Luận văn thạc sĩ Quản lý xây dựng: Ứng dụng GIS trong quản lý xây dựng hệ thống mạng lưới cấp nước trong khu đô thị mới

TEN DE TÀI UNG DUNG GIS TRONG QUAN LY XÂY DỰNG HE THONG MẠNG LƯỚI CAPNUOC TRONG KHU DO THI MOI NHIỆM VU VA NOI DUNG“* Xây dựng chuẩn hóa quy trình thiết kế thi công xây dựng hệ thống mạn

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HO CHÍ MINHTRUONG DAI HOC BACH KHOA

NGUYEN MINH BANG

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ VA QUAN LÝ XÂY DUNG

Mã số ngành : 60.58.90

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014

Công trình được hoàn thành tại : Trường Dai Học Bách Khoa - DHQG TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học :_ c- cv SE ex sex vcke

Cán bộ chấm nhận xét Ï :_ 6+ + + E*E+ESEEeESESESESEEseeesesereeCán bộ chấm nhận Xét 2 :_ - 6+ ESESEEEESESESESESEEersesereree

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Truong Dai học Bach Khoa, DHQG TP.HCM

ngày tháng 07 năm 2014.

Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận Văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : NGUYEN MINH BANG MSHV _ : 12080276

Ngay sinh : 27/04/1987 Noi sinh : TP.HCM

Chuyén nganh : Cong Nghệ va Quan Ly Xây Dung Mã số : 60.58.90I TEN DE TÀI

UNG DUNG GIS TRONG QUAN LY XÂY DỰNG HE THONG MẠNG LƯỚI CAPNUOC TRONG KHU DO THI MOI

NHIỆM VU VA NOI DUNG“* Xây dựng chuẩn hóa quy trình thiết kế thi công xây dựng hệ thống mạng lưới cấp nước

trong khu đô thị mới trên nền hệ thống thông tin địa lý GIS.e Thiết kế lập trình Model Builder cập nhật họa đồ công trình ngầm hiện hữu trên nền GIS.e Tu động hóa thiết kế, mô phỏng thủy lực mô hình mạng lưới cấp nước mới trong khu đô

thị mới trên nên GIS.e Ứng dụng phương pháp phân tích các nhân tố Smart lựa chọn phương án thiết kế tối ưu

từ mô hình tự động thiết kế.e Lập trình Model Builder ước tính khái toán dự án thiết kế xây dựng mạng lưới cấp nước

mới trong khu đô thị mới trên nên GIS.e Quan lý, cập nhật tiễn độ thi công xây dựng mạng lưới cấp nước trên nền GIS.* Ứng dụng lập trình Matlab tối ưu hóa thời gian tái đầu tư dự án xây dựng mạng lưới cấp

nước.I.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:: Tl NGAY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: IV CÁN BỘ HƯỚNG DAN: PGS.TS NGUYEN THONG

Tp HCM, ngày tháng năm 2014

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS NGUYEN THONG TS LUONG DUC LONG

TRUONG KHOA KTXD

LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình thực hiện luận văn thạc sĩ với dé tài “ Ứng dung GIS trong quanlý xây dựng hệ thống mạng lưới cấp nước trong khu đô thị mới “, tôi đã nhận được ratnhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn đóng góp ý kiến tạo điều kiện thuận lợi trong nghiên cứu vàtìm hiểu tài liệu từ các Quý Thay Cô bộ môn Thi công và Quản Lý Xây Dựng trường DaiHọc Bách Khoa Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành vẻ sự giúp đỡ đó

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS Nguyễn Thống — thay giáo đãtrực tiếp hướng dẫn, định hướng và chỉ bảo tôi hoàn thành luận văn này

Xin gởi lời cám ơn đến sự giúp đỡ của Ph.D Kim Kyoung Pil — chuyên gia nghiêncứu Đoàn GS E&C Environment Process Engineering - Hàn Quốc đã hỗ trợ tôi nghiên cứuphân lập trình trong luận văn nảy

Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp của Tôi đang công tác tại Công tyCổ Phan Cấp Nước Nhà Bè và gia đình đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện và giúp đỡTôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này

Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp phê bình cua Quý Thầy Cô, các nhà khoahọc, đọc giả và các bạn đồng nghiệp

Xin cần thành cảm ơn!

TÁC GIÁ LUẬN VĂN

Nguyễn Minh Bang

TÓM TAT

Nghiên cứu này xem xét tổng quan về quản lý dự án Thiết kế xây dựng mạnglưới cấp nước tại khu đô thị mới từ quá trình thiết kế, thi công, đến quá trình vận hànhquản lý và thời điểm hợp lý tái đầu tư dự án

Trong giai đoạn thiết kế của dự án: tác giả nghiên cứu chuẩn hóa và tự động hóaquy trình thiết kế mạng lưới cấp nước trên nền hệ thống thông tin địa lý GIS Thiết kếdự án thi công xây dựng mạng lưới trên nền GIS có nhiều ưu điểm vượt trội hơn so vớiphương thức thiết kế cũ: về định vị chính xác vị trí tọa độ toàn bộ các công trình ngâmgiảm thiểu sai sót trở ngại trong quá trình thi công, tự động hóa thiết kế cũng như cóthể mở rộng phát triển tính năng lập trình dé tính toán chi phí thực hiện dự án Qua cácphương án thiết kế tự động do chương trình đề xuất, tác giả ứng dụng phương phápSmart trong phân tích, đánh giá các yếu tố đặc tính kỹ thuật nhằm xác định phương ántối ưu về kỹ thuật cũng như về kinh tế

Trong giai đoạn thi công, việc cập nhật tiến độ thi công hay những vị trí thi côngcó thay đổi so với thiết kế trực tiếp trên hệ thống thông tin địa lý GIS là một giải pháphữu hiệu trong việc quản lý công tác, vị trí mạng lưới cấp nước thực tế giữa nhà thầu,tư vấn thiết kế cũng như nhà đầu tư quản lý sau này

Trong giai đoạn vận hành quản lý dự án, tác giả nghiên cứu tôi ưu hóa thời điểmtái đầu tư lại dự án trong tương lai Tối ưu hóa thời điểm tái đầu tư dự án được xác địnhdựa trên hàm chi phí theo thời gian sử dụng xác suất có điều kiện dé ước tính chi phídự kiến sẽ phát sinh trong tương lai Cực tiểu hóa hàm chi phí này sẽ xác định thời điểmtối ưu nhất nên tái đầu tư thay thế toàn bộ mạng lưới cấp nước được thực hiện qua ngôn

ngữ lập trình Matlab.

This research considered overview of project management "Designed andconstructed the water supply distribution network in the new urban area” from designprocess, construction, operation process management to the right time for renewalplanning investment projects.

During the design phase of the project: research and automate standardizedprocesses designed water supply network based on the Geographic Information System- GIS The design’s project and construction based on GIS- that has many advantagescompared to the old design methods: the exact position coordinates of the location ofall underground systems to reduce errors in construction’s process, automation designand expand programming features to calculate project’s costs Through the automateddesign alternatives program proposed, apply the Smart methods for MultiattributeUtility Measurement in analysis and evaluation of the technical characteristics factorsin order to determine the optimal scheme for technical as well as economic.

During the construction phase, the construction schedule updates or executionlocation has changed from the design directly on the Geographic Information SystemGIS that is an effective solution for managing work, the position actual water networkbetween the contractors, design consultants and the investors manager.

During the operational phase of project management, study authors optimize thetime for renewal planning in the future Optimizing the time of reinvestment project isdetermined based on the cost function over time using conditional probabilities toestimate expected costs incurred in the future Minimize this cost function willdetermine the optimal time to re-invest to replace the entire water supply network isdone through Matlab programming.

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan răng đây là công trình nghiên cứu của tôi, có sự hướng dẫn từPGS.TS Nguyễn Thống: được xuất phát từ yêu cầu phát sinh trong công việc để hìnhthành hướng nghiên cứu Các nội dung nghiên cứu và kết quả trong đề tài này là trungthực và chưa từng được ai công bố trong bat cứ công trình nghiên cứu nao trước đây.Những số liệu trong các bảng biéu phục vu cho việc phan tích, nhận xét, đánh gia đượcchính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi trong phan tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nao tôi xin hoan toàn chịu trách nhiệm trước

Hội đông, cũng như kết quả luận văn của mình.

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 6 năm 2014

TÁC GIÁ LUẬN VĂN

Nguyễn Minh Băng

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

MỤC LỤCDANH MỤC BANG BIEU - HÌNH ANH Trang 4CHUONG I - MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung Trang 9

1.2 Xác định van dé nghiên cứu Trang 9

1.3 Mục tiêu nghiên cứu Trang 1014 Phạm vi nghiên cứu Trang 10

1.5 Đóng góp dự kiến của nghiên cứu Trang IICHUONG II - TONG QUAN

2.1 Hệ thống thông tin địa ly GIS Trang 132.2 Phương pháp đánh giá các yếu tố thuộc tính Smart Trang 142.3 Các nghiên cứu tương tự đã được công bố Trang 15CHƯƠNG III— PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Quy trình nghiên cứu Trang 183.2 Thu thập dữ liệu Trang 193.3 Các phương pháp, công cụ nghiên cứu Trang 19CHUONG IV - THIET KE MẠNG LUOI CAP NƯỚC

4.1 Chuyén hóa cơ sở dữ liệu công trình ngầm hiện hữu trên nền Gis Trang 20

4.1.1 Khái quát khu dân cư mới Trang 20

4.1.2 Thông tin dữ liệu can thiết Trang 214.1.3 Chuyển họa dé sang nên GIS theo hệ tọa độ VN2000 Trang 224.1.4 Chuyén họa đồ hệ thống công trình ngầm sang nền GIS theo hệ toa độ

VN2000 Trang 234.2 Thiết kế mạng lưới cấp nước

42.1 Cơ sở thiết kế Trang 404.2.2 Quy trình thiết kế Trang 414.2.3 Thiết kế mạng lưới cấp nước trong khu đô thị mới Trang 42424 Phân tích thủy lực mạng lưới cấp nước trong khu đô thị mới Trang 5442.5 Tự động, chuẩn hóa thiết kế qua chức năng Darwin Design Trang 654.2.6 Lựa chọn phương án tối ưu qua phương pháp Smart Trang 7l

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

4.2.7 Cập nhật tiến độ thi công trên nền GIS

CHƯƠNG V- KHÁI TOAN TONG MUC DAU TƯ DỰ ÁN

MẠNG LUOI CAP NƯỚC6.1 Tổng quan chung6.2 Cơ sở lý thuyết nghiên cứu

6.3 Quy trình nghiên cứu6.4 Mô phỏng các ham chi phí

6.4.1 Chi phí hao tốn do thất thoát nước vô hình6.4.2 Chi phí hao tốn do không khắc phục điểm bể kịp thời6.4.3 Chi phí sửa bể

6.4.4 Chi phí tái đầu tư mạng lưới6.5 Tính toán nguồn chi

6.5.1 Chi phí trong giai đoạn |6.5.2 Chi phí trong giai đoạn 2

6.5.2.1 Ung dụng lập trình Matlab mô phỏng hàm chi phí

6.5.2.2 Phân tích độ nhạy6.6 Tinh NPV của dự án

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ1 Kết luận

2_ Kiến nghị3 Hướng nghiên cứu tiếp theoDANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1PHỤ LỤC 2

Trang 107Trang 108Trang 111

Trang 112Trang 113Trang 114Trang 114

Trang 115Trang 117Trang 118Trang 120Trang 121

Trang 125Trang 125Trang 125Trang 126Trang 129Trang 138

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

DANH MỤC CÁC BANG BIEU

Bảng 4.2.1.1 Bảng tra cứu mật độ xây dựng tối đa trong khu vực 40Bảng 4.2.1.2 Bảng tra mật độ dân SỐ trong khu vực 40Bảng 4.2.1.3 Tiêu chuẩn dùng nước AlBang 4.2.4.1 Bang tính hệ số pattern sinh hoạt của biệt thự va nhà liên kế 58Bảng 4.2.4.2 Bảng tính hệ số pattern sinh hoạt của trường học 59Bảng 4.2.4.3 Bang tính hệ số pattern công viên 60Bảng 4.2.4.4 Bảng quy định lưu lượng chữa cháy tương ứng dân số khu vực 61Bang 4.2.5.1 Bảng tong hop các giải pháp ống gang 67Bang 4.2.5.2 Bảng tổng hop các giải pháp ống nhựa 68Bang 4.2.5.3 Bang tổng hợp các giải pháp ống HDPE 70Bang 4.2.6 Bang tong hợp các phương án thiết kế 7]Bang 4.2.6.1 Thí nghiệm đặc tính vật lý ống HDPE và PVC 73Bảng 4.2.6.2 Tổng hợp trọng số đặc tính kỹ thuật đánh giá 80Bang 4.2.6.3 Đánh giá điểm trọng số liên hệ giữa các đặc tinh kỹ thuật 80Bang 4.2.6.4 Tính toán tong điểm số kỹ thuật và chi phi các phương án SĨ

Bang 5.2.1 Bảng chi phí các công tác thực hiện 101

Bang 5.2.2 Bang tong hợp chi phí xây dựng 102

Bang 5.3 Nhận xét đánh gia nghiên cứu luận văn so với phương thức cũ 104

Bảng 6.4 Lượng thất thoát cơ học theo chỉ số ILI và áp lực nước 113Bang 6.5.1 Bảng tính chi phí dòng chi dự án đến năm thứ 7 116Bang 6.5.2 Phân tích độ nhạy các biến với T: 121Bảng 6.6.1 Bảng tính dòng thu của dự án đến năm thứ 7 122Bảng 6.6.2 Bảng phân tích hiệu quả đầu tư dự án 123

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Họa đồ khu đô thị mới trên nền GIS II

Hình 3.1 Quy trình nghiên cứu luận văn 18

Hình 4.1.1 Họa đồ vị trí Khu Dân Cư Ven Sông Tân Phong 20Hình 4.1.3 Quy trình thiết kế mạng lưới cấp nước trong khu đô thị mới 22Hình 4.1.4.1 Quy trình chuyển hóa họa đỗ nền khu vực sang nên GIS 25Hình 4.1.4.2 Cập nhật vi trí tọa độ hoa đồ nền 26Hình 4.1.4.3 Chuyển layer “NEN DIA CHINH” trên Autocad sang feature polyline

GIS 27

Hình 4.1.4.4 Dang kí hệ toa độ VN2000 cho hoa đồ nên địa chính 27Hình 4.1.4.5 Họa đồ nên địa chính khu đô thị mới trên nền GIS 28Hình 4.1.5.1 Quy trình chuyển hóa cập nhật hệ thống công trình trình ngầm hiện hữulên nền GIS 29Hình 4.1.5.2 Chuyên layer “CAP DIEN NGAM” sang feature polyline của GIS 29Hình 4.1.5.3 Đăng kí hệ tọa độ VN2000 cho lớp cáp điện ngâm 29Hình 4.1.5.4 Chuyển hóa kích cỡ cáp điện thực tế 30Hình 4.1.5.5 Họa đồ vị trí hệ thống cáp điện hoàn chỉnh trên nền GIS 31Hình 4.1.5.6 Quy trình chuyển hóa, cập nhật thông tin hệ thống thoát nước thải — 32Hình 4.1.5.7 Họa đồ vị trí hệ thống thoát nước thải trên nền GIS 33Hình 4.1.5.8 Cập nhật vật liệu, đường kính công thoát nước thải trên nên GIS 33Hình 4.1.5.9 Quy trình chuyên hóa, cập nhật thông tin hệ thống thoát nước mua 34Hình 4.1.5.10 Tạo lớp field “Bán kính” trong Layer Công thoát nước mưa 35

Hình 4.1.5.11 Công thức lớp field “Bán kính” 35

Hình 4.1.5.12 Chuyên hóa kích cỡ ống theo field “Bán kính” 36Hình 4.1.5.13 Hoa đồ thé hiện kích cỡ hệ thống thoát nước mưa trên nền GIS 37Hình 4.1.5.14 Cập nhật đường kính, vật liệu công thoát nước mưa 37Hình 4.1.5.15 Quy trình lập trình Model builder tổng hợp cập nhật thông tin, kích cỡhệ thống công trình ngầm 38Hình 4.1.5.16 Họa đồ thé hiện toàn bộ hệ thống công trình ngầm hiện hữu trên nền GIS

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hình 4.2.2 Quy trình thiết kế mô phỏng lựa chọn phương án thiết kế tối ưu 42Hình 4.2.3.1 Dinh vi sơ bộ toàn bộ vi trí đồng hồ nước trong khu vực 43Hìmh 4.2.3.2 Chuyển từ “Nen dia chinh” dạng line sang dang polygon 43Hình 4.2.3.3 Họa đồ nên địa chính có thêm dạng vùng (polygon) 44Hình 4.2.3.4 So đồ tạo thêm lớp field “Diện tích” - công thức tinh diện tích từng khu

nhà 45

Hình 4.2.3.5 Kết quả tính toán diện tích khu đất 45

Hình 4.2.3.6 Cập nhật thuộc tính diện tích khu nha của layer Nen_dia_chinh_polygon”

Hình 4.2.3.7 Layer “Dong ho nuoc” cập nhật thuộc tính diện tích từ layer

Hình 4.2.3.8 Sơ đồ tạo lớp field “Dan so” và tính toán dân số 47Hình 4.2.3.9 Layer “Dong ho_ nuoc” đã tính toán được dân số từng khu nha 46

Hình 4.2.3.10 Tạo field “Nhu cau” trong layer “Dong ho_ nuoc” và công thức tính

toán nhu câu dùng nước 49Hình 4.2.3.11 Layer “Dong ho nuoc” đã tính được nhu cầu dùng nước tương ứng từng

khu nhà trong khu dân cư 50

Hình 4.2.3.12 Tong hop lập trình Model builder tính toán được nhu cau dùng nước trựctiếp trên nền GIS 51Hình 4.2.3.13 Vạch tuyến ống cấp nước trên nên dữ liệu cơ sở hạ tang ngầm đã xây

dựng 53

Hình 4.2.3.14 Vach tuyến sơ bộ vị trí đường ống cấp nước trong khu vực 34Hình 4.2.4.1 Chức năng ModelBuilder của Watergems chuyển hóa layer“Ong cap nuoc” sang đường ống pipe phân tích thủy lực 55Hình 4.2.4.2 Kết quả chuyên đồi thành đường ống pipe trên nền GIS 55Hình 4.2.4.3 Phân bố nhu cầu sử dụng tự động qua chức năng LoadBuilder củaWatergems trên nền GIS 56Hình 4.2.4.4 Chọn chế độ Nearest Node của tính năng Loadbuilder nhằm chuyển hóanhu cầu sử dụng đến vị trí nút gân nhất 57

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hình 4.2.4.5 Chon Field “Nhu_cau” trong layer Dong hồ nước sẽ chuyền hóa lưu lượng

vào nút Junction tương ứng 57

Hình 4.2.4.6 Họa đồ vị trí sử dụng nước bất lợi nhất trong khu vực 62Hình 4.2.4.7 Khai báo điều kiện vé áp lực (10m < áp lực < 30m) 63Hình 4.2.4.8 Khai báo điều kiện về vận tốc (0.1 m/s < vận tốc < 2 m/S) 64Hình 4.2.4.9 Khai báo điều kiện tong mức dau tư phan vật tư đường ống 64Hình 4.2.5.1 Khai báo giá ống gang (đồng/m) trong chức năng Darwin Designer 65Hình 4.2.5.2 Kết quả chương trình đề xuất với trường hợp sử dụng ống gang 66Hình 4.2.5.3 Đồ thị thé hiện mối quan hệ giữa chi phí — điểm lợi ich với trường hợpống gang 66Hình 4.2.5.4 Khai báo giá ông nhựa (đồng/m) trong chức năng Darwin Designer 67Hình 4.2.5.5 Kết quả chương trình dé xuất với trường hợp sử dụng ống nhựa 67Hình 4.2.5.6 Đồ thị thé hiện mối quan hệ giữa chi phí — điểm loi ích với trường hợpống nhựa 68Hình 4.2.5.7 Khai báo giá ống nhựa HDPE (đồng/m) trong chức nang Darwin Designer

69

Hình 4.2.5.8 Kết quả chương trình đề xuất với trường hợp sử dụng ống nhựa HDPE 69Hình 4.2.5.9 Đồ thị thé hiện mối quan hệ giữa chi phí — điểm lợi ích với trường hợpống HDPE 70Hình 4.2.6.1 Đồ thị biéu diễn khả năng chịu lực của ống cấp nước 72Hình 4.2.6.2 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ chịu lực và nhiệt độ ống PVC

72

Hình 4.2.6.3 Thí nghiệm khả năng chịu áp lực của ống HDPE 74Hình 4.2.6.4 Thi nghiệm thời gian sử dung ống 75

Hình 4.2.6.5 Thí nghiệm khả năng chịu tác động ngoại lực trong quá trình vận hành 75

Hình 4.2.6.6 Thí nghiệm khả năng chịu tác động ngoại lực trong quá trình vận chuyển 77Hình 4.2.6.7 Thí nghiệm kiểm tra rò rĩ tại các vị trí khoan lay nước 78Hình 4.2.6.8 Thí nghiệm ro ri tại các vi trí khoan dau nối do ngoại lực tác động 79Hình 4.2.6.9 Đô thị biéu diễn mối quan hệ giữa chi phí — điểm số benefit của các

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hình 4.2.6.10 Họa đồ thé hiện kích cỡ ống cấp nước thực tế 83Hình 4.2.6.11 Tuyến ống D300 giao cắt với hỗ ga thoát nước mưa 34Hình 4.2.7.1 Cập nhật tiễn độ thi công theo ngày thực hiện S5Hình 4.2.7.2 Ghi chú cập nhật khối lượng thực hiện S5Hình 5.1.1 Phui đào điển hình lắp đặt ống cấp nước 87Hình 5.1.2 So đồ tao field “Khoi luong tỉnh toan” và code lập trình công thức tinh

39

Hình 5.1.3 Bảng tính khối lượng dao đất (m ) tương ứng với từng kích thước phui daoống 90Hình 5.1.5 So đồ tao field “Khoi luong da 0x4” và code lập trình công thức tính 92Hình 5.1.6 Bang tính khối lượng đá tái lập (mỀ ) tương ứng với từng kích thước phuidao ống 93Hình 5.1.7 So đồ tao field “Khoi luong cat lap” và code lập trình công thức tính 94Hình 5.1.8 Bảng tính khối lượng cát tái lập (m* ) tương ứng với từng kích thước phuidao ống 94Hình 5.1.9 Sơ đỗ tạo field “Chi phi nhan cong duong ong” và code lập trình công

Hình 6.5.2.1 Code lập trình mô phỏng hàm chi phí theo thời gian qua lập trình Matlab 119

Hình 6.5.2.2 Kết quả mô phỏng hàm chi phí theo thời gian qua lập trình Matlab 120Hình 6.5.2.3 D6 thị mô phỏng mối quan hệ giữa các hàm chi phí theo thời gian 120

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1 Giới thiệu chung

Hiện nay thành phố Hồ Chí Minh là một trong những thành phố có tốc độ phát triểnkinh tế, xây dựng hạ tầng kỹ thuật, đô thị hóa đạt tốc độ cao nhất trong cả nước Quátrình đô thị hóa đã và đang diễn ra nhanh chóng tại Việt Nam với tốc độ tăng khoảng8.9% / năm Tuy nhiên, cùng với sự tăng nhanh dân số đô thi, quá trình đô thị hóa đanglàm tăng thêm sức ép lên hệ thống quản lý cơ sở hạ tầng và dịch vu do thi Mặt khác,công tác quản lý đô thị hiện nay còn rất nhiều hạn chế và một trong những vấn đề nồibật nhất là chưa có được một hệ thống dữ liệu đô thị tong hop day đủ và cập nhật liên

tục thường xuyên.

Trong công tác quản lý đô thị, ton tại van đề lớn là các thông tin dạng bản đồ quyhoạch hiện nay vẫn đang chủ yếu lưu trữ dưới dạng tài liệu giấy hoặc file Auto Cad,còn các thông tin liên quan khác lại phân tan, chưa tích hop với thông tin dang bản đỗdé trở thành một hệ thống thông thông tin tong thể Các nhà quản lý sẽ gặp khó khăntrong việc đưa ra quyết định đối với các bài toán quản lý do không được cung cấp dayđủ và khai thác hiệu quả các thông tin về quy hoạch — xây dựng — cơ sở hạ tầng kỹthuật Do đó, van dé quan trọng đặt ra hiện nay là từng ngành khai thác quản ly co sởhạ tầng (bưu chính điện, cấp nước, thoát nước ) cần xây dựng riêng cho mình một hệthống cơ sở quan lý thông tin địa lý chính xác vị trí hệ thong mạng lưới ngầm đangquản lý; dé từ đó tong hợp chung trên một nên hệ thông thông tin tong thé nhăm tránhchồng chéo trong xây dựng hạ tang và ảnh hưởng đến các hạ tang kỹ thuật khác pháttriển đúng quy hoạch

Trong những năm gần đây, hệ thong thông tin địa ly GIS là một công cụ mạnh có

ảnh hưởng to lớn trên các mặt kỹ thuật nghiên cứu trong lĩnh vực địa lý và phân tích

không gian Hệ thống thông tin địa lý GIS là một công cụ hỗ trợ tốt nhất vẫn đề nêutrên Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công nghệ hữu ích trong quản lý và xử lýtích hợp các dữ liệu họa đồ có toạ độ (bản đồ) với các dạng cơ sở dữ liệu khác (thôngtin mạng lưới, thông tin khai thác dữ liệu khách hàng ) dé tong hợp thành một cơ sởdữ liệu tông thể quản lý cơ sở hạ tầng

Mục tiêu dài hạn của hệ thông GIS hạ tang đô thị là hỗ trợ chính quyên đô thị và

các cơ quan liên quan nâng cao hiệu quả trong công tác quản lý và quy hoạch hạ tầngdo thị và các dịch vụ đồ thị.

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

Trong công tác quản lý hiện nay, các đơn vị quản lý sử dung cơ sở hạ tầng ngâmhiện nay chưa cập nhật (hoặc vẫn chưa hoàn chỉnh) vị trí tọa độ chính xác hệ thốngmạng lưới công trình ngầm mình đang quản lý Điều này dẫn đến không cung cấp chínhxác vị trí, gây nên sự chồng chéo hoặc xâm phạm đến công trình ngầm của đơn vị quảnlý khác (như đặt tuyến ống cấp nước trên vỉa hè trùng hoặc giao cắt vị trí tuyến côngthoát nước hay cáp ngâm điện, điện thoại ) Do đó, từng đơn vị quản lý cần xây dựngcơ sở thông tin dữ liệu chính xác vị trí công trình ngầm của mình đang quản lý trên mộthệ thống tọa độ thông tin địa lý thống nhất (VN2000) sẽ giúp cho công tác quản lý, quyhoạch phát triển cơ sở hạ tầng, đặc biệt là công trình ngâm được dễ dàng và thuận lợi

Vì vậy trong công tác quản lý công trình ngầm, đặc biệt là tại các khu đô thị mớicần xây dựng hoàn thiện trên hệ thong thông tin địa ly GIS nhằm chuẩn hóa tọa độ vitrí ban đầu cũng như thiết kế và xây dựng một hệ thống công trình ngầm hoàn chỉnh

Qua luận văn thạc sĩ chuyên ngành “Công nghệ và quản lý xây dựng” với đề tài :”Ứng dung GIS trong quan lý xây dựng hệ thong mạng lưới cấp nước trong khuđô thị mới”, tác giả dé ra phương thức xây dựng quy trình thiết kế mạng lưới cấp nướctrên nền cơ sở dữ liệu hệ thong thông tin địa ly GIS, chuẩn hóa, tự động hóa trong thiếtkế, lập trình ước tính khái toán chi phí dau tư, đồng thời tối ưu hóa thời gian tái cau trúcđầu tư mạng lưới dé chi phí dòng chi là nhỏ nhất

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

Quản lý xây dựng hệ thông mạng lưới cấp nước trong khu đô thị mới trên nền hệthong thông tin địa ly GIS trong suốt vòng đời của dự án nhằm thực hiện các mục tiêu

sau:

a./ Giai đoạn thiết kế:- Xây dựng quy trình thiết kế: chuẩn hóa, tự động hóa quy trình thiết kế mạng lướicấp nước trong khu đô thị mới

- Với những phương án thiết kế tự động từ mô hình: xác định những yếu t6 ảnhhưởng đến quyết định lựa chọn phương án tối ưu, thông qua phương pháp phân tích cácnhân tố Smart lựa chọn phương án thiết kế tối ưu từ mô hình tự động thiết kế

- Nghiên cứu lập trình tự động ước tính khái toán dự án thiết kế xây dựng mạng lướicấp nước mới trong khu đô thị mới trên nền GIS

b./ Giai đoạn thi công:

Quản lý, cập nhật tiễn độ thi công xây dựng mạng lưới cấp nước thực tế trên nền

GIS.

c./ Giai đoạn thực hiện quan lý dự án

Xác định thời gian tái cau trúc đầu tư dự án xây dựng mạng lưới cấp nước qua mô

phỏng hàm chi phí dòng chi theo thời gian.

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

Chí Minh cũng như các khu vực khác.

1.5 Đóng góp dự kiến của nghiên cứuVề mặt thực tiễn: nghiên cứu ứng dụng thực tiễn hệ thong thông tin địa ly GIStrong quan ly xây dựng hệ thống mạng lưới cấp nước trong khu đô thi mới sẽ:

- Dinh vi, quản lý toàn bộ hệ thống công trình ngâm: thoát nước, điện lực điệnthoại, cấp nước khu đô thị mới trên nền hệ thống thông tin địa lý GIS theo tọa độ địa lýquốc gia VN2000

Hình 1.1: Họa đồ khu đô thị mới trên nền GIS- Chia sẻ cơ sở dữ liệu cho các đơn vị quản lý công trình ngầm khác (điện, điệnthoại, thoát nước) nhằm tránh quy hoạch phát triển chồng chéo, xâm phạm ảnh hưởng

lẫn nhau

- Tự động hóa, chuẩn hóa thiết kế mạng lưới cấp nước trong khu đô thị mới trênnên GIS

Về mặt học thuật:- Xây dung, dé xuất code lập trình nhằm tự động hóa thiết kế, ước tính khái toánchi phí dự án xây dựng mạng lưới cấp nước mới

- Xác định, đánh giá các tiêu chí ảnh hưởng đến quyết định lựa chọn phương ánthiết kế Dé xuất phương pháp Smart phân tích đánh giá lựa chọn phương án thiết kếtối ưu nhất

- Xây dựng hàm chi phí dòng chi của dự án theo thời gian thực hiện dự án, qua đó

tối ưu hóa, xác định thời gian tái đầu tư dự án dé tổng chi phí là nhỏ nhất

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

CHƯƠNG II: TONG QUAN

2.1 Hệ thống thông tin dia lý GISHệ thong thông tin địa lý (Geographic Information System — gọi tắt là GIS) đượchình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi trong 10 năm lại đây GISngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốcphòng của nhiều quốc gia trên thế giới GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính

phủ, các nhà quan lý, các doanh nghiệp, các cá nhân đánh giá được hiện trang cua

các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập,quản lý, truy vẫn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nên hình học(bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào

GIS là một công cụ máy tính dé lập bản đồ và quan lý phân tích các sự vật, hiệntượng thực trên cơ sở tong hợp nguồn dữ liệu Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơsở dữ liệu thông thường và các phép phân tích thống kê, phân tích không gian Nhữngkhả năng này phân biệt GIS với các hệ thông thông tin khác và khiến cho GIS có phạmvi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tácđộng và hoạch định chiến lược)

Hệ thống thông tin dia lý là hệ thống quản lý, phân tích và hién thị cơ sở dữ liệuthông tin địa lý, được thé hiện qua các tập thông tin:

¢ _ Các bản đồ: giao diện trực tuyến với dữ liệu địa lý dé tra cứu, trình bày kết quả vàsử dụng như là một nên thao tác với thế giới thực

‹ _ Các tập thông tin dia lý: thông tin địa lý dạng file và dạng cơ sở dữ liệu gdm cácyếu tỐ, mạng lưới, địa hình, thuộc tính

¢ _ Các mô hình xử lý: tập hợp các quy trình xử lý dé phân tích tự động.¢ Các mô hình dữ liệu: bao gồm quy tắc và sự toàn vẹn giống như các hệ thông tin

khác Lược đồ, quy tac và sự toàn ven của dữ liệu địa lý đóng vai trò rất quan trọng.GIS cũng làm thay đôi phương pháp phân tích dữ liệu địa lý hai ưu điểm quantrọng của GIS so với ban đỗ giấy là:

- Dễ dàng cập nhật thông tin không gian với tọa độ thực tế chính xác.- Tổng hợp hiệu quả nhiều tập hợp dữ liệu thành một cơ sở dữ liệu kết hợp

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đối tượng dạng điểm (point) : các đối tượng có 01 tâm tọa độ

Points

Đối tượng dạng đường (polyline) : như polyline trên autocad A

Đối tượng dạng vùng (polygon) : vùng diện tích không gian khép kín ol

olygon

Hinh anh (raster image)

Ngoài các đặc tính trên, hệ thong thông tin địa ly GIS có thé mở rộng viết các modulelập trình qua ngôn ngữ Visual Basic nhằm tự động hóa các bước thực hiện trong thiếtkế: tính toán ước lượng dân số, nhu cầu dùng nước dự kiến trong khu vực, khói lượngdao, vận chuyển đất, khái toán chi phí nhân công, máy thi công thực hiện Các modulelập trình đã thực hiện trong luận văn này có thể chia sẻ dễ dàng cho các dự án tương tựrút ngăn thời gian thực hiện thiết kế

GIS là hệ thống thông tin địa lý có mã nguồn mở, do đó có thé tích hợp các ứngdụng chuyên ngành kỹ thuật hoạt động trực tiếp trên nên GIS Watergems là chươngtrình mô phỏng thủy lực mạng lưới cấp nước có nhiều ưu điểm nỏi bật hơn các phầnmềm khác vẻ: tự động phân bồ nhu cầu dùng nước dự kiến vào mạng thiết kế, tự độngđề xuất các phương án thiết kế đường ống cấp nước dựa trên những điều kiện thiết lậpqua thuật toán di truyền Darwin Designer Watergems có thé tích hợp trên nên GIS,kết hợp với các module lập trình tính toán các điều kiện thiết kế đã xây dựng tạo mộtquy trình thiết kế chuẩn hóa, tự động hóa mạng lưới cấp nước trên nên GIS

Có thé nói hệ thống thông tin địa ly GIS là sự kết hợp tong thé của các phần mềm:e Autocad: quản lý hoa đồ, mặt bang tong thê „

Hệ thông thông tin

e Microsoft excel: khai báo thuộc tính, tính toán các giá tri

§ địa lý GIS

e Visual Basic: ngôn ngữ lập trìnhe Watergems: phân tích thủy lực mạng lưới +

2.2 Phương pháp đánh giá các yếu tố thuộc tinh Smart

SMART (The Simple Multi Attribute Rating Technique) là phương pháp kỹ thuật

đánh giá các phương án dựa trên một mô hình tuyến tính: giá trị tong thé được tính bangtong số của các điểm số của mỗi thuộc tính nhân với giá trị trọng số tương ứng của

thuộc tính đó.

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

H

Vad w xy;e wi: gia tri trong số của thuộc tinh® vi: gia tri điểm số được chuẩn hóa cho thuộc tinhOlson (1994) [7] đã đề xuất các bước chính trong phân tích SMART như sau:

- - Bước 1 : Xác định người ra quyết định cuối cùng của dự án- _ Bước 2: Xác định các van đề lợi ich phụ thuộc vào đặc điểm dự án và mục tiêu

của quyết định lựa chọn.- _ Bước 3: Xác định các lựa chọn thay thế (nếu có)

- - Bước 4: Xác định các tiêu chí, thuộc tính ảnh hưởng.

- Bước 5: Cho điểm số mỗi tiêu chí, thuộc tính.- - Bước 6: Xác định trọng số của từng tiêu chí, thuộc tính: trọng số của thuộc

tính quan trọng nhất có điểm số 100, các trọng số của thuộc tính quan trọngtiếp theo được cho điểm số tương ứng

- _ Bước 7: Tính điểm số tổng hop của từng phương án dựa trên điểm số thuộctính và trọng số tương ứng

- - Bước 8: Nhận xét, đánh giá, lựa chon quyết định tạm thời.Trong phương pháp SMART, xếp hạng các phương án dựa trên đồ thị thé hiện mốiquan hệ giữa điểm số tổng hợp (đã thực hiện ở bước trên) với chỉ phí tương ứng củaphương án đó Cần giữ lại các phương án nằm trên đường biên hiệu quả nhất (Frontierbenefit), và loại bỏ các phương án không nằm trên đường biên Sau đó xem xét lựa chọncác phương án dựa trên sự gia tăng điểm số lợi ích và chi phí tương ứng nhăm lựa chọnphương án tối ưu nhất

2.3 Các nghiên cứu tương tự đã được công bồỨng dụng GIS trong quản lý phân tích thủy lực:Các nghiên cứu đã được công bố như “GIS and remote sensing in hydrology, water

resources and enviroment” (Chen, Cluckie, 2004) [3] hay “Benefits of GIS applicationin hydrological modeling” (Sina Khatami, Bahram Khazaei, 2014) [2] đã phan tích các

lợi ích của việc ứng dụng hệ thống thông tin địa ly GIS trong mô phỏng thủy luc mạnglưới cấp nước cũng như quản lý cơ sở dữ liệu mạng lưới Hệ thống thông tin địa lý GISlà một hệ thống được thiết kế để ghi nhận, lưu trữ, phân tích, quản lý tat cả các dữ liệu

không gian dia lý và dữ liệu thuộc tính tương ứng Trong thuật ngữ đơn giản, GIS là sự

hợp nhất của bản đồ, phân tích thống kê, và công nghệ cơ sở dữ liệu thuộc tính (Foote

va Lynch, 2009) [4].Do kha năng mạnh mẽ trong phân tích dữ liệu không gian cùng với các ứng dung

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

là một công cụ mạnh mẽ và thích hợp nhằm giải quyết các vẫn đề quản lý dữ liệu, thuộc

tính không gian.Tuy nhiên các nghiên cứu chi phân tích việc ứng dung GIS trong quan lý, phan tích

thủy lực, trong đó cơ sở dữ liệu đầu vào đã được tính toán, xây dựng riêng lẻ Qua đó,nghiên cứu trong luận văn này tác giả đề xuất xây dựng một quy trình thiết kế từ thiếtkế tính toán dữ liệu cơ sở ban đầu (dân số, nhu cầu dùng nước dự kiến của khu vực )đến thiết kế mô phỏng chỉ tiết thủy lực mạng lưới mới, ước tính khái toán chi phí thựchiện dự án Quy trình thực hiện qua mô phỏng lập trình Module kết hợp phân tích thủylực trực tiếp cùng trên một nên GIS sẽ giúp chuẩn hóa quy trình thiết kế cũng như tự

động hóa các bước thực hiện.

Phương pháp đánh giá các yếu tố thuộc tính Smart :

Qua các nghiên cứu phương pháp SMARTS and SMARTER: Improved SimpleMethods for Multiattribute Utility Measurement ( Ward Edwards, F Hulton Barron,1994) [8] hay tài liệu “Multi-criteria decision analysis for use in transport decision

making” [9] đã dé xuất phương pháp đánh giá lựa chon phương án dựa trên phân tíchđánh giá yếu tố thuộc tính liên quan Nghiên cứu này kế thừa, ứng dụng phương phápđánh giá Smart nhằm xem xét lựa chọn các phương án thiết kế mà mô hình phân tíchthủy luc dé xuất: phương án thiết kế sử dụng vật liệu ống khác nhau sẽ có điểm số lợi

ích và chi phí tương ứng.

Các đặc tính kỹ thuật khi so sánh phân tích giữa các phương án thiết kế sử dụng vậtliệu ống khác nhau được tìm hiểu qua tài liệu “Ductile iron versus PVC” của Dipramember companies (2008) [16] nhằm đánh giá các điểm trọng số tương ứng qua cácthí nghiệm thực tiễn trên các vật liệu ống, bao gồm các đặc tính sau:

e Kha năng chịu lực, độ bền

e Kha năng chịu áp lực nước

e Thời han sử dụng ống

e Tac động ngoại lực trong quá trình khai thác vận hành

e Tác động ngoại lực trong quá trình vận chuyểne Rò rĩ đấu nối do áp lực nước

e Rò rĩ đấu nối do ngoại lực tác độnge Kỹ thuật thi công lắp đặt ốnge Áp lực mạng lưới

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

Sau đó, ứng dụng phương pháp kỹ thuật Smart nhằm giúp đánh giá, lựa chọnphương án thiết kế tối ưu nhất về mặt kỹ thuật cũng như về kinh tế trong các phươngán mà mô phỏng đề xuất

Tối ưu hóa thời gian tái đầu tư dự án xây dựng mạng lưới cấp nước :

Qua các nghiên cứu, “Optimal replacement of water pipes” cua Alain Mailhot,Annie Poulin [10] hay “Water distribution network renewal planning” Kleiner Y,

Rajani B [13]; các tác giả đã xây dựng biểu thức xác định thời điểm tối ưu tái dau tư lạidự án xây dựng mạng lưới cấp nước Hàm mô phỏng mối quan hệ giữa tổng chỉ phídòng chi thực hiện dự án theo thời gian được xây dựng, phát triển dựa trên hàm môphỏng xác suất có điều kiện dự đoán tốc độ phát triển điểm bề trong tương lai qua

nghiên cứu “Forecasting variations and trends in water-main breaks” [14], hay“Considering time-dependent factors in the statistical prediction of water main breaks”Kleiner Y , Rajani [15].

Tuy nhiên các nghiên cứu trên van chưa thé hiện đầy đủ tat cả các chi phí sé haotốn khi triển khai thực hiện dự án xây dựng quản lý mạng lưới cấp nước, và đặc biệttrong điều kiện quản lý, phương pháp kỹ thuật còn hạn chế tại Việt Nam Các nghiêncứu trước đây chỉ tập trung nghiên cứu, mô phỏng hàm chỉ phí duy trì chỉ bao gồm chỉphí sửa bé Cp theo thời gian

C=C_+CŒ-=C,+C,Tuy nhiên, việc mô phỏng như vậy là đơn giản và không phù hợp theo thực tế vìngoài chi phi sửa bể thì dé duy trì mang lưới đến thời điểm T, thì phải xét đến chi phíhao tốn vô hình Cyn, chi phí khắc phục điểm bề chậm trễ Cnt

Nghiên cứu nay xét thêm 2 yếu t6 này trong chi phí duy tri mạng lưới cấp nướcnhăm thé hiện đầy đủ các dòng chi theo thời gian khi thực hiện dự an, sẽ xác định chínhxác thời điểm thích hợp nhất tái đầu tư

Cự =C + Gu +;

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

CHUONG III: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU

3.1 Quy trình nghiên cứu

Mặt băng tông thể

khu đô thị mới

Vv

Cập nhật công trình | Qua thiết biÍ Định vi vi trí công trình

ngầm hiện hữu định vị GPS | nem ngoài hiện trường

Hệ tọa độỷ VN2000

Chuyển hóa dữ liệu côngtrình ngầm sang nền GIS

¡ Điệu chỉnh lại CỐ Điều chỉnh những vị trí ảnh hưởng

thiệt kê đến công trình ngầm khác Phương pháp

- y ` hon nh Smart

Lựa chọn phương án

Mang lưới cap nước ram 5 `

trên nền GIS

» s ⁄_ Model Builder trên ( Lập trình tính

: ` nên GIS toán chỉ phí

Cập nhật tiến độ thi Hệ thống mạng lưới thực hiện dự án

công thực tế hoàn thiện

L J

Qa eee eee ee eee ess

5 Thời điểm tối ưu tái | Í Ham mo phông

Nguôn thu dự x , < chi phí theo thờiz đầu tư dự án |

Hàm mô phỏng tốc độ phát triển điểm bể, hàm chi phí theo thời gian nhằm

tôi ưu hóa thời điêm tái đầu tư dự án.

3.3 Các phương pháp, công cụ nghiên cứu

- Tìm hiểu, tham khảo tổng quan các tài liệu chuyên ngành :

Tổng quan về phần mềm GIS của trung tâm thông tin địa lý DitaGis - Đạihọc Bách Khoa, Trung tâm ngành nước Miền Nam [18]

Các nghiên cứu tương tự đã được công bố về thiết kế mang lưới, mô phỏngthủy lực trên nền GIS

Các nghiên cứu về phương pháp phân tích lựa chọn Smart.Nghiên cứu về tối ưu hóa thời gian tái đầu tư dự án xây dựng mạng lưới cấp

Ms Luan van tHac si

CHUONG IV: THIET KE MANG LUOI CAP NUOC4.1 Chuyén hóa cơ sở dữ liệu công trình ngầm hiện hữu trên nền Gis4.1.1 Khái quát khu dan cư mới

Khu dân cư Ven sông Tan Phong tọa lạc ở vi trí phía Tay Nam của Quan 7, thuộcphường Tân Phong với tọa độ vi trí như sau:

- Phía Đông giáp Rach Tu Dinh — Quận 7

- Phía Tây giáp cầu Ông Lớn — sông Ông Lớn Quận 7

- Phía Nam giáp sông Rạch Đĩa Huyện Nhà Bè

- Phía Bắc tiếp giáp Đại lộ Nguyễn Văn Linh — Quận 7Khu vực dự kiến phát triển gồm các nhà phố liên kế, biệt thự vườn, 01 trường học, va

02 khu công viên.

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

4.1.2 Thông tin dữ liệu cần thiết:Thiết kế quy hoạch mạng lưới đường ống cấp nước phụ thuộc vào tính chất của quyhoạch kiến trúc, và địa hình cụ thể của khu vực, cần có những tài liệu sau:

- Bản vẽ hiện trạng nên địa chính, phân lô trong khu đô thị mới.- Bản vẽ hiện trạng hệ thong cơ sở hạ tầng hiện hữu, công trình ngầm (bản vẽ mặt bang,bản vẽ mặt cắt ngang, trắc dọc) trong khu đô thị mới đầy đủ các hạng mục sau:

e Hệ thống hố ga, cáp điện ngầm.e _ Hệ thống hồ ga, cống thoát nước thải.e Hé thống hồ ga, công thoát nước mưa.- Thuyết minh dự án: tiêu chuẩn quy mô khu đô thị mới:

e Mat độ xây dựng, chỉ tiêu xây dựng trong khu đô thị mới.

e Mật độ dân số dự kiến trong khu.e Nhucầusử dụng nước của nhà phó, biệt thự, trường học, chung cư, công viên e Dé liệu hiện trạng nguồn cấp nước hiện hữu sẽ cung cấp cho khu vực : áp lực

nước, đường kính ông nguồn cung cấp.- Tài liệu địa chất công trình và địa chất thủy văn

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

4.1.3 Quy trình thực hiện

Hiện trạng hệ thống cơsở hạ tầng hiện hữu

Vv

Hệ thống hồ ga, cáp Hệ thống hồ ga, cong Hệ thống hồ ga, cống

điện ngầm thoát nước mưa thoát nước thải

Chuyển hóa cơ sở dir liệu sang|nên GIS với hệ tọa độ VN2000

aa ; ' al kính ông tôi ưu

ùng nước ân tí ;2 thân tích thủy Phương pháp

lức Watergems 1 uạ chọn phường án tôi ưu ~~~~~~~~~~~~~ Smart

I ¡ trên GIS

1) Dansédykién || | Phương án tối ưu nhất

I ° I

của khu vực k

| I a { ————~ Dinh vi những vi trí giao cat với công trình

ES======-= ì =e 3 ngầm hiện hữu > diéu chỉnh vị trí ống cấp nước

Thuyết Hệ thống cấp nước hoàn chỉnh

minh dư án trong khu vực

Hình 4.1.3: Quy trình thiết kế mạng lưới cấp nước trong khu đô thị mới

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276 22

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

4.1.4 Chuyển họa đồ sang nền GIS theo hệ tọa độ VN2000Hệ tọa độ địa lý quốc gia VN2000 (TS Trần Bạch Giang, 2003) [20]Xác định hệ quy chiếu tức là xác định gốc toạ độ và hệ trục cơ sở toạ độ để dựavào đó có thé biểu diễn được tất cả các điểm trong không gian Một hệ quy chiếu đượcgọi là phù hợp với phạm vi lãnh tho đang xét nếu đạt được 3 tiêu chuẩn sau:

- Có độ lệch nhỏ nhất theo một nghĩa toán học nào đó giữa mô hình toán học vàkhông gian vật lý của thế giới thực

- Thuận tiện sử dụng trong thực tiễn có lưu ý tới các tập quán hình thành từ lịchsử và tính phô cập trên thế giới

- Dễ dàng tính toán chuyền đổi với các hệ quy chiếu dang sử dụng mà đặc biệt làhệ quy chiếu toàn cầu hiện hành

Bài toán xác định hệ quy chiếu và hệ toa độ được đưa về dạng cơ bản là:1 Xác định một ellipsoid quy chiếu có kích thước phù hop (bán trục lớn a và

bán trục nhỏ b, hoặc bán trục lớn a và độ det f=(a-b)/a) được định vị phù hợp trongkhông gian thông qua việc xác định toa độ tâm cua ellipsoid (Xo, Yo, Zo) trong hệ toàn

cầu Đối với Ellipsoid Toàn cầu còn phải xác định các tham số vật lý: hăng số trọng lựcGM, khối lượng trái đất M, tốc độ quay trái đất o, thé trọng lực thường Up, giá trị trọng

lực thường trên xích đạo Ye và trên cực Yp.

2 Xác định phép biến đối phù hợp từ hệ quy chiếu mặt ellipsoid về hệ quy chiềumặt phang dé thành lập hệ thống ban đồ cơ bản quốc gia bao gồm cả hệ thống phân chiamảnh và danh pháp từng tờ bản đồ theo từng tỷ lệ

3 Xử ly toán học chặt chẽ lưới các điểm toạ độ bao gồm tất cả các loại trị đocó liên quan sao cho đảm bảo độ chính xác cao nhất

Xây dựng hệ quy chiều và hệ toa độ quốc gia là một việc quan trọng đối với mỗiquốc gia Trước hết đây là co sở toán học mang tính chuẩn dé thé hiện chính xác cácthể loại bản đồ nhằm mô tả trung thực các thông tin điều tra cơ bản của đất nước Hệquy chiếu và hệ toa độ quốc gia còn đóng vai trò hạt nhân trong hệ thống quản lý hànhchính lãnh thổ, phục vụ giải quyết tốt các vẫn dé phân định và quản lý biên giới quốc

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

của một xã hội hiện đại hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia còn phải đáp ứng cho hoạtđộng của các ngành nhằm phát triển kinh tế như nghiên cứu vật lý trái đất, quan trắchoạt động vỏ trái đất, đảm bảo hàng hải, dẫn đường hành không, bố trí xây dựng cáccông trình, quan trac độ biến dạng công trình, quản lý các mang lưới hoạt động kinh tếtheo lãnh thd, V.V

Hệ tọa độ quốc gia VN2000 (TS Ngô Văn Hợi, 2005) [21]Trước năm 2000 hệ toạ độ quốc gia Việt Nam là hệ HN-72 Đây là hệ toạ độ đượcxác lập trên Elipxoid Kraxovski 1940, phép chiếu Gauss - Kriugher và hệ độ cao HònDấu Sau năm 2000 chúng ta sử dụng hệ toạ độ quốc gia mới có tên là VN-2000 Đâylà hệ toa độ được xác lập trên Elipxoid WGS-84, phép chiếu UTM (UniversalTransverse Mercator) và hệ độ cao Hòn Dấu Như vậy đối với mỗi một hệ toạ độ quốcgia chúng ta thay có 3 yếu tố cơ bản đó là Elipxoid trái đất, phép chiếu và hệ độ cao.Trong cả 2 hệ tọa độ quốc gia HN-72 và VN-2000 độ cao được lay theo hệ độ cao HonDau

Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 có các tham số chính sau đây:1 Elipxoid quy chiếu quốc gia là Elipxoid WGS-84 toàn cau với kích thước:

a Bán trục lớn: a= 6378137.0mb Độ det: f= 1: 298257223563

c Tốc độ góc quay quanh trục: @ = 7292115.0x10-llIrad/sd Hang số trọng trường Trái đất: GM=_ 3986005.108m3s-2

2 Vị trí Elipxoid quy chiếu quốc gia: Elipxoid WGS-84 toàn cầu được xácđịnh vị trí (định vi) phù hợp với lãnh thé Việt Nam trên cơ sở sử dụng điểm GPS cạnhdai có độ cao thuỷ chuẩn phân bồ đều trên toàn lãnh tho

Theo thông tư 973/2001/TT-TCDC của Tổng cục địa chính về việc hướng dẫnáp dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000 [22], hệ tọa độ VN2000 được ápdụng thống nhất dé xây dựng hệ thống toạ độ các cấp hạng, hệ thống bản đồ địa hìnhcơ bản, hệ thông ban dé nên, hệ thống bản đồ địa chính, hệ thống bản đồ hành chínhquốc gia và các loại bản đồ chuyên đề khác

Quy trình chuyển hóa layer nên từ bản vẽ Autocad khu đô thị mới sang nền

Gis như sau:

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

Bản vẽ khu đô thị Bản vẽ khu đô thị | Arc.GIS forTool Addin ẩ

trên nền Autocad VN2000 có tọa độ thực tế ] Autocad ˆ

Họa đô nên có

sang đối tượng thuộc

⁄Z

Cập nhật trênAcr Catalog

Định vị các ung với các

diém gôc dalây tọa độ lênhoa đồ nên

điêm đã lây tọađộ vê đúng tọađộ các điêm

thêm tọa độ các

điểm mới

bi GPS.

- Dinh vi các diém bién sốc A,B,C,D,E lên họa đồ nền.- Chuyén tọa độ các điểm biên sốc tương ứng A’, B’, C’, D’, E’ vé đúng vi trí tọa độ

thực tế A,B,C,D.- _ Kiểm tra thực tế lại các điểm khác trên họa đỗ nên, và tiếp tục hiệu chỉnh cho phù

hợp.

Chuyển họa đồ nền khu đô thị mới sang nền GIS1./ Kết nối tool Arc.GIS for Autocad của hãng Esri

oe = =) 2, CS eda) (03 Drafting & Annotation} AutoCAD 2013 DMA 2014.dwg BB ype - key

(Netload — chon addin ArcGis for autocad)

2./ Chuyển các layer “NEN DIA CHINH” trên AutoCad sang đối tượng polyline

(feature line) tuong tng trén Gis.

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276

= LUẬN VĂN THẠC SĨ

Name:Type: Polyline

Hình 4.1.4.4 Dang kí hệ tọa độ VN2000 cho họa đồ nền địa chính

a Quan 4 Select a predefined coordinate system.

Import a coordinate system and X/Y, Z and M domains from

R Import an existing geodataset (e.g., feature dataset, feature

Toa độ VN2000 dass, raster).

New + Create anew coordinate system.Edit the properties of the currently selected coordinate

SS | Modify system.

(.) TRU_CUU_HOACB Quan 7.mdb Clear Set the coordinate system to Unknown.fl danhboTanMY.xIs

Save As Save the coordinate system to a file.

4./ Chuyển dữ liệu nền địa chính đã đăng kí tọa độ VN2000 từ Arc Catalog sang

Arc.GIS.

Vị trí hỗ ga cáp điện ngâm năm tại vị trí tiếp giáp ranh giới xây dựng khu dân cư.Quy trình chuyền hóa layer hệ thống cơ sở hạ tầng (CSHT) từ ban vẽ Autocadkhu đô thị mới sang nền Gis như sau:

Bản vẽ cơ sở hạ Tool Addin

—————m>

: : »

Chuyên layer hệ thông cáp,

cống thoát sang đối tượngtang hiện hữupis | Are.GIS for thudc tinh polyline GIS Dane ki toa

_ “=Au(ocad g 0

Đãcóhệtoa > ` yy độ VN2000

N độ VN2000 «

tu Dinh vị vị (— rangi

Vi tri CSHT trí hồ oa Họa đô hệ thông Cập nhật trênchuân xác thực thực tế CSHT có tọa độ Acr Catalog

té VN2000 GIS; Cap nhật cơ sở dữ liệu (đường

Ung dụng lập trình kính, vật liệu ) qua lập trình

Model Buider thê Model Builder trên GIShiện kích cỡ ông ;

thưc tế Cơ sở dữ liệu

-=—===== " CSHT hoàn chỉnh

í Dữ liệu, vị trí hệ '

| thống hạ tầng hiện :

\ hữu hoàn chỉnh ¡

ÂN am mm mm nam nan nm mm mm nam ng” mm mm nam a!

HVTH: NGUYEN MINH BANG - MSHV: 12080276

=i El] E\GIS-2012 Central_Meridian: 105.000000

Arc Map Scale_Fz£tor: 0.999600

Cad Latitud#_Of_Origin: 0.000000

Diem be Linear ẨInit: Meter (1.000000)

Excel aphic Coordinate System: GCS_VN_2000

Hinh anh Unit: Degree (0.0174532925 19943299)

fne Meridian: Greenwich (0.000000000000000000)

(+) k“ 3 Bang mdb tum: D_Vietnam_2000Du Lieu.mdb Spheroid: WGS_1984

LÄ Nha Be.mdb Semimajor Axis: 6378137.000000000000000000 v

© LÄ Quan 4.mdb

tt Hi Select a predefined coordinate system.

Import a coordinate system and X/Y, Z and M domains from

Import an existing geodataset (e.g., feature dataset, feature

Toa độ VN2000 dass, raster).

New + Create anew coordinate system.Edit the properties of the currently selected coordinate

SS P3 | Modify system.(5) TRU_CUU_HOA

L Quan 7.mdb Clear Set the coordinate system to LInknown.

fl danhboTanMY.xIs

| Save As Save the coordinate systemto a file.

Hình 4.1.5.3 Dang kí hệ tọa độ VN2000 cho lớp cáp điện ngâm

Os Luan van THac sĩ

4./ Quy trình thực hiện việc cập nhật dữ liệu thông tin cáp điện ngâm và thể hiệnkích cỡ cáp thực tế hiện trường được diễn giải chi tiết qua Model Builder lập trình

\ YChuyén hóa kích cỡ cap thực tế Tạo field “Đường kính”, và cập nhật

(D=80mm) kích cỡ D=80 mm

Input Features A

|ap_ dien edi l2

Output Feature Class Creates buffer polygons around input features to a specified

E:\GIS\Luan van cao hoc.mdb\Luan van\Cap_dien_hoan_chinh le distance An optional dissolve can be performed to combine

Side Type (optional)

Input Table 2 | Input Table =

||Cap_dien_hoan_chinh xị | |ap_ dien_hoan_chỉnh (2) xị c2 |

Field Name Field Name

Duong_kinh Duong_kinh xvField Type || Expression ek

| ok || Cancel || Apy || ShowHelp >> | [ox || cancer || Appy || ShowHeip >> |

Tao field “Duong kinh” Gia tri Field “Đường kính” = 80

Ket quả:

_—

Hình 4.1.5.5 Họa đồ vị trí hệ thống cáp điện hoành chỉnh trên nền GIS

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

b./ Hệ thông thoát nước thai- Hồ ga thu nước thải đặt cách ranh giới xây dựng nhà 0,5 m tập trung nước thảitừ các nhà phó, biệt thự, trường học trong khu vực này Hồ ga thu nước thải có kích

= LUẬN VĂN THẠC SĨ

x

PL Gb

Cong_nuoc_thai_bufferOBJECTID * Duong_kinh Vat_lieu SHAPE_Length

1 ~ 300 | Bê tông xi măng 17.499989

2 300 | Bê tông xi măng 17.5001093 300 | Bê tông xi măng 39.499925“ 300 | Bê tông xi măng 40.499906

5 300 | Bê tông xi mang 18.927634

6 300 | Bê tông xi măng 39.4999197 300 | Bê tông xi mang 31.8339498 300 | Bê tông xi măng 40.351889 300 | Bê tông xi măng 39.01751810 300 | Bê tông xi măng 40.49990611 300 | Bê tông xi mang 16.50000212 300 | Bê tông xi măng 18.178381

13 300 | Bê tông xi măng 53.907306

14 300 | Bê tông xi mang 39.30181715 300 | Bê tông xi mang 41.83282516 300 | Bê tông xi măng 17.499789

17 300 | Bê tông xi mang 17.499789

18 300 | Bê tông xi mang 17.49998919 300 | Bê tông xi mang 17.49998920 300 | Bê tông xi măng 17.49978921 300 | Bê tông xi măng 17 499989

22 300 | Bê tông xi măng 17.507275

23 300 | Bê tông xi măng 12.127037

24 300 | Bê tông xi măng 17.499989

25 300 | Bê tông xi măng 40.70293226 300 | Bê tông xi măng 26.5979

27 300 | Bê tông xi măng 53.49995328 300 | Bê tông xi măng 39.49991929 300 | Bê tông xi măng 39.49991930 300 | Bê tông xi măng 40.702932

l4 4 Oo» >I = Nhe (0 out of 300 Selected)

| Cong_nuoc_thai_buffer |

»

MU

ma LUẬN VĂN THẠC SĨ

c./ Hệ thong thoát nước mưa- Hồ ga thu nước mưa đặt ngay mép bó vỉa, cách ranh giới xây dựng nhà 1,8 mcó chức năng tập trung nước mưa và nước thải đồ về Hồ ga thu nước mưa có kích

Y

Tao field “bán kính”, và cậpnhật kích cỡ R=D/2 ` ^

liệu: bêtông Xi

mang

Hình 4.1.5.9 Quy trình chuyển hóa, cập nhật thông tin hệ thống thoát nước mua

HVTH: NGUYEN MINH BẰNG — MSHV: 12080276