Tối ưu hóa hệ thống cấp thoát nước và môi trường phan vĩnh cẩn pdf

PGS TS PHAN VNH CN TểI u HểA H THNG CP THOT Nc V MễI TRNG ỡ i:i K> OI 1 25'285 NH XUT BN XY DN G H N ễ I-2013 LI NểI U T nm hc - khoa Cao hc cp thoỏt nc v mụi trng ca Trucftig ỡ hc Kỡn trỳc H NI tien hanh giang dy theo chng trinh khang to Thc s (Ma s 60.58.70), t ong c mụn hc Tt a ho h thng cp thoỏt nc v Mụi tr g (Mó so NMT524) y la mụn hc khụng f gtdng dy chng trinh ỡ hc, Vi ?y cdc ky s saa kht trng ỡ vo hot ng khdo sỏt, thit k gtỏớn st tht cOng xdy lp, nghiờn ca khoa hc hoc gtdng dy thy rừ nhng mdng kin thiC cn dc b sangndy Mt cụng trinh cp thodt nc v mi Irỡxg cn dc xõy d p g cho hp ly nht )ỡg vi cht phi xõy dng thp nht v phat dc qadn ly khat thdc li u Cun sỏch Ti U'U hoỏ h ilng cp thoỏt nc v Mụi trng}} ó tng hp, dng cỏc ktn thc, thdnh ta ca cdc ngdnh khoa hc, cdc mụn hc khỏc nh toan, , sinh, hoỏ, trự hc, vt lu hc, cụng ngh thong tin V V tim cụng ngh tinh toan xõy dng v qun lý h thong cp thoỏt n v mụi tru ng dam bdo hot dng bn vimg \ hiu qu Tdc gta xin chõn thdnh cỏm n cdc chyốn gta, cc nha khoa hc, cc thy cụ giỏo v cỏc hc viờn ó ựng h v ng gúp nhiu kn qu bỏu cun sỏch dc i phc v cho nhu cu o to, nghiờn ciru v thc te sn xuat kinh doanh Tỏc g CHNG I TI U HểA u BI TON TI UtJ TNG QUT B i to ỏ n t i u t n g q u ỏ t c p h ỏ t b i u n h sau : C c i h ú a (c c ti u h ú a ) -Hm f(x)-ằ m a x (m in ) (1 ) gi(x)(< =, < ) b , i = 1, , m (1.2) xEXeR" (1.3) V i c ỏ c i u k in : B i to ỏ n ( 1, 1) n (1 ) c g i l m t q u y h o c h , h m f(x) c g i l h m m c tic u , cỏc h m gi(x), i = 1, , m c g i l c ỏ c h m r n g b u c M i n g th c h o c b t n g th c tro n g h (1 ) c g i l m t r n g b u c - T p h p: D = {x e X I g,(x )(< = , < ) b j , i = 1, , m } c g i l m i n r n g b u c M i i m M t p h cm g ỏn (1 ) X = (X| X2 Xn) G D c g i l m t p h o n g ỏn X * G D t c c i (h a y c c ti u ) c a h m m c tiờ u , c th : f(x.) > f(x), D i v i b i to ỏ n c c i f(x.) < f(x), Ê D i v i b i to ỏ n c c ti u (1 ) (1 ) c g i l p h o n g ỏ n t i u K h i ú g iỏ tr f(x.) c g i l g iỏ tr t i u c a b i to ỏn 1.2 PHN LOI BI TON M t tro n g n h n g phoig ỏn h i n n h iờ n n h t g ii b i to ỏ n t l p h n g ỏn d u y t to n b : T ỡm g iỏ tr tớn h c tỡm g iỏ tr c a h m f(x) trờ n t t c c ỏ c p h n g ỏ n , sa u ú so s ỏ n h c ỏ c g iỏ tr t i u v p h n g ỏ n t i u c a b i to ỏ n l 'u y n h iờ n c ỏ c h g ii n y k h ú th c h i n c , n g a y c k h i k ớc h th c b i to ỏ n k h ụ n g l n (s b i n n v s r n g b u c m l k h ụ n g lú n ) B i v ỡ, D th ụ n g th n g g m m t s r t l n p h n t , tro n g n h i u tr n g h p c ũ n l k h ụ n g m c V ỡ v y , c n p h i c ú n g h iờ n c u v p h õ n lo i tr c v m t lý th u y t c ú th tỏ c h t b i to ỏ n t n g q u ỏ t th n h n h n g b i to ỏ n d g ii C ỏ c n g h iờ n c u d ú th n g l: N g h iờ n c u c ỏ c tin h c h t c a c ỏ c th n h p h n b i to ỏ n (h m m c tiờ u , h m r rig b u c , c ỏ c b i n s , c ỏ c h s . ); t N g h iờ n c u c ỏ c d i u k i n t n t i c h o l i g i i; + N g h iờ n c u c ỏ c d i u k i n c n v c a c c tr,v v M t b i to ỏ n t i u d c g i l: * Q u y h o c h tu y n tin h (Q H T T ) n u h m m c tiờ u f(x) v t t c c ỏ c h m r n g b u c gi(x), 1= m l tu y n tin h M t tr n g h p q u a n tr n g c a Q H T T l b i to ỏ n v n tỏi * Q u y h o c h th a m s n u c ỏ c h s tr o n g b u th c c a h m m c tiờ u v c ỏ c r n g b u c p h th u c v o th a m s * Q u y h o c h d n g n u d i t n g x ộ t l c ỏ c q u ỏ trin h p h ỏ t tr i n th e o th i g ia n * Q u y h o c h p h i tu y n tin h n u f(x) h o c gj(x) l p h i tu y n h o c c h a i tr n g h p d ú cU ng x y * Q u y h o c h r i r c n u m i n r n g b u c D l t p r i rc * Q u y h o c h d a m c tiờ u n u tr n cU n g m t m i n r n g b u c la x ộ t d n g th O i c ỏ c hm khỏc 1.3 VN Mễ HèNH HểA V i c m ụ h ỡn h h ú a c ú b c : B c 1: X õ y d n g m ụ h ỡn h n h tin h c h o v n d th c t , t c l x ỏ c d in h c ỏ c y u t c ú ý n g h a q u a n tr n g n h t v x ỏ c n h c ỏ c q u y lu t m chU ng p h i t u n th e o b n g l i, b n g b i u d , c ỏ c d i u k i n k in h t k th u t, t n h iờ n c ỏ c m c tiờ u d t d c B c 2: X õ y d n g m ụ h ỡn h c h o v n d d a n g x ộ t, t c l d i n t li d i d n g n g ụ n n g to ỏ n h c c h o m ụ h ỡn h n h tin h M ụ h ỡn h to ỏ n h c th i t l p m i q u a n h g i a cỏc b i n s v c ỏ c h s d i u k h i n h i n t n g T r o n g b c n y p h i x ỏ c n h ; + H m m c tiờ u ; + D i n t b n g c ỏ c p h n g tr in h h a y b t p h n g trin h c ỏ c d i u k i n k in h t k th u t B c : S d n g c ụ n g c t o n h c d k h o s ỏ t v g i i q u y t b i to ỏ n h ỡn h th n h tro n g b c T i p th e o , c th h ú a c ỏ c h g i i b n g c ỏ c th u t to ỏ n t i u N u k ớc h th c l n , n n g i i b ^ g m ỏ y tin h v i n h n g p h n m m th ớc h h p B c 4: P h õ n tớc h v k i m n h li k t q u th u d c tro n g b c d õ y c n p h i x ỏ c n h m c p h ự h p c a m ụ h ỡn h v k t q u tin h to ỏ n v i th c t C ú h k h n n g c ú th x y ra: M ụ h ỡn h v k t q u tin h to ỏ n l p h ự h p ; M ụ h ỡn h v k t q u tin h to ỏ n k h ụ n g p h ự h p v i th c t N u k t q u k h ụ n g phự h p , c ú th c ú c ỏ c n g u y n n h õ n : t C ỏ c k t q u tin h to ỏ n tro n g b c c h a dU c h ớn lr x ỏ c c n th i t K h i d ú , phai x e m li c ỏ c th u t t o n -t C ỏ c s li u b a n u k h ụ n g p h n ỏ n h ỳ n g th c t g iỏ c , c h i p h ớ, n h m c , v t t k hi ú , c n i u c h n h li m t c ỏ c h c h ớn h x ỏc ^ M ụ h ỡn h n h tớn h c h a p h n ỏ n h c h i n t n g th c t cn r s o ỏ t li b c 1, x e m cú y u t n o , q u y lu t n o b b sú t k h ụ n g ? V i c m ụ h ỡn h h ú a b c c h a th a ỏ n g , c n x õ y d n g li c h o p h ự h p , m c t n g d n t tu y n tớn h n p h i tu y n , t tn h n n g 1.4 MT S BI TON V D 1.4.1 Bi toỏn M t b c h a n c c l m b n g th ộ p k h ụ n g r c ú d n g h n h tr ỏ y b n c h ỡn h trũ n c ú b ỏ n k ỡn h l R C h i u c a o b n c l H H ó y x ỏc n h t o n g q u a n k ớc h th c R v H s a o c h o v i R d u n g tớc h l n n h t m d i n tớc h th ộ p k h ụ n g g l m b c h a l nlr n h t B i gii: M u n v y , ta x ộ t h m Y : Y = 27TR.H + 2Tr.R 27tH + 47tR K h o sỏ t Y ta cú : Y (r) = C ho Y= ^ S u y ra: 27tH = -47tR (1 ) H = -2R (1 ) 27tH + 47tR = (1 ) (1 ) Hỡnh 1.1 N g h a l, v i n g k ớn h b c h a n c b n g c h i u c a o H , th ỡ d i n tớc h th ộ p In o x c n c ú l m b c h a n c l n h n h t õ y l m t b i to n c th c t n g d n g r t n h i u k h i g ia c ụ n g c ỏ c i n c h o c b e c h a n c g ia ỡn h t trờ n m ỏ i n h v ó e m li h i u q u c th 1.4.2 Bi toỏn H ó y x ỏ c n h k ớc h th c c a m t th a n h d m s a o c h o M o m e n t q u ỏ n tớn h c a n ú l l n n h t T h e o h ỡn h 1.2, m o m e n t q u ỏ n tớn h c a th a n h d m c x ỏ c n h th e o c ụ n g th c : = a.b^ ( 11) 12 tro n g ú: a, b - c ỏ c c n h c a th a n h d m v t a + b = K n N h vy: K b ^ -b ^ T _ (K -b )b ' , , Jx = - vJx= 12 12 ( 12) e k h o s ỏ t m o m e n t q u ỏ n tớn h c a th a n h d m , ta p h i Hinh 1.2 n g h iờ n c u h m s Jxã M u n v y , tỡm o h m c a Jx: , J _ K b ^ - b ^ ( 1 ) V 12 C h o J x = , t a c ú : K b - b = ( 1 ) b(3 K -4 b ) = ( 1 ) G i i p h n g ỡ n h (1 ) t a c : b = ( 1 ) K -4 b = ( 1 ) T h a y K = a + b v o ta cú : b ( a + b ) G i i r a ta c n g h i m : ( 1 ) b = a + 3b b = 3a ( 1 ) X ộ t n g h i m b = v b = a T a th y b = , n g h a l k h ụ n g c ú th a n h d m V y , n g h i m th c l b = a i u ú cú n g h a l v i c h i u c a o c a th a n h d m b n g l n c h i u r n g c a n ú th ỡ th a n h d m ú) cú m o m e n t q u ỏ n tớn h l n n h t V d : T h a n h d m c ú c h i u c a o b = c m v c h i u r n g l a = c m , th ỡ th a n h dlm c ú m o m e n t q u ỏ n tớn h l n n h t l: Jx ) 12 0 0 c m 1.4.3 Bi toỏn ti t k i m c h i p h n h t V i m t b c h a c ú d u n g tớc h c h o tr c V = a b H , c h i u c a o H c a b c o i n h k h ụ n g i th n g l y H = 4--5 m B n g c ỏ c h tớn h d i n tớc h to n p h n F c a b , l y o h m c p c a F , c h o o h m tr i t tiờ u tỡm r a k ớc h th c a, b t i u D i n tớc h to n p h n c a b c h a : t; F = a b + (a + b ) H (1 ) a + b = K (1 ) Hỡnh 1.3 H m m c tiờ u F c ú th v i t: F = 2ab + 2aH + 2bH ( 22) F = ( K - b ) b + (K - b ) H + b H F = K b - b b + K H - b H + b H V ỡ H l m t h n g s , n n o h m b c n h t F ' = K -4 b - (a + b) - 4b - a + 2b - 4b = a - 2b C h o o h m F = - > a = b V y c ỏ c b c h a c ú ỏ y h ỡn h v u ụ n g s ti t k i m c h i p h x õ y d n g n h t (1 23) CHNG2 U HểA H t h On g C p t h o At n c M ụ h ớn h to ỏ n v lý th u y t t i u d c n g d n g r t n h i u tr o n g c u c s n g , n g a y tro n g ln h v c c p th o ỏ t n c c n g d ó d c n g h iờ n c u v n g d n g n h i u tro n g cỏc c h u y n n g n h h p v d ó d t n h i u th n h t u k h q u a n T r o n g c h n g trin h n y , chU ng ta s dl v o t n g m c c a c h u y n d v b t d u t c ỏ c b i to ỏ n t i u NH NGHA TI u h ú a h th n g c p th o ỏ t n c l m t q u ỏ tr in h m tro n g d ú n g i ta p h a i tlm ctr c u x õ y d n g v q u n ly h th n g s a o c h o t n g c h i p h i l n h n h t 2.2 CC DNG BI TON TểI u 2.2.1 Ti u a im xõy dng TễI u d a d l m x õ y d n g n g h a l tim c ỏ c d a d l m d x õ y d n g c ỏ c c ụ n g trin h tro n g h th n g c p th o ỏ t n c n h : tr m b m , tr m x lý , d l n c , v tr i d t c ỏ c tu y n n g tru y n d n , p h õ n p h i, sa o c h o t n g c h l p h i x õ y d n g v q u n lý h th n g l n h n h t h (jc l t n g h p c ỏ c b i to ỏ n d ú l c x ỏ c n h a d l m t l u c h o t n g h n g m c c ụ n g tr in h tr o n g h th n g cp th o ỏ t n c , v l d n h d a d l m x õ y d n g k h u x lý l m t c ụ n g v i c q u a n tr n g v h t sc plc 2 1 a i m xõy d n g k h u x lý (K X L ) N g o i v i c p h a i r n g ró l, dU c h o c ỏ c g la l o n p h ỏ t tr i n th e o q u y h o c h , th i k h u v c d p h a i: - C a o , th o ỏ n g , k h ụ n g b Ung n g p - n g g ia o th ụ n g th u n l l; - C ú h al n g u n d i n tr lờ n v d i u k i n c u n g c p d i n th u n l l; - G n k h u v c cp n c cng n h n g u n n c; - C a o th u n l l d g i m ỏ p l c c h o tr m b m ; - T ỏ c d n g c a k h u x lý VI m ụ l tr n g x u n g q u a n h t t; - D c b i t , p h a i d ỏ p trn g d c c ỏ c y u c u v t in h to ỏ n thU y l c BI v l, c h i p h i d i n n n g c h o b m n c v c ỏ c h s k ố m th e o c h i m t tr n g l n tr o n g c ỏ c c h i p h l v q u n ly 2 a i m xõy d n g T r m b m , tr m t n g ỏ p , d l n c , b c h a , . Y u c u d l VI v i c x õ y d n g c ỏ c c ụ n g trin h k tr n d c th h i n n h sau : + N n d t t t, n u ti p g ia p VI s ụ n g , su i th l b s ụ n g , s u i p h a i n d jn h , dO ng c h y k h ụ n g cú tin h sOl m ũ n , p h ỏ hUy t i k h u v c d t tr m b m v vU ng lõ n c n ; + i ! th u n ti n , c p d i n d d n g ; t i c k t n i v i d n g n g h p lý v tu õ n th e o c ỏ c q u y lu t v thU y l c; + ic x õ y d n g d i n c , b c h a n c c n g d ũ i h i t n g t n h di v i tr m b m , n h n g tro n g m i liờ n h o n : T r m b m - d n g n g - b c h a (d i n c ) c h o t n g c h i p h i x õ y d n g v q u n lý l n h n h t N g o i , p h i q u a n tõ m dU ng m c d n d u n g tớc h c h a n h l b i t o n t i u tim k ớc h th c b c h a , tro n g d ú c ú x e m x ộ t v n d p h ỏ t tri n tro n g t n g lai 2.2 .3 Cỏc cụng trinh khỏc trờn mng T h ỏ p c t ỏ p , th ỏ p d i u ỏ p , h g a, h v a n , h n g c u h a c n d c b tri c h o h p lý; T h e o tiờ u c h u n , q u y p h p ; t D th a o tỏ c , v n h n h , s a c h a ; + T h e o q u y h o c h p h ỏ t tri n ; + v a c u i cU ng, n u c ú th th i tin h t i u th e o t n g c h i p h i x õ y d n g v q u n ly 2.2.2 Ti iru húa la ch n dung tớch cha D u n g tớc h c h a dU ng c h o b c h a n c th ụ , n c s c h , d i n c g n v i t r p b m , tr m t n g ỏ p , k h u x lý d u p h i d c n g h iờ n c u t m l trờ n c s tin h to ỏ n d u n g tớc h p h ự h p v i n h u c u dU ng n c V i c m n g l i tiờ u th h o t d n g v th a y d i t n g g i (B i u d dU ng n c n g y ) k ố m th e o h s d i u h ũ a : Kmựa Kngy Kgi d u p h i d c c h ỳ ý k h i x ỏ c n h d u n g tớc h b c h a v d i n c M t tro n g n h n g y u t q u y t n h d n d u n g tớc h c h a c h in h l m ỏ y b m V I th , c n s d n g c ỏ c lo i b m c ú h i u s u t c a o h o c c ú c ỏ c d c tin h p h ự h p , d d c tin h c a m ỏ y b m b ỏ m s ỏ t d n g tiờ u th n c tro n g b i u d dU ng n c th e o g i v nhrr v y d u n g tớc h b c h a s n h n h t S a u k h i x ỏ c n h d c d u n g tớc h c h a c n th i t, n g i th i t k c ũ n p h i k h o sỏt k ớc h th c c a b c h a s a o c h o c h i p h i x õ y d n g l t i u ( x e m m c , c h n g I) 2.2.3 Ti u húa vic ch n bm CO n h i u lo i b m d c s d n g tr o n g ln h v c c p th o ỏ t n c: B m ly tõ m B m c h im B m tr c n g B m h n g tr c B m th o ỏ t n c (c h u a x it) B m t n g , v v S a u k hi l p d t c n cú s th e o d i, k i m tra d d i u c h in h ch h o t d n g ch o p h ự h(.jp T u y v y , d i d a s s d n g b m ly tõ m D c tin h q u a n tr n g ' c bn nht ca bm ly tõ m l m i q u a n h g i a l u l n g v ỏ p l c c a b m (Q - H ) T h c t tro n g d i s n g , n g i ta h a y s n x u t c ỏ c lo i b m ly tõ m cú c ỏc c h i s Q v H c n h N u th a y d i l u l n g b m s k ộ o th e o th a y d i ỏ p l c b m T u y n h iờ n 10 n g i t a c n g k h u y n c ỏ o l n n th a y i l u l n g v ỏp l c b o m (Q - H ) t n g n g v i h i u s u t c a b m ly tõ m (n = ,6 - ,8 ) T r n g h p m u n th a y i Q - H , cú th t n d n g c ỏ c k h n n g s a u õ y ; 2 S v ũ n g q u a y n V i c th a y i s v ũ n g q u a y n c a m ỏ y b m s k ộ o th e o s th a y i t c c a b ỏ n h x c c ụ n g tỏc v d o ú s th a y i l u l n g b m S th a y i ú x y r a th e o n h lu t: n, n , H v n2 Q2 H ^2 (2 1) v^2y tr o n g ú : Q | v H - l u l n g v ỏp l c c a m ỏ y b m cú s v ũ n g q u a y l n i ; Q v H - t n g n g v i s v ũ n g q u a y n K h i th a y i Q - H th ỡ c ụ n g s u t n g c trờ n tr c m ỏ y b m c n g th a y i th e o v c x ỏ c n h : ^ n \ N- ( 2 ) yl^2y S th a y i c ỏ c i l n g Q , H , n v N , c a r a tr o n g v d c a b o m ly tõ m q u a bm g 1: Bng 2.1 Vớ d v s thay i vũng quay ca mỏy bm I = 2900v/min è2 Qi = 2500v/min H3 = 2000v/min H4 = 3200v/min Q2 = 0,862Qi Q3 = 0,690Q| Q 4=1,103Q i H cho trc H2 = 0,743Hi H3 = 0,476Hi H 4=1,218H i N1 N2 = 0,641N| N3 = 0,328Ni N4 = l,344Ni Qi Hi N, Q2 H2 N2 r n h m kw m^/h m 26.0 2.8 10 20 25.8 2.9 3.2 8.6 17.2 30 40 25.2 24.6 3.5 3.8 50 23.7 60 kw Q3 m^/h H3 m 19.3 1.8 19.2 6.9 18.9 1.9 2.0 13.8 25.9 18.7 2.2 20.7 34.5 18.3 2.4 4.3 43.1 17.6 22.6 4.6 51.7 70 20.9 4.9 80 18.8 90 N3 kw Q4 m% H4 m N4 kw 12.4 0.9 31.7 3.8 12.3 12.1 1.0 11.0 31.4 3.9 1.0 22.1 31.1 4.3 1.1 33.1 1.2 44.1 30.7 30.0 4.7 27.6 12.0 11.7 2.8 34.5 11.3 1.4 55.2 28.9 5.8 16.8 2.9 41.4 10.7 1.5 66.2 27.5 6.2 60.3 15.5 3.1 48.3 9.9 1.6 77.2 25.5 6.6 5.1 69.0 14.0 3.3 55.2 8.9 1.7 88.2 22.9 6.8 5.3 5.4 77.6 86.2 12.3 7.8 6.4 1.7 7.1 1.8 99.3 110 20.1 10.0 3.4 3.5 62.1 100 16.5 13.4 104,5 12.0 5.4 90.1 8.9 3.5 5.7 1.8 115 16.3 14.6 7.3 7.3 25.5 69.0 72.1 5.1 11 chn Di D chn (mm) D (mm) (mm) (mm) (m/s) 39 160,51 150 200 150 2,21 19 40 162,28 150 200 150 2,26 20 42 165,76 150 200 150 2,38 21 43 167,46 150 200 150 2,43 22 43,08 167,60 150 200 200 1,37 23 44 169,14 150 200 200 1,40 24 45 170,80 150 200 200 1,43 25 47 174,06 150 200 200 1,50 26 48 175,65 150 200 200 1,53 27 50 178,80 150 200 200 1,59 28 60 193,53 150 200 200 1,91 29 65 200,37 200 250 200 2,07 201,71 200 250 200 2,10 STT Q (//s) 18 30 Dt.u 31 70 206,93 200 250 200 2,23 32 15 213,22 200 250 200 2,39 33 78 216,88 200 250 200 2,48 34 78,2 217,12 200 251 200 2,49 35 78,3 217,24 200 250 250 1,60 36 80 219,28 200 250 250 1,63 37 83 222,81 200 250 250 1,69 38 86 226,28 200 250 250 1,75 39 90 230,79 200 250 250 1,83 40 100 241,59 200 250 250 2,04 41 110 251,80 250 300 250 2,24 42 115 256,71 250 300 250 2,34 43 117 258,64 250 300 250 2,38 44 120 261,50 250 300 250 2,44 45 124,98 266,16 250 ' 301 250 2,55 46 125 266,17 250 300 300 1,77 47 127 268,02 250 300 300 1,80 48 128 268,93 250 300 300 1,81 49 130 2. , 250 300 300 1,84 198 Q D t.u D, Di D chn chn ( //s ) (m m ) (m m ) (m m ) (m m ) ( m /s ) 50 135 1 ,1 250 300 300 1,91 51 140 ,6 250 300 300 ,9 52 50 8 ,1 250 300 300 ,1 53 60 ,2 250 300 300 ,2 54 70 ,2 300 350 300 ,4 55 180 1 ,8 300 350 300 ,5 56 ,2 5 ,0 300 350 300 ,6 57 185 ,5 300 350 350 ,9 58 90 ,2 300 350 350 ,9 59 200 ,4 300 350 350 ,0 60 210 3 ,4 300 350 350 ,1 61 215 3 ,8 300 350 350 ,2 62 220 ,2 300 350 350 ,2 63 230 ,8 300 350 350 ,3 64 240 ,3 350 400 350 ,4 65 250 ,6 350 400 350 ,6 66 ,5 ,6 350 400 350 ,6 67 ,8 ,8 350 400 400 ,0 68 270 ,8 350 400 400 ,1 69 280 7 ,8 350 400 400 ,2 70 290 ,6 350 400 400 ,3 71 300 ,2 350 400 400 ,3 72 315 ,6 350 400 400 ,5 73 320 0 ,3 400 500 400 ,5 74 330 ,7 400 500 400 ,6 75 340 1 ,0 400 500 400 ,7 76 350 ,2 400 500 400 ,1 77 360 ,3 400 500 400 ,8 78 370 ,4 400 500 400 ,9 79 380 ,3 400 500 400 ,0 80 ,5 ,1 400 501 400 ,0 81 ,9 ,3 400 500 500 ,9 STT 199 chn Q Dt.u D, D, D chn (//s ) (mm ) (mm ) (mm ) (mm) (nVs) 82 390 436,27 400 500 500 1,99 83 400 441,10 400 500 500 2,04 84 430 455,17 400 500 500 2,19 85 450 464,24 400 500 500 2,29 86 470 473,09 400 500 500 2,39 87 480 477,44 400 500 500 2,44 88 500 485,98 400 500 500 2,55 89 520 494,33 400 500 500 2,65 90 533 499,66 400 500 500 2,71 91 534 500,06 500 600 500 2,72 92 540 502,49 500 600 500 1 93 544 504,11 500 600 500 , 94 545 504,51 500 600 500 2,78 95 550 506,51 500 600 500 2,80 96 560 510,49 500 600 500 2,85 97 580 518,33 500 600 500 2,95 98 600 526,02 500 600 500 3,06 99 610,2 529,88 500 600 500 3,11 100 610,4 529,96 500 600 600 2,16 101 615 531,69 - 500 600 600 2,18 102 640 540,97 500 600 600 2,26 103 660 548,25 500 600 600 2,33 104 680 555,40 500 600 600 2,41 105 700 562,44 500 600 600 2,48 106 720 569,36 500 600 600 2,55 107 730 572,78 500 600 600 2,58 108 740 576,18 500 600 600 2,62 109 586,21 500 600 600 2,72 110 790 592,77 500 600 600 2,79 111 800 596,02 500 600 600 2,83 112 820 602,44 600 700 600 2,90 113 840 608,78 600 700 600 2,97 ST T 200 D: D chn V chn ( :n m ) (m m ) (m m ) ( n ỡ/s ) ,0 00 700 600 ,0 870 ,1 00 700 600 ,0 116 898 6 ,6 600 700 600 ,1 117 9 ,5 600 700 600 ,1 118 900 ,2 600 700 700 ,3 119 901 ,6 600 700 700 ,3 20 920 633,31 600 00 700 ,3 121 950 ,2 600 700 700 ,4 122 970 ,0 600 700 700 ,5 123 1000 6 ,6 600 700 700 ,6 Q 1)1.u D, ( //s ) (m m ) 114 860 115 STT T c k in h t l tc m hm m c tiờ u n h n h t , h a y t n g c h i p h x õ y d n g v ch i p h q u n lý v n h n h l n h ũ nht C n g t k t q u tớn h to ỏn ta xỏc n h c k h o n g v n t c k in h t n g v i m i lo i n g k ớn h n g t n g n g vi m t k h o n g l u l n g , v n t c k in h t x ỏ c n h th e o b n g d i õy Bng 21.PL2 Bng lu lng, tc kinh t S IT ng kớnh iig Khong lu l ng (1/s) 10 < Q < 18,95 150 19 C M ề ề ề " " N ' s C DC D " < C M g ầ " " " " P ' " < ' ể D < C C M s r ) C S ằ C N N " S C M f C D S C M C D f f C M N N C M 203 e o in in in in rvi eg ei ei ei eg e i 0) + + c^ eg e in eg in + + + I + + + + + + CD + + + + - + L NI (? CS < csi ei ei } > Ê ? ' ? ~ X II h cd ' CT' CD CD CD t CCT ej f in ej ei CCT in in CD eg CCT CD f in eg in eg ei CCT o in in in o eg eg ' ej eg ei eg eg ej ej in CD CCT in ej in ei in cct eg eg ' ei eg CD eg r eg" ej eg CD ei )CCT eg in in in in r f ej eg (O eg eg < e ei in in in CD CD CD CD - CCT CD CD in CD CD CD eg eg in e in in CD > n in" in CD CO in CD CCT CD CO CD CCT CD CD in CCT in < ề ũ ej ề < CD e CVJ eằ - e i eg e i eg eg ej eg CD " CM csg eg eg csg c eg CD eg eg _1 CD CCT CD" t CM ' ' 'CD t D ^ te CCT CCT CD CD eg eg ei in eg (N f in ei in : s in CCT ei t in eg ej eg ề ; ũ CCT eg CM c CD CD ei CN eg CD CD ei CD CD CD CD in in " e g in co CD Tt m m eg eg ũ < 204 eg Ê E CD ũ eg ei eg > Ê ? CCT > CD " in eg < eg fl eg eg ei Ê CD CD ei eg X C in Ci ) CD ) CNJ CN : > ế in in" CD ei fl S CD ej c3 ei fl e eg CD CD eg in f f! eg ' CD CD CD CD CD CD CCT CCT ro CCT lã eg Y CD ' ej CD in CD t in in CD CD > CD eg > eg > CT) ; ' Co ei CT) CD CD in cO eg in CD in CD CD i II X' t C > ẻ IX s r CD ej ei > CD < - CD to eg eg r t < e i ) ei CCT ú S* in ) < ' cct' e| eg ei eg es ei ei ei cú C CT ãCTJ /) ' g g g g g + + + + + + + + + ' CD " " " N ' N " CD CD cd' n " " CD CD cD N N CD " N " ' CD N " ' esi N " " " CD ' N N ' " " " " CD s " N " ' N N CD cD " " N N " ' cO N " I " N N N N " + + + + + + " N * N " " " N N " " " esi N N N " CD CD N* CT' * " N ' " ' " - N ' N " ' N N " N èD g ' ( ) s ao ẻ CT UT)' < O cg f4 io ' en ' r; CD Ê> i X " U i I I : > C I I IICS N N CD ' ' (ể ? " N N " " " > : " ' ' " N CD ) ^ N " " CD ' N " " n" ' ' N* " N ' N " ' N s" N ' N S N CD ề ề ề N CD N CD N cD CD ề ề CSẻ ề N CD CD N CD CD C S CD CD cD ã r CD CD CM N N N N N g g N ' CSJ " N N ề ề Csi e s i S ề ề ề ề ề CD CD N esi N CD N N ci CD CD i CD ề CM esi esi N esi CD " N N ( " N " " " N ' ( CD ' CD CD " S + + " N - N " " S + + + ' " + - + " S " " S N ' ' " ' " " S S S > CN ' oo CO > CM 04 CO Tf N lO S ề ề ề ề ' " " " " C CM oo > CM f ầ S < N N > CM 8 S ; ; ' ẻ 206 > ) N ề ể esi S S 04 > ằ " f ' '' ' ' " " ' " " Lo - N N ề ề ề r cji - ; ' ' '4 ' ' 30 " - " ề ề S ề ề " ề ề g ' ' ' 4' " ' " " " ề ề " " " " ' ' ' "" ' ' " ' f ' " _| " ĩ " " " 'cO S ; fl ; ' rJ ci r-j > ề S cri ề ề ề ề " ể " ề ề ề ' ã CM - CfJ Lo < LO ." ' + + ' ' exi + ' ' ô ; esi + f ẽ " rsi " CM f " " ' " ' ' ' ẽ ' " " ' f S S S ' ' ' 30 + S S - ; ; ề co' S 04 ỡ N N + ề ề ề ề ề 8 8 8 s f ề ề S ề on S f f CM CM esi esi ' f S ; ? ằ S f4 ụ ề ề " ' f < ; - s N CO S - S ' g h ề ề ề 8 8 8 8 8 ề T LIU THAM KHO I K S P h ự n g B o A n h n g d n g l th u y t t i in i t r o n g v i c l a c h n k h u x lý n c S ụ n g , 2006 P h ự n g B o A n h L a ch n v tr k h u x lý n c S ụ n g tr n c s n g d n g lý th u y t t i u L u n C ao hc, H X D H N i, 1 H X u õ n n h T i u lun C ao hc: Ti u h a n g d n g tro n g cp th o ỏ t n c v M ụ i t r n g , H K T H N i, 20 P h a n Vnh cn T i u h ú a m n g l i n g n g t r u y n d n v p h õ n p h i n c s c h L u n v n T S D resd en , T e c h n isc h e U n iv e rs ita t, 9 , ti n g c T S P h a n V n h c n T i u h ú a h th n g c p th o ỏ t n c v M ụ i t r n g - G iỏ o trỡn h m ụ n h c d n h ch o h c v iờn cao h c T r n g i h c X õ y d n g T S P h a n V n h c n G i o trn h lý tlu v t i u t r o n g th i t k x õ y d n g v v n h n h h th n g c p th o ỏ t n c P h a n V n h c n C ỏ c h i g i n g l p C a o h c cp th o ỏ t n c c u H X D v H K T H N i 2000 - 2012 P h a n V n h cn N h n g y u t ch ớn h n h h n g n b i to ỏ n to i u n g o n g c p n c T p c h X õ y d n g , th ỏn g /2 0 P h a n V n h cn T p T i u h a v i c x õ y d n g c ỏ c tr m b m v k h u t n g ỏ p c a p n c Xõy dng, thỏng 9/2008 10 P h a n Vnh cn Y u l kinh t th tr n g t r o n g v i c c h n n g k n h t i u c a m n g l i c p n c T p cp th o ỏ t n c , th ỏ n g /2 0 I I L ó V n C n g N õ n g cao h iu q u k h th ỏ c h th n g tr m b m g i n g N h m ỏ y n c H ỡn h H N i, L u n C ao h c , H K T H N i, 1 12 L T h n h C ụ n g B ỏ n g tớn h n g kớn h t i u c h o n g th ộ p T i u lu n C a o h c ti H K T H N i, 1 13 T h s L D u n g G i ỏ o trỡn h c ụ n g trỡn h th u n c tr m b m c p th o ỏ t n c N h x u t b n X õ y d n g , 20 14 T S N g u y n N g c D un g Q u ỏ n lý t n g h p t i n g u y n n c n g m v ự n g H N i ỏ p n g n h u c ỏ u tiu th n c c ự a ụ th 15 N g u y n T r n g D n g , P h m N g c B o V n h n h v b o d n g h th n g c p n c N h x u t b n X õy d n g , H N i, 0 207 16 K S V u M in h c Toi un hoỏ q u y hoch h th on g c p n c ụ th 1998 17 P G S T S L H ụ n g D c C s a chat cụ n g trinh v a chai thu van cụ n g trỡnỡi N h x ut bn X õy d ng, 2004 \ > \ B ' \ n g d n g ly thuyt t i i tro n g vi c la chn a im nh m ỏy x lý n c m t Sụn g H ng, 0 19 T h s N g u y n T h l H n g B n g tinh toỏn thu lc m n g l i c p nc 'lO.T.mV Q uang Wko N ghiờn cu nõng ca o hỡu qu t i s d n g nuOc rUa b l n g b l c t i N h m ỏy nc C ỏo nh H Ni, L u n v n C a o h c , D H K T , H N i, 2011 N g u y n Q u a n g H u y B n g linh: g kinh to i u ch o o n g nha PE T i u lu n c ^ o h c t i d H k T H n ỡ , 1 2 H o n g H u G iỏ o trinh ca p th oỏt nc N h x u t b n X õ y d n g , H N i, 1993 P G S , T S N g u y n D c N g h a Ti u h oỏ - Q uy h och tuyn tinh v r i rc N h x u t b n G iỏ o d c T r n H i u N h u , T r n D c H , H i, n g Q u c D n g , N g u y n V n T in cp th o ỏ t nc N h x u t b n K h o a h c K th u t, H N i, 1996 P h m T r n g M n h Q un lý ụ th N h x u t bn X õ y d n g , H N i, 0 T rn h X u õ n L a i X lý nc - C ap n c cho sinh h o t v cụ n g nghip N h x u t b n X õ y d n g , H N i, 0 n C h u o n g trinh 26-C : N ghiờn cUu Ung d u n g tin b khoa hc k thut cho c a p th o ỏ t nc v x lý p h õ n rỏc t i cỏ c thnh p h l Vit Nam, 1990 N g u y n V n S n B n g tinh ng kinh t i u cho n g BTCT T i u C a o h c ti D h X D H N i, 0 B ự i M in h T ri Ti u ho T r n g D i h c B ỏ c h k h o a H N i c p nc - Tp - M n g lu l th o d t nuc H i c p th o ỏ t n c V i t N a m cp n c - T p l H i c p th o ỏ t n c V i t N a m Thoỏt n c - T p 3 L iờ n h i p c ỏ c h i k h o a h c v k th u t V i t N a m (2 /1 /2 ) K h a i th ỏ c n c ngm N I - B o d n g v ố tin h t r n g ụ n h i m v s u t l n m t d t C ụ n g ty th i t k c p th o ỏ t n c - B X õ y d n g A T L A S c p nc ụ th Vit V a w , H N i, 1993 C ụ n g ty n c v m ụ i tr n g V i t N a m - B X õ y d n g D ỏn x õ y dung nh m y nc s d n g ngun nc m t Sụn g H ng, H N i, 0 H i c p th o ỏ t n c V i t N a m Tp c h i c p th odt nc /2 0 , H N i, 0 , 208 37 B X õ y d n g nh hm phỏi t>'in c p nc ụ th n nm 2020 N h x u t b n X õ y d n g , H N i, 1999 38 T i li u d o n h m ỏy n c H ỡnh cp /2 39 T i li u d o C ụ n g ty kinh d o an h n c sch s c u n g c p n m 40 P O N T -A -M O U S S O N Sỏch hm'mg dõn v th ụn g tin v cỏ c sn p h m on g g a n g dnh cho thit k v thi cụng lp t m ng l i c p n c v cu ho C n g h o Phỏp K A IS E R , G Ti u húa h thng ph õn p h o i n c D resd en , C H L B c , L u n v n T S T e c h n isc h e U n iv e rsitat, 1974, ti n g c 42 K IT T N E R , H Giỏo trỡnh cp nc Berlin, C H L B c , N h x u t b n B a u w e s e n , 0 , ti n g c 43 M O S N IN , L Tớnh toỏn kinh t k' thut h th on g n g n g ca p nc M oskva, N h x u t b n X õy d n g , 1997, ti n g N g a 44 N A K A J IM A , s Tớnh toỏn ng on g dn nc theo n g i ngn nht T p 45 A B R A M O V , N N Tnh toỏn h thng n g n g p h õ n p h i nc M oskva N h x u t b n X õ y d n g , (ti n g N g a), 1998 46 A H R E N S , w Phng p h ỏ p ti m i húa cỏ c u t K a rls ru h e , T e c h n is c h e U n iv e rs ita t, C H L B c, L u n v n T S , ti n g c , 1974 47 B A U C H W T Z n g d n g p h n g p h ỏ p t i lu n g t r o n g cp th o ỏ t n c B e r l i n , T p W W T 1993, ti n g c 48 B E R N D T , D Phng p h ỏ p ti int húa m ng l i n g ct D resden T p ch W a s s e r u n d B o d en , ti n g c, 1987 49 C E M B R O W C Z , R, Ti u m ng l i n g n g dn c p n c H annover, C H L B c , T p ch G W F , ti n g c, 1986 50 C O L L IN S , A p dng ph ng p h ỏ p p h n t hu hn cho h thng p h õ n p h i nc T p ch A W W A , H o a k 1979, ti n g A n h 51 D O B S C H U T Z , L Ti im húa kớch th c n g n g c p nc c ỏ p lc D a m sta d t, C H L B c, T p ch W U.B 994, ti n g c 52 H U M M E L , J Ti u húa la chn v hnh h thng bm ca p nc D resden , C H L B c , L u n v n T S , T e c h n isc h e U n iv e rs ita t , ti n g c 209 MC LC L i núi u Cho-ng 1: TI U HểA 1.1 Bi toỏn toi u tng quỏt 1.2 Phõn loi bi toỏn 1.3 Vn mụ hỡnh húa 1.4 Mt s bi toỏn vớ d 1.4.1 Bi toỏn 1.4.2 Bi toỏn 1.4.3 Bi toỏn 5 7 7 Chng 2: TI u HểA H THểNG CP THOT N c 2.1 nh ngha 2.2 Cỏc dng bi toỏn ti u 2.2.1 Ti u a im xõy dng 2.2.2 Ti u húa la chn dung tớch cha 2.2.3 Ti u húa vic chn bm 2.2.4 Ti u húa cỏc quỏ trỡnh cụng ngh 2.2.5 Cỏc bi toỏn ti u tng hp cp thoỏt nc v mụi trng 2.2.6 Xỏc nh lch chy bm 2.2.7 Ti u húa qun lý, hnh cỏc ging khoan v trm bm ging 2.2.8 Thau ng ng 2.2.9 Lý thuyt c bn xỏc nh ti u húa ng ng cp thoỏt nc 9 10 10 14 15 15 17 18 19 Chng 3: TI U HểA NG KNH NG 25 3.1 S cn thit ti u húa ng kớnh ng 3.2 C s cụng ngh 3.3 C s kinh t 3.3.1 Chi phớ xõy dng 3.3.2 Chi phớ qun lý 25 26 27 27 28 3.4 Cỏc bc tin hnh 32 Chng 4: NG DNG TI U HểA TRONG MT s H THNG CP NC 4.1 Nõng cao hiu qu khai thỏc h thng trm bm ging nh mỏy nc h ỡnh H Ni 4.1.1 Xỏc nh cỏc thụng s tớnh toỏn trm bm ging 4.1.2 Lp t hp ging khai thỏc 210 33 33 33 40 4.2 !:"ng dng lý thuyt ti u nng cao hiu u x lý nc ru bC lng, bờ lc li nh niỏ^ Tng uan v dõy chuyốn x lý nc sch nh mỏy nc Cỏo Dinh H tling x lý nc rira b lỏ'.ng, b lc Nh mỏy nc Cỏo Dinh S liu clit lirryng nc NMN Cỏo Dinh TliOng s cỏc cụng trinh xti' ly nc b lng, b lc NMN Cỏo nh Xỏc nh pH ti iru v lng phốn ti iru cho dõy chuyn xir ly nirOc rtra b lng, b lc NMN Cỏo Dinh 4.2.6 Sỏnh giỏ cỏc cụng trinh xd lý nc b lng, b lc NMN Cỏo sinh 4.2.7 Mt s kin ngh nõng cao hiu qu tỏi s dng nirOc b lng, b lc NMN Cỏo Blnli 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 67 67 74 82 82 85 89 90 4.3 La chn v tri khu x lý nc sỡig d trờn c s ng dng lý thuyt ti u 96 4.3.1 Khi quỏt chung 96 4.3.2 Tng quan v d ỏn xõy d ig H thng cp nc sụng s a 97 4.3.3 La chn v tri khu xU ly nc Sụng S trờn co s ng dng ly thut ti u 106 Phu luc 1: 146 Bng l.PTl Bng cht lng nc sụng s a 146 Bng 2.PL1 Tiờu chun cht lirng nc sau x lý v tiờu chun cht lng nc thi mụi trng 147 Bng 3.PL1 Bng tiờu chun TCVN 5945-1995 149 Bng PLl Cỏc nh mỏy irc dang cung cp cho khu vc 150 Ph lc 2: s t INH TON CHN OH.NG KNH TI LUlJ 156 Tinh toỏn clio ng bờ tụng ct thộp 156 Tinh toỏn ng gang 169 Tinh ton clio ng nlia HS1)E 179 Tinh dng kinh ti u cho ng thộp 192 Ti liu th a m k h o 207 211 TI HO H THNG CP THOT N c V MễI TRNG Chu trỳclỡ ỡhim xut hn: T R IN H X U N S N Biờn tp: BI HU LAM C h h n i n t : TR N TH HO I S a h õ n in : BI HU LA M T r ỡ n h h y h ỡa : NG U Y N N GC DNG In 300 cun kh 19x27cmti Xcmg in Nli xut bn Xõy dng Giy chp nhn óng ký k hoch xut bn s 408-2013/CXB/07-2/XD ngy 2-4-2013 Quyt nh xut bn s 141-2013/QXB ngy 9-7-2013 In xong np lu chiu thỏng 8-2013 212