản, đ thực biện và được ‘ip dụng nhiều trong tỉnh toán tiêu nước cho các vùng đắt nông nghiệp, nhưng hiện nay
cũng vận dung dé tinh cho tắt ea các loại đắt, kế cả đất đô thị, trong đó có việc tính lưu
lượng các trạm bơm tiêu ở các quy hoạch tiêu thoát nước [3] [4] [5] [6]
"Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là độ chính xác không cao do bỏ qua thời gian chậm tới của đồng chảy Cũng có một số trường hợp người ta kết hợp với mô hình thuỷ lực để biễu diễn sự châm tới trên hệ thống kênh, khi đó dng chủy trên bÈ mặt tính theo phương pháp này được coi như các lưu lượng nút đổ vào hệ thống kênh Vị ; độ chính xác của việc tinh toán tiêu nước được cải thiện, nhưng do việc tích rời sự biểu din đồng chày mặt mộng và ding chảy trên hệ thống kênh nên phương pháp này vẫn còn nhiễu hạn chế.
cách n
2 Theo phương pháp cường độ giới han ca Xúc định lưu lượng,
Hình 31 Sơ đồ tinh toán tôi gian đông chiy 1 Khu at 4 Dogn cổng tin toán 2 Ranh đường 5 Giéng him
* Nhận xế vd vide xúc định hu hong theo phương pháp cường độ giới han
Trang 34Uu điểm của phương pháp cưởng độ giới hạn n
chảy trong công thức cường độ mưa tính toán q với biểu thức (t+b)" ở mẫu số, tức là q tỷ lệ nghịch với thời gian mưa tính toán t, cảng chảy về cuối lưu vực thì cảng lớn và q
cảng thấp cho dù lưu lượng Q cảng lớn; tức là biểu diỄn được cả sự thay đổi của các yếu t6 thuỷ lực theo không gian Phương pháp cường độ giới hạn thích hợp cho việc
thiết kế đường cổng trong mạng lưới thoát nước đô thị
Tuy nhiên, phương pháp này có những nhược điểm sau:
= Chủ yêu đựa vào kinh nghiệm để tim ra các thông số khí hậu trong công thức
tính cường độ mưa mà không mô phỏng thực quá trình vật lý của sự hình thành dòng
chảy trên hệ thống đường dẫn (ống, kênh).
- Biểu diễn sự hình thành đồng chảy trên bé mặt TLV một cách đơn giản thông qua
việc ước lượng thời gian to của đồng chảy tử bề mặt các 6 thoát nước xuống rãnh đường ~ Chi nh được một trường hợp thiết kế ma không biểu diễn được sự biển đổi của các yếu tổ thuỷ lực theo thời gian Chính vi vậy mà phương pháp này không đùng được để tính toán trong quá trình vận hành hệ thống tiêu thoát nước với các trận mưa thực.
3 Phương pháp mô hình SWMM «a Giới thiệu chung vẻ phương pháp.
Phương phip SWMM (Storm Water Management Model) và phần mém cũng tí I9] [10] là mô hình động lực học déng chảy mặt do mưa theo một thời đoạn hay nhỉ thời đoạn Thành phẩn RUNOFF phân tích một tập hợp các TLV thu nước mưa tạo ra dòng chảy mặt Thành phần TRANT của SWMM mô phỏng sự vận chuyển dòng chảy mặt qua một hệ thông các đường cổng, kênh mương, công trình trừ nước, máy bơm và các công tinh digu tết nước, SWMM theo đõi cả về lượng và chất của đồng chảy mặt
sinh ra trong mỗi TLV; lưu lượng dng chảy, độ sâu và chất lượng nước trong từng đường cống và kênh mương trong suốt thời gian mô phỏng với nhiều thoi đoạn Mô
hình này mô phỏng động lực học ding chảy, bao gồm cả dòng chảy én định và không, n định theo thời gian di.
b, Các khả năng của mô hình
SSWMM tinh toán được nhiều quá trình thủy lực khác nhau, bao gồm:
- Lượng mưa biến đội theo thôi gian - Bốc hoi trên mặt nước
- Sự căn nước mưa tại các chỗ địa hình lõm có khả năng chứa nước,
Sự ngắm cña nước mưa xuống các lớp đắt chưa bão hồn + Thắm của nước ngắm xuống các ting nước ngim,
+ Sự trao đổi giữa nước ngim và hệ thống tiêu thoát nước,
Trang 35- Chuyển động tuyển của đồng chảy trên mặt dit và ở các hỗ chứa phi tuyển. Tinh biến thiên theo không gian trong tắt cả các quá trình này có thé đạt được nhờ việc chia vùng nghiên cứu các vùng nhỏ, các TLV đồng nhất mi mỗi TLV đó chứa các tiểu diện tích thắm và tiểu diện tích không thấm.
SWMM cũng có khả năng linh hoạt mô phỏng về thủy lực dòng chảy tuyển trong hệ thống tiêu thoát nước gồm nhiều thành phần: đường ống, kênh mương, công trình trữ nước, công trình điều chỉnh dòng chảy Các thành phần này có thẻ là:
- Mạng lưới các phần tir của hệ thống tiêu thoát nước với quy mô không hạn
~ Các đường dẫn với nhiễu dang mat cắt khác nhau, có thể à ống kin hoặc kênh
hở, có thể là mặt cắt tiêu chuẩn hoặc phi iêu chuẩn ở dạng te nhiền
= Mô phòng các phần tử đặc biệt như: công tình trữ nước hoặc xử lý nước, sông rình phân ding, máy bơm, đập trấn và cổng,
~ Các đồng chiy tr bên ngoài vào, các điểm nhập lưu chit lượng nước tử ding chiy mặt, ding nước ngằm hỏa trộn vào dòng thắm hoặc dòng chảy vio phụ thuộc mưa, đồng chảy nước thải, vã đồng chảy vio do người sử dụng chỉ định
~ Ap dung phương pháp tính dng chủy tuyén theo sống động học hoặc theo sông động lực học
~ Mô hình các chế độ dòng chảy khác nhau như: nước đọng, nước ngập trần,
dong chảy ngược, sự hình thành vũng ngập trên mặt đất.
~ Các quy tắc điều khiển do người sử dụng định ra dé mô phỏng hoạt động của
"máy bơm, cánh của van của công, cao độ ngưỡng tin
Ngoài việc mô phỏng sự hình thành va vận chuyển dòng chảy mặt, SWMM côn.
«6 khả năng tính toán sự vận chuyển chất 6 nhiễm có ign hệ với đồng chảy mặt, Các
«qué trình sau đây có thé được mô phòng bởi SWMM
~ Sự tích tụ chất ð nhiễm khi rời khô rên khắp các loại đắt dùng khác nhau,
+ Sự rửa ôi chất ô nhiễm từ các loại đất ding ring biệt trong suốt trận mưa.
= Đồng góp trự tiếp của lượng mưa rơi
- Suy giảm sự tích tụ chất ô nhiễm khi trời khô do hoạt động quét rửa đường pho.
- Sự xâm nhập của đồng chảy nước thải khi tröi khô và ding chảy tr bên ngoài vio do người sử dụng chỉ định tai điểm não đó trong bg thing tiêu thoát nước.
~ Chuyển động theo tuyến của các phần từ chit lượng nước trên khắp hệ thống tiêu thoát nước.
- Suy giảm nông độ chất qua quá trình xử lý trong các công trình trừ nước hoặc,
Trang 36bởi các quá trình tự nhiên trong các đường ống vả đường kênh. M
'SWMM đã được sử dụng trong hàng nghìn nghiền cứu về thoát nước thai và thoát nước mưa trên khắp thé giới Các ứng dụng điền hình của SWMM La:
~ Thiết kế và bổ trí các thành phần của hệ thống tiêu thoát nước dé kiểm soát
{ing ngập
- Bố trí các công trình tữ nước (điều hỏa nước) và các thiết bị của chúng để
kiểm soát ngập lụt và bảo vệ chất lượng nước.
© Các ứng dụng của SĨ
~ Lập bản đồ ngập ụt của các hệ hông kênh tự nhiên,
~ Vạch ra các phương án làm giảm hiện tượng chảy trần của mạng lưới thoát
«Dinh giá tác động của ding chảy vào và ding thắm lên sự chảy tran của hệ
thông thoát nước thi
- Tạo ra các hiệu ứng của BMP để làm giảm sự ti chất ô nhiễm khi trời mưa
4 Cúc phương phúp tinh toin của SWMM
SWAMM là một mô hình mô phóng dựa vio vật lý với thời gian rời ge SWMM sử dạng các nguyên lý vỀ bảo toàn khỗi lượng, năng lượng và động lượng Các phương phấp mà SWMM sử đụng d ma phông về khối lượng và chit lượng đồng chảy với các quả nh vit If cơ bản của một hệ thống tiêu thoát nước, bao gm:
Sau đây sẽ mô tả tom tắt phương pháp xác định cho quả tinh vt lý cho 2 bộ phận
chính của hệ thông tiêu thoát nước; trên bé mặt và trên đường dẫn
Phuong pp tn ton đồng it bẻ chy mt
(Quan hiện về dng chy nặt mà SWMM sử dụng h hiện rên Hin 2.2 MB
mặt TL được coi như một "hồ chứa” phi tuyển Dòng chay vào đến từ lượng mưa và đồng chảy tir các TLV nào đồ ở phía thượng lưu được khai bio Các dòng chảy ra bao ôm: ngắm, bốc hơi, dòng chảy mặt Dung tích của "hỗ chứa” này là mức trữ nước.điền ting tối da, đồ la mức trữ bé mặt lớn nhất được tao ra như sự tạo thành hỗ chứa, ự lâm tốt bé mặt và sự cân nước Lưu lượng đồng chảy mặt Q trên một đơn vị điện tích sin ra chỉ khi độ sâu nước trong hỗ chứa” vượt quá mức trữ nước tối đa dụ inh theo công thức Manning, Độ sâu nước d trên TLV được cập nhật liên tục theo thời
Trang 37gian qua phép giải số cho phương trình cân bằng nước trên TLV.
SWMM mô phỏng động lục học dòng chiy nước mưa trên bé mit các TLV dựa trên cơ sở của phương trình liên tục và công thức thực nghiệm Manning-Strickler:
y - Chiều sâu dong chảy mat;
xa - Chiều sâu lớp nước rữ trên bề mặt; Dhhelon
Cụ - Hệ số đôi đơn vị, Cy=1 (với hệ SĨ): Hình 2.2 Quan niệm về dong chảy mat
S - Độ đốc của TLV;
n - Hệ số nhám của bề mặt TLV.
f Phương pháp diễn toán ding chủy trên đường dỗ
Trong SWMM, dng chảy bên trong đường dẫn (kẻ ống) bị chỉ phối bởi các phương trình bảo toàn khối lượng và động lượng cho dng chảy bign đổi dẫn,
không ôn định (tức là các phương trình Saint Venant) và có thé được viết dưới dạng.
(Q- Lưu lượng chuyển qua mặt cắt kênh dang xét, m/s;
v= Tốc độ ding chảy ở mặt cắt đang xét, mis;
Trang 38Ae ch mặt cắt uti v tí đang xt, ms
H- Cột nước áp suất (m) tại mặt cất đang xét, z + h, với z là cao độ day
đường dẫn và h là chiễu sâu nước rong đường dẫn ti mặt cắt đang xế
Hệ phương trinh (2.16) và (2.17) được giả theo phương phấp sai phân hữu han với sơ đồ hiện Hệ thống điễn oán đồng chảy được thành phần EXTRAN của SWMM mồ phòng dưới dạng một hệ thống các nit và các đường dẫn nước.
SWMM sử dụng công thức Manning dé biểu diễn quan hệ giữa lưu lượng Q, diện tích mặt cắt ướt A, bán kính thủy lực R, và độ đốc (S) trong đường dẫn:
$ - Độ đốc, cũng được hiểu là độ dốc của đường dẫn hoặc độ đốc thủy lực, tùy theo phương pháp tính thủy lực ding chảy tuyển li sóng động học hay sóng động lực học
* Nhận xét về phương pháp SWMM
Từ những mô tả về tính năng của phương pháp SWMM ở trên, thấy rằng phương pháp này có rit nhiều ưu điểm
được hầu hết ác bộ phận và cc đối trợng của hệ thông tiêu thoát nước từ mật ruộng cho đến cửa xả, tạo thành một hệ thông hoàn chính
~ Xt được các quá trình của nước theo thời gian.
~ Khi cn thiết, sau khi mô phóng thuỷ lực có thể mô phỏng thêm chất lượng nước
và sự lan truyền chất ô nhiễm.
~ Có phần mềm cùng tên là SWMM dễ sử dụng, được miễn phí do EPA
(Enviro-nmental Protection Agency) của Mỹ cung cấp.
~ Phần mềm SWMM là một công cụ tính toán thủy văn - (hủy lực mạnh, có thể mô
Trang 39phòng một hệ thống không giới hạn số phần từ, tốc độ tính toán nhanh giao diện thân thiện, đễ nhập và lấy ra số liệu dưới nhiều dạng khác nhau
3.1.4, Lựa chon phương pháp tính toán tiêu thoát nước
“Trên đây đã nêu ra 3 phương pháp tính toán tiêu nước thường được áp dụng: (1) Phương pháp thuỷ nông;
(2) Phương pháp cường độ giới hạn; (3) Phương pháp mô hình SWMM.
“Các phương pháp (1) và 2) trên đây có một số tồn tại sau:
- Trong tính toán đã tách rời các bộ phận của hệ thông tiêu thoát nước: ting khí quyén, bé mặt hình thành đồng chảy, ting đưới mặt đắc đường dẫn (kênh, ông cống), cée công trình trên hệ thống (máy bom, hỗ điều hod, đạp tràn, cửa điều it, cửa thoát
ra nguồn ) Điều đó dẫn đến sự không dng bộ trong tính toán và Không phản ánh được ton bộ qua trình vật lý của nước trong hệ thồng tiêu thoát nước.
+ Thường tinh toán với dng én định nên không din ta được toàn bộ quá trình làm việc của hệ thing tiêu thoát nước theo thời gian Két quả tỉnh toán còn phụ thuộc rit nhiễu vào chủ quan của người thực hiện
- Không có sự kết hợp tinh toán cho một vùng vita có đất đô thị hoặc đắt công nghiệp với dit nông nghiệp trong 46 có điện tích lúa.
Phương pháp mô hình SWMM khắc phục được các nhược điểm của hai phương pháp (1) và (2) vì có những ưu điểm (mục 2.1.3) Phương pháp này đề cập đến một hệ thống hỗn hợp với nhiều loại đất có tính chất bé mặt khác nhau: mặt dit
trồng, bãi cỏ, mặt nhựa đường, mặt đường bê tông, mặt rai đá dim sỏi
Qua phân tích ưu, nhược điểm của các phương pháp tính toán tiêu nước trên đây, thấy rằng phương pháp SWMM có nhiều ưu điểm: phù hợp với đối tượng nghiên cứu, được miễm phi và khi cần thiết có tích hợp vào các phần mềm có GIS,
2.2 HO DIEU HOA TRONG HE THONG TIÊU THOÁT NƯỚC VÀ PHƯƠNG PHAP TÍNH TOÁN HO DIEU HOA
2.2.1 Khái niệm.
lò tong trong hệ thống tiêu thoát nước có thường đồng thời thực hiện nhiều chức năng như điều tiết nước mưa giảm ngập ding, nuôi trồng thủy sản hoặc, làm nguồn nước cấp cho tưới hoặc sinh hoạt, cải thiện vi khí hậu, tạo sinh thái môi trưởng, van hóa tín ngưỡng Tùy theo chức năng chính của hd, có thể phản thành các loại sau
i it nước mưu giảm ngập ng: Hồ có dung tích đùng đề trữ một phần
Trang 40hay toàn bộ lượng nước mưa từ các khu vục lân cị inh của hệ thống tiêu thoát nước mưa, giảm ngập ting.
giảm lưu lượng.
~ Hồ cảnh quan: Thường được xây đựng trong các công viên, khu đô thị tập trung Hỗ đóng vai trò là công trình kiến trúc, được thiết kế xây dựng nhằm tạo cảnh quan
đẹp, tăng giá trị thẩm mỹ cho hồ và khu vực xung quanh Thông thường, hỗ này luôn
cduy trì mực nước ở mức nhất định và giữ chất lượng nước tốt dé đảm bảo phục vụ cho
các hoạt động văn hóa thể thao và tạo cảnh quan,
~ Hỗ xử lý môi trưởng: Thường bỗ trí trong khu xử lý nước thải, hoặc vùng trăng tự nhiên, có nhiệm vụ thu nhận nước thải sinh hoạt, công nghiệp và xử lý nước đó bằng hình thức tự làm sạch của hệ thủy sinh trong hd,
~ Hồ nuôi trồng thy sản: Thường tận dụng diện tích đất thấp ting trong ving sin
xuất nông nghiệp, mực nước trong hồ được duy tỉ thấp hơn bờ một khoảng an toàn chống trần và đủ độ sâu cho nuối trồng thủy sản Khi gặp mưa lớn cỏ thé tin dung khoảng an toàn dé cho dé trữ nước mưa
Ho với các chức năng khác: Như phục vụ tôn giáo, tin ngưỡng.
Trong nghiền cầu này chi tập trung xem xét loại hỗ điều hòa với chức năng điều tiết nước mưa giảm ngập ông là chính và có những đặc điểm sau:
~ Chế độ mực nước trong hỗ thay đổi rỡ ring theo chế độ làm việc của công trình tiêu đầu mối (ở hệ thống nghiên cứu này là trạm bơm Đông Mỹ) Khi mưa nhỏ đồng công trình tiêu đầu mỗi rit nước hd đến mực nước thấp nhất, khi mưa lớn hỗ có khả năng trữ nước đến mực nước cao nhất mà không làm trần bờ hoặc gây ding cho eée
vùng chung quanh.
~ Có phạm vi thay đổi mực nước tử mực nước nhỏ nhất Zin đến mực nước lớn.
nhất Za khả lớn độ sâu điều tiết khoảng 3 + 3 m đổi với LV Đông Mỹ ~ Điện ch hỗ đủ lớn, khoảng vải ha tr lên đội với lưu vực nghiền cứu
“rong lưu vực còn có các ao hồ nhỏ nằm phân tn xen kế trong các khu dân cư và cấc vũng đắt canh tác Với mức độ khác nhau, các hỒ này cũng có tác dụng trữ nước mưa cục bộ làm lưu lượng dng chiy, nhưng chúng có đặc điểm là độ sâu điều it nhỏ, điều tế nước một eich tự nhiên, quan hệ thủy lực kém chặt chẽ với công tỉnh tiêu đầu mỗi ỉ vây tác dụng điều tiết nước cho lưu vực chung không nhiễu Tuy nhiên, ác dụng dig ti nước của những hồ này cũng được tỉnh đến trong vie chon thông số bé mặt cũa các TLV Khi tính toán theo mô hình SWMM có thé mô phòng loại hỗ nhỏ phân tin này thông qua sắc thuộc tính của TLY như: hg sé nhám , lớp nước tr mgt cách thích hợp
1H nuôi trồng thủy sản thường tin dụng diện tích đất thắp tring trong vùng sinxuất nông nghiệp, mực nước trong hd được duy trì thấp hơn bờ một khoảng an toàn.