Ứng dụng một số giải pháp tự động hóa để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh tại Công ty cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa

Ứng dụng một số giải pháp tự động hóa để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh tại Công ty cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa tự động hóa vận hành mạng lưới cấp nước, tự động hóa vận hệ thống cấp nước, Công ty cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa, SCADA, GIS, MIS, PLC, cấp nước an toàn, cấp nước thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI

Vũ Văn Bình

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ SẢN

SUẤT KINH DOANH TẠI

CÔNG TY CỔ PHẦN CẤP THOÁT NƯỚC KHÁNH HÒA

LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng Chuyên ngành: Cấp thoát nước

Vũ Văn Bình

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ SẢN

SUẤT KINH DOANH TẠI

CÔNG TY CỔ PHẦN CẤP THOÁT NƯỚC KHÁNH HÒA

Study On Application Of Automatic Solutions For Improving Business Performance At

Khanh Hoa Water Supply And Sewerage Joint Stock Company

LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng Chuyên ngành: Cấp thoát nước

Mã số: 8580210-1

CB hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Việt Anh

Hà Nội – 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan Luận văn thạc sỹ là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên nêu trong luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

VŨ VĂN BÌNH

LỜI CÁM ƠN

Thành Phố Nha Trang, Tỉnh Khánh Hòa, Việt Nam, thuộc khu vực duyên hải Nam Trung Bộ, sông suối có đặc điểm lưu vực nhỏ, độ dốc cao, bắt nguồn từ đỉnh dãy Trường Sơn chảy ra Biển Đông; Độ đục nguồn nước cao nhất 4900 NTU, thấp nhất 18 NTU, Trong những năm gần đây do biến đổi khí hậu, thời tiết cực đoan nguồn nước sử dụng cho ăn uống sinh hoạt, tưới tiêu, trồng trọt là một đề tài nóng trong khu vực; khô hạn, xâm nhập mặn vào mùa khô, lũ lụt về mùa mưa

Dưới tác động của biến đổi khí hậu, nước biển đang lấn sâu vào đất liền nhanh hơn, với tần suất cao hơn Sự kết hợp của hai yếu tố nước biển dâng cao hơn và mực nước sông hạ xuống thấp là những nguyên nhân làm cho hiện tượng mặn hóa phát triển nhanh trong thời gian gần đây

Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa đã nhìn nhận một cách khách quan đó là phải chấp nhận và sống chung với những thách thức trên nhưng phải đưa tri thức, công nghệ tự động hòa vào để nhận diện, có biện pháp ứng phó để giảm bớt rủi ro, đảm bảo cấp nước thông minh, an toàn, hiệu quả Chính vì vậy, em đã hoàn thành đề tài "Nghiên cứu, ứng dụng một số giải pháp tự động hóa để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh tại Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa" làm đề tài tốt nghiệp để được sự tư vấn, góp ý của các chuyên gia đầu ngành về lĩnh vực Cấp thoát nước để Công ty nâng cao chất lượng dịch vụ, cải thiện hiệu quả sản xuất, kinh doanh, hướng đến mục tiêu cấp nước thông minh, an toàn, hiệu quả và bền vững

Tuy nhiên trong phạm vi hiểu biết của mình cũng như giới hạn của luận văn, đề tài nghiên cứu vẫn còn những điểm hạn chế, rất mong nhận được sự góp ý của các thầy, cô và đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Em xin cảm ơn GS.TS Nguyễn Việt Anh đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành luận văn cao học này, cảm ơn các Thầy, Cô trong Trường, Bộ môn Cấp thoát nước đã giúp đỡ em rất nhiều về chuyên môn trong thời gian học và thực hiện luận văn Cảm ơn Bộ môn Cấp thoát nước, Trường Đại học Xây dựng đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian học tập và nghiên cứu, hỗ trợ cho em nghiên cứu hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn!

Học viên thực hiện

Vũ Văn Bình

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG I DANH MỤC HÌNH II

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Mục tiêu nghiên cứu 1

4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 1

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Cơ sở khoa học và thực tiễn 2

7 Kết quả đạt được và vấn đề còn tồn tại 2

CHƯƠNG I: THỰC TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ NHA TRANG, DIÊN KHÁNH, CAM LÂM TỈNH KHÁNH HÒA 4

1.1 Giới thiệu chung về TP Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm, Tỉnh Khánh Hòa 4

1.1.1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên 4

1.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 6

1.2 Hiện trạng hệ thống cấp nước TP Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm 10

1.2.1 Nguồn nước 10

Hồ điển hình cung cấp nước ngọt 12

1.2.2 Công trình thu nước 12

1.2.3 Hiện trạng về các nhà máy xử lý nước 12

1.2.4 Hiện trạng về mạng lưới đường ống cấp nước 18

1.2.5 Hiện trạng về nghiên cứu, ứng dụng một số giải pháp tự động hóa 21

1.3 Thực trạng công tác quản lý hệ thống cấp nước TP Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm 21

1.3.1 Thực trạng công tác quản lý kỹ thuật hệ thống cấp nước 21

1.3.2 Cơ cấu tổ chức, đơn vị trực tiếp quản lý hệ thống cấp nước Thành Phố Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm 21

1.3.3 Đánh giá chung về thực trạng công tác quản lý hệ thống Cấp nước Thành Phố Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm, theo hướng nghiên cứu, ứng dụng tự động hóa để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh 23

1.4 Kinh nghiệm quốc tế và trong nước về ứng dụng tự động hóa hệ thống cấp nước 30

1.4.1 Kinh nghiệm quốc tế 30

1.4.2 Kinh nghiệm trong nước 33

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC QUẢN LÝ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ NHA TRANG, DIÊN KHÁNH, CAM LÂM THEO HƯỚNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA NÂNG CAO HIỆU QUẢ SẢN XUẤT KINH DOANH 38

2.1 Cơ sở lý luận hệ thống cấp nước đô thị 38

2.1.1 Đặc điểm của hệ thống cấp nước đô thị 38

2.1.2 Các yêu cầu đối với hệ thống cấp nước đô thị 39

2.1.3 Quản lý hệ thống cấp nước đô thị 40

2.2 Cơ sở khoa học của việc ứng dụng tự động hóa hệ thống cấp nước 44

2.2.1 Những yêu cầu đối với ứng dụng tự động hóa hệ thống Cấp nước 44

2.2.2 Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa 45

2.2.3 Sơ đồ nguyên lý thuật toán và các thiết bị liên quan 46

2.2.4 Những lợi ích của ứng dụng tự đông hóa hệ thống Cấp nước 46

2.2.5 Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa trong giám sát nguồn nước 47

2.2.6 Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa trong vận chuyển và phân phối nước 51

2.2.7 Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa trong xử lý nước 55

2.2.8 Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa trong quản lý chất lượng nước 62

2.2.9 Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa trong thất thoát, thất thu nước 63

2.2.10 Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa trong quản lý tài sản 66

2.2.11 Nguyên tắc ứng dụng tự động hóa trong quản lý khách hàng 73

2.2.12 Nguyên tắc phân tích lợi ích và chi phí 75

2.2.13 Hệ thống thông tin quản lý MIS 76

2.3 Lựa chọn các nội dung liên quan tự động hóa có thể nghiên cứu, áp dụng cho hệ thống cấp nước tại Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa 77

CHƯƠNG 3: MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN LÝ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ NHA TRANG, DIÊN KHÁNH, CAM LÂM THEO HƯỚNG ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA 79

3.1 Các nguyên tắc chung về quản lý hệ thống cấp nước TP Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm theo hướng ứng dụng tự động hóa 79

3.1.1 Các nguyên tắc chung 79

3.1.2 Các yêu cầu đặc thù 83

3.2 Các giải pháp kỹ thuật để ứng dụng tự động hóa hệ thống Cấp nước 83

3.2.1 Giải pháp quản lý quá trình xử lý nước: Lắng, lọc nước 83

3.2.1.1 Giải pháp lắng nước ứng dụng bể lắng PULSTATOR 84

a Nguyên lý cấu tạo 84

b Nguyên lý hoạt động 84

c Ưu điểm 85

d Nhược điểm 85

3.2.1.2 Tự động hóa điều chỉnh tốc độ lọc 85

a Thiết bị điều khiển tốc độ lọc bằng hệ thống đo mức nước- PLC 86

b Tự động hóa trong quá trình rửa ngược tự động 87

c Quy trình rửa ngược 87

d Hiệu quả kinh tế khi tự động hóa rửa ngược, điều trình tốc độ lọc, kiểm soát chất lượng nước sau lọc 88

3.2.3 Quản lý chất lượng nước tại Nhà máy xử lý nước 92

3.2.4 Quản lý chất lượng nước trong mạng lưới cấp nước 95

3.2.4.1 Vị trí lắp đặt, các chỉ tiêu cần kiểm soát Online 95

3.2.4.2 Cấu tạo, nguyên lý vận hành thiết bị kiểm soát Online 96

3.2.5 Quản lý quá trình vận chuyển và phân phối nước: ứng dụng biến tần cho trạm bơm cấp 2, tối ưu hóa năng lượng 97

3.2.5.1 Điều chỉnh tự động công suất các máy bơm 97

3.2.5.2 Ứng dụng biến tần tối ưu hóa trạm bơm cấp 2 100

a Nguyên tắc hoạt động, cách điều chỉnh bơm của hệ thống biến tần 100

b.Trạm bơm cấp 2 Nhà máy nước Võ Cạnh 100

c Sơ đồ lắp đặt, chế độ vận hành trạm bơm cấp 2 101

d Tiêu hao năng lượng khi máy bơm cấp 2 điều chỉnh bằng van cửa đẩy 102

e Sơ đồ nguyên lý, đường đặc tính bơm khi sử dụng hệ thống biến tần 104

f Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý hoạt động hệ thống biến tần 106

g Lợi ích khi lắp đặt hệ thống biến tần Trạm bơm cấp 2 108

3.2.6 Ứng dụng tự động hóa trong quản lý khách hàng Water billing 109

3.3 Đánh giá chi phí – lợi ích của việc ứng dụng tự động hóa tại Công ty Cổ phần cấp nước Khánh Hòa 111

3.3.1 Khái toán chi phí 111

3.3.2 Đánh giá lợi ích ứng dụng tự động hóa tại Công ty Cổ phần 112

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Cơ cấu kinh tế của thành phố Nha Trang 8

Bảng 1.2 Chất lượng nguồn nước Sông Cái Nha Trang 11

Bảng 1.3 Một số trang thiết bị, ứng dụng công nghệ thông tin đang được áp dụng tại các doanh nghiệp cấp nước 34

Bảng 2.1 Khu vực bảo vệ nguồn nước cấp cho đô thị 41

Bảng 2.2 Độ chôn sâu của ống cấp nước 42

Bảng 2.3 Khoảng cách của ống cấp nước tới công trình và đường ống khác 43

Bảng 3.1 Bảng khai toán chi phí 111

Bảng 3.2 Khái toán lợi ích 111

Bảng 3.3 Bảng phân tích lợi ích – chi phí 112

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Nhà máy nước Võ Cạnh, công suất 98.000 m3/ng.đ 14

Hình 1.2 Trạm bơm cấp 2, Nhà máy nước Võ Cạnh, công suất 98.000 m3/ ng.đ 14

Hình 1.3 Nhà máy nước Xuân Phong công suất 15.000 m3/ ng.đ 15

Hình 1.4 Nhà máy nước Suối Dầu công suất 25.000 m3/ngđ 16

Hình 1.5 Bản đồ Nhà máy xử lý nước, hệ thống mạng lưới Cấp nước 18

Hình 1.6 Bản đồ các trạm châm Clor bổ sung trên mạng lưới 19

Hình 1.7 Bản đồ các trạm bơm tăng áp, máy bơm đặt trong lòng ống 20

Hình 1.8 Văn phòng Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa, địa chỉ 58 YerSin, P Phương Sài, Tp Nha Trang, T Khánh Hòa 22

Hình 1.9 Thông tin về quá trình quản lý, vận hành 23

Hình 1.10 Sơ đồ tự động hoá lưới chắn rác kiểu quay phẳng 26

Hình 1.11 Sơ đồ tự động hoá các công trình xứ lí hệ thống cấp nước 30

Hình 1.12 Hệ thống SCADA tại Công ty CP Cấp thoát nước Khánh Hòa 36

Hình 1.13 Phân bố 145 vùng DMA trên mạng lưới tại Công ty CP Cấp thoát nước Khánh Hòa 37

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát một hệ thống cấp nước thành phố 39

Hình 2.6 Trạm bơm tăng áp gồm 2 máy bơm 54

Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý điều khiến trạm bơm tăng áp cả hai máy bơm 54

Hình 2.8 Sơ đồ điều chỉnh tốc độ lọc bằng hệ thống cơ phao 59

Hình 2.9 Xi phông đồng tâm 59

Hình 2.10 Sơ đồ tự động hóa quản lý chất lượng nước 62

Hình 2.11 Mô hình kiểm soát thất thoát nước sạch sử dụng Máy đọc chỉ số thông minh 64

Hình 2.12 Ví dụ lớp địa chất, lớp sông ngòi, lớp bản đồ với tỉ lệ 1/25 000, v.v 67

Hình 3.6 Van nước ra điều khiển tuyến tính 90

Hình 3.7 Thiết bị kiểm soát chất lượng nước sau lọc 91 Hình 3.8 Các chỉ số chất lượng nước thô được phân tích online, kết nối với hệ

thống SCADA 93

Hình 3.9 Biểu diễn trên bản đồ các điểm quan trắc Chất lượng nước 95

Hình 3.10 Đồng kiểm soát lưu lượng tại các nút 96

Hình 3.11 Sơ đồ điều chỉnh tốc độ quay động cơ không đồng bộ và đồng bộ 98

Hình 3.12 Sơ đồ trạm bơm cấp 2 Nhà máy nước Võ Cạnh 101

Hình 3.13 Biểu đồ sử dụng nước của mạng lưới, giờ hoạt động các máy 102

Hình 3.14 Sơ đồ nguyên lý hệ thống biến tần 104

Hình 3.15 Nguyên lý hoạt động của hệ thống biến tần 108

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Dưới tác động của biến đổi khí hậu, nước biển đang lấn sâu vào đất liền nhanh, với tần suất cao hơn Sự kết hợp của hai yếu tố: Nước biển dâng cao hơn và mực nước sông hạ xuống thấp là những nguyên nhân làm cho hiện tượng mặn hóa phát triển nhanh trong thời gian gần đây

Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa đã nhìn nhận một cách khách quan đó là phải chấp nhận và sống chung với những thách thức trên nhưng phải đưa tri thức, công nghệ tự động hòa vào để nhận diện, có biện pháp ứng phó để giảm bớt rủi ro, đảm bảo cấp nước thông minh, an toàn, hiệu quả Chính vì vậy, Em lựa chọn đề tài "Nghiên cứu, ứng dụng một số giải pháp tự động hóa để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh tại Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa" làm đề tài tốt nghiệp để được sự tư vấn, góp ý của các chuyên gia đầu ngành về lĩnh vực Cấp thoát nước để Công ty nâng cao chất lượng dịch vụ, hiệu quả sản xuất, kinh doanh, hướng đến mục tiêu cấp nước thông minh, an toàn, hiệu quả và bền vững

2 Mục đích nghiên cứu

Đánh giá được thực trạng sản xuất, kinh doanh nước sạch, công tác ứng dụng tự động hóa trong quản lý hệ thống cấp nước tại Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa, cơ sở khoa học của các giải pháp tự động hóa hệ thống cấp nước

3 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu, đánh giá các giải pháp tự động hóa có thể áp dụng và hiệu quả trong quản lý hệ thống cấp nước tại Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa, hướng đến mục tiêu nâng cao chất lượng dịch vụ, đảm bảo cấp nước thông minh, an toàn, hiệu quả và bền vững

4 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Mốt số giải pháp tự động hóa ứng dụng vào hệ thống cấp nước, cụ thể là tại các quá trình xử lý nước và vận chuyển, phân phối nước sạch tại Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa

Phạm vi nghiên cứu: Thành phố Nha Trang, Thị Trấn Diên Khánh, Cam Lâm 5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp khảo sát hiện trạng, điều tra thu thập số liệu Phương pháp phân tích, so sánh, đánh giá tổng hợp Phương pháp kế thừa

Phương pháp chuyên gia

Phương pháp phân tích lợi ích và chi phí 6 Cơ sở khoa học và thực tiễn

Cơ sở khoa học; Căn cứ vào lý luận các công trình nghiên cứu khoa học trong và ngoài ngành Cấp thoát nước, kiến thức các chuyên gia, Thầy, Cô Trường Đại học xây dựng, Công ty cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa, một số đơn vị Cấp thoát nước trong hội Cấp nước Việt Nam

Tổng hợp cơ sở khoa học về vận hành hệ thống cấp nước, kinh nghiệm về vận hành hệ thống cấp nước từ đó đề xuất áp dụng cho một địa phương cụ thể

Tổng hợp cơ sở khoa học về tự động hóa, quản lý hệ thống Cấp nước thông minh nhằm nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống cấp nước từ đó đề xuất áp dụng cho một địa phương cụ thể

Đề xuất được một số giải pháp Cấp nước thông minh nhằm nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống cấp nước tại Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa, trong đó tập trung vào nghiên cứu ứng dụng một số giải pháp tự động hóa hệ thống Cấp nước Thành Phố Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm

7 Kết quả đạt được và vấn đề còn tồn tại 7.1 Kết quả đạt được

Đánh giá thực trạng công tác quản lý hệ thống cấp nước Thành Phố Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm có ý nghĩa khoa học trong việc đề xuất các giải pháp tự động hóa nhằm hướng đến mục tiêu Cấp nước thông minh, nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh bao

gồm các nội dung chính như sau:

- Giải pháp quản lý kỹ thuật bảo vệ nguồn nước

- Giải pháp lắng nước ứng dụng bể lắng PULSTATOR

- Tự động hóa điều chỉnh tốc độ lọc, kiểm soát chất lượng nước và rửa ngược - Quản lý chất lượng nước tại nhà máy xử lý nước

- Quản lý chất lượng nước trong mạng lưới cấp nước

- Ứng dụng hệ thống biến tần tối ưu hóa năng lượng trạm bơm cấp 2 7.2 Vần đề còn tồn tại

Chúng ta đang đang ứng dụng thành quả của Cách mạng công nghệ 4.0, sự phát triển như vũ bão về công nghệ, với kiến thức hạn chế của bản thân, bài luận văn của em sẽ không tránh khỏi những hạn chế; Thiên về thực tiễn những công nghệ, thiết bị tự động hóa đã và tương lai sẽ lắp đặt tại hệ thống Cấp nước thuộc Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa, về kiến thức hàn lâm, lý luận chưa được như mong muốn

CHƯƠNG I: THỰC TRẠNG CÔNG TÁC QUẢN LÝ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ NHA TRANG, DIÊN KHÁNH, CAM LÂM TỈNH

KHÁNH HÒA

1.1 Giới thiệu chung về TP Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm, Tỉnh Khánh Hòa Thành phố Nha Trang là đô thị trung tâm kinh tế - chính trị - văn hóa của tỉnh Khánh Hòa Ngoài ra, thành phố Nha Trang còn sở hữu Vịnh Nha Trang là một danh thắng tầm cỡ quốc tế, hàng năm đón trên 5 triệu lược khách du lịch trong nước và nước ngoài

Trong những năm qua, nền kinh tế của tỉnh Khánh Hòa nói chung và thành phố Nha Trang nói riêng liên tục tăng trưởng, với tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm trên 7,6% Vì vậy hệ thống hạ tầng kỹ thuật của thành phố, trong đó có hệ thống cấp nước cần được cải tạo, nâng cấp và mở rộng, nhằm đáp ứng kịp thời các yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội

Theo điều chỉnh quy hoạch chung xây dựng thành phố Nha Trang đến năm 2025 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt theo quyết định 1396/QĐ-TTg, dân số thành phố Nha Trang được dự báo 550.000 người

Ngoài ra, Nha Trang là một trong các thành phố có tốc độ phát triển du lịch lớn nhất cả nước Theo thống kờ của Sở Du lịch Khánh Hòa, số ngày khách trong tháng 5/2019: 1.810.000 ngày khách, tương ứng 60.000 khách/ngày (bằng 11% dân số sở tại) Với tốc độ tăng trưởng khách trung bình năm là 8% thì số khách vãng lai năm 2020 ước khoảng 80.000 khách/ngày và 2025 ước khoảng 90.000 khách/ngày (bằng khoảng 25% dân số sở tại theo quy hoạch)

1.1.1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên

Thành Phố Nha Trang là trung tâm của Tỉnh Khánh Hòa: - Phía Bắc giáp Huyện Ninh Hòa

- Phía Nam giáp Thành Phố Cam Ranh - Phía Đông giáp Biển Đông

- Phía tây giáp Huyện Diên Khánh, Khánh Sơn

Thành Phố Nha Trang có địa hình đồi nơi trung du, hướng sông theo hướng từ Tây Bắc chảy về Đông nam, cao độ nền biến đổi từ 3 đến 30m, mang đầy đủ các đặc điểm khí hậu của Vùng nam Trung bộ, hàng năm có hai mùa rõ rệt: mưa khô từ tháng 1 đến tháng 9

và mùa mưa từ tháng 10 đến tháng 12, chiếm 85% lượng mưa cả năm

Khu vực Nha Trang có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, chịu ảnh hưởng của khí hậu đại dương nên mát mẻ, ôn hòa trong cả năm, mùa hè nắng nhiều nhưng không quá nóng bức như miền Bắc, mùa đông có mưa nhưng không lạnh Do địa hình thung lũng theo hướng đông tây nên ngoài gió mưa thì hàng ngày có lưu thông gió từ biển thổi và ban đêm có gió từ đất liền thổi ra Nha Trang có vị trí nằm ở vịnh kín có các đảo bao bọc, ít khi bị ảnh hưởng của gió bão Điều kiện khí hậu của Nha Trang là rất phù hợp cho phát triển du lịch và nghĩ dưỡng và đây cũng là một trong những lợi thế rất lớn của Thành phố trong phát triển du lịch

Tuy nhiên, vẫn cần lưu ý một số đặc điểm khí hậu như sau: Bão tuy không nhiều nhưng không phải là không có, cơn bão số 12 mạnh trên cấp 12 vào ngày 4 tháng 11 năm 2017 gây thiệt hại lớn cho Nha Trang và khu vực Vịnh Nha Trang tuy kín gió nhưng những đảo quá nhỏ nếu không được bảo vệ bởi đảo lớn phía bắc thì vẫn có khả năng bị ảnh hưởng bởi gió bão, cần đề phòng

Lượng mưa ít, độ bốc hơi cao nên phải có những giải pháp hạn chế sử dụng nước ngọt Vấn đề cấp nước là một trong những tiêu chí kỹ thuật quyết định mật độ phát triển Khi tốc độ đô thị hóa gia tăng, cần có những giải pháp cho nước ngọt từ thượng nguồn sông Cái Có thể tạo ra những vùng ao hồ liên hoàn dọc theo sông Cái và sông Quán trường, có thể có đập ngăn từng đoạn, nhằm tạo cảnh quan và có lượng nước ngọt dự trữ

Nhiệt độ và độ ẩm của Nha Trang tuy tương đối thuận lợi nhưng vẫn là các điều kiện khí hậu nhiệt đới, do đó giải pháp quy hoạch cũng cần để ý đến vấn đề che bóng tự nhiên cho các công trình sử dụng quá nhiều năng lượng cho mục đích điều hòa nhiệt độ Những khu vực càng nhiều nắng càng ớt thuận lợi cho phát triển Không nên làm những trục đường quá lớn, không cần thiết về giao thông mà lại rất nắng

Theo tài liệu của công ty tư vấn xây dựng thủy lợi Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Khánh Hòa: quy hoạch chỉ giới bờ sông Cái Nha Trang và dự án kè bờ sông Cái đang được triển khai xây dựng theo hệ cao độ quốc gia có các thông số như sau:

- Mực nước triều cao nhất: hmax = + 1,2m - Mực nước triều trung bình: htb = + 0,1m - Mực nước triều nhỏ nhất: hmin = -1,37m

- Mực nước lũ tại cầu đường sắt với tần suất 1% = 2,02m

Các đảo chịu ảnh hưởng của chế độ thủy triều của vịnh Nha Trang và sóng biển Chế độ thủy văn của sông Cái Nha Trang phụ thuộc hoàn toàn vào chế độ mưa Mưa lũ trên sông trùng với mưa, mưa tức là từ tháng 9 đến tháng 12 hàng năm, mãnh liệt nhất vào tháng 11 Mùa cạn của sông là từ tháng 1 đến tháng 8 hàng năm Khi mùa lũ đến, nước được phân về sông cái Nha Trang là chính, một phần ra sông Quán Trường vào sông Đồng Bũ đổ ra biển

Lưu lượng nước lớn nhất: P1% = 4551,0m3/s Lưu lượng nước lớn nhất trong năm là 4,3 m3/s

Mực nước cao nhất đo được tại thành phố Nha Trang là: HMAX = 2,05 m

Hiện tại trên sông Cái Nha Trang có các công trình thủy lợi: 7 hồ chứa với dung tích 6,046 x 106 m3, 9 đập dâng, 21 trạm bơm với 58 máy tổng lưu lượng 46,435 m3/h tưới 6.018 ha và cung cấp nước cho ăn uống sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp nuôi trồng thủy sản, đẩy mặn ở cửa sông

Các giải pháp chứa nước, thoát lũ, xây dựng đập ngăn mặn kết hợp cầu giao thông dựa trên phân tích hệ thống nước mặn của khu vực thành phố Nha Trang là hết sức cần thiết

1.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 1.1.2.1 Dân số

Nha Trang là một thành phố lớn của miền trung Việt Nam Tổng diện tích của Nha Trang khoảng 251 km2 trong đó khu vực nội thành chiếm khoảng 79 km2 chiếm tỷ lệ 31,7%, bao gồm17 Phường: Lộc Thọ, Vĩnh Thọ, Vạn Thạnh, Phương sài, Phước Tân, Phước Tiến, Vĩnh Phước, Tân Lập, Phương Sơn, Vạn Thắng, Phước Tân, Phước Hải, Vĩnh Nguyên, Vĩnh Trường, Vĩnh Hải, Ngọc Hiệp và 5 Xã gồm : Vĩnh Lương, Vĩnh Phương, Vĩnh Thạnh, Vĩnh Trung, Phước Đồng Theo thống kê năm 2010 dân số của Nha Trang 389.031, trong đó nội thành 290.128 , tỷ lệ đô thị hóa đạt 74,6%người

Tỷ lệ tăng dân số trung bình toàn thành phố giai đoạn năm 2000- 2010 là 1,3%/ năm, trong đó tăng tự nhiên 0,8%/ năm, tăng cơ học là 0,3%/ năm, tỷ lệ tăng dân số nội thành

giai đoạn 2000-2010 là 0,8%, trong đó tăng tự nhiên là 0,6%/ năm, cơ học 0,25/năm 1.1.2.2 Công nghiệp và các hoạt động kinh tế – xã hội khác

1.1.2.2.1.Thương mại - dịch vụ - du lịch

Thương mại dịch vụ Du lịch là ngành kinh tế đóng vai trò quan trọng tạo động lực phát triển đô thị và mang lại vị thế đặc biệt cho Nha Trang Mạng lưới thương mại dịch vụ được xây dựng phát triển đặc biệt là hoạt động du lịch, nhờ đó thành phố Nha Trang đó trở thành trung tâm du lịch mang tính quốc gia, quốc tế, một thành phố đang được đầu tư để trở thành một thành phố Du lịch sinh thái biển Đến nay thành phố đó có trên 16.556 cơ sở kinh doanh cá thể và 1.080 doanh nghiệp tư nhân và công ty TNHH ngoài Nhà nước, 02 khu trung tâm thương mại, 23 chợ, trong đó có 10 chợ chính với khoảng 6.000 hộ kinh doanh Doanh thu dịch vụ tiêu dùng năm 2011 là 12.469 tỷ đồng Trong đó, tổng mức bán lẻ hàng hóa và dịch vụ tăng 28,03%, doanh thu du lịch tăng 20,28%

Hiện tại, thành phố có 366 cơ sở kinh doanh lưu trú với 8.728 phòng – 14.178 giường, thu hút được 7.770 lao động trực tiếp Số lượt khách du lịch đến Nha Trang ngày càng tăng Năm 2011, có khoảng 1.700.000 lượt khách du lịch (tăng 18,54% so với năm 2010) trong đó khách quốc tế là 440.000 lượt, số ngày lưu trú bình quan của khách là 2,09 ngày (bằng so với năm trước) với tổng doanh thu du lịch đạt 2.142,9 tỷ đồng (tăng 20,28% so với năm 2010 và tăng hơn 2 lần so với năm 2007)

* Khu vực kinh tế trong nước: 10.515 đơn vị cơ sở sản xuất:

- 92 xí nghiệp quốc doanh (32 xí nghiệp công nghiệp trực thuộc trung ương, 60 xí nghiệp quốc doanh của địa phương)

- 10.423 đơn vị, cơ sở sản xuất ngoài quốc doanh * Khu vực đầu tư nước ngoài: 16 xí nghiệp

- Các ngành công nghiệp quan trọng nhất là chế tạo máy, da giầy, may mặc, sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến thực phẩm, sản xuất phân bón, hoá chất …

1.1.2.2.2 Nông nghiệp

Ngành nông nghiệp đó có chuyển đổi cơ cấu cây trồng vật nuôi theo hướng tập trung trồng hoa, cây cảnh, rau, thực phẩm cao cấp, các loại cây ăn quả đặc sản, các sản phẩm thịt trứng chất lượng cao Tạo được hàng hóa phục vụ cho nhu cầu phát triển đô thị và

du lịch, đồng thời cải thiện môi trường và làm phong phú cảnh quan đô thị Giá trị SX Nông - Lâm - Ngư nghiệp trên địa bàn (Giá so sánh năm 1994) cả năm nước đạt 487 tỷ đồng (bằng 98,4% so với năm trước)

Có thể nhận định một số đặc điểm sau về kinh tế:

Tiềm năng lớn nhất, có khả năng cạnh tranh lâu dài của tỉnh Khánh Hòa là về du lịch, dịch vụ Riêng với thành phố Nha Trang, tỷ trọng công nghiệp - xây dựng ngày càng thấp so với khối ngành dịch vụ, và trong thực tế cũng không có tiềm năng đáng kể để có thể phát triển lâu dài

Trong định hướng phát triển đến 2020 của Tỉnh, trọng tâm của công nghiệp tập trung nhiều ở các khu vực Cam Ranh, Vân Phong, Diên Khánh Tại thành phố Nha Trang gần như không chú trọng phát triển công nghiệp Như vậy, nếu Nha Trang muốn giữ được vai trò chủ đạo hiện nay trong cơ cấu kinh tế toàn tỉnh, thì phải có chiến lược phát triển du lịch, dịch vụ rất mạnh mẽ, rõ ràng Lĩnh vực nông, lâm nghiệp, tuy không mang lại hiệu quả kinh tế cao, nhưng vẫn cần duy trì ở một mức độ nhất định vì các lý do: tạo cảnh quan môi trường cho du lịch, góp phần đảm bảo an ninh lương thực, cung cấp thực phẩm tươi, chất lượng cao…

Đối với lĩnh vực nuôi trồng thủy sản, đóng tàu, hải cảng cần phải xác định ra tính mâu thuẫn với du lịch và môi trường, nhất là ở khu vực Vịnh Nha Trang Nói chung, nên hạn chế phát triển những lĩnh vực này ở khu vực Nha Trang

Trong cơ cấu đầu tư, khu vực kinh tế nhà nước, bao gồm cả trung ương lẫn địa phương, chỉ chiếm khoảng 30%, còn lại là các thành phần kinh tế khác Như vậy, mọi giải pháp quy hoạch đều rất cần quan tâm đến tính hợp lý về thị trường

Cơ cấu kinh tế của thành phố chuyển đổi theo hướng giảm dần tỷ trọng nông nghiệp, tăng dần tỷ trọng du lịch – dịch vụ:

Bảng 1.1 Cơ cấu kinh tế của thành phố Nha Trang

1.1.2.2.3.Trường học – Bệnh viện

Hiện tại Nha Trang có tất cả 133 trường học, trong đó có 116 trường phổ thông cơ sở và phổ thông trung học, 7 trường đại học cao đẳng, học viện Thành phố có 7 bệnh viện với khoảng 1800 giường Ngoài ra, còn có khoảng hơn 800 giường bệnh tại các cơ sở y tế khác

1.1.2.3 Hiện trạng sử dụng đất

Diện tích thành phố Nha trang có thể được phân tích theo 3 khu vực chính:

Khu vực đô thị trung tâm hiện nay, với diện tích khoảng 1.600 ha, tập trung ở dải đất ven vịnh Nha trang Trong nhũng khu vực này còn có một số diện tích đất như: khu vực sân bay, một số cơ sở kho tàng, công nghiệp cần phải sử dụng một cách hợp lý hơn

Khu vực đô thị dự định mở rộng trong tương lai gần: gồm một vành đai đô thị phát triển từ khu vực hiện nay ra phía tây và phía nam Khu vực này có diện tích khoảng 2.000 ha, hiện có rất nhiều dự án đô thị mới đó quy hoạch chi tiết hoặc đã triển khai Trong số đó có một số dự án có quy mô khá lớn chưa được đề cập trong đồ án Điều chỉnh quy hoạch chung thành phố Nha Trang đến năm 2030 đó được phê duyệt năm 1998 như: Khu đô thị mới An Viên (Phú quý) – quy mô 60 ha; Khu đô thị Vĩnh Thái – quy mô 241 ha

Hiện nay, trên địa bàn thành phố Nha Trang có trên 50 dự án và quy hoạch chi tiết xây dựng đô thị (không kể đồ án quy hoạch chi tiết tỷ lệ 1/2.000 khu vực Tây Nha Trang), trong đó có 15 dự án và quy hoạch chi tiết xây dựng các khu đô thị mới Tổng diện tích các dự án và quy hoạch chi tiết các khu dân cư mới là khoảng 1.500 ha, với khoảng 250.000 dân Thông số của các dự án cho thấy, chỉ riêng với những dự án và quy hoạch chi tiết đó phê duyệt và đang thực hiện, đó đủ để đáp ứng cho thành phố tăng trưởng gấp đôi trong những năm tới Như vậy, kể cả về diện tích lẫn dân số, đều đó đủ đáp ứng nhu cầu và khả năng tăng trưởng đến năm 2025 và ngoài năm 2025

Khu vực Tây Nha trang, với diện tích khoảng 2.000 ha, hiện là khu nông nghiệp, có cảnh quan sinh thái đẹp vào loại nhất tuần miền Trung Hiện nay đó có đồ án quy hoạch chi tiết tỷ lệ 1/2.000 phát triển toàn bộ khu vực này thành đô thị và đó bắt đầu triển khai tuyến đường chính là đại lộ Võ Nguyên Giáp làm tiền đề cho khu đô thị này

Nha Trang có 2 cầu tàu: Cầu tàu số 1 có chiều dài 204m, cỡ tàu vào cảng 10.000T, cầu tàu số 2 có chiều dài 215m, cỡ tàu vào cảng 20.000T, độ sâu trước bến là 8,5-9m Cảng được sử dụng là cảng tổng hợp, phục vụ vận tải hành khách và chuyên chở hàng hóa Công suất cảng năm 2007 là 600.000T/năm và 3.000HK/năm Nhịp độ tăng trưởng hàng hóa bốc xếp qua cảng tăng nhanh từ 15-20% Từ năm 2004, công suất thiết kế của cảng là: 1-1,5 triệu tấn

+ Cảng Hải Quan: Là cảng do Học viện Hải Quan quản lý, là cảng có quy mô nhỏ, chỉ cho phập tàu có tải trọng nhỏ hơn 2.000T cập bến

+ Cảng dầu Mũi Chụt: Là nơi cung cấp dầu cho toàn tỉnh Khánh Hòa, chỉ cho phép tàu có công suất nhỏ hơn 7.000T cập bến

+ Các cảng cá: Cảng Hòn Rớ và cảng Cù Lao mới được cải tạo * Giao thông nội thành

Mạng lưới đường bộ của thành phố Nha Trang tương đối dày đặc, với số lượng trên 100 tuyến, không kể các tuyến đường thuộc các xã ngoại thành và các tuyến đường hẻm nằm rải rác ở các phường Do điều kiện địa hình, địa lý, phía Đông giáp với bờ biển nên mạng lưới đường có dạng nan quạt, gồm các đường hướng tâm và các đường vành đai bao quanh khu trung tâm và đô thị hiện có Hình dạng mạng đường đô thị nhiều khu vực đó được xác định, tuy nhiên, khả năng phục vụ chưa hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu Đường vành đai chính của Thành phố Nha Trang là Lê Hồng Phong, các đường hướng tâm gồm: Trần Quý Cáp - Phan Bội Châu, Yersin, Thái Nguyễn - Lê Thánh Tôn, Nguyễn Trãi - Lý Thánh Tôn Mạng lưới đường trong các phường có hình dạng ô bàn cờ

Mạng lưới giao thông đô thị được phát triển theo 3 hành lang chính: Hành lang du lịch ven biển, hành lang dịch vụ và hành lang dân cư đô thị

1.2 Hiện trạng hệ thống cấp nước TP Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm 1.2.1 Nguồn nước

Nguồn nước thô cấp cho Thành phố là nước sông Cái Nha Trang Hiện nay, sông Cái đang được khai thác cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, do vậy dẫn đến những bất cập trong việc khai thác nước về mưa khô Trên sông Cái Nha Trang có các công trình

thủy lợi gồm 7 hồ chứa nước dung tích 6,046 x 106 m3, 09 đập dâng và 21 trạm bơm nước với 58 máy tổng lưu lượng 46,435m3/h tưới 6.018 ha và cung cấp nước cho dân sinh, công nghiệp nuôi trồng thủy sản, đẩy mặn ở cửa sông Nguồn nước sông Cái Nha Trang đang được sử dụng cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, cấp nước cho công nghiệp và nước sinh hoạt thành phố Nha Trang, tổng công suất là 11,9 m3/s Lưu lượng nước kiệt nhất trong năm là 4,3 m3/s Vì vậy, biện pháp tích nước trong mưa mưa để điều tiết cho mưa khô là cần thiết

Vì vậy biện pháp tích nước trong mưa mưa để điều tiết cho mưa khô là cần thiết, nhằm hạn chế lũ cho đồng bằng hai bên sông và thành phố Nha Trang, đồng thời tích nước cung cấp cho sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, các khu công nghiệp, nuôi trồng thủy sản và du lịch

Hồ điển hình cung cấp nước ngọt

+ Hồ suối Dầu Flv = 120km2; Hđ = 27,5m; Lđ = 3300m; Lk = 1km; Wtb = 32,78 triệu m3; Wi = 66,5 triệu m3; Ftưới = 3700ha + sinh hoạt + công nghiệp + thủy sản + du lịch cho khu vực Cam Ranh, Diên Khánh

+ Ngoài các hồ hiện trạng đang khai thác, tỉnh khánh hoà đang chuẩn bị đầu tư xây dựng thêm hồ đa chức năng khác trên các sông, đặc biệt có hồ sông Chò là hồ lớn trên sông Cái Nha Trang chủ yếu tích nước cung cấp cho khu vực Cam Ranh, khu vực Ninh Hoà và thành phố Nha Trang, hạn chế một phần lũ cho hạ du, các thông số kỹ thuật: flv = 200km2; hđ = 43m; lđ = 300m; lk = 15km; hbt = 165m; hc= 155m; wtb = 101triệu m3; wi = 66,5 triệu m3; wc = 34,5 triệu m3; ftưới = 4000ha + sinh hoạt + công nghiệp + thủy sản + du lịch

1.2.2 Công trình thu nước

Hiện tại công suất phát nước toàn công ty 145.000 m3/ngđ, có 3 nhà máy nước cung cấp vào hệ thống mạng lưới đó là Nhà máy nước Võ Cạnh công suất 170.000 m3/ngđ, Nhà máy nước Xuân Phong công suất 15.000 m3/ngđ, Nhà máy nước Sơn Thạnh công suất 20.000 m3/ngđ ( đang xây dựng), Nhà máy nước Suối Dầu công suất 20.000 m3/ngđ lấy nước từ hồ chứa nước Suối Dầu làm nguồn nước thô

Công trình thu nước của các nhà máy trên là công trình thu nước gần bờ, kết hợp song chắn rác 2 lớp, thô và tinh, vệ sinh song chắn rác theo định kỳ

1.2.3 Hiện trạng về các nhà máy xử lý nước

Các Nhà máy xử lý nước được xây dựng và vận hành song song với sự phát triển kinh tế xã hội của địa phương, trong quá trình vận hành luôn kế thừa khai thác công nghệ cũ và áp dụng những công nghệ mới và dây chuyền sản xuất nước

1.2.3.1 Nhà máy nước Võ Cạnh

Công suất thiết kế là 98.000 m3/ngđ, hiện tại nhà máy đạt sản lượng trung bình: 110.000 m3/ngđ Dây chuyền công nghệ của nhà máy:

- Việc kết nối hiển thị các dữ liệu để thực hiện cách mạng công nghệ 4.0 là không thể

Hình 1.2 Trạm bơm cấp 2, Nhà máy nước Võ Cạnh, công suất 98.000 m3/ ng.đ Hình 1.1 Nhà máy nước Võ Cạnh, công suất 98.000 m3/ng.đ

1.2.3.2 Nhà máy nước Xuân Phong

Công suất thiết kế là 15.000 m3/ngđ, hiện tại nhà máy đạt sản lượng trung bình: 12.000 m3/ngđ Dây chuyền công nghệ của nhà máy:

- Việc kết nối hiển thị các dữ liệu để thực hiện cách mạng công nghệ 4.0 là khó khăn

Hình 1.3 Nhà máy nước Xuân Phong công suất 15.000 m3/ ng.đ

1.2.3.3 Nhà máy nước Suối Dầu

Công suất thiết kế là 25.000 m3/ngđ, hiện tại nhà máy đạt sản lượng trung bình: 20.000 m3/ngđ., Dây chuyền công nghệ của nhà máy:

Hình 1.4 Nhà máy nước Suối Dầu công suất 25.000 m3/ngđ

- Việc kết nối hiển thị dữ liệu để thực hiện cách mạng công nghệ 4.0 là khó khăn

1.2.3.4 Nhà máy nước Sơn Thạnh

Đang trong quá trình lập dự án, xây dựng; Giai đoạn 1 công suất 25.000 m3/ng.đ, giai đoạn 2 công suất 50.000 m3/ng.đ

1.2.4 Hiện trạng về mạng lưới đường ống cấp nước 1.2.4.1 Mạng lưới đường ống

Mạng lưới truyền dẫn và phân phối nước sạch gồm 165.512m đường ống  Ống cấp 1 (D ≥ 800 mm): 7,1 km;

 Ống cấp 2 (400 < D < 800 mm): 49,34 km;  Ống cấp 3 (150 < D < 400 mm): 114,93 km;  Ống cấp 4 (D ≤ 150 mm): 1.153,07 km;

Hình 1.5 Bản đồ Nhà máy xử lý nước, hệ thống mạng lưới Cấp nước

Đường ống cấp 3,4 chủ yếu bằng ống HPE và một tỷ lệ nhỏ ống PVC Về tổng thể, hiện nay TP Nha Trang có mạng lưới đường ống được lắp đặt đều khắp đô thị

1.2.4.2 Đài điều hoà

Thành phố Nha Trang có hai bể điều hòa (đài nước), các bể này đều đặt trên đồi cao làm chức năng điều hòa lưu lượng và áp lực nước trong mạng lưới phân phối Bể 2.000m3 cốt đáy là 29 m xây dựng năm 1993 tại đồi La San; Bể 3.000m3 cốt đáy là 32 m xây dựng xong năm 2003 tại đồi Trại Thủy (đồi Phương Sơn) Các bể chứa này đều xây dựng bằng bê tông cốt thép, hiện chất lượng đang còn tốt

1.2.4.3 Trạm bơm tăng áp

Thành Phố Nha Trang hiện đang vận hành 10 trạm bơm tăng áp nhằm đảm bảo đủ áp lực cung cấp nước trên toàn mạng lưới: trạm tăng áp Đông Mương, Điện Biên Phủ, Vĩnh Nguyên, Vĩnh Trường, Nguyễn Đình Chiểu, Vĩnh Hòa, Đất Lành, Vĩnh Phương, Hòn Rớ, An Viên

Hình 1.6 Bản đồ các trạm châm Clor bổ sung trên mạng lưới

1.2.4.4 Tình hình cấp nước

Hệ thống cấp nước thành phố Nha Trang đã được đầu tư xây dựng cải tạo, mở rộng nâng công suất và cơ bản hoàn thành vào năm 2003 Hiện đang lập dự án nâng công suất nhà máy nước Võ Cạnh lên 170.000 m3/ngđ Hệ thống cấp nước xây dựng đã cơ bản hoàn chỉnh, đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ nước của thành phố Cho đến nay hệ thống cấp nước đang vận hành tốt, phát huy được công suất cấp nước Chế độ quản lý và vận hành hệ thống cấp nước đang duy trì tốt, đã đảm bảo cấp nước an toàn và liên tục cho thành phố gúp phần thúc đẩy nền kinh tế du lịch phát triển ổn định, nâng cao mức sống của nhân dân thành phố

Phạm vi cấp nước của Công ty Cấp thoát nước Khánh Hòa rất lớn, hiện nay phục vụ trên 160.000 khách hàng, tỷ lệ người dân được cung cấp trên 95%, chủ yếu cho 3 Đô thị là thành phố Nha Trang và thị trấn Diên Khánh, Cam Lâm

Hình 1.7 Bản đồ các trạm bơm tăng áp, máy bơm đặt trong lòng ống

1.2.5 Hiện trạng về nghiên cứu, ứng dụng một số giải pháp tự động hóa

Việc nghiên cứu, ứng dụng một số giải pháp tự động hóa của Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa trong những năm trước đây còn rất hạn chế;

Theo dõi kiểm soát chất lượng nguồn nước, sau lắng, lọc còn thủ công, công nghệ mới, tiên tiến chưa được áp dụng, chất lượng nguồn nhân lực chưa được đào tạo kịp thời để khai thác vận hành thiết bị , công nghệ mới tiên tiến

Khó khăn trong việc duy trì áp lực theo tính toán ở những nơi có cao trình lớn, cuối mạng lưới, đặc biệt vào những thời điểm nhu cầu sử dụng nước tăng cao

Đảm bảo áp lực, chất lượng nước, Clor dư cuối mạng lưới là một thách thức lớn , đòi hỏi phải đầu tư thiết bị, công nghệ, tài chính để thực hiện

Phân vùng tách mạng, ứng dụng phần mềm chuyên dụng dò tìm, sửa chữa kịp thời ống vỡ, duy trì tỷ lệ thất thoát ở mức tối ưu, bền vững

Giám sát, theo dõi áp lực vận hành, chất lượng nước sau lọc, điều chỉnh tốc độ lọc, rửa ngược tự động còn thủ công phụ thuộc rất nhiều sự chuyên cần của công nhân vận hành

Vận hành điều chỉnh áp lực vận hành trạm bơm cấp 2 bằng cách đóng bớt van đầy là mộ biện pháp cổ điển, áp lực vận hành không theo với đường đặc tính ống, chi phí điện năng cao

1.3 Thực trạng công tác quản lý hệ thống cấp nước TP Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm

1.3.1 Thực trạng công tác quản lý kỹ thuật hệ thống cấp nước

Công tác quản lý kỹ thuật hệ thống cấp nước được đơn vị chuyên nghành đó là Công ty cổ phần cấp thoát nước Khánh Hòa quản lý, vận hành, đơn vị có đội ngũ cán bộ quản lý kinh nghiệm, nhân viên được đào tạo cơ bản, hiện nay Công ty áp áp dụng ISO 1900-2008, ISO 17025 , Kế hoạch Cấp nước An toàn, một số phần mềm chuyên dụng vào công tác vận hành, quản lý hệ thống Cấp nước

1.3.2 Cơ cấu tổ chức, đơn vị trực tiếp quản lý hệ thống cấp nước Thành Phố Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm

Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa là đơn vị trực tiếp quản lý, vận hành hệ thống Cấp nước Thành Phố Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm, mô hình hoạt động, cơ cấu tổ chức Công ty bao gồm:

Vốn điều lệ: 260.000.000.000 đồng (Hai trăm sáu mươi tỷ đồng chẵn)  Nhà nước chiếm: 51 %;

 Cổ đông trong công ty chiếm: 4,97 %;  Công ty cổ phần cơ điện lạnh REE: 43,88 %;  Các cổ đông cá nhân bên ngoài chiếm: 0,15 % 1.3.2.2 Cơ cấu tổ chức

Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa hoạt động theo mô hình công ty cổ phần, cơ cấu tổ chức như sau:

- Đại hội đồng cổ đông - Hội đồng quản trị - Ban Kiểm soát

Hình 1.8 Văn phòng Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa, địa chỉ 58 YerSin, P Phương Sài, Tp Nha Trang, T Khánh Hòa

1.3.3 Đánh giá chung về thực trạng công tác quản lý hệ thống Cấp nước Thành Phố Nha Trang, Diên Khánh, Cam Lâm, theo hướng nghiên cứu, ứng dụng tự động hóa để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh

Trong những năm gần đây Công ty Cổ phần Cấp thoát nước Khánh Hòa rất quan tâm đến yếu tố ứng dụng giải pháp tự động để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh, đặc Hình 1.9 Thông tin về quá trình quản lý, vận hành

biệt trong bối cảnh dịch Covid 19 đang diễn biến phức tạp thì một số khâu trong sản xuất kinh doanh cần phải tự động hóa để thay thế công nhân vận hành, hướng đến mục tiêu không bị đứt gãy về nhân lực trong các khâu sản xuất, giảm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu quả sản suất kinh doanh, tăng lợi nhuận, có thêm nguồn tài chính để đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, đầu tư, trang bị công nghệ mới tiên tiến cụ thể như:

- Tự động hóa trong giám sát, cảnh báo lưu lượng, chất lượng nguồn nước

- Tự động hóa trong giám sát chất lượng sau lắng, sau lọc, điều chỉnh tốc độ lọc, rửa ngược tự động

- Tối ưu hóa năng lượng trong nhà máy xử lý nước cấp; lắp đặt biến trạm bơm cấp 2, sử dụng năng lượng tái tạo

- Lắp đặt các trạm bơm tăng áp cục bộ trong lòng đường ống, châm Clor bổ sung để đảm bảo chất lượng nước cuối mạng lưới

- Phân vùng tách mạng, tìm ra vùng thất thoát cao, điểm bể vỡ ống , lắp đặt hệ thống SKDA mạng lưới, nhà máy để vận hành mạng lưới, nhà máy an toàn, chất lượng, hiệu quả

- Trang bị thiết đọc, truyền chỉ số đồng hồ nước từ xa, không tiếp xúc

- Sử dụng chương trình quản lý chăm sóc khách hàng để năng cao chất lượng phục vụ, hạn chế khiếu nại, giảm tồn thu, thất thu, nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh 1.3.4 Tổng quan cấp nước trong mối liên hệ với tự động hóa

Hệ thống cấp nước thành phố, kể từ đầu nguồn đến cuối mạng bao gồm các công trình riêng rẻ, nhưng lại có liên quan mật thiết với nhau về mặt công nghệ nên nó là một đối tượng rất phù hợp để áp dụng tự động hóa liên hợp

Trong tư động hóa liên hợp con người vẫn tham gia vào công việc lựa chọn chế độ hợp lý và kinh tế nhất của quá trình công nghệ; theo dõi các tác động của các thiết bị tự động Song sự tham gia đó cần hạn chế sao cho có thể là nhỏ nhất

Để tiến hành thuận lợi tự động hóa liên hợp, có sử dụng rộng rãi các thiết bị khác nhau của kỹ thuật từ xa, nhờ đó chúng ta có thể thực hiện dễ dàng việc đo lường các thông số và truyền các tín hiệu trực tiếp trên một khoảng cách khá lớn (hàng chục km và lớn hơn) khi điều khiển một quá trình công nghệ

1.3.4.1 Tự động hóa liên hợp hệ thống cấp nước với nguồn nước mặt

Đối với hệ thống cấp nước có nguồn nước mật, việc tự động hóa liên hợp điều khiển cho toàn hệ thông phức tạp hơn bới vì ta phải tự động hóa cả trạm xử lý nước cấp phức tạp Thường đối với trường hợp này, trạm điều độ trung tâm được chọn đặt tại một ngôi nhà của công trình xử lý nước cấp và điều khiển từ xa các trạm bơm cấp I và cấp II

Trên trạm điều khiển của trạm điều độ trung tâm có hai loại sơ đồ: sơ đồ điện và sơ đồ thủy lực

Sơ đồ điện cho các tín hiệu về vị trí của các máy cắt điện, các dao cách ly và nhờ vào đó mà ta thấy rõ được từ hệ thống thanh cái nào động cơ máy bơm được cấp nguồn điện

Trên sơ đỏ thủy lực cho biết tín hiệu về trạng thái của các máy bơm, vị trí của các khóa van trên đường ống đầy

Ngoài ra ở trạm điều độ trung tâm còn đo dòng điện của các động cơ, áp suất, lưu lượng nước trên đường ống ra của bơm và của các điểm được quan tâm trên mạng đường ống, điện áp trên thanh cái của trạm, mực nước trong bể thu nước, mực nước trong tất cả các bề chứa, các thông số về chất lượng nước sạch

Cùng với sự phát triển như vũ bão của công nghệ tự động, việc điều khiển hệ thống cấp nước cũng được cải thiện lên mức sử dụng các thiết bị công nghệ cao để đạt được chế độ làm việc tối ưu của hệ thống cấp nước Mục đích của tối ưu hóa thực chất là để giảm được tiều hao năng lượng điện giám các chỉ phí phụ khác và tảng độ tin cậy cấp nước cho thành phố Các bài toán về tối ưu hóa của hệ thống cấp nước được nghiên cứu

Việc ứng dụng các thiết bị tự động lập trình công nghiệp ngày được rộng rải hơn cùng với các phần mềm ứng dụng ra đời để phục vụ cho mục đích này

1.3.4.2 Nhiệm vụ tự động hóa các công trình thu nước mặt

1.3.4.3.Tự động hóa điều khiển việc rửa lưới chắn rác ở công trình thu nước

Lưới chắn rác có thể là đạng hình trống cũng có thể có dạng quay phẳng Đơn giản vẫn

là đạng quay phẳng

Tự động hóa điều khiển việc rửa lưới chắn có thể thực hiện theo hai phương án: 1 Điều khiển tự động theo tín hiệu vẻ độ chênh mực nước giới hạn trước và sau song chắn

2 Điều khiển tự động theo chương trình thời gian cho trước

Phương án 1: Điều khiển tự động theo tín hiệu vẻ đó chênh mức nước giới hạn trước và sau lưới chắn rác (hình 1.10)

Độ chênh mức giới hạn cao nhất trước và sau lưới chắn cho biết độ bẩn giới hạn của lưới chắn hay cho biết lưới chắn cần phải được đưa vào rửa

Sơ đồ hình 1.10 làm việc như sau: khi độ chênh mức nước trước và sau lưới chắn đã đến giới hạn vào rửa, áp kế vi sai 6 cho tín hiệu đóng tiếp điểm 5 trong mạch điều khiển khởi động từ của động cơ mở khóa van 4 cho nước rửa phun vào mặt lưới Khi đường ống 8 có nước, áp kế tiếp điểm 3 đóng tiếp điểm của động cơ 1 quay lưới và lưới được quay trong lúc rửa, nước sau rửa theo máng và đường ống thoát ra ngoài Thời điểm lưới sạch có thể đưa vào vận hành là lúc độ chênh mức nước trước và sau lưới ở giới hạn nhỏ nhất Lúc đó áp kế vi sai 6 lại đóng tiếp điểm trong mạch điều khiển khởi động từ đóng khóa van 4 Sau đó khi không còn nước trên ống 8, áp kế 3 cũng ngắt tiếp điểm trong mạch khởi động từ động cơ quay lưới và lưới dừng lại Quá trình rửa kết thúc, lưới được đưa vào vận hành

Hình 1.10 Sơ đồ tự động hoá lưới chắn rác kiểu quay phẳng

1- Động cơ quay lưới; 2- Lưới chắn rác kiểu quay phẳng; 3- Áp kế tiếp điểm điện; 4- Khóa van nước rửa lưới; 5-Bộ tiếp điểm mạch điều khiển khóa van; 6- Áp kế vi sai do độ chênh mức trước và sau lưới chắn rác; 7- Bể thu nước; 8- Ống dẫn nước rửa lưới

Phương án 2: Điều khiển tự động lưới chắn rác theo chương trình thời gian cho trước Trong phương án này có sử dụng thiết bị cho lệch theo thời gian KEP -12

Chu kỳ rửa của lưới đã được tính toán qua thực tế vận hành lưới để chọn thời gian cho thiết bị KEP -12 ra lệnh điều khiển

1.3.4.4 Tự động hóa điều khiển mạng lưới cấp nước

Khi thiết kế mạng cấp nước với những dữ kiện cho phép ban đầu để tính toán, ta tưởng chừng như đã thỏa mãn nhu cầu cấp nước thành phố Song khi vận hành chế độ thủy lực của mạng có thể lại rất khác với tính toán Phân tích lý do thì có rất nhiều, có thể do sự thay đổi rất lớn về lưu lượng thực tế hằng năm tại các điểm lấy nước ở nguồn, có thể do tổn thất áp lực không tính đến do thi công còn có thiếu sót ở mạng đường ống, do dao động quá lớn bởi các hộ tiêu dùng Dù là lý do nào đi nữa cũng đem lại những điều không mong muốn là lưu lượng, áp lực của mạng cấp nước không ăn nhập với sự dao động của nhu cầu dùng nước ở các hộ tiêu thụ

Khi tự động hóa toàn mạng cấp nước, ta thực hiện được nhiệm vụ chính của mạng là điều chỉnh tự động lưu lương, áp lực nước trong mạng cho phù hợp với biểu đồ dùng nước của các hộ tiêu thụ nước trong thành phố, mạng cấp nước có thể tiến đến làm việc ở chế độ tối ưu về cấp nước

Muốn giải quyết được khó khăn đó chỉ có cách duy nhất là tự động hóa điều khiển toàn mạng cấp nước

1.3.4.5 Bảo vệ, tìm sự cố của đường ống, ngắt làm việc các đường ống bị sự cố cũng có thể thực hiện bởi các thiết bị tự động

Để tìm chỗ hư hỏng của đường ống thường phải dùng thiết bị đò vết nứt, lỗ thủng của đường ống Thực chất thiết bị này cũng là các cảm biến dùng để phát hiện sự biến dạng của đường ống hay phát hiện độ thay đổi đột xuất về lưu lượng, áp lực của môi trường chất lỏng ở hai đầu đoạn ống có chỗ dò so với lúc làm việc bình thường Các cảm biến này có thể là cảm biến phát hiện sự biến dang, cảm biến đo áp lực nước hay lưu lượng nước

Ngoài ra có sự kiểm tra và báo tín hiệu vẻ mức nước các bể chứa, áp lực của các đài nước hay bể có áp trong mạng về trạm điều độ trung tâm

TỰ ĐỘNG HÓA CÁC QUÁ TRÌNH KEO TỤ NƯỚC

1.3.4.6 Tự động hóa quá trình keo tụ nước

Quá trình keo tụ nước là giai đoạn đầu tiên của đây truyền công nghệ làm sạch nước

cấp trong trạm xử lý Mục đích của quá trình xử lý nước là làm giảm lượng muối dư thừa của các chất không cần thiết theo tiêu chuẩn nước sạch (như sắt, magan, silic), đôi khi cùng với quá trình xử lý nước còn làm mất mùi vị trong nước hay còn làm bớt độ cứng dư thừa của nước Muốn đạt được mục đích đó ta phải:

1 Nghiên cứu chất lượng nước ban đầu cần đưa vào làm sạch mà đưa ra được tỷ lệ thích hợp giữa lưu lượng các chất làm keo tụ cần thiết và lưu lượng nước được xử lý nhằm điều tiết chất làm keo tụ nước có hiệu quả cao

2 Xác định và chuẩn bị các chất làm keo tụ cần cho quá trình keo tụ nước

3 Thực hiện việc điều tiết tỷ lệ các chất làm keo tụ với lưu lượng nước cần xử lý sao cho phù hợp với các chỉ số chất lượng của nước sạch

1.3.4.7 Tự động hóa trong quá trình lọc nước

Tự động hóa quá trình lọc nước trong các nhà máy xử lý nước cấp gồm 3 công việc: 1 Tự động hóa điều chỉnh tốc độ lọc

2 Tự động hóa việc rửa bể lọc 3 Kiểm soát chất lượng nước sau lọc

Trong đó tự động hóa điều chỉnh tốc độ lọc là quá trình chính được quan tâm đối với các bể lọc, để đạt được chế độ làm việc tối ưu về mặt công nghệ Ở chế độ làm việc tối ưu của bể lọc ta có thể hiểu là khi có mức nước ở bể lọc là mức nước cao trong giới hạn cho phép, còn tốc độ lọc là tốc độ lọc của bể được tính toán qua cát sạch, và ở chế độ rửa với chi phí về nước rửa, điện năng tiêu thụ để bơm nước rửa bể là ít nhất và thời gian rửa bể là ngắn nhất Vậy tốc độ lọc vào thời điểm ban đầu công tác cửa bể có thể coi là tốc độ tốt nhất của bể, vì cát lọc lúc này là sạch nhất Cho nên tốc độ đó sẽ được giữ không đổi trong toàn hộ thời gian công tác của bể Với mục đích này chỉ có thể thực hiện bằng phương pháp áp dụng tự động kiểm soát chất lượng nước sau lọc và vận tốc lọc

1.3.4.8 Các phương pháp điều tiết tự động clo hóa và nước Thường có 3 cách điều tiết tự động clo và nước đó là: 1 Giữ tự động liều lượng clo đã cho trước

2 Điều tiết tự động liều lượng clo tỷ lệ với lưu lượng nước

3 Điều tiết tỷ lệ clo với lưu lượng nước có tính đến lượng clo dư trong nước

Việc giữ tự động liều lượng clo cho trước chỉ nên tiến hành khi nguồn nước tới công

trình làm sạch là không đổi Phương pháp này có yếu điểm là không tính đến sự thay đồi về độ hấp thụ clo của nước và ảnh hưởng của nhiệt độ tới nó

Đối với các trường hợp có dao động mạnh về nguồn nước tới công trình làm sạch, cần điều tiết clo với liều lượng tỷ lệ với lưu lượng nước Trong cách này ta chưa quan tâm đến lượng clo có còn dư lại sau các phản ứng giữa nước với clo hay không Vậy tốt nhất vân là điều tiết tự động tỷ lệ về lưu lượng giữa clo và nước vừa kết hợp dịch chỉnh tỷ lệ đó theo lượng clo dư còn lại trong nước sau các phản ứng khử khuẩn Lưu ý một điều rằng do sự thẩm thấu clo châm của nước nên thời điểm xác định lượng clo dư chỉ được tiến hành sau một khoảng thời gian >30 phút kể từ lúc dẫn clo vào hoà trộn với nước cần khử trùng 1.3.4.9, Tự động hóa kiểm tra các thông số công nghệ trong các trạm xử lý nước cấp

Hệ tự động có được độ chính xác cao, khi có được mối liên hệ ngược giữa đổi tượng điều khiển (ĐTĐK) và thiết bị điều khiển (TBĐK)

Để có được mối liên hệ ngược chúng ta phải thực hiện đo lường các thông số cần điều khiển Có những quá trình điều khiển chỉ cần điều chỉnh một thông số; những cũng có quá trình phụ thuộc vào rất nhiều thông số khác nhau và cần phải điều chỉnh một lúc nhiều thông số Do đó đối với các quá trình cần điều chỉnh nhiều thông số phải sử dụng rất nhiều dụng cụ đo (cảm biến, dụng cụ đo thứ cấp), nhiều kênh truyền thông tín hiệu về kết quả đo và viéc quản lý số liệu đo cũng rất phức tạp Lại cần phải có các cảm biến nhạy, có độ tin cậy cao phù hợp với từng thông số cần đo

Tóm lại là việc đo lường các thông số công nghệ trong trạm xử lý nước rất phức tạp nhưng lại không được phép bỏ qua

Trên hình 1.11 là một sơ đồ ví dụ về tự động hoá các công trình xử lý của hệ thống cấp nước