đánh giá hiện trạng và định hướng hệ thống thoát nước khu vực trung tâm thành phố thái nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  DƢƠNG NHƢ LONG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỊNH HƢỚNG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC KHU VỰC TRUNG TÂM THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Thái Nguyên, Năm 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận văn tốt nghiệp thạc sỹ về ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC TRUNG TÂM THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN là công trình nghiên cứu trên cơ sở điều tra, khảo sát thực tiễn của tôi, dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS.TS Đỗ Thị Lan. Các số liệu tính toán trong luận văn là trung thực, chƣa từng đƣợc công bố dƣới bất cứ hình thức nào. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  DƢƠNG NHƢ LONG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỊNH HƢỚNG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC KHU VỰC TRUNG TÂM THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN Chuyên ngành : Khoa học Môi trƣờng Mã số ngành : 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. ĐỖ THỊ LAN Thái Nguyên, Năm 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc báo cáo này, tôi xin chân thành cám ơn Trƣờng Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện để tôi có cơ hội đƣợc học tập và nghiên cứu tại Trƣờng. Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành và sâu sắc đến quý thầy cô Khoa Môi trƣờng, Phòng Quản lý đào tạo sau đại học - Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình truyền đạt kiến thức, hƣớng dẫn, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Đặc biệt,với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn đến PGS.TS. Đỗ Thị Lan - giáo viên hƣớng dẫn khoa học, ngƣời đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin gửi lời cám ơn đến Lãnh đạo và cán bộ của Chi cục Bảo vệ môi trƣờng tỉnh Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hỗ trợ thu thập các tài liệu phục vụ cho luận văn. Cuối cùng, tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, ngƣời thân và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên và giúp đỡ cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Thái Nguyên, ngày 11 tháng 12 năm 2013 Tác giả Dƣơng Nhƣ Long Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi KÝ HIỆU VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1 2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 2 3. YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI 2 4. Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 2 4.1. Ý NGHĨA TRONG HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 2 4.2. Ý NGHĨA TRONG THỰC TIỄN 2 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 3 1.1.1. Cơ sở lí luận 3 1.1.2. Cơ sở thực tiễn 3 1.1.3. Cơ sở pháp lý 4 1.1.4. Tổng quan về môi hình SWMM 4 1.2. HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC ĐÔ THỊ 6 1.2.1. Tình hình nghiên cứu về hệ thống thoát nƣớc đô thị trên thế giới 6 1.2.2. Tình hình nghiên cứu về hệ thống thoát nƣớc đô thị tại Việt Nam 8 CHƢƠNG 2 22 ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 22 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu 22 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 22 2.2. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 22 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu 22 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn iii 2.2.2. Thời gian nghiên cứu 22 2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 22 2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.4.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu thứ cấp 22 2.4.2. Phƣơng pháp điều tra, phỏng vấn 23 2.4.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu 23 2.4.4. Phƣơng pháp tổng hợp, so sánh 23 2.4.5. Phƣơng pháp mô hình toán 23 CHƢƠNG 3 26 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26 3.1. KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC TRUNG TÂM THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN 26 3.1.1. Giới thiệu chung về thành phố Thái Nguyên 26 3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội [15] 29 3.2. HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC VÀ CƠ SỞ HẠ TẦNG KHU VỰC TRUNG TÂM 31 3.2.1. Hiện trạng cơ sở hạ tầng 31 3.2.2. Hiện trạng cung cấp nƣớc ở thành phố Thái Nguyên 33 3.2.3. Hiện trạng hệ thống thoát nƣớc chung khu vực nghiên cứu 34 3.2.4. Hiện trạng ngập úng tại khu vực nghiên cứu 38 3.2.5. Hiện trạng xả nƣớc thải sinh hoạt từ các khu dân cƣ 40 3.3. NGHIÊN CỨU VỀ QUY HOẠCH VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN ĐẾN NĂM 2020 44 3.3.1. Quy hoạch thành phố Thái Nguyên đến năm 2020 44 3.3.2. Sự phát triển của thành phố Thái Nguyên đến năm 2020 47 3.4. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ THU GOM VÀ THOÁT NƢỚC ĐÔ THỊ CHO KHU VỰC TRUNG TÂM THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN 50 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 3.4.1. Những thuận lợi và khó khăn trong việc thu gom và thoát nƣớc đô thị tại khu vực nghiên cứu 50 3.4.2. Mục tiêu đạt khi đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả thu gom và thoát nƣớc khu vực trung tâm thành phố Thái Nguyên 51 3.4.3. Đề xuất phƣơng án thu gom và thoát nƣớc cho khu vực nghiên cứu 51 3.4.4. Thiết kế mạng lƣới thu gom và thoát nƣớc khu vực trung tâm thành phố Thái Nguyên theo phƣơng án lựa chọn 53 3.4.5. Mô phỏng các quá trình thủy lực trên mạng thoát nƣớc khu vực trung tâm thành phố Thái Nguyên 60 CHƢƠNG 4 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 1. KẾT LUẬN 74 2. KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC 78 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Mực nƣớc sông Cầu (m) ứng với tần suất lũ [14] 28 Bảng 3.2. Tài liệu quan sát mƣa lũ của trạm khí tƣợng thủy văn Thái Nguyên 28 Bảng 3.3. Thống kê dân số trong khu vực nghiên cứu đến năm 2012 31 Bảng 3.4. Hiện trạng các tuyến đƣờng (năm 2012) [13] 32 Bảng 3.5. Tình hình mƣơng cống thoát nƣớc trên địa bàn 35 Bảng 3.6. Nhận thức của ngƣời dân về nơi tiếp nhận nƣớc thải của 38 Bảng 3.7. Ý kiến của ngƣời dân về việc ngập úng trên địa bàn 39 Bảng 3.8. Việc xử lý nƣớc thải sinh hoạt trên địa bàn 41 Bảng 3.9. Chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt (trên các tuyến suối đổ ra sông Cầu) khu vực nghiên cứu, năm 2013 43 Bảng 3.10. Quy hoạch các khu dân cƣ phƣờng Đồng Quang 45 Bảng 3.11. Quy hoạch khu dân cƣ hồ điều hòa Xƣơng Rồng 45 Bảng 3.12. Quy hoạch khu dân cƣ số 2 phƣờng Hoàng Văn Thụ 46 Bảng 3.13. Quy hoạch khu dân cƣ số 4 phƣờng Túc Duyên 46 Bảng 3.14. Quy hoạch khu dân cƣ số 7 phƣờng Túc Duyên 46 Bảng 3.15. Quy hoạch khu dân cƣ số 2 phƣờng Quang Trung 47 Bảng 3.16. Tính toán số lƣợng dân trong khu vực nghiên cứu 48 Bảng 3.17. Dân số khu vực nghiên cứu theo quy hoạch phát triển 48 Bảng 3.18. Ý kiến của ngƣời dân về việc cải tạo hệ thống thoát nƣớc 50 Bảng 3.19. Phân chia số lƣợng tiểu lƣu vực 60 Bảng 3.20. Bảng kết quả tính toán đối với hồ điều hòa 69 Bảng 3.21. Thông số kỹ thuật cơ bản của hệ thống thoát nƣớc đề xuất 73 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Các khối xử lý chính của mô hình SWMM 5 Bản [9] 7 Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống thoát nƣớc chung 10 Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống thoát nƣớc riêng 12 Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống thoát nƣớc nửa riêng 13 Hình 1.6. Sơ đồ tổ chức thoát nƣớc và xử lý nƣớc thải đô thị 18 Hình 2.1. Sơ đồ mô phỏng mạng lƣới thoát nƣớc trong SWMM 24 Hình 2.2. Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu trong bản đồ tổng thể thành phố Thái Nguyên 25 Hình 3.1. Sơ đồ thu gom nƣớc trƣớc nhà - Kiểu K1 55 Hình 3.2. Sơ đồ thu gom nƣớc sau nhà - Kiểu K2 55 Hình 3.3. Sơ đồ thu nƣớc thải sau nhà có bơm – Kiểu K3 56 Hình 3.4. Sơ đồ thu nƣớc thải với ga tách - Kiểu K4 56 Hình 3.5. Sơ đồ mô phỏng mạng thoát nƣớc khu vực nghiên cứu 61 Hình 3.6. Giao diện nhập dữ liệu cho tiểu lƣu vực 61 Hình 3.7. Giao diện khai báo thông số mƣa 62 Hình 3.8. Chuỗi thời gian mƣa 63 Hình 3.9. Đƣờng đặc tính của trận mƣa 63 Hình 3.10. Sơ đồ chôn cống 64 Hình 3.11. Giao diện nhập dữ liệu cho nút 64 Hình 3.12. Giao diện nhập dữ liệu cho cống 65 Hình 3.13. Giao diện khai báo hồ điều hòa 65 Hình 3.14. Kết quả mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên hệ thống thoát nƣớc tại thời điểm đầu trận mƣa 67 Hình 3.15. Kết quả mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên hệ thống thoát nƣớc tại thời điểm kết thúc trận mƣa 67 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn vii Hình 3.16. Kết quả mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên hệ thống thoát nƣớc tại thời điểm đầu trận mƣa(Sau khi thay đổi giá trị đƣờng kính của mƣơng thoát nƣớc) 68 Hình 3.17. Kết quả mô phỏng diễn biến của dòng chảy trên hệ thống thoát nƣớc tại thời điểm trận mƣa kết thúc (Sau khi thay đổi giá trị đƣờng kính của mƣơng thoát nƣớc) 68 Hình 3.18. Khai báo mức nƣớc dâng trên sông Cầu và đƣờng cong đại diện 70 Hình 3.19. Mực nƣớc thải trong cống khi có nƣớc dâng 70 Hình 3.20. Giao diện nhập thông số cửa van 71 Hình 3.21. Giao diện khai báo đối tƣợng bơm 72 Hình 3.22. Diễn biến của dòng chảy trong cống khi có bơm 72 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn viii KÝ HIỆU VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt Tên kí hiệu 1 BOD (Biochemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh học 2 COD (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học 3 DO (Dissolve oxygen) Oxy hòa tan 4 EPA (The US Environment Protection Agency) Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ 5 MPN (Most Probable Number) Số vi khuẩn có thể lớn nhất 6 TSS (Total Suspended Solid) Tổng chất rắn lơ lửng 7 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 8 TCXD Tiêu chuẩn xây dựng 9 TP Thành phố 10 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 11 SWMM (Storm Water Management Model) Mô hình quản lý nƣớc mƣa 12 XLNT Xử lý nƣớc thải [...]... CU - Tỡm hiu iu kin t nhiờn, kinh t - xó hi ca khu vc - ỏnh giỏ hin trng h thng thoỏt nc ca khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn - Phõn tớch nhng tn ti ca h thng thoỏt nc khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn t ú tỡm ra nguyờn nhõn - xut cỏc gii phỏp gim thiu, nh hng quy hoch h thng thoỏt nc ti khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn gim tỡnh trng ngp ỳng ti khu vc 2.4 PHNG PHP NGHIấN CU 2.4.1 Phng phỏp... bao gm cõu hi úng v m i tng iu tra, phng vn gm 50 h trong phm vi nghiờn cu, s phiu iu tra chia cho khu vc nghiờn cu C th, vic phng vn c tin hnh ti cỏc khu vc sau: Khu vc ngó 3 M Bch gn cng trng H S phm, khu vc gn Bnh vin a khoa Trung ng, khu vc gn ngó 3 Bc Nam, khu vc trờn ng Hong Vn Th gn Minh Cu v khu vc phng Quỏn Triu gn nh mỏy Z127 Vic chn h phng vn c tin hnh ngu nhiờn Vic phng vn c tin hnh i vi... g ờn đ- đại học thái nguyên (XD đài hạn) độ đ- ng tra ờn a g nh hù g ng ờn n vă g ơn v- đg thụ àn ho đại học thái nguyên đờn g cá ch (XD Đợt đầu) mạ ng thá ng g việ n vă thụ c t bắ ph an ờn g đìn h đ- ph ùn g 8 đi đại từ àn ho đờn g việ qu ốc t bắ c Trg Thiếu Sinh Quân lộ 3 nam g đ- bắc ờn Trg TH V.hóa N.thuật Bắc Thái khu du lịch C.ty V.tải Thuỷ-Bộ Bắc Thái Tiểu đoàn 2 cục kỹ thuật khu TDTT hồ núi... a bn trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn hng ti s phỏt trin bn vng S húa bi Trung tõm Hc liu http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 2 MC TIấU CA TI Da trờn nghiờn cu thc trng h thng thoỏt nc khu vc trung tõm thnh ph thỏi nguyờn xut cỏc gii phỏp, nh hng quy hoch h thng thoỏt nc gim thiu tỡnh trng ngp ỳng trờn a bn khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn 3 YấU CU CA TI - S lc c iu kin t nhiờn, kinh t - xó hi khu vc... Kt qu nghiờn cu ca ti ỏnh giỏ c hin trng ca h thng thoỏt nc trờn a bn cỏc phng trung tõm TP Thỏi Nguyờn T ú, ra cỏc gii phỏp, nh hng quy hoch h thng thoỏt nc khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn, nhm gim thiu tỡnh trng ngp ỳng ti khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn phự hp vi iu kin thc t ca thnh ph Thỏi Nguyờn S húa bi Trung tõm Hc liu http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 CHNG 1 TNG QUAN TI LIU 1.1 C S KHOA... đ-ờ khu công nghiệp tập trung 100 ha các Trg T.H.S.P ng g thá h mạn ( Cụm CN số 5 ) T.H Th-ơng Mại C ty Kim khí sắt ( Bộ c N Nặng ) 8 cn 30 ha C ty Công Trình Giao thông I đ-ờng B.V Lao Bắc Thái thanh nien cn 36ha xn bê tông cn 49 ha Trg C.N.K.T.C.Đ Việt Bắc đi xã tân cuơng N.M Cơ khí 19-5 B.V.A Bắc Thái X N Đ-ờng Sắt Hà Thái XN Luyện kim 26 ha X N thực nghiệm X N chế biến Gỗ Viện mỏ Luyện Kim khu. .. NGHIấN CU 2.1 I TNG V PHM VI NGHIấN CU 2.1.1 i tng nghiờn cu i tng nghiờn cu: h thng thoỏt nc ụ th khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn 2.1.2 Phm vi nghiờn cu Nghiờn cu hin trng h thng thoỏt nc ti phng ti khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn 2.2 THI GIAN V A IM NGHIấN CU 2.2.1 a im nghiờn cu Cỏc phng: Quang Trung, Quỏn Triu, Quang Vinh, Phan ỡnh Phựng, Hong Vn Th, Trng Vng, Gia Sng, ng Quang, Tỳc Duyờn... Nguyờn 3 YấU CU CA TI - S lc c iu kin t nhiờn, kinh t - xó hi khu vc nghiờn cu - ỏnh giỏ c hin trng ca h thng thoỏt nc ca khu vc trung tõm TP Thỏi Nguyờn - nh hng quy hoch h thng thoỏt nc khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn - xut cỏc gii phỏp gim thiu tỡnh trng ngp ỳng ti mt s phng trung tõm TP Thỏi Nguyờn cú tớnh kh thi 4 í NGHA TI 4.1 í NGHA TRONG HC TP V NGHIấN CU KHOA HC - ti giỳp rốn luyn c tớnh... ng chớnh: ng Quang Trung, Lng Ngc Quyn, Bc Kn, Hong Vn Th v ngay ti o trũn trung tõm Thnh ph Nhn thc c vn cp thit ny, di s hng dn trc tip ca cụ giỏo PGS.TS Th Lan chỳng tụi tin hnh nghiờn cu ti ỏnh giỏ hin trng v nh hng h thng thoỏt nc khu vc trung tõm thnh ph Thỏi Nguyờn nhm ỏnh giỏ hin trng h thng thoỏt nc thi thnh ph, xut gii phỏp qun lý, nh hng h thng thoỏt nc trờn a bn trung tõm thnh ph Thỏi... bi Trung tõm Hc liu http://www.lrc-tnu.edu.vn 24 Mc ớch ng dng mụ hỡnh toỏn SWMM cho tớnh toỏn h thng thoỏt nc khu vc thnh ph Thỏi Nguyờn nhm: + Xỏc nh cỏc khu vc cn xõy mi hoc m rng cng thoỏt nc ma gim tỡnh trng ngp lt ng ph hoc cung cp dch v thoỏt nc thi cho nhng khu vc mi phỏt trin; + Xỏc nh cỏc thụng s k thut c bn ca cỏc cụng trỡnh trong h thng thoỏt nc; + Thit lp mng li thoỏt nc tng th cho khu . khu vực nghiên cứu. - Đánh giá đƣợc hiện trạng của hệ thống thoát nƣớc của khu vực trung tâm TP. Thái Nguyên. - Định hƣớng quy hoạch hệ thống thoát nƣớc khu vực trung tâm thành phố Thái Nguyên. . cô giáo PGS.TS. Đỗ Thị Lan chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài Đánh giá hiện trạng và định hướng hệ thống thoát nước khu vực trung tâm thành phố Thái Nguyên nhằm đánh giá hiện trạng hệ thống. 3.2. HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG THOÁT NƢỚC VÀ CƠ SỞ HẠ TẦNG KHU VỰC TRUNG TÂM 31 3.2.1. Hiện trạng cơ sở hạ tầng 31 3.2.2. Hiện trạng cung cấp nƣớc ở thành phố Thái Nguyên 33 3.2.3. Hiện trạng hệ thống