Nghiên cứu đánh giá khả năng tải nước của hệ thống đường dẫn trong lưu vực tiêu trạm bơm yên sở

1 LỜI CẢM ƠN ♥ Luận văn”Nghiên cứu đánh giá khả tải nước hệ thống đường dẫn lưu vực tiêu trạm bơm Yên Sở” hoàn thành Ngoài cố gắng thân, tác giả giúp đỡ nhiệt tình thầy, giáo, gia đình bạn bè Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo GS TS.Dương Thanh Lượng, người trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ cung cấp tài liệu, thơng tin cần thiết cho tác giả hồn thành Luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn giúp đỡ Ban quản lý dự án Thoát nước Hà Nội, Phịng QLXD cơng trình Sở NN PTNT Hà Nội cung cấp tài liệu cần thiết cho tác giả hoàn thành luận văn Tuy nhiên thời gian có hạn, trình độ cịn hạn chế, số liệu công tác xử lý số liệu với khối lượng lớn nên thiếu xót Luận văn khơng thể tránh khỏi tác giả mong tiếp tục nhận bảo giúp đỡ thầy giáo ý kiến đóng góp bạn bè đồng nghiệp Cuối tác giả xin chân thành cảm ơn lòng người thân gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ khích lệ tác giả suốt trình học tập hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, tháng năm 2011 Tác giả Lê Xuân Thắng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU THỐNG KÊ CÁC HÌNH VẼ TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 10 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 11 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 11 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 CHƯƠNG 13 TỔNG QUAN HỆ VỀ HỆ THỐNG TIÊU THOÁT NƯỚC 13 CỦA LƯU VỰC TIÊU YÊN SỞ 13 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 13 1.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ 20 1.3 KHÁI QUÁT VỀ TÌNH HÌNH TIÊU THỐT NƯỚC CỦA HÀ NỘI 24 1.3.1 Hiện trạng hệ thống thủy lợi 24 1.3.2 Tình hình úng ngập khu vực nguyên nhân .26 1.4 CÁC DỰ ÁN THOÁT NƯỚC HÀ NỘI ĐÃ VÀ ĐANG THỰC HIỆN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC TRONG TƯƠNG LAI 27 1.4.1 Các dự án thoát nước Hà Nội thực hiện: 27 1.4.2 Hướng phát triển hệ thống thoát nước Hà Nội tương lai 29 CHƯƠNG LỰA CHỌN MÔ HÌNH TÍNH TỐN TIÊU NƯỚC 31 VÀI NÉT VỀ MƠ HÌNH TÍNH TỐN TIÊU NƯỚC MẶT 31 2.1.MƠ HÌNH GHÉP 32 2.1.1.Cơ sở mơ hình phương trình .32 2.1.2 Cách giải 33 2.1.3 Điều kiện áp dụng mơ hình .34 2.1.4 Nhận xét .34 2.2.MÔ HÌNH HORTON 34 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2.2.1.Cơ sở thiết lập mơ hình, phương trình cách giải .34 2.2.2.Nhận xét mơ hình 36 2.3 MƠ HÌNH THỦY LỰC 37 2.3.1.Phân tích hệ phương trình vi phân sở 37 2.3.2.Áp dụng hệ phương trình vi phân sở cách giải toán 39 2.3.3.Nhận xét mơ hình 41 2.4 MƠ HÌNH TRANSFERT 42 2.4.1.Cơ sở thiết lập mơ hình phương trình 42 2.4.2.Cách giải toán .42 2.4.3.Nhận xét mơ hình 44 2.5 MƠ HÌNH EPA SWMM 44 2.5.1.Giới thiệu mơ hình SWMM 44 2.5.2.Cấu trúc mơ hình .45 2.5.3.Phương pháp tính tốn mơ hình .48 2.5.4.Các ứng dụng điển hình SWMM .53 2.5.5.Khả mô mơ hình SWMM 53 2.5.6.Nhận xét mơ hình 55 2.6.LỰA CHỌN MƠ HÌNH TÍNH HỆ SỐ TIÊU NƯỚC MẶT CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU 55 CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SWMM ĐỂ TÍNH TỐN THỐT NƯỚC CHO VÙNG NGHIÊN CỨU 56 3.1 MÔ TẢ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 56 3.2 LẬP MƠ HÌNH TỐN MƠ PHỎNG HỆ THỐNG THỐT NƯỚC 57 3.2.1 Số liệu địa hình 57 3.2.2 Số liệu mưa 57 3.2.3 Tiểu lưu vực 59 3.2.4 Các thông số nút 60 3.2.5 Các thông số mặt cắt sông 60 3.2.6 Các cơng trình điều tiết 60 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 3.2.7 Các Hồ điều hòa 60 3.2.8 Các thông số mô chế độ bơm đặc tính máy bơm .60 3.3 PHƯƠNG ÁN QUẢN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ỨNG VỚI QUY HOẠCH ĐÔ THỊ HIỆN TRẠNG 61 3.3.1 Đánh giá khả làm việc trạm bơm đầu mối Yên Sở 61 3.3.2 Đánh giá khả làm việc hệ thống kênh 62 3.3.3 Kết tính tốn: 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 1.Kết luận 93 2.Kiến nghị 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 PHỤ LỤC 96 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật THỐNG KÊ CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân bố cao độ vùng Thanh Trì .15 Bảng 1.2: Phân bố cao độ vùng Từ Liêm 15 Bảng Lượng mưa lớn thời đoạn ứng với tần suất thiết kế (Trạm Láng, Hà Nội) 17 Bảng Cường độ mưa lớn thời đoạn ứng với tần suất thiết kế (Trạm Láng - Hà Nội) 18 Bảng Bảng mực nước lớn sông Hồng Hà Nội, tần suất p = 10% 18 Bảng Mực nước sông Nhuệ (m) (liệt tính 1957 - 1977) .19 Bảng Danh sách đơn vị hành Hà Nội .20 Bảng 3.1: Lượng mưa tính tốn phân phối mưa theo .57 Bảng 3.2:Chế độ chạy máy trạm bơm 61 Bảng 3: Mực nước lớn hồ Yên Sở ứng với lưu lượng thiết kế 65 Bảng 4: Mực nước lớn hồ Yên Sở ứng với lưu lượng thiết kế 68 Bảng Mực nước lớn hồ Yên Sở ứng với trường hợp lưu lượng thiết kế trạm bơm lượng mưa tính tốn 69 Bảng Quan hệ QTK X ứng với ZmaxYS=+4,5 m .70 Bảng Bảng thống kê nút bị ngập sông Tô Lịch 81 Bảng Bảng thống kê nút bị ngập sông Tô Lịch 83 Bảng Bảng thống kê nút bị ngập sông Tô Lịch 85 Bảng 10 Bảng thống kê nút bị ngập sông Tô Lịch 90 Bảng 11 Bảng thống kê nút bị ngập sông Tô Lịch 92 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật THỐNG KÊ CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Đoạn sơng Tơ lịch đoạn qua cầu Trung Hịa trước cải tạo 28 Hình 2: Đoạn sơng Tơ lịch đoạn qua cầu Trung Hịa sau cải tạo 28 Hình 2.1 Sự cắt khu đẳng thời 33 Hình 2.2 Chia vùng nghiên cứu thành lưới ô vuông 35 Hình 2.3 Phần tử tính tốn 35 Hình 2.4 Sơ đồ sai phân 38 Hình 2.5 Nút C 40 Hình 2.6 Các thành phần hệ thống mô SWMM 46 Hình 2.7 Mơ hình hồ chứa phi tuyến Subcatchment 49 Hình 2.8 Mơ hình nước ngầm vùng .50 Hình 3.1: Sơ đồ vùng nghiên cứu 56 Hình 3.2: Các tiểu lưu vực (Subcatchment) 59 Hình 3 Mơ đường đặc tính máy bơm 61 Hình 4: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=90 m3/s, X=338 mm 63 Hình 3.5: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=90 m3/s, X=350 mm 63 Hình 6: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=90 m3/s, X=388 mm 63 Hình 3.7: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=90 m3/s, X=400 mm 64 Hình 8: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=90 m3/s, X=450 mm 64 Hình 9: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=90 m3/s, X=500 mm 65 Hình 10: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=90 m3/s, X=575 mm 65 Hình 11: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=144 m3/s, X=338 mm .66 Hình 12: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=144 m3/s, X=350mm 66 Hình 13: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=144 m3/s, X=388mm 67 Hình 14: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=144 m3/s, X=400mm 67 Hình 15: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=144 m3/s, X=450mm 67 Hình 16: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=144 m3/s, X=500mm 68 Hình 17: Quá trình mực nước hồ Yên Sở ứng với QTK=144 m3/s, X=575mm 68 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 18 Quan hệ mực nước lớn hồ n Sở ZmaxYS lượng mưa tính tốn X với phương án lưu lượng thiết kế trạm bơm 69 Hình 19 Quan hệ X QTK khống chế ZmaxYS=+4,5 m 70 Hình 20: Kết mơ mức nước sông Tô Lịch Q=90m3/s, X=338mm .71 Hình 21: Kết mô mức nước sông Lừ Q=90m3/s, X=338mm .72 Hình 22: Kết mơ mức nước sơng Sét Q=90m3/s, X=338mm 72 Hình 3.23: Kết mơ mức nước sông Kim Ngưu Q=90m3/s, X=338mm 72 Hình 3.24: Kết mô mức nước sông Tô Lịch Q=90m3/s, X=350mm .74 Hình 25: Kết mô mức nước sông Lừ Q=90m3/s, X=350mm 74 Hình 26: Kết mơ mức nước sơng Sét Q=90m3/s, X=350mm 74 Hình 27: Kết mô mức nước sông Kim Ngưu Q=90m3/s, X=350mm 75 Hình 3.28: Kết mô mức nước sông Tô Lịch Q=90m3/s, X=388mm .75 Hình 29: Kết mơ mức nước sơng Lừ Q=90m3/s, X=388mm .76 Hình 30: Kết mô mức nước sông Sét Q=90m3/s, X=388mm 76 Hình 3.31: Kết mơ mức nước sơng Kim Ngưu Q=90m3/s, X=388mm .76 Hình 3.32: Kết mơ mức nước sông Tô Lịch Q=90m3/s, X=400mm 77 Hình 33: Kết mơ mức nước sơng Lừ Q=90m3/s, X=400mm 77 Hình 3.34: Kết mô mức nước sông Sét Q=90m3/s, X=400mm .78 Hình 3.35: Kết mơ mức nước sơng Kim Ngưu Q=90m3/s, X=400mm 78 Hình 3.36: Kết mô mức nước sông Tô Lịch Q=90m3/s, X=450mm 79 Hình 37: Kết mô mức nước sông Lừ Q=90m3/s, X=450mm 79 Hình 3.38: Kết mơ mức nước sơng Sét Q=90m3/s, X=450mm .80 Hình 3.39: Kết mô mức nước sông Kim Ngưu Q=90m3/s, X=450mm 80 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 40: Kết mơ mức nước sông Tô Lịch Q=90m3/s, X=500mm 81 Hình 41: Kết mơ mức nước sơng Lừ Q=90m3/s, X=500mm 81 Hình 42: Kết mô mức nước sông Sét Q=90m3/s, X=500mm 82 Hình 43: Kết mơ mức nước sơng Kim Ngưu Q=90m3/s, X=500mm82 Hình 3.44: Kết mô mức nước sông Tô Lịch Q=90m3/s, X=575mm 83 Hình 45: Kết mơ mức nước sơng Lừ Q=90m3/s, X=575mm 83 Hình 46: Kết mô mức nước sông Sét Q=90m3/s, X=575mm 84 Hình 47: Kết mơ mức nước sơng Kim Ngưu Q=90m3/s, X=575mm84 Hình 3.48: Kết mô mức nước sông Tô Lịch Q=145m3/s, X=450mm 86 Hình 49: Kết mơ mức nước sơng Lừ Q=145m3/s, X=450mm 86 Hình 50: Kết mô mức nước sông Sét Q=145m3/s, X=450mm 87 Hình 3.51: Kết mơ mức nước sông Kim Ngưu Q=145m3/s, X=450mm 87 Hình 3.52: Kết mơ mức nước sông Tô Lịch Q=145m3/s, X=500mm 88 Hình 53: Kết mơ mức nước sơng Lừ Q=145m3/s, X=500mm 88 Hình 54: Kết mô mức nước sông Sét Q=145m3/s, X=500mm 89 Hình 55: Kết mơ mức nước sông Kim Ngưu Q=145m3/s, X=500mm 89 Hình 56 : Kết mơ mức nước sơng Tơ Lịch Q=145m3/s, X=575mm 90 Hình 57: Kết mô mức nước sông Lừ Q=145m3/s, X=575mm 90 Hình 58: Kết mơ mức nước sơng Sét Q=145m3/s, X=575mm 91 Hình 59: Kết mô mức nước sông Kim Ngưu Q=145m3/s, X=575mm 91 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỞ ĐÀU TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Hà Nội nằm phía Tây Bắc vùng Châu thổ Sơng Hồng, với đặc điểm địa hình vùng đất rộng lớn, thấp phẳng Bởi úng ngập Hà Nội xảy thường xuyên, gây hậu nghiêm trọng Khi có mưa lớn với lượng mưa ngày khoảng 100 mm Hà Nội có 70 ÷ 80 điểm úng ngập, có 24 điểm bị úng ngập trầm trọng, thời gian ngập thường kéo dài từ ÷ 24 giờ, số nơi nơi ngập đên 2, ngày Độ sâu ngập nước trung bình từ 0,6 ÷ 0,8 m Ngun nhân gây ngập lụt do: a) Lưu lượng dòng chảy sông mương không phù hợp b) Hệ thống nước số nơi khơng đầy đủ phù hợp Để khắc phục tình trạng Hà Nội triển khai Dự án thoát nước cải tạo mơi trường Nội dung quy hoạch tổng thể thoát nước cho khu vực mà dự án đề cập là: - Thoát nước thải: + Xây dựng cải tạo hệ thống thu nước thải + Xây dựng trạm xử lý nước thải phương tiện tách nước khỏi bùn + Xây dựng cơng trình cải tạo nước hồ - Thoát nước mưa: + Xây dựng trạm bơm tiêu với công suất 90 m3/s bơm sông Hồng, vị trí trạm đặt xã Yên Sở, huyện Thanh Trì + Xây dựng hồ Yên Sở trước Trạm bơm với dung tích điều hồ 4.700.000 m3 + Cải tạo hệ thống sông, kênh tiêu lưu vực Xây dựng cửa điều tiết cửa cống Hồ Tây + Xây dựng lại số cầu cống tuyến sơng, mương nước để đảm bảo diện Trong lưu vực tiêu trạm bơm n Sở, có diện tích 7.753 ha, ngồi cịn có 847 lưu vực Hồ Tây Đây lưu vực nội thành cũ Hà Nội, bao gồm diện tích quận: Ba Đình, Hồn Kiếm, Đống Đa, Hai Bà Trưng phần diện tích quận huyện Tây Hồ, Cầu Giấy, Thanh Xuân, Hoàng Mai, Thanh Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 10 Trì Ở lưu vực đầu tư xây dựng với dự án lớn thoát nước: - Dự án nước Hà Nội giai đoạn (kinh phí 2.700 tỷ đồng) hoàn thành đưa vào sử dụng cơng trình bao gồm: cụm cơng trình đầu mối trạm bơm Yên Sở I, hồ điều hòa Yên Sở; cải tạo sơng nước Tơ Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu; cải tạo cầu cống gây thu hẹp dòng chảy kênh (10 điểm); xây dựng cửa xả cửa điều tiết; cải tạo, nạo vét, kè mái, tách nước thải hồ Giảng Võ, Thiền Quang, Thành Công, Thanh Nhàn; cải tạo xây dựng 23,9 km cống thoát nước - Dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn II (kinh phí 6.314 tỉ đồng) khởi cơng tháng 11/2008, dự kiến hồn thành vào năm 2011 Ngoài việc nâng lưu lượng thiết kế trạm bơm n Sở lên 90 m3/s cịn cải tạo kênh nước, cải tạo thay cầu sơng Tô Lịch, hạ lưu sông Kim Ngưu, Lừ, Sét, hồ nội thành Hào Nam, Đống Đa, Phương Liệt, Khương Trung, Hố Mẻ Tân Mai, hồ điều hòa Linh Đàm, Định Cơng, Đầm Chuối, Hạ Đình Dự án thiết kế chống úng cho Hà Nội lưu vực sông Tô Lịch với tần suất mưa 10% ứng với lượng mưa ngày lớn tần suất 10% 310 mm Theo định số 917/QĐ-TTg ngày 01/7/2009 Chính phủ phê duyệt quy hoạch tiêu nước hệ thống Sơng Nhuệ, tương lai cịn xây dựng thêm trạm bơm Yên Sở III với lưu lượng thiết kế 55 m3/s, nâng tổng lưu lượng thiết kế trạm bơm Yên Sở lên 145 m3/s Như vậy, đặt vấn đề cần nghiên cứu đánh giá khả dẫn nước đường dẫn, đặc biệt trục tiêu (sơng Tơ Lịch, sơng Lừ, sơng Sét sông Kim Ngưu) tăng lưu lượng thiết kế trạm bơm với quy mô khác Những vấn đề lí đời đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả tải nước hệ thống đường dẫn lưu vực tiêu trạm bơm Yên Sở” MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu đề tài nghiên cứu đánh giá khả tải nước hệ thống đường dẫn lưu vực tiêu trạm bơm Yên Sở, cụ thể: - Đánh giá khả tiêu úng trạm bơm Yên Sở tăng lưu lượng thiết kế Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 82 Hình 42: Kết mơ mức nước sơng Sét Q=90m3/s, X=500mm Hình 43: Kết mô mức nước sông Kim Ngưu Q=90m3/s, X=500mm Kết độ sâu nút (Node Depths) tuyến sông bảng PL3.14 phụ lục Từ kết bảng PL3.2 bảng PL3.14 phụ lục ta có bảng PL3.15 phụ lục so sánh cao trình mực nước lớn tính tốn nút với mực nước lớn cho phép nút Như với trường hợp lưu lượng Trạm bơm Yên Sở 90 m3/s tính tốn với trận mưa X=500mm (P=500mm) nhìn vào hình 3.40, hình 3.41; hình 3.42; hình 3.43 kết bảng PL3.15 phụ lục ta thấy tuyến sông Tô Lịch từ Cửa Xả Thanh Liệt đến kênh dẫn bể hút trạm bơm Yên Sở tương ứng nút ST25, ST30, ST31 ST32 bị tràn Các thông số nút bị ngập bảng 3.8 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 83 Bảng Bảng thống kê nút bị ngập sông Tô Lịch Node sT25 sT30 sT31 sT32 Các bị ngập 7.58 18.18 1.30 2.40 Lưu lượng úng lớn 95,956 50,739 22,015 17,961 Thời gian ngập lớn ngày Giờ: phút 1 1 08:54 10:40 08:55 09:08 Tổng lượng ngập 10^6 (lít) 1197,595 2249,203 40,187 64,597 + Với trận mưa có X=575mm (P=0,3%): Chạy mơ hình ta kết mô mực nước sông Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu hình 3.44 hình 3.45, hình 3.46, hình 3.47; Hình 3.44: Kết mơ mức nước sơng Tơ Lịch Q=90m3/s, X=575mm Hình 45: Kết mô mức nước sông Lừ Q=90m3/s, X=575mm Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 84 Hình 46: Kết mô mức nước sông Sét Q=90m3/s, X=575mm Hình 47: Kết mơ mức nước sông Kim Ngưu Q=90m3/s, X=575mm Kết độ sâu nút (Node Depths) tuyến sông bảng PL3.16 phụ lục Từ kết bảng PL3.2 bảng PL3.16 phụ lục ta có bảng PL3.17 phụ lục so sánh cao trình mực nước lớn tính tốn nút với mực nước lớn cho phép nút Như với trường hợp lưu lượng Trạm bơm n Sở 90 m3/s tính tốn với trận mưa X=575mm (P=0,3%) nhìn vào hình 3.44; hình 3.45; hình 3.46; hình 3.47 kết bảng PL3.17 phụ lục ta thấy tuyến sông Tô Lịch từ Cửa Xả Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 85 Thanh Liệt đến kênh dẫn bể hút trạm bơm Yên Sở tương ứng nút ST25, ST30, ST31 ST32 bị tràn Các thông số nút bị ngập bảng 3.8 Bảng Bảng thống kê nút bị ngập sông Tô Lịch Node sT24 sT25 sT30 sT31 sT32 Các bị ngập Lưu lượng úng lớn 1.12 10.51 22.07 1.42 2.88 25,402 110,279 52,029 21,855 23,844 Thời gian ngập lớn ngày Giờ: phút 1 0 08:39 09:16 14:56 12:04 08:43 Tổng lượng ngập 10^6 (lít) 57,172 2264,877 3207,859 47,576 120,861 Nhận xét: Qua tất trường hợp tính tốn với lượng mưa X=338mm; X=350mm; X=388mm, X=400mm lưu lượng thiết kế trạm bơm Yên Sở 90 m3/s đường dẫn sông Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu có đủ khả tải nước Nhưng với lượng mưa X=450mm, X=500mm, X=575mm tuyến đường dẫn Tơ Lịch có nhiều điểm ngập tập trung chủ yếu đoạn từ cửa xả Thanh Liêt đến đường dẫn trạm bơm Yên Sở Các tuyến Lừ, Sét, Kim Ngưu chưa bị ngập cao trình mực nước kênh lớn, độ lưu không kênh nhỏ nên điều hạn chế việc tập trung nước sông tiêu thời gian tiêu nước bị kéo dài Như đặt vấn đề với công suất lưu lượng thiết kế trạm bơm 90 m3/s đường dẫn đáp ứng cho trận mưa đến khoảng 400mm Theo quy hoạch tương lai cịn nâng cơng suất lưu lượng trạm bơm n Sở lên 145m3/s Với cấp lưu lượng 145m3/s ta cần kiểm tra xem hệ thống đường dẫn Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu có đảm bảo tiêu cho trận mưa mà với lưu lượng 90 m3/s gây ngập úng hay khơng, nội dung tính tốn phương án Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 86 b) Tính tốn cho phương án 4: Lưu lượng thiết kế trạm bơm Yên Sở 145 m3/s + Với trận mưa có X=450mm (P=2%): Chạy mơ hình ta kết mơ mực nước sông Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu hình 3.48 hình 3.49, hình 3.50, hình 3.51; Hình 3.48: Kết mơ mức nước sơng Tơ Lịch Q=145m3/s, X=450mm Hình 49: Kết mô mức nước sông Lừ Q=145m3/s, X=450mm Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 87 Hình 50: Kết mô mức nước sông Sét Q=145m3/s, X=450mm Hình 3.51: Kết mơ mức nước sơng Kim Ngưu Q=145m3/s, X=450mm Kết độ sâu nút (Node Depths) tuyến sông bảng PL3.18 phụ lục Từ kết bảng PL3.2 bảng PL3.18 phụ lục ta có bảng PL3.19 phụ lục so sánh cao trình mực nước lớn tính tốn nút với mực nước lớn cho phép nút Như với trường hợp lưu lượng Trạm bơm Yên Sở 145 m3/s tính tốn với trận mưa X=450mm (P=2%) nhìn vào hình 3.48; hình 3.49; hình 3.50; hình 3.51 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 88 kết bảng PL3.19 phụ lục ta thấy mặt cắt tuyến sơng đủ khả tải nước, cao trình mực nước cao nút tính tốn thấp cao độ bờ sông thiết kế Nước tiêu chưa bị tràn bờ sông Như tăng cấp lưu lượng Trạm bơm Yên Sở từ QTK= 90 m3/s lên QTK= 145 m3/s đường dẫn Tơ Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu đáp ứng tải nước đến trận mưa X=450mm mà chưa bị ngập + Với trận mưa có X=500mm (P=1%): Chạy mơ hình ta kết mô mực nước sông Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu hình 3.52 hình 3.53, hình 3.54, hình 3.55; Hình 3.52: Kết mơ mức nước sơng Tơ Lịch Q=145m3/s, X=500mm Hình 53: Kết mô mức nước sông Lừ Q=145m3/s, X=500mm Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 89 Hình 54: Kết mô mức nước sông Sét Q=145m3/s, X=500mm Hình 55: Kết mơ mức nước sông Kim Ngưu Q=145m3/s, X=500mm Kết độ sâu nút (Node Depths) tuyến sông bảng PL3.20 phụ lục Từ kết bảng PL3.2 bảng PL3.20 phụ lục ta có bảng PL3.21 phụ lục so sánh cao trình mực nước lớn tính toán nút với mực nước lớn cho phép nút Như với trường hợp lưu lượng Trạm bơm n Sở 145 m3/s tính tốn với trận mưa X=500mm (P=1%) nhìn vào hình 3.52, hình 3.53; hình 3.54; hình 3.55 kết bảng PL3.21 phụ lục ta thấy tuyến sông Tô Lịch từ Cửa Xả Thanh Liệt đến kênh dẫn bể hút trạm bơm Yên Sở có nút ST25, ST30 bị ngập Các thông số nút bị ngập bảng 3.10 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 90 Bảng 10 Bảng thống kê nút bị ngập sông Tô Lịch Node sT25 sT30 Các bị ngập 1.86 4.28 Lưu lượng úng lớn 20,572 19,952 Thời gian ngập lớn Ngày Giờ: phút 1 10:36 13:14 Tổng lượng ngập 10^6 (lít) 68,516 177,627 + Với trận mưa có X=575mm (P=0,3%): Chạy mơ hình ta kết mơ mực nước sông Tô Lịch, Lừ, Sét, Kim Ngưu hình 3.56, hình 3.57, hình 3.58, hình 3.59; Hình 56 : Kết mơ mức nước sơng Tơ Lịch Q=145m3/s, X=575mm Hình 57: Kết mô mức nước sông Lừ Q=145m3/s, X=575mm Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 91 Hình 58: Kết mô mức nước sông Sét Q=145m3/s, X=575mm Hình 59: Kết mơ mức nước sông Kim Ngưu Q=145m3/s, X=575mm Kết độ sâu nút (Node Depths) tuyến sông bảng PL3.22 phụ lục Từ kết bảng PL3.2 bảng PL3.22 phụ lục ta có bảng PL3.23 phụ lục so sánh cao trình mực nước lớn tính tốn nút với mực nước lớn cho phép nút Như với trường hợp lưu lượng Trạm bơm n Sở 145 m3/s tính tốn với trận mưa X=575mm (P=0,3%) nhìn vào hình 3.56, hình 3.57; hình 3.58; hình 3.59 kết bảng PL3.23 phụ lục ta thấy tuyến sông Tô Lịch từ Cửa Xả Thanh Liệt đến kênh dẫn bể hút trạm bơm Yên Sở có nút ST25, ST30, ST31 bị ngập Các thơng số nút bị ngập bảng 3.11 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 92 Bảng 11 Bảng thống kê nút bị ngập sông Tô Lịch Node sT25 sT30 sT31 Các bị ngập 8.99 12.21 0.19 Lưu lượng úng lớn 94,103 42,071 4,922 Thời gian ngập lớn ngày Giờ: phút 0 13:28 14:55 10:50 Tổng lượng ngập 10^6 (lít) 1572,923 1169,773 1,504 Kết luận: Qua tính tốn chạy mơ hình với kịch mưa khác ta thấy lưu lượng trạm bơm Yên Sở thiết kế 90 m3/s hệ thống đường dẫn sơng Tơ Lịch, Lừ, Sét, Kim ngưu đáp ứng khả tiêu thoát đến trận mưa khoảng X=400mm, với trận mưa có lượng mưa lớn đường dẫn khơng đáp ứng u cầu Khi tăng lưu lượng trạm bơm Yên Sở lên QTK =145m3/s đường dẫn có khả chuyển tải nước mà không gây tràn bờ đến trận mưa khoảng X=450mm Với trận mưa lớn đường dẫn sơng Tơ Lịch bị ngập số nút từ cửa xả Thanh Liệt đến đường dẫn trạm bơm Yên Sở, Với mực nước hồ Yên Sở ta khống chế không vượt mức cho phép [ZmaxYS]=4,5 m để không làm úng ngập khu vực hồ vùng lân cận để thu nước từ hầu hết điểm lưu vực nghiên cứu đầu mối theo tính tốn với QTK =90 m3/s tương ứng với X=338mm (P=10%) QTK =145 m3/s tương ứng X=388mm ( P=5%) Như với việc tăng lưu lượng trạm bơm Yên Sở lên QTK =145 m3/s hệ thống đường dẫn hồ n Sở nói chung đảm bảo tiêu nước không bị ngập hồ đáp ứng trận mưa lên đến khoảng X=400mm (P=3%) Còn với trận mưa lớn kênh dẫn hồ khơng đáp ứng yêu cầu, gây ngập úng bề mặt số vị trí mực nước hồ Yên Sở vượt mức cho phép [ZmaxYS]=4,5 m Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Bằng việc mơ hệ thống nước Hà Nội sử dụng phần mềm SWMM, qua vấn đề lý thuyết thực hành tính tốn, rút số kết luận, đồng thời đóng góp luận văn sau: + Mơ q trình tiêu nước hệ thống tiêu Yên Sở thực tế, từ biết q trình dịng chảy hệ thống cách sát với chất vật lý Xét hệ thống cách hoàn chỉnh bao gồm đầy đủ phần tử cấu thành hệ thống tiêu thoát nước đường ống kênh tự nhiên vận chuyển nước, cơng trình mạng lưới, hồ điều hịa, trạm bơm máy bơm Kết hợp mơ hình thuỷ văn thuỷ lực cách thống + Đánh giá khả làm việc trạm bơm đầu mối n Sở, tìm quan hệ quy mơ u cầu trạm bơm theo độ lớn lượng mưa tính tốn Kết làm sở để tìm quy mơ hợp lý để đầu tư xây dựng trạm bơm cách thích hợp + Đánh giá khả tải nước hệ thống đường dẫn sơng tiêu nước hệ thống tiêu Yên Sở Điều làm sở để đề xuất quy mô trạm bơm cần mở rộng giải pháp tăng cường khả nước hệ thống kênh + Sản phẩm mơ hình thủy lực - thủy văn dùng để điều khiển hệ thống thoát nước, trợ giúp định điều hành Mơ hình mở rộng dễ dàng cập nhật thực tế có thay đổi số lượng tính chất đối tượng Kiến nghị Trên sở công việc thực thời gian làm luận án, tác giả mạnh dạn đưa số kiến nghị sau: + Do trạm bơm Yên Sở hạng mục hệ thống thoát nước Hà Nội khánh thành vào tháng 10/2010, chưa chạy máy có cho trận mưa nên chưa có số liệu để kiểm nghiệm mơ hình Trong q trình vận hành hệ thống tiêu Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 94 sau xây dựng, đề nghị cần đo đạc trình lưu lượng mực nước thực tế để kiểm nghiện độ xác mơ hình sử dụng luận án cho số trận mưa thực tế hiệu chỉnh lại phương pháp lý thuyết + Để xây dựng mô hình hệ thống tiêu cho thị cần có nhiều số liệu; nhiên với khuôn khổ luận văn, tác giả khơng có đủ điều kiện để thu thập tồn chi tiết thơng số thiết kế mạng lưới toát nước, cống đường phố, nên chắn cịn có đối tượng mơ hình mơ chưa hồn tồn sát với đối tượng thực Vậy đề nghị nghiên cứu nều sử dụng mơ hình cần bổ sung số liệu Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Tuấn Anh, Tống Đức Khang Các phương pháp tính tốn quy hoạch hệ thống thuỷ lợi Nhà xuất Nông nghiệp, Hà nội 2004 Bộ Nông Nghiệp & PTNT (2010) Chiến lược phát triển thuỷ lợi năm 2020 Bộ Nông Nghiệp Phát triển nông thôn PGS.TS Phạm Ngọc Hải nnk (2006), Giáo trình Quy hoạch thiết kế hệ thống thuỷ lợi, Tập & tập , NXB Xây dựng, Hà Nội Hoàng Văn Huệ (2002) Thoát nước NXB Khoa học kỹ thuật.Hà Nội Hà Văn Khối (2006) Giáo trình thuỷ văn cơng trình Đại học thuỷ lợi Tống Đức Khang (2005), Nâng cao hiệu quản lý khai thác hệ thống thuỷ lợi, Bài giảng cao học, Hà Nội Dương Thanh Lượng (2006), Xác định quy mô tối ưu hệ thống tưới tiêu động lực, Hà Nội Dương Thanh Lượng (2010), Giáo trình mơ mạng lưới nước SWMM, NXB Xây dựng, Hà Nội Trường ĐH Thủy lợi (2006), Giáo trình Máy bơm trạm bơm, NXB Từ điển bách khoa, Hà Nội 10 Nguyễn Công Tùng (2006), Bài tập đồ án môn học Máy bơm trạm bơm, NXB Từ điển bách khoa, Hà Nội Tiếng Anh 11 Lewis A R Storm (2008) Water Management Model, User’s Manual, Version 5.0 EPA 2008 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 96 PHỤ LỤC Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ... tiêu trạm bơm Yên Sở? ?? MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu đề tài nghiên cứu đánh giá khả tải nước hệ thống đường dẫn lưu vực tiêu trạm bơm Yên Sở, cụ thể: - Đánh giá khả tiêu úng trạm bơm Yên Sở tăng lưu. .. dựng thêm trạm bơm Yên Sở III với lưu lượng thiết kế 55 m3/s, nâng tổng lưu lượng thiết kế trạm bơm Yên Sở lên 145 m3/s Như vậy, đặt vấn đề cần nghiên cứu đánh giá khả dẫn nước đường dẫn, đặc... khu vực n Sở + Đối tượng nghiên cứu hệ thống tiêu Hà Nội, lưu vực tiêu Yên Sở + Phạm vi nghiên cứu đặc tính hệ thống đường dẫn (cao trình, kích thước, hình dạng mặt cắt, độ nhám, ) NỘI DUNG NGHIÊN