L ỜI CẢM ƠN
3.2.PHÂN VÙNG TIỂU LƯU VỰC
Căn cứvào cao độ địa hình, cao độ tự nhiên đường giao thông, các trục tiêu thoát để chia lưu vực. Các tiểu lưu vực hứng nước được xác định với phương pháp chồng xếp bản đồ các lớp liên quan. Các yếu tố chồng xếp được thực hiện bao gồm: nền địa hình, mặt đệm (có tham khảo google map), hệ kênh rạch, mạng thoát nước mưa. Sự phân chia tiểu lưu vực (Sucbcatchment) được thể hiện ở hình 3.11 và bảng 3.8.
Hình 3.13: Phân vùng tiểu lưu vực Bà Lụa Bảng 3.8: Kết quả phân chia tiểu lưu vực Bà Lụa
TLV Diện tích TLV Diện tích BL 1A 6.36 BL 5B 102.34 BL 1B 12.1 BL 5C 84.2 BL 1C 14.5 BL 5D 28.44 BL 1D 17.89 BL 5F 51.04 BL 2A 24.62 BL 5G 86.42 BL 2B 41 BL 6A 29.14 BL 2C 46.46 BL 6B 73.35 BL 2D 49.87 BL 6C 80.65 BL 3A 28.24 BL 6D 59.9 BL 3B 18.88 BL 6E 42.21 BL 4A 48.19 BL 6F 59.97 BL 4B 34.83 BL 7A 39.47 BL 5A 38.43 BL 7B 81.84
51
Các thông số được nhập vào mỗi tiểu lưu vực (Subcatchment) bao gồm diện tích, chiều rộng chảy tràn, độ dốc, hệ số nhám, lượng mưa điền trũng, mô hình
thấm.Chọn mô hình thấm cho tất cả các tiểu lưu vực là mô hình Horton.
Các số liệu phân chia tiểu lưu vực và diện tích được thể hiện bảng 3.10.
3.2.2. Các thông số về nút
Các nút được bố trí ở các vị trí: Ở cuối các tuyến cống; Các điểm dọc theo các tuyến kênh.Sông Bà Lụa có 45 nút, trong đó rạch Bưng Biệp Suối Cát có 12 nút, rạch Lò Nhang 9 nút,rạch Bưng Viết có 4 nút,rạch Nhã Cối có 5 nút.Các thông số của nút
được nhập vào Junction bao gồm: cao độ đáy nút, độ sâu lớn nhất của nútCác số liệu của nút được thể hiện như sau:
Hình 3.14: Sơ đồ nút tính toán lưu vực rạch Bà Lụa Bảng 3. 9: Bảng thông số nút tính toán của lưu vực nghiên cứu
Junction Tọa độ Invent
EL Junction Tọa độ Invent
EL Nút X Y Cao độ (m) Nút X Y Cao độ (m) LN/1 684156.4 1214971 23.3 BB/4 685677.6 1214431 15.65 LN/2 684163.3 124728.2 21.43 BB/5 685744.7 1214267 12.65 LN/3 684159.3 1214506 19.43 BB/6 685819.2 1214166 9.6 LN/4 684143.2 1214074 16.55 BB/7 685868.8 1213887 6.5 LN/5 684241.6 1213588 13 BB/8 686008.2 1213487 4.8 LN/6 684381.4 1213178 9 BB/9 685863.1 1213260 4.5 LN/7 684526.7 1212891 6 BB/10 685557 1213075 3.5 LN/8 684642.3 1212779 3 BB/11 685115.8 1212812 1.4
52 Z 683947 121205.2 4 BB/12 684672.7 1212615 0.8 GT1/1 684322 1215021 27.2 GT3/1 686665.3 1213807 22.9 GT1/2 684331.1 1214788 23.6 GT3/2 686591.7 1213742 19.5 GT1/3 684324 1214497 20.65 GT3/3 686481.7 1213640 14.2 GT1/4 684416.3 1214151 17.8 GT3/4 686370.4 1213538 10.5 GT1/5 684951.7 1213245 8.15 NC/1 686127.8 1213108 8 GT2/1 684711.7 1215119 24.3 NC/2 686265.6 1213229 10 GT2/2 684963.8 1214765 22 NC/3 686450.1 1213223 16.25 GT2/3 685193.1 1214424 19.4 NC/4 686647.6 1213129 17.5 GT2/4 685394.1 1214148 16.55 NC/5 687107.9 1212863 22 GT2/5 685667.3 1213757 8.6 BV/1 686327.1 1212928 11.6 GT2/6 685786.1 1213606 5.6 BV/2 686409 1212712 14.75 BB/1 685371.4 1215338 24.4 BV/3 686625.2 1212455 18.1 BB/2 685442.6 1214971 21.4 BV/4 686837.8 1212425 20.9 BB/3 685587.2 1214629 18.5
3.3. CHẠY MÔ PHỎNG TIÊU THOÁT NƯỚC MƯA CHO LƯU VỰC NGHIÊN CỨU CỨU
3.3.1. Nhập số liệu vào trong mô hình
3.3.1.1 Số liệu khí tượng thủy văn.
Đưa số liệu (Bảng 3.8), lượng mưa thiết kế của trạm Thuận An vào mô hình để
tính toán và mô phỏng khảnăng thoát nước ứng với các tần suất mưa tức là thời kỳ lập lại.
3.3.1.2 Số liệu về hệ thống.
Số liệu về các tiểu lưu vực trong hệ thống như: diện tích lưu vực độ dốc lưu
vực, hệ số nhám độ rộng của lưu vực, diện tích thấm và không thấm trên các tiểu lưu
vực…
Số liệu vềcác đoạn cống trong hệ thống như: loại cống độ dài cống đường kính của cống, hệ số nhám lòng cống…
53
*Thiết lập sơ đồ tính trong SWMM:
Hình 3.15: Sơ đồ tính của lưu vực Bà Lụa 3.3.2. Diễn biến các dòng chảy ứng với các trận mưa thiết kế
Sau khi thiết lập được mô hình tiến hành sử dụng số liệu (Bảng 3.8) lượng mưa
thiết kế trạm Thuận An theo các thời kỳ lập lặp lại để mô phỏng các trận mưa.
3.3.2.1 Chạy mô phỏng hiện trạng
Hình 3.16: Chạy mô phỏng diễn biến dòng chảy cho hiện trạng BL1A BL1B BL 1C BL 1D BL 2A BL 2C BL 2B BL 2D BL 3A BL 4A BL 4B BL 3B BL 5D BL 5C BL 5B BL 5A BL 5G BL 5F BL 6A BL6B BL 6C BL 6E BL6D BL 6F BL 7B BL 7A
54
Hình 3.17: Vị trí nút ngập khi chạy mô phỏng dòng chảy cho hiện trạng
Kết quả mô phỏng diễn biến dòng chảy trên tuyến từnút BB/6 đến cửa xả.
Hình 3.18: Kết quả mô phỏng dòng chảy từnút BB/6 đến CX
Hình 3.19: Đường quá trình mực nước tại nút BB/9,BB/10,BB/11,BB/12.
BB/12 BB/10 BB/9 BB/11 BL1A BL1B BL 1C BL 1D BL 2A BL 2B BL 2C BL 2D BL 3A BL 4A BL 3B BL 5D BL 5C BL 5A BL 5G BL 5F BL 6E BL 6F BL 4B BL 5B BL 6A BL6B BL 6C BL6D BL 7B BL 7A
55
Với kết quả mô phỏng dòng chảy trên ta thấy có 4 nút ngập là BB/9, BB/10, BB/11, BB/12.
Ta thấy lưu lượng đỉnh tại các nút BB/9,BB/10,BB/11,BB/12 lần lượt là: 53.7 m3/s; 47.8 m3/s; 66 m3/s; 57.4m3/s tại thời điểm 0h40p.
Hình 3.20: Kết quả các nút bị ngập của Bà Lụa cho hiện trạng Bảng 3.10: Thống kê các nút bị ngập của sông Bà Lụa cho hiện trạng.
Nút Lưulượng ngập úng lớn nhất (m3/s) Thời gian ngập lớn nhất (hr:min) Tổng lượng ngập (10^6 ltr) BB/9 14.4 00:42 20.572 BB/10 1.04 00:40 0.966 BB/11 39.1 00:41 129.466 BB/12 23.9 00:41 62.460
Với bộ thông số trên chạy mô phỏng dòng chảy ở thời kỳ lặp 5 năm 10 năm.
3.3.2.2. Chu kỳ lặp lại 5 năm: P = 20%
56
Hình 3.22: Vị trí nút ngập khi chạy mô phỏng dòng chảy cho thời kỳ lặp lại 5 năm
Kết quả mô phỏng diễn biến dòng chảy trên tuyến từ nút BB/6 đến cửa xả.
Hình 3.23: Kết quả mô phỏng dòng chảy từnút BB/6 đến CX
Qua kết quả mô phỏng theo chu kỳ lặp lại 5 năm ta thấy có 6 nút ngập: BB/8, BB/9, BB/10, BB/11, BB/12.
57
Ta thấy lưu lượng đỉnh tại các nút BB/8,BB/9,BB/10,BB/11,BB/12 lần lượt là:33.7 m3/s; 76.2 m3/s; 50 m3/s; 75.6 m3/s; 72.5 m3/s tại thời điểm 0h40.
Hình 3.25: Kết quả các nút bị ngập của Bà Lụa cho thời kỳ lặp lại 5 năm
Bảng 3.11: Thống kê các nút bị ngập của sông Bà Lụa cho thời kỳ lặp lại 5 năm
Nút Lưu lượng ngập úng lớn nhất (m3/s) Thời gian ngập lớn nhất hr:min Tổng lượng ngập 10^6 ltr BB/8 7.34 00:40 7.891 BB/9 36.1 00:40 90.012 BB/10 5.00 00:41 9.478 BB/11 48.7 00:41 195.913 BB/12 39.0 00:40 111.297
3.3.2.3 Chu kỳ lặp lại 10 năm: P =10%
58
Hình 3.27: Vị trí nút ngập khi chạy mô phỏng dòng chảy cho thời kỳ lặp lại 10 năm
Mô phỏng diễn biến dòng chảy trên tuyến từnút BB/6 đến cửa xả.
Hình 3.28: Kết quả mô phỏng dòng chảy từnút BB/6 đến CX
Qua kết quả mô phỏng theo chu kỳ lặp lại 10 năm ta thấy có 6 nút ngập: BB/8, BB/9, BB/10, BB/11, BB/12.
59
Ta thấy lưu lượng đỉnh tại nút BB/8,BB/9,BB/10,BB/11,BB/12 lần lượt là 41.43 m3/s; 87.6 m3/s; 54.38m3/s; 81.9 m3/s; 82.2 m3/s tại thời gian 0h40p.
Hình 3.30: Kết quả các nút bị ngập
Bảng 3.12: Thống kê các nút bị ngập của sông Bà Lụa cho thời kỳ lặp lại 10 năm
Nút Lưu lượng ngập úng lớn nhất (m3/s) Thời gian ngập lớn nhất hr:min Tổng lượng ngập 10^6 ltr BB/8 15.0 00:40 143.019 BB/9 47.5 00:40 230.933 BB/10 7.59 00:41 133.690 BB/11 55.0 00:41 23.608 BB/12 48.7 00:40 16.440
Hình 3.31: Đường quá trình mực nước tại CX (hiện trạng)
60
Hình 3.33: Đường quá trình mực nước tại CX (thời kỳ10 năm)
3.4. NHẬN XÉT KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 3.4.1 Tại các nút 3.4.1 Tại các nút
Kết quả chạy mô hình các trận mưa cho thấy thời gian tập trung nước rất nhanh
do độ dốc lớn,các nút đều bị ngập vào khoảng thời gian từ 0h40p đến 0h42p. Lưu lượng ngập úng tăng nhanh qua các thời kỳ, hệ thống thoát nước bị quá tải gây ngập úng nhiều cụ thểnhư sau:
Qua chảy mô phỏng hiện trạng ta thấy các nút ngập như BB/9, BB/10, BB/11, BB/12. Phù hợp với hiện trạng khảo sát thực tế ngập tại QL 13 nên ta có thể sử
dụng bộ thông số này chạy mô phỏng cho thời kỳ5 năm, 10 năm.
Sử dụng bộ thông số chạy cho chu kỳ lặp lại 5 năm, 10 năm, ta thấy rằng ở thời kỳ lặp lại 5 năm, 10 năm nút ngập gia tăng thêm BB/8.
Bảng 3.13: Bảng thống kê kết quả mô phỏng các nút ngập qua các thời kỳ lặp lại
Thời kỳ BB/8 BB/9 Các nút ngậpBB/10 (m3/s) BB/11 BB/12
Qmax t(phút) Qmax t(phút) Qmax t(phút) Qmax t(phút) Qmax t(phút) Hiện trạng 14.4 0h42p 1.04 0h40p 39.1 0h41p 23.9 0h40p 5 năm 7.34 0h40p 36.1 0h40p 5.00 0h41p 48.7 0h41p 39.0 0h40p 10 năm 15.0 0h40p 47.5 0h40p 7.59 0h41p 55.0 0h41p 48.7 0h40p 3.4.2. Cửa xả Bảng 3.14: Kết quảlưu lượng tại cửa xả
Thời kỳ Hiện trạng 5 năm 10 năm
Qmax(m3) 33.678 33.678 33.678
∑Q (tr m3/s) 317.363 358.303 376.428
61
Ta thấy lưu lượng trung bình của cửa xả qua các thời kỳtăng dần.
Qua kết quả mô phỏng ta thấy của xảởđỉnh có dạng ngang do địa hình lưu vực nghiên cứu có dạng lòng chảo. Độ dốc lớn tập trung nước rất nhanh nên khi mưa
xuống thì tràn bờ ngập nặng ngay các nút BB/8 đến BB/12 cùng một thời điểm.
Nhìn chung theo các thời kỳ lập lại trong mô hình thì giả định trong các đoạn cống không có bồi lắng rác thải. Nhưng trong thực tế lượng bồi lắng này là rất nhiều. Nhất là ở các hố ga khi rác thải, bùn cát trôi xuống sẽ bị lắng đọng tại đây sẽ làm cản trở dòng chảy ảnh hưởng đến việc tiêu thoát nước trong hệ thống.
Từ biểu đồmưa thiết kế nhận thấy cường độ mưa tại đỉnh là khá cao đỉnh mưa
xuất hiện sớm, đây là những bất lợi cho quá trình tiêu thoát nước và khác biệt đáng kể
về giá trị giữa biểu đồ mưa thiết kếở các chu kỳ lặp lại khác nhau. Trong các trận mưa cường độ cao đỉnh mưa xuất hiện khá sớm cường độ mưa thời đoạn ngắn thường khá
cao điều này dễ dàng gây nên các trận ngập kéo dài.
Kết quả mô phỏng đường quá trình mực nước cho thấy do đặc trưng về hình thái nên dòng chảy tập trung nhanh. Lưu vực bị ảnh hưởng từ 3 con rạch như: rạch Lò Nhang, rạch Nhã Cối, rạch Bưng Viết nước tập trung từ các con rạch đổ thẳng xuống trục thoát nước chính ở kênh Bưng Biệp- Suối Cát gây tràn bờ ngập nặng cụ thể ngay BB/8, BB/9, BB/10, BB/11 với lưu lượng cực đại thời kỳ5 năm 76.2 m3 /s và thời kỳ 10 năm 87.6 m3/s nên công trình cống ngầm ngay QL13 với B×h =3×3 này là quá nhỏ
so với quá trình dòng chảy hình thành.
Mô hình SWMM đã mô phỏng hệ thống tiêu bao gồm khá đầy đủ các đối
tượng: bề mặt hứng nước đường ống, kênh hở, cống tràn. Mô hình cũng phân tích một cách rất chi tiết diễn biến mực nước lưu lượng, độ sâu mực nước.
62
CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU NGẬP
CHO LƯU VỰC NGHIÊN CỨU.
4.1. NÂNG CẤP HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC
Với bộ thông số trên ta thấy thấy tình hình ngập vẫn còn diễn ra kéo dài đến 10
năm. Để giải quyết tình trạng ngập trên ta nâng kích thước của hệ thống cống với kích
thước B×H = 7,5×4,5m.
Kết quả mô phỏng diễn biến dòng chảy ở hiện trạng.
Hình 4.1: Chạy mô phỏng diễn biến dòng chảy sử dụng cho hiện trạng
63
Hình 4.3: Đường quá trình mực nước tại nút BB/9, BB/10, BB/11, BB/12
Hình 4.4: Đường quá trình mực nước tại CX
Kết quả mô phỏng diễn biến dòng chảy với chu kỳ lặp lại 5 năm
64
Hình 4.6: Kết quả mô phỏng diễn biến dòng chảy từnút BB/7 đến CX
Hình 4.7: Đường quá trình mực nước tại nút BB/9,BB/10,BB/11,BB/12
65 Kết quả mô phỏng diễn biến dòng chảy vớ chu kỳ lặp lại 10 năm
Hình 4.9: Chạy mô phỏng diễn biến dòng chảy với chu kỳ lặp lại 10 năm
Hình 4.10: Kết quả mô phỏng diễn biến dòng chảy từnút BB/8 đến CX
66
Hình 4.12: Đường quá trình mực nước tại CX
Sau khi nâng kích thước cống 7.5×4.5 ta thấy các nút ngập được trình bày ở trên đã được giải quyết không còn ngập. Lưu lượng ở cửa xả tại các thời kỳtăng lên đáng kể cụ thể:
Bảng 4.1: Kết quảlưu lượng cửa xả
Thời kỳ Hiện trạng 5 năm 10 năm
Qmax(m3) 111.121 168.207 205.394 ∑Q (tr m3/s) 530.660 772.628 923.821 Qtb(m3) 5.503 8.008 9.573 4.2 ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC TÁC ĐỘNG TIÊU CỰC ĐẾN MÔI TRƯỜNG Xử lý rác thải sinh hoạt và rác thải sản xuất.
Hệ thống ống cống thoát nước cần được cải tạo, nạo vét, thường xuyên thông cống, nạo vét đường ống để việc thoát nước được dễ dàng.
Rác thải sinh hoạt phát sinh chủ yếu từcác khu dân cư và khu công nghiệp. Để
xửlý lượng rác thải này cần xây dựng các bãi rác tập trung và xửlý theo quy định.Địa
điểm các bãi rác cần nằm xa các khu dân cư và không bị ngập lụ, tránh trở thành nguồn gây ô nhiễm cho các khu vực lân cận.
67 Các giải pháp thu gom và xửlý nước thải sinh hoạt
Tại các khu dân cư và khu công nghiệp cần có hệ thống thu gom nước thải sinh hoạt và xửlý đạt tiêu chuẩn theo quy định trước khi đổ ra các tuyến kênh trục.
Giải pháp đối với các bãi tập trung vật liệu
Một trong các tác nhân chính gây tăng độ đục trong nước suối là do nước mưa
rửa trôi đất tập trùg trong bãi chứa. Để giảm độđục từ nguồn này có thể áp dụng biện
pháp đào mương tập trung xung quanh bãi vật liệu để thu gom nước mưa chảy tràn bề
68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN
Qua quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng mô hình thủy văn mô phỏng dòng chảy do mưa và đề xuất giải pháp giảm ngập cho lưu vực sông Bà Lụa – Tỉnh Bình Dương”, có các kết luận như sau:
Đồán đã áp dụng thành công mô hình SWMM để mô phỏng dòng chảy
đô thị và tính toán hệ thống thoát nước mưa tại lưu vực sông Bà Lụa. Các kết quảtính toán trong đồán đã đạt được những vấn đề sau:
- Đã biểu diễn khá đầy đủ các phần tử của hệ thống cùng các thuộc tính trong các tiểu lưu vực như: các nút (nút nối, cửa ra); đường dẫn (các tuyến cống, kênh)
- Đã tính toán cho hệ thống vận hành với trận mưa thiết kế, từ đó có
thể điều khiển hệ thống sao cho mực nước, độ ngập của các thành