NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỒ ĐIỀU HÒA CHO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ

Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng, luận văn với đề tài « NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỒ ĐIỀU HÒA CHO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ.. 15 1.3.3 Phương pháp tính

Lời cảm ơn

Để hoàn thành chương trình đào tạo cao học chuyên ngành Cấp Thoát

Nước – trường Đại học Thủy Lợi khóa học 20 (2012 - 2014), cần hoàn thiện

luận văn tốt nghiệp cuối khóa

Trong quá trình học tập cũng như làm luận văn, tác giả đã nhận được sự

quan tâm, giúp đỡ của của Ban giám hiệu nhà trường, Phòng đào tạo đại học

và sau đại học, Khoa Kỹ Thuật Quản Lý Tài Nguyên Nước và toàn thể các

thầy, cô giáo

Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn

Tuấn Anh – Người thầy trực tiếp hướng dẫn khoa học, đã hết lòng giúp đỡ,

tận tình giảng giải cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Cuối cùng, tác giả cũng xin được gửi lời cảm ơn tới các bạn trong lớp

20CTN, các anh, chị khóa trước đã động viên, đóng góp ý kiến và hỗ trợ

trong suốt quá trình học tập và làm luận văn

Xin chân thành cảm ơn!

Ngày tháng năm 2014

Học viên

Đỗ Anh Đông

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng, luận văn với đề tài « NGHIÊN CỨU ĐÁNH

GIÁ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỒ ĐIỀU HÒA CHO

HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ » là công trình nghiên cứu khoa học

của riêng tôi Các số liệu là trung thực, kết quả nghiên cứu của luận văn này

chưa từng được sử dụng trong bất cứ một luận văn nào khác mà đã bảo vệ

trước

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được

cảm ơn và các thông tin, tài liệu tham khảo đều được ghi rõ nguồn gốc trích

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 7

I Tính cấp thiết của đề tài 7

II Mục đích của đề tài 8

III Phạm vi nghiên cứu 8

IV Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 8

1 Cách tiếp cận 8

2 Phương pháp nghiên cứu 8

V Kết quả dự kiến đạt được 8

CHƯƠNG 1: 9

TỔNG QUAN VỀ HỒ ĐIỀU HÒA VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP 9

TÍNH TOÁN DUNG TÍCH HỒ ĐIỀU HÒA 9

1.1 Khái niệm về hồ điều hòa 9

1.2 Tình hình sử dụng hồ tại các đô thị hiện nay tại một số đô thị tại Đồng Bằng Bắc Bộ 9

1.3 Tổng quan các phương pháp xác định dung tích hồ điều hòa 14

1.3.1 Phương trình cơ bản 14

1.3.2 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa theo TCVN 7957 - 2008 (Phương pháp 1) 15

1.3.3 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa dựa trên đường quá trình lưu lượng vào và lưu lượng đỉnh tháo khỏi hồ (Theo sổ tay thiết kế mạng lưới thoát nước của Mỹ - Phương pháp 2) 17

1.3.4 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa dựa trên đường quá trình lưu lượng dạng hình tam giác (Theo sổ tay thiết kế mạng lưới thoát nước của Mỹ - Phương Pháp 3) 18

1.3.5 Tính toán dung tích hòa điều hòa theo phương pháp hồi quy (Theo sổ

tay thiết kế mạng lưới thoát nước của Mỹ - Phương pháp 4) 19

1.3.6 Phương pháp xác định dung tích hồ điều hòa dựa trên quá trình dòng đến và dòng đi (Phương pháp 5) 20

1.4 Giới thiệu mô hình toán SWMM 20

CHƯƠNG 2: 23

TÌNH HÌNH CHUNG CỦA THỊ TRẤN NHO QUAN, 23

HUYỆN NHO QUAN, TỈNH NINH BÌNH 23

2.1 Điều kiện tự nhiên 23

2.1.1 Vị trí địa lý và giới hạn nghiên cứu: 23

2.1.2 Địa hình 23

2.1.3 Khí hậu 23

2.1.4 Thuỷ văn 24

2.1.5 Tài nguyên khoáng sản 25

2.1.6 Tài nguyên du lịch 25

2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 25

2.3 Nền xây dựng và hệ thống thoát nước khu vực 27

2.3.1 Nền xây dựng 27

2.3.2 Thoát nước mưa 27

2.3.3 Cá c công trình thuỷ lợi 27

2.4 Quy hoạch thoát nước mưa thị trấn Nho Quan đến năm 2020 28

2.5 Lựa chọn lưu vực tính toán 29

CHƯƠNG 3: 30

ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 30

DUNG TÍCH THIẾT KẾ HỒ ĐIỀU HÒA 30

3.1 Tính toán xác định kích thước các tuyến cống và đường quá trình lưu lượng

đến hồ 30

3.1.1 Xác định kích thước các tuyến cống 30

3.1.2 Xác định lưu lượng đến hồ từ lưu vực thoát nước 34

3.1.2.1 Xác định mô hình mưa thiết kế 34

3.1.2.2 Ứng dụng mô hình SWMM để mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy của lưu vực nghiên cứu 38

3.2 Xác định dung tích hồ điều hòa 42

3.3 Trường hợp 1: Lưu lượng Qb =1/3Qđ 42

3.3.1 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa theo tiêu chuẩn TCVN 7957 – 2008 (Phương pháp 1) 42

3.3.2 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa dựa trên đường quá trình lưu lượng vào và lưu lượng đỉnh tháo khỏi hồ (Phương pháp 2) 43

3.3.3 Phương pháp xác định dung tích hồ điều hòa dựa trên đường quá trình lưu lượng dạng hình tam giác (Phương pháp 3) 43

3.3.4 Xác định dung tích hồ điều hòa theo phương pháp hồi quy (Phương pháp 4)…… 45

3.3.5 Phương pháp xác định dung tích hồ điều hòa dựa trên quá trình dòng đến và đi (Phương pháp 5) 45

3.4 Trường hợp 2: Lưu lượng Qb =1/2Qđ 49

3.4.1 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa theo tiêu chuẩn TCVN 7957 – 2008 (Phương pháp 1) 49

3.4.2 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa dựa trên đường quá trình lưu lượng vào và lưu lượng đỉnh tháo khỏi hồ (Phương pháp 2) 49

3.4.3 Phương pháp xác định dung tích hồ điều hòa dựa trên đường quá trình lưu lượng dạng hình tam giác (Phương pháp 3) 50

3.4.4 Xác định dung tích hồ điều hòa theo phương pháp hồi quy (Phương pháp 4) 51

3.4.5 Phương pháp xác định dung tích hồ điều hòa dựa trên quá trình dòng đến

và đi (Phương pháp 5) 52

3.5 So sánh kết quả và thảo luận 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

I Kết luận 56

II Kiến nghị 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC 58

Phụ lục 1: Các bảng tính toán chạy SWMM khi không có hồ 58

Phụ lục 2: Các bảng tính toán chạy SWMM khi có hồ điều hòa và bơm trong trường hợp Q b =1/3Q đ 67

Phụ lục 3: Các bảng tính toán chạy SWMM khi có hồ điều hòa và bơm trong trường hợp Q b =1/2Q đ 77

PHẦN MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của đề tài

Mục tiêu đầu tiên của “Định hướng phát triển thoát nước đô thị Việt Nam đến năm 2020” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định

số 35/1999/QĐ-TTG ngày 05-03-1999 là xóa bỏ tình trạng ngập úng thường xuyên trong mùa mưa ở các đô thị loại I và loại II

Hồ điều hòa có vai trò điều tiết nước mưa nhằm giảm bớt kích thước của cống dẫn, công suất trạm bơm nước Hồ điều hòa trong các đô thị thường tận dụng hồ tự nhiên để giảm kinh phí xây dựng, nhưng trong một số trường hợp đặc biệt thì có thể xây dựng hồ nhân tạo

Hồ điều hòa có nhiệm vụ điều tiết, tăng và giảm lưu lượng dòng chảy nước mưa một cách tự nhiên nhằm chống ngập lụt và giảm chi phí xây dựng, quản lý hệ thống thoát nước Ngoài ra, có thể điều chỉnh lưu lượng để phục vụ cho mục đích tưới, tiêu trong sản xuất nông nghiệp, bảo vệ môi trường… Hiện nay, trong hầu hết các hệ thống thoát nước đô thị ở Việt Nam đều tồn tại hồ tự nhiên và hồ nhân tạo Tỷ lệ diện tích hồ điều hòa trên tổng diện tích đô thị khác nhau ở các đô thị ở Việt Nam Tỷ lệ này phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý của đô thị

Trong thực tế, việc quy hoạch các khu dân cư, khu đô thị cần đi liền với quy hoạch xây dựng các hồ, các hồ này có chức năng tạo cảnh quan và cải thiện môi trường cho khu vực, mặt khác nó còn có chức năng điều hòa lượng nước mưa cho khu vực Hiện nay khi tính toán thiết kế các hồ điều hòa có nhiều phương pháp tính toán của nước ngoài đưa ra, do đó các kỹ sư gặp khó khăn trong việc lựa chọn các phương pháp tính toán thiết kế hồ điều hòa

Vì vậy cần thiết có nghiên cứu đánh giá các phương pháp tính toán thiết

kế hồ điều hòa, lựa chọn phương pháp hợp lý nhất giúp các kỹ sư thiết kế thuận lợi cho việc tính toán thiết kế hòa điều hòa Đây chính là lý do tôi lựa chọn đề tài « NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

THIẾT KẾ HỒ ĐIỀU HÒA CHO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ »làm

để tài nghiên cứu luận văn cao học của mình

II Mục đích của đề tài

- Đánh giá tính hợp lý của các phương pháp tính toán dung tích thiết kế

hồ điều hòa

- Lựa chọn được phương pháp hợp lý nhất để tính toán dung tích thiết kế

hồ điều hòa giúp cho việc tính toán thiết kế dung tích hồ điều hòa của các kỹ

sư, người thiết kế thuận tiên hơn cho việc lựa chọn phương pháp tính toán cho các khu vực

III Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu các phương pháp tính toán hồ điều hòa, ứng dụng cho hệ thống thoát nước Thị Trấn Nho Quan, Huyện Nho Quan, Tỉnh Ninh Bình

IV Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

1 Cách tiếp cận

- Tiếp cận công trình thực tế;

- Tiếp cận lý thuyết phân tích hệ thống và tối ưu hóa;

- Tiếp cận các nghiên cứu trước đây về bài toán thiết kế tối ưu

2 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa;

- Phương pháp kế thừa

- Phương pháp mô hình toán

- Phương pháp phân tích tổng hợp

V Kết quả dự kiến đạt được

Lựa chọn đề xuất được một phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa hợp lý, thuận tiện nhất cho các kỹ sư thiết kế

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ HỒ ĐIỀU HÒA VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

1.1 Khái niệm về hồ điều hòa

Hồ điều hòa có nhiệm vụ điều tiết, tăng và giảm lưu lượng dòng chảy nước mưa trong hệ thống thoát nước nhằm chống ngập lụt và giảm chi phí xây dựng, quản lý hệ thống thoát nước

Ngoài mục đích chống ngập, hồ điều hòa còn được xem là giải pháp cải thiện môi trường, tạo mỹ quan đô thị Quá trình đô thị hóa đã làm cho nhiệt

độ đô thị nóng hơn bình thường Hơi nước, cây xanh quanh các hồ điều hòa sẽ giúp giảm sự nóng bức, thoáng mát hơn cho khu vực Nếu biết tận dụng, nguồn nước từ các hồ điều hòa còn phục vụ công tác phòng cháy chữa cháy, cấp nước, tưới nước cho cây xanh và bổ sung nguồn nước ngầm đang bị khai thác quá mức như hiện nay

1.2 Tình hình sử dụng hồ tại các đô thị hiện nay tại một số đô thị tại Đồng Bằng Bắc Bộ

Hiện nay, trong hầu hết các hệ thống thoát nước đô thị ở Việt Nam đều tồn tại hồ tự nhiên và hồ nhân tạo Tỷ lệ diện tích hồ điều hòa trên tổng diện tích đô thị khác nhau ở các đô thị ở Việt Nam Tỷ lệ này phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, vị trí địa lý của đô thị Thực trạng sử dụng hồ điều hòa ở một số

đô thị vùng đồng bằng Bắc Bộ như sau:

1.2.1 Thành phố Hà Nội

Khu vực nội thành Hà Nội được chia thành 03 khu vực: thượng lưu, trung lưu và hạ lưu

* Nhóm điều tiết khu vực thượng lưu:

Nhóm này bao gồm hai hồ: Hồ Tây và hồ Trúc Bạch với tổng diện tích mặt hồ là 589 ha (trong đó Hồ Tây 567 ha, hồ Trúc Bạch 22 ha) có nhiệm vụ

điều hòa trực tiếp cho diện tích lưu vực 930 ha (bao gồm cả diện tích mặt hồ

và diện tích thu nước quanh hồ)

* Nhóm điều tiết khu vực trung lưu của sông Tô Lịch:

Nhóm này bao gồm 20 hồ loại vừa và nhỏ nằm rải rác ở các lưu vực sông Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu, tổng diện tích mặt nước là 131,7 ha

* Nhóm điều tiết khu vực hạ lưu

Nhóm hồ này bao gồm 3 hồ lớn: Hồ Yên Sở (137ha), Hồ Linh Đàm (76ha), Hồ Định Công (19,2ha)

Như vậy nếu tất cả 3 nhóm hồ trên cùng tham gia điều hoà thì một lượng nước khá lớn được trữ lại không tham gia dòng chảy trên các sông, sẽ có ảnh hưởng đến quá trình dòng chảy về đập Thanh Liệt (giai đoạn tự chảy) Hầu hết các hồ điều hoà tại Hà Nội đều liên kết trực tiếp với hệ thống tiêu bằng đường cống hoặc kênh dẫn mà không có cống điều tiết nên dòng chảy vào và

ra khỏi hồ tự nhiên và không được kiểm soát Việc vận hành hệ thống hồ phải thông qua vận hành hệ thống tiêu, không thể tiến hành vận hành đơn lẻ từng

hồ trong hệ thống

Trên thực tế nhóm hồ thượng lưu có khả năng điều tiết với lượng nước lớn nhưng phát huy tác dụng kém do nằm ở địa hình cao, diện tích phụ trách nhỏ hơn nhiều so với khả năng của hồ Nhóm hồ trung lưu có tác dụng tốt về mặt lý thuyết xong trên thực tế do bị bồi lắng, công trình nối tiếp giữa hồ và

hệ thống kênh không tốt nên không phát huy hết khả năng Nhóm hồ hạ lưu chỉ tham gia điều tiết giảm tải cho công trình đầu mối Tổng diện tích hồ điều hoà 952,9 ha chiếm 5,559% diện tích 9 quận nội thành (17.142 ha trừ quận Hà Đông)

1.2.2 Thành phố Hải Phòng

Các hồ nước trong thành phố đều được sử dụng để điều hoà nước mưa

và chứa nước thải Hồ điều hòa chính của khu vực nội thành bao gồm: hồ An Biên (22 ha), hồ Tiên Nga (2,5 ha), hồ Dư Hàng (7 ha); hồ Sen (2 ha), hồ

Thượng Lý (2 ha), hồ Tam Bạc (5 ha), hồ Lâm Tường (2 ha), hồ Phương Lưu (24 ha) Tổng diện tích các hồ điều hoà là 66,50 ha, so với diện tích 7 quận nội thành 24.376 ha (năm 2009) chiếm 0,27% Phần lớn các hồ có độ sâu trung bình từ 1,0 - 1,5 m, dung tích tham gia điều hòa nước mưa nhỏ thường chỉ chiếm 1/3 dung tích hồ

Thực tế, hiệu quả điều tiết của các hồ này chưa cao vì công trình nối tiếp giữa hồ và hệ thống kênh thoát nước chưa đủ khẩu độ, mực nước hồ thường xuyên duy trình ở mức cao cho mục đích vui chơi giải trí, tạo cảnh quan…làm giảm dung tích điều tiết nước mưa Hải phòng có hệ thống kênh rạch chằng chịt, diện tích kênh rạch chiếm trên 10% diện tích tự nhiên của nội thành nếu tính cả đoạn sông Cửa Cấm chảy qua thành phố

Hiện trạng ngập úng theo báo cáo của Công ty thoát nước Hải Phòng,

các trận mưa với tần suất 2 năm (chu kì xuất hiện mưa bão trung bình), diện tích ngập lụt tại các khu vực phố và ngõ hẻm là 20-40cm với thời gian ngập lụt từ 4-6 giờ Các trận mưa bão với tần suất 5 năm, diện tích ngập lụt tại các khu vực phố và ngõ hẻm là 30-50cm với thời gian ngập lụt từ 1-3 giờ

1.2.3 Thành phố Hải Dương

Thành phố Hải Dương được bao bọc bởi đê sông Thái Bình phía Đông

và phía Bắc, phía Nam và phía Tây là khu dân cư sản xuất nông nghiệp, diện tích tự nhiên thành phố là 7.138,60 ha (năm 2009), thành phố có 11 hồ chứa nước có thể tham gia điều hòa nước mưa với tổng diện tích 37,5ha chiếm 0,525% Trong thực tế vận hành hệ thống tiêu nước mưa thì chỉ có các hồ lớn thực sự tham gia điều tiết nước mưa như hồ Bạch Đằng, hồ Hòa Bình và hồ Bình Minh… còn các hồ nhỏ được sử dụng cho mục đích tạo cảnh quan

Thực trạng hầu hết các hồ bị bồi lắng nhiều, tình trạng lấn chiếm lòng

hồ và sử dụng hồ với mục đích khác làm giảm khả năng điều hòa của các hồ Diện tích hồ điều hòa rất nhỏ so với tổng diện tích thành phố nên ảnh hưởng điều tiết nước mưa cho hệ thống là không đáng kể và tình trang ngập úng vẫn xảy ra thường xuyên và có xu hướng ngày càng nghiêm trọng

1.2.5 Thành phố Bắc Ninh

Thành phố Bắc Ninh được nâng cấp từ Thị xã Bắc Ninh lên thành phố năm 2006 gồm 9 phường với tổng diện tích tự nhiên 2.334 ha, đến năm 2010 điều chỉnh địa giới thành phố Bắc Ninh gồm 13 phường và 06 xã với diện tích

tự nhiên 8.028ha Với diện tích được điều chỉnh thì vùng đô thị lõi đã hoàn thiện hạ tầng đô thị chiếm khoảng 50%, diện tích còn lại đang trong giai đoạn

đô thị hóa Nếu chỉ tính trong vùng lõi gồm 9 phường và 01 xã thì gồm các hồ

lớn là hồ Đồng Trầm (20ha), hồ Thành Cổ (10ha), hồ Thị Cầu (18ha); hồ ga (2ha); hồ Văn Miếu (11ha), khu vùng trũng dọc đường quốc lộ 1b thuộc phường Đáp Cầu và phường Thị Cầu (40ha), ngoài ra các hồ loại nhỏ có diện tích nhỏ hơn 2ha phân bố rải rác Tỷ lệ diện tích hồ điều hòa khoảng 105ha trên tổng diện tích đô thị vùng lõi 2.334 ha là 4,5% Trong phần diện tích mở rộng của thành phố Bắc Ninh đang xây dựng được thiết kế mặt nước hồ điều hòa và kênh hở chiếm xấp xỉ 5% diện tích tự nhiên

Địa hình khu vực thành phố Bắc Ninh có sự khác biệt lớn về cao độ do trong vùng có đồi thấp và đồng bằng, nước mưa từ các đồi tập trung nhanh chóng nên thường dưới chân các đồi có bố trí hồ điều hòa Các hồ ven đồi phát huy tốt hiệu quả điều tiết nước mưa, cắt đỉnh lũ và ngăn nước tràn vào khu vực dân cư xung quanh Diện tích vùng lõi của đô thị nằm trên các quả đồi bị san, sườn đồi thoải nên có địa hình cao nên tình trạng ngập úng ít xảy

ra Do vùng mở rộng lại có cao độ thấp nên tình trạng ngập úng thường xuyên xảy ra đối với những trận mưa lớn

Các hồ điều hòa đã phát huy tốt vai trò điều tiết nước mưa trong hệ thống thoát nước thành phố Bắc Ninh, tỷ trọng diện tích hồ điều hòa so với diện tích lưu vực tiêu ở tương đối lớn so với các đô thị ở đồng bằng Bắc Bộ Với diện tích hồ điều hòa hiện tại chưa thể đáp ứng với những trận mưa lớn

và cực lớn như năm 1969, 1979 và 2008

1.2.6 Nhận xét chung

Hồ điều hòa nước mưa tại các đô thị còn nhỏ về quy mô, thiếu công trình điều tiết nên vận hành không được đảm bảo theo khoa học, hồ mới được quan tâm trong những năm gần đây, thường chậm trễ trong việc cải tạo và nâng cấp

Bảng 1.1: Bảng thống kê diện tích

STT Tên thành phố Diện tích hồ

(ha)

Diện tích đô thị (ha)

Tỷ lệ diện tích hồ/diện tích đô thị

- Các hồ phân bố không hợp lý trong hệ thống đã giảm khả năng điều tiết

- Tỷ lệ diện tích hồ trên diện tích đô thị còn thấp ở một số thành phố như Hải Phòng, Hải Dương, Hưng Yên

- Các hồ ở vị trí có địa hình cao sẽ khó cho việc điều tiết nước mưa vào và ra

- Dung tích điều tiết thực tế của các hồ giảm do bị lấn chiếm, bồi lắng hoặc ô nhiễm, sử dụng cho mục đích khác

- Kết nối giữa hồ và hệ thống tiêu kém khiến khả năng điều tiết của hồ giảm

- Vận hành hồ chưa khoa học, việc nước và ra khỏi hồ không có sự kiểm soát

1.3 Tổng quan các phương pháp xác định dung tích hồ điều hòa

1.3.1 Phương trình cơ bản

Phương trình cơ bản để tính toán điều tiết nước mưa như sau:

Q dt − q dt = F dt = dW (1.1)

Trong đó:

Q: là lưu lượng dòng chảy đến hồ, (m3

/s)

q : là lưu lượng dòng chây đi khỏi hồ, (m3

/s) F: diện tích hồ, (m2

) W: dung tích hồ, (m3

) t: thời gian mưa, (s) Phương trình (1.1) có thể viết:

Q ∆t − q ∆t = ∆W = W2− W1 (1.2)

Trong đó:

𝑊1; 𝑊2: là dung tích nước trong hồ chứa lúc ban đầu và cuối thời gian mưa

Q; q: là lưu lượng trung bình đến và đi trong thời gian mưa

∆t : thời gian mưa

Phương trình 1.1 là phương trình vi phân tương đối phức tạp Người ta thường dùng phương trình 1.2 để giải bằng phương cách lập bảng, hay đồ giải

1.3.2 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa theo TCVN 7957 -

2008 (Phương pháp 1)

Đối với các trạm bơm có công suất lớn, thì dung tích hồ phải được tính toán căn cứ vào biểu đồ lưu lượng nước mưa và chế độ làm việc của trạm bơm Đối với các trạm bơm có nhỏ hoặc đối với cống dẫn thì dung tích hồ có thể xác định theo công thức của Makop:

K: hệ số biến đổi phụ thuộc vào thời gian dũng chảy từ hồ, cú thể xỏc định theo cụng thức

q 0 (q b ) lưu lượng ra khỏi hồ dung tích hồ

1.3.3 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa dựa trên đường quá trình lưu lượng vào và lưu lượng đỉnh tháo khỏi hồ (Theo sổ tay thiết

k ế mạng lưới thoát nước của Mỹ - Phương pháp 2)

Phương pháp này yêu cầu biết đường quá trình lưu lượng chảy vào hồ (Inflow Hydrograph) và lưu lượng đỉnh tháo khỏi hồ (Release Rate) –xem hình 1 Dung tích của hồ điều hòa chính là phần diện tích nằm giữa đường quá trình lưu lượng vào và ra khỏi hồ (phần gạch chéo) Theo phương pháp này ta giả thiết đường quá trình Qtháo trong khoảng thời gian t là từ 0 tới đỉnh

là một đường thẳng

Hình 1 1 Ước tính dung tích hồ điều hòa theo PP đường quá trình lưu lượng

1.3.4 Phương pháp tính toán dung tích hồ điều hòa dựa trên đường quá trình lưu lượng dạng hình tam giác (Theo sổ tay thiết kế mạng lưới thoát nước của Mỹ - Phương Pháp 3)

Phương pháp này dựa trên giả thiết đường quá trình lưu lượng đến và đi khỏi hồ có dạng gần như hình tam giác (xem hình 2) Dung tích của hồ được ước tính từ diện tích phía trên đường quá trình dòng ra (outflow hydrograph)

và phía trong đường quá trình dòng vào (phần gạch chéo) Công thức xác định dung tích hồ điều hòa như sau:

ti = thời lượng của dòng chảy vào hồ (s)

tp = thời gian trước đỉnh của dòng chảy vào hồ (s)

Phương pháp này không nên áp dụng đối với những trường hợp có đường quá trình không thể xấp xỉ dạng hình tam giác

Hình 1 2 Phương pháp đường quá trình lưu lượng hình tam giác

1.3.5 Tính toán dung tích hòa điều hòa theo phương pháp hồi quy (Theo

sổ tay thiết kế mạng lưới thoát nước của Mỹ - Phương pháp 4)

Phương pháp này được đề xuất lần đầu tiên bởi Wycoff và Singh năm

1986

Các bước tính toán dung tích hồ điều hòa theo phương pháp này như sau: Bước 1 Xác định tổng lượng dòng chảy đến Vr, lưu lượng đỉnh dòng chảy ra khỏi hồ (Qo), thời gian dòng chảy đến ti, thời gian trước đỉnh tp Bước 2: Tính tỷ số Vs/Vr sử dụng số liệu từ bước 1 và phương trình sau:

1.3.6 Phương pháp xác định dung tích hồ điều hòa dựa trên quá trình dòng đến và dòng đi (Phương pháp 5)

Phương pháp này dựa trên phương trình cân bằng nước như sau:

hồ điều hòa

1.4 Giới thiệu mô hình toán SWMM

Mô hình toán SWMM (Storm Water Management Model) là mô hình động lực học dòng chảy mặt do nước mưa tạo nên, mô phỏng mưa – dòng

chảy cho các khu đô thị cả về chất lượng và số lượng, tính toán quá trình dòng chảy trên các đường dẫn

SWMM ra đời từ năm 1971, cho đến nay đã trải qua nhiều lần nâng cấp Mô hình SWMM được sử dụng rộng rãi trên thế giới cho các công tác quy hoạch, phân tích và thiết kế liên quan đến dòng chảy do nước mưa

1.4.1 Các khả năng của mô hình

SWMM tính toán được nhiều quá trình thủy lực khác nhau tạo thành dòng chảy, bao gồm:

- Lượng mưa biến đổi theo thời gian

- Bốc hơi trên mặt nước tĩnh

- Sự tích tụ và tan tuyết

- Sự cản nước mưa tại các chỗ địa hình lõm có khả năng chứa nước

- Ngấm của nước mưa xuống các lớp đất chưa bão hòa

- Thấm của nước ngấm xuống các tầng chứa nước ngầm

- Sự trao đổi giữa nước ngầm và hệ thống tiêu

- Chuyển động tuyến của dòng chảy trên mặt đất và ở các hồ chứa phi tuyến

Mô hình SWMM có khả năng mô phỏng linh hoạt về thủy lực dòng chảy hệ thống bao gồm các đường ống, kênh, các công trình trữ nước và xử lý nước, các công trình phân dòng…

Ngoài khả năng mô phỏng dòng chảy mặt, SWMM còn có khả năng tính toán vận chuyển chất ô nhiễm, xem xét tới nguồn gây ô nhiễm và diễn biến nồng độ chất ô nhiễm trên hệ thống

1.4.2 Các ứng dụng của mô hình

Các ứng đụng điển hình của mô hình:

- Thiết kế và bố trí các thành phần của hệ thống tiêu để kiểm soát lũ

- Bố trí các công trình trữ nước (điều hòa nước) và các thiết bị để kiểm soát lũ và bảo vệ chất lượng nước

- Lập bản đồ ngập lụt của hệ thống kênh tự nhiên

- Vạch ra các phương án làm giảm hiện tượng chảy tràn của mạng lưới thoát nước hỗn hợp

- Đánh giá tác động của dòng chảy vào và dòng thấm của hệ thống thoát nước thải

- Tạo ra các hiệu ứng BMP để làm giảm tải chất ô nhiễm khi trời mưa

CHƯƠNG 2:

HUYỆN NHO QUAN, TỈNH NINH BÌNH 2.1 Điều kiện tự nhiên

2.1.1 Vị trí địa lý và giới hạn nghiên cứu:

Phần nội thị được mở rộng bao gồm: Thị trấn Nho Quan, xã Đồng Phong, và một phần các xã: Lạc Vân, Phú Sơn, Lạng Phong có diện tích 1402,55ha

2.1.2 Địa hình

Thị trấn Nho Quan và các xã Phú Sơn, Đồng Phong, Lạng Phong thuộc Vùng bán sơn địa, xã Lạc Vân thuộc đồng chiêm trũng Địa hình tương đối bằng phẳng, chủ yếu là đất ruộng canh tác và dân cư đang sinh sống Quỹ đất núi, sông ngòi, hồ ao chiếm tỷ lệ nhỏ

Khu vực phía Nam đê sông Lạng, hướng nền dốc từ Bắc xuống Nam Trên những trục đường chính dân cư 2 bên đường đã tôn nền nên có cốt cao

độ lớn hơn khu vực xung quanh Khu vực dân cư cao độ từ 2,5m đến 5.0 m, khu vực ruộng có cao độ từ 1,0m đến 5,0 m

Khu vực từ phía Bắc đê sông Lạng đến sông Lạng cao độ nền thấp dần xuống phía sông Lạng, cao độ từ 0,3m đến 5,0 m

Khu vực phía Bắc sông Lạng hướng nền dốc từ Bắc xuống Nam với cao

Nho Quan chịu ảnh hưởng khí hậu vùng đồng bằng Bắc Bộ Nhiệt độ trung bình năm khá cao và đồng đều, nhiệt độ trung bình 23,40C Mùa lạnh vào khoảng cuối tháng tháng 11 đến giữa tháng 3 Số ngày lạnh khoảng 50-60 ngày Tháng lạnh nhất thường là tháng 1

Hướng gió chủ đạo: từ tháng 4 đến tháng 8: Gió hướng Đông Nam

Từ tháng 11 đến tháng 3: Gió hướng Bắc và Đông Bắc

Khu đất thiết kế có chung khí hậu của huyện Nho Quan chịu ảnh hưởng của chế độ nhiệt đới ẩm, gió mùa nội chí tuyến Mùa nóng bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, mùa lạnh bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 hàng năm

+ Lượng mưa

Lượng mưa trung bình cả năm 1900mm Mưa tập trung chủ yếu vào mùa

hạ từ tháng 5 đến tháng 11, trung bình trên 100mm/tháng Trong mùa mưa lượng mưa chiếm trên 80% tổng lượng mưa cả năm Tháng 8 – 9 có lượng mưa lớn nhất trong năm (trung bình 300 – 400mm) Vào mùa đông lượng mưa chiếm khoảng 10 – 20% tổng lượng mưa, chủ yếu là dạng mưa nhỏ, mưa phùn Mưa phùn thường xảy ra vào nửa sau mùa đông và kéo dài nhiều ngày duy trì một tình trạng ẩm ướt thường xuyên

Bão: Thường xuất hiện vào tháng 7, 8, 9 gây mưa to gió lớn, lũ lụt

2.1.4 Thuỷ văn

Thị trấn chịu ảnh hưởng chế độ thuỷ văn của sông Lạng, gây lũ lụt hàng năm cho các xã phía Bắc sông Lạng đến cốt cao độ 4-4,5m Mức lụt cao nhất

là 5,5m (năm 1985) có tần suất 2% Tuy nhiên thị trấn Nho Quan nằm trong

đê Năm Căn nên không bị lụt, chỉ bị úng tạm thời

Sông Lạng: bắt nguồn từ Hoà Bình chảy vào Nho Quan (tại xã Thạch Bình) và đổ ra sông Bôi tại xã Đức Long Đây là con sông khá lớn, chảy cắt ngang huyện và là nguồn cung cấp nước ngọt chủ yếu cho khu vực trung tâm huyện và các xã lân cận

2.1.5 Tài nguyên khoáng sản

Huyện Nho Quan có nguồn tài nguyên khoáng sản khá phong phú, trong đó quan trọng nhất là đá vôi và đá đôlomit với trữ lượng lớn, bên cạnh đó còn có các loại khoáng sản khác nhưng trữ lượng không lớn như than bùn, than đá…

2.1.6 Tài ngu yên du lịch

Nho Quan có tiềm năng du lịch tương đối phong phú, có thể phát triển

đủ các loại hình du lịch như: du lịch sinh thái, cảnh quan, tâm linh, lễ hội … trong số đó quan trọng nhất là Vườn quốc gia Cúc Phương, động Vân Trình…v v

2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

Theo Niên giám thống kê huyện Nho Quan năm 2006, khu vực quy hoạch bao gồm thị trấn Nho Quan, xã Đồng Phong và một phần các xã lân cận có 18.620 người, trong đó có 10.427 người trong độ tuổi lao động, chiếm 56% dân số của khu vực quy hoạch

Bảng 2.1:Bảng thống kê hiện trạng dân số khu đất quy hoạch

STT Tên xã,

thị trấn

DS toàn xã thị trấn (ng)

DS chuyển vào khu đất QH (ng)

Dân số còn lại (ng)

Nhà ở: Nhà ở tại thị trấn Nho Quan hầu hết là nhà bán kiên cố và kiên

cố, các xã còn lại nhà ở chủ yếu là nhà một và hai tầng, kiểu nhà truyền thống dân tự xây bằng nguồn vật liệu sẵn có, chuồng trại, vệ sinh còn đơn giản gây

ô nhiễm Một số khu mới xây dựng theo hình thức lô: 80-120m2/hộ, biệt thự 220-280 m2/hộ

Các công trình công cộng: Huyện Uỷ, UBND huyện, Ngân hàng, huyện Đội, công An được xây dựng kiên cố 2,5 tầng tuy nhiên kiến trúc còn đơn điệu, nghèo nàn

Công trình giáo dục: mỗi xã có 1 trường cấp I và 1 trường cấp II, toàn huyện Nho Quan có 3 trường PTTH và 1 trường PTTH dân tộc nội trú

Số giáo viên: giáo viên cấp I là 188 người, giáo viên cấp II là 188 người

Số học sinh: học sinh cấp I là 3.569 học sinh, học sinh cấp II là 4065 học sinh

Công trình y tế: hiện nay mỗi xã trên địa bàn huyện có 1 trạm y tế

Các công trình văn hoá - thể dục thể thao: Hiện nay đã xây dựng nhà văn hoá, bảo tàng Sân vận động toàn thị trấn hiện đang bị xuống cấp, các công trình công viên mới ở giai đoạn lập dự án

2.3 N ền xây dựng và hệ thống thoát nước khu vực

2.3.1 Nền xây dựng

Hiện nay nền xây dựng được chia thành 2 khu vực khác nhau Khu vực phía Bắc sông Lạng có cao độ nền xây dựng từ 3,05m đến 4,8m Cao độ khu vực ruộng canh tác từ 1,5m đến 2,7m địa hình dốc về phía sông Lạng Nền xây dựng toàn khu thấp nền thường bị ngập lụt vào mùa mưa

Khu vực phía Nam sông Lạng, cao độ nền xây dựng trong các khu vực dân cư từ 4,2m đến 5,2m tương đối ổn định Khu vực ruộng canh tâc có cao

độ từ 2,5m đến 3,2m, địa hinh dốc dần từ Bắc xuống Nam

Toàn trị trấn Nho Quan hiện nay chỉ có khu vực đường vành đai phía Đông được san nền xây dựng Các khu vực khác cao độ nền xây dựng ổn định

2.3.2 Thoát nước mưa

Chưa có hệ thống thoát nước chính cho sản xuất và sinh hoạt, nước mưa

và nước thải đều chảy tự nhiên trên bề mặt thoát ra các ao, hồ, ruộng canh tác xung quanh khu dân cư nên gây ô nhiễm môi trường

Khu trung tâm thị trấn hiện nay đã được xây dựng hệ thống thoát nước bằng các rãnh nắp đan bám theo các trục đường cải tạo

Khu vực dự án Phong Nhất phía Đông trung tâm cũng đã xây dựng hệ thống thoát nước

Theo quy hoạch chung thị trấn Nho quan đã quy hoạch xây dựng hệ thống thoát nước mưa cho các khu vực

2.3.3 Các công trình thuỷ lợi

Đê điều: Tuyến đê Năm Căn có cao độ từ 5,7m đến 6,3m đảm bảo ngăn

lũ cho khu vực trung tâm thị trấn hiện nay

Hệ thống kênh mương thuỷ lợi đã được xây dựng đảm bảo cung cấp nước tưới cho nông nghiệp

2.4 Quy hoạch thoát nước mưa thị trấn Nho Quan đến năm 2020

Toàn khu vực được chia thành 5 lưu vực chính Ta nghiên cứu ứng dụng cho khu vực trung tâm thuộc lưu vực 4

Lưu vực 1: phía Bắc sông Lạng: Toàn bộ khu phát triển mới của xã Lạc

Vân tập trung hướng về sông Lạng Tại các vị trí cửa xả thoát ra sông Lạng xây dựng hệ thống cửa phai điều tiết Mùa mưa, cửa phai được đóng lại ngăn nước từ sông Lạng thoát vào hệ thống thoát nước mưa, khi đó sử dụng trạm bơm tiêu phục vụ thoát nước cho khu phía Bắc

Lưu vực 2: một phần diện tích xây dựng mới từ đê Năm Căn ra đến

đường ven sông lạng Nước mưa thoát ra sông Lạng tại các vị trí cửa xả có bố trí các cửa phai điều tiết Mùa mưa, nước mưa được thoát ra sông Lạng bằng trạm bơm tiêu

Lưu vực 3: Phía Tây trục đường đi Cúc Phương (đường 492) Nước mưa

được tập trung thoát về tuyến mương tiêu hiện có và thoát về phía Bắc, tư đây thoát ra sông Lạng tại vị trí cầu Lạng Uyển

Lưu vực 4: phần diện tích được giới hạn từ đường 492 đến đường

QL12B, Nước mưa tập trung thoát về mương tiêu chạy dọc theo đường QL12

B theo quy hoạch thị trấn năm 2004 đã được phê duyệt Từ đây thoát về sông Cụt phía Nam khu quy hoạch

Lưư vực 5: Phía Đông trục đường 12B Nước mưa trong các khu xây

dựng tập trung về tuyến cống chính trên đường 12B và thoát về sông Cụt phía Nam khu quy hoạch

Một phần diện tích lưu vực trong khu trung tâm hiện nay được tập trung vào hồ điều hoà dự kiến, từ đây nước mưa sẽ được bơm ra sông Lạng bằng trạm bơm thoát úng

2.5 Lựa chọn lưu vực tính toán

Trong khu vực thị Trấn Nho quan có 5 lưu vực thoát nước cho toàn khu vực Trong đó ta nghiên cứu tính toán cho khu vực trung tâm với các thông số tính toán như sau:

- Ranh giới:

Phía Bắc giáp sông Lạng;

Phía Tây giáp giới hạn đường 492;

Phía Nam giáp xã Văn Phong;

Phía Đông giáp xã Hòa Bình

- Diện tích khu vực tính toán: khoảng 85ha

- Cao độ san nền: khu vực có cao độ san nền trung bình từ 3-5m

- Hướng dốc: Khu vực tương đối bằng phẳng dốc thoải từ Nam xuống Bắc về phía Sông Lạng

- Dân số: khoảng 10.000 dân

- Hệ thống thoát nước: trong khu vực chưa có hệ thống thoát nước chính Theo quy hoạch 2020 của khu vực trung tâm thị trấn sẽ xây dựng hệ thống cống thoát nước thu gom về phía Bắc (giáp sống Lạng) trước khi bơm tiêu thoát nước ra sông Lạng

- Dự kiến theo quy hoạch xây dựng 1 hồ điều hòa phía Bắc khu quy hoạch và 1 trạm bơm tiêu thoát nước tại khu vực cây xanh cảnh quan tại phía Bắc khu quy hoạch giáp sông Lạng

Sơ đồ phân lưu vực thoát nước và mạng lưới thoát nước khu nghiên cứu (Hình 2.1 – Hình 2.3)

CHƯƠNG 3:

ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

3.1 Tính toán xác định kích thước các tuyến cống và đường quá trình lưu lượng đến hồ

3.1.1 Xác định kích thước các tuyến cống

- Lưu lượng tính toán được xác định theo công thức

Q = q*F* ψ*α ( 3.1)

Q : Lưu lượng chảy qua cống, (l/s)

q : Cường độ mưa tính toán, (l/s/ha)

ψ : Hệ số dòng chảy phụ thuộc vào mặt phủ phụ thuộc vào các loại mặt phủ khác nhau

- Các khu vực xây dựng dầy đặc = 0,8-0,9

- Các khu vực xây dựng mật độ trung bình = 0,5-0,8

- Các khu vực xây dựng mật độ thấp = 0,4-0,5

- Các khu vực cây xanh đất trống = 0,1-0,3

F: Diện tích lưu vực (ha)

α: Hệ số phân bố mưa rào lấy α = 1 khi diện tích lưu vực tính toán nhỏ hơn 200 ha

- Cường độ mưa tính toán q được xác định theo công thức:

𝑞 = 𝐴(1 + 𝐶𝑙𝑔𝑃)(1 + 𝑏)𝑛Trong đó:

q: Là cường độ mưa (l/s) P: Chọn chu kỳ lặp lại của mưa, P=2năm

t: Thời gian mưa (phút)

A, c, b,n: Hằng số khí hậu phụ thuộc và mưa của địa phương

Tra theo tiêu chuẩn TCVN 7957 – 2008 đối với khu vực nghiên cứu tỉnh Ninh Bình ta có:

Bảng 3.2: Bảng thống kê tính thuỷ lực các tuyến cống thoát nước mưa tuyến chính N6-CX

Đoạn

cống

L (m)

F (ha)

Q (l/s)

V (m/s)

tc (ph)

t (ph)

d (mm) i

htl (m)

cống Mặt đất Đỉnh cống Đáy cống

Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) n6-n7 325 2.35 270 1 11 68 750 0.001 0.43 5.25 4.75 4.55 4.12 3.80 3.37 0.70 1.38 n7-n8 630 13.84 1,738 1 21 60 1,400 0.001 0.45 4.75 4.55 4.12 3.67 2.72 2.27 2.03 2.28 n8-n9 300 25.53 3,231 1 10 60 1,700 0.001 0.18 4.55 4.30 3.67 3.49 1.97 1.79 2.58 2.51 n9-n5 300 38.50 5,714 1 10 49 2,000 0.001 0.15 4.30 4.25 3.49 3.34 1.49 1.34 2.81 2.91 n5-n14 20 60.75 9,182 1 1 47 2,000 0.001 0.01 4.25 4.25 3.34 3.33 1.34 1.33 2.91 2.92 n14-n18 135 71.36 14,056 1 5 34 2,300 0.000 0.06 4.25 4.00 3.33 3.27 1.03 0.97 3.22 3.03 18-cx 160 85.29 15,713 1 4 67 2,500 0.000 0.06 4.00 4.00 3.27 3.21 0.77 0.71 3.23 3.29 Tổng thời gian dòng chảy đến Ti = 380 phút = 6,3h, Thời gian trước đỉnh Tp=3h

Tổng lưu lượng Q = 15.713 (l/s) = 56 566,8 (m3

/h) Tổng lưu lượng chảy đến Vr = 50 601,6*6,3 = 356 370,84 (m3

)

Bảng 3.3.Bảng thống kê tính thuỷ lực các tuyến cống thoát nước mưa tuyến nhánh

Đoạn cống

L (m)

F (ha)

Q (l/s)

V (m/s)

tc (ph)

t (ph)

d (mm) i

htl (m)

cống Mặt đất Đỉnh cống Đáy cống

Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối

n1-n2 725 13 1,316 1 24 81 1,300 0.001 0.56 5.25 5.10 4.55 3.99 3.25 2.69 0.70 2.41 n2-n3 320 15 1,807 1 11 63 1,400 0.001 0.23 5.10 5.00 3.99 3.76 2.59 2.36 2.51 2.64 n3-n4 260 17 2,506 1 9 48 1,500 0.001 0.17 5.00 4.90 3.76 3.59 2.26 2.09 2.74 2.81 n4-n5 540 22 2,986 1 18 55 1,500 0.001 0.36 4.90 4.25 3.59 3.23 2.09 1.73 2.81 2.52

Tuyến 2

n12-n13 600 7 673 1 20 77 1,000 0.001 0.60 4.75 4.50 4.05 3.45 3.05 2.45 0.70 2.05 n13-n14 625 10 1,142 1 21 69 1,300 0.001 0.48 4.50 4.25 3.45 2.97 2.15 1.67 2.35 2.58

Tuyến 3

n15-n16 370 2 249 1 12 69 1,000 0.001 0.37 4.75 4.50 4.05 3.68 3.05 2.68 0.70 1.82 n16-n17 600 9 1,118 1 20 61 1,300 0.001 0.46 4.50 4.25 3.68 3.22 2.38 1.92 2.12 2.33 n16-n18 600 14 1,581 1 20 69 1,500 0.001 0.40 4.25 4.00 3.22 2.82 1.72 1.32 2.53 2.68

3.1.2 Xác định lưu lượng đến hồ từ lưu vực thoát nước

3.1.2.1 Xác định mô hình mưa thiết kế

Xây dựng mô hình mưa thiết kế Huyện Nho Quan Tỉnh Ninh Bình

Để mô phỏng được trận mưa thiết kế với các thời gian mưa khác nhau, tác giả dùng phương pháp khối xen kẽ (mô hình của Chow) dựa trên đường quan hệ DDF của PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh – Trường đại học Thủy Lợi

Đường quan hệ DDF của PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh: Dựa trên số liệu

đo mưa, PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh đã nghiên cứu xây dựng đường quan hệ DDF cho khu vực Ninh Bình

Công thức tính toán mô hình mưa thiết kế:

Với H (T) d : Lượng mưa (mm)

d: Thời gian mưa (giờ)

T: Chu kỳ lặp lại (năm)

b1; c1; b2; c2; f1; f2; e1; e2; a; b: Các tham số của đường DDF ứng với khu vực Ninh Bình

Đối với các số liệu của trạm Ninh Bình ta có

Lấy hiệu số giữa hai giá trị liên tiếp của độ sâu mưa lũy tích (H(n Δt)- H((n-1) Δt), ta sẽ tính được độ sâu mưa thiết kế ứng với ứng với mỗi Δt = 1 giờ và được gọi là các khối

Các khối được sắp xếp với cường độ mưa lớn nhất được xếp ở giữa hoặc

ở thời gian xuất hiện đỉnh, các khối còn lại được sắp xếp theo thứ tự giảm dần

và được chia đều ở bên trái và bên phải của khối trung tâm

Mô hình mưa thiết kế Huyện Nho Quan Tỉnh Ninh Binh

TT d(h) Hd(mm)

Hi-1)

I(mm)=Hi-Trai (mm)

Phai (mm)

Trai (mm)

Phai (mm) P (mm)

3.1.2.2 Ứng dụng mô hình SWMM để mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy của lưu vực nghiên cứu

Các dữ liệu cần thiết cho mô hình mưa dòng chảy SWMM là mô phỏng

hệ thống thoát nước trên khu vực nghiên cứu, bao gồm:

- Các dữ liệu về hệ thống thoát nước, các công trình hiện có trong khu vực nghiên cứu

- Các dữ liệu về địa hình, địa chất, cao độ san nền, cao độ hiện trạng của các hố ga, cửa xả…

- Các dữ liệu về thủy văn là mực nước hoặc đường quá trình mực nước tại lưu vực tiếp nhận

- Các dữ liệu về lượng mưa tại các trạm đo mưa gần nhất Với khu vực nghiên cứu là Huyện Nho Quan Tỉnh Ninh Bình

Cao độ san nền: Trung bình từ 3-5m

Tài liệu mưa: mô phỏng mưa thiết kế với thời gian 48 giờ

Khu vực nghiên cứu được mô phỏng lại với 19 nút, 18 đoạn cống, với tổng diện tích 85ha

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00

Hình 3.1: Khai báo các thông số SWMM và các công số cơ bản

*/ Kết quả mô phỏng trên phần mềm

Sau khi dùng phần mềm SWMM mô phỏng lại hệ thống thoát nước, dùng mô hình mưa thiết kế làm tài liệu đầu vào được kết quả thể hiện tại hình 3.3 sau đây, các số liệu chi tiết xem trên phụ lục:1

Hình 3.3: Biểu đồ quan hệ lưu lượng theo thơi gian tại nút 18(Q-T)

Từ phụ lục 1 và Hình 3.3, ta dễ nhận thấy lưu lượng đỉnh Qđ= 14,82 (m3/s) đây là số liệu đầu vào dùng để tính toán dung tích hồ điều hòa theo các phương pháp khác nhau