CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.3. Phương pháp mơ hình tốn
- Dựa vào các cơng thức trong các giáo trình, tài liệu tham khảo liên quan để tính tốn các thành phần của hệ thống đề xuất.
- Sử dụng các phần mềm hỗ trợ tính tốn và thiết kế hệ thống (MS excel; Autodesk-AutoCAD 2007; MapInfo version 8.5; Mơ hình STEADY; Mơ hình SWMM).
* Sử dụng mơ hình SWMM để tính tốn thốt nước đơ thị cho khu vực thành phố Thái Nguyên
SWMM (Storm Water Management Model) được xây dựng ở hai trường đại học San Phansico và Florida (Mỹ) do cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) xây dựng từ năm 1971-1999 để mô phỏng chất và lượng nước của lưu vực thoát nước đơ thị và tính tốn q trình chảy tràn từ mỗi lưu vực bộ phận đến cửa nhận nước của nó.
Mơ hình quản lý nước mưa SWMM là một mơ hình tốn học tồn diện, dùng để mơ phỏng khối lượng và tính chất dịng chảy đơ thị do mưa và hệ thống cống thoát nước thải chung. Mọi vấn đề về thuỷ văn đô thị và chu kỳ chất lượng đều được mơ phỏng, bao gồm dịng chảy mặt và dịng chảy ngầm, vận chuyển qua mạng lưới hệ thống tiêu thốt nước, hồ chứa và khu xử lý.
Mơ hình SWMM mơ phỏng các dạng mưa thực tế trên cơ sở lượng mưa (biểu đồ quá trình mưa hàng năm) và các số liệu khí tượng đầu vào khác cùng với hệ thống mô tả (lưu vực, vận chuyển, hồ chứa/xử lý) để dự đoán các trị số chất lượng và khối lượng dịng chảy.
Hình 2.1. Các khối xử lý chính của mơ hình SWMM
Các khối xử lý chính của mơ hình SWMM bao gồm:
- Khối “dịng chảy” (Runoff block) tính tốn dịng chảy mặt và ngầm dựa trên biểu đồ quá trình mưa (và/hoặc tuyết tan) hàng năm, điều kiện ban đầu về sử dụng đất và địa hình.
- Khối “truyền tải” (Transport block) tính tốn truyền tải vật chất trong hệ thống nước thải.
- Khối “chảy trong hệ thống” (Extran block) diễn tốn thủy lực dịng chảy phức tạp trong cống, kênh…
- Khối “Trữ/xử lý“ (Strorage/Treatment block) biểu thị các cơng trình tích nước như ao, hồ điều hịa…và các cơng trình xử lý nước thải, đồng thời mơ tả ảnh
Dịng chảy (Khối Runoff)
Nhận nước (Khối Receiving) Truyền tải chảy
mặt (Khối Transport) Trữ / Xử lý (Khối Storage/Treatment) Trữ / Xử lý (Khối Storage/Treatment)
hưởng của các thiết bị điều khiển dựa trên lưu lượng và chất lượng- các ước tốn chi phí cơ bản cũng được thực hiện.
- Khối “nhận nước” (Receiving block): Môi trường tiếp nhận.
Mục đích ứng dụng mơ hình tốn SWMM cho tính tốn hệ thống thốt nước khu vực thành phố Thái Nguyên nhằm:
+ Xác định các khu vực cần xây mới hoặc mở rộng cống thoát nước mưa để giảm tình trạng ngập lụt đường phố hoặc cung cấp dịch vụ thoát nước thải cho những khu vực mới phát triển;
+ Xác định các thông số kỹ thuật cơ bản của các cơng trình trong hệ thống thoát nước;
+ Thiết lập mạng lưới thoát nước tổng thể cho khu vực.
SWMM dùng tập hợp các nút (node), các đoạn ống nối với các nút, hồ điều hòa, cửa xả, bơm…để mơ tả hệ thống mạng lưới thốt nước.
Cấu tạo mạng lưới hệ thống thoát nước bao gồm các thành phần: Subcatchment (lưu vực), Raingage (trạm mưa), Junction (nút), Storage Units (hồ điều hòa), Conduits (đường ống), Pumps (bơm), Regulatiors (van điều khiển hay van một chiều ), Outfalls (cửa xả), mối liên hệ của từng bộ phân được thể hiện trong sơ đồ sau đây:
* Tính tốn hệ thống xử lý nước thải bằng phần mềm mô phỏng STEADY
Luận văn sẽ sử dụng phần mềm STEADY để tính tốn và mơ phỏng các q trình trong hệ thống xử lý nước thải đề xuất cho khu vực nghiên cứu trên cơ sở lựa chọn các sơ đồ công nghệ phù hợp.
Steady là một phần mềm máy tính dùng để mơ phỏng, cung cấp một mơ hình tính tốn hệ thống xử lý nước thải được viết bởi Luis Aburto Garnica và Gerald E. Speitel Jr., 1999 (Thuộc Department of Civil Engineering - The University of Texas at Austin). Mơ hình Steady được dùng để tính tốn trong điều kiện ổn định (steady – state) cho các thành phần đầu vào và đặc điểm nước thải cho một hệ thống xử lý nước thải đã biết với các thông số cơ bản như: BOD, TSS, Tổng N và Amoni.
Khi một sơ đồ công nghệ xử lý nước thải được thiết lập, Steady có thể tính tốn cân bằng vật chất cho tồn bộ hệ thống, kích thước của các cơng trình trong hệ thống.
Hình 2.3. Giao diện làm việc của mơ hình Steady
CN 15 ha CN 8 ha quèc lé 3 quèc lé 3 quèc lé 3 phan ỡnh phùng đ-ờng hùng v-ơng đ-ờngvó ngựa đ-ờng l-u nhân trú đ-ờng l-u nhân trú đ-ờng cách mạng tháng 8
đ-ờng nha trang đ-ờng đội cấn
khu TDTT cấp vùng 100ha
hoàng vn th
đ-ờn g việt bắc hoàng vn thụ
đ-ờng bắc nam đ-ờng cách mạng tháng 8 đ -ờng bắc kn -ờng d-ơng tự minh đ-ờng vit bắc đ-ờng việt bắc đ-ờng việt bắc
nghĩa trang tÝch lu¬ng nghÜa trang dốc lim
đi xà tân cuơng
đại học thái nguyên (XD đài hạn) đại học thái nguyên (XD Đợt đầu)
đi thị xà sông công
đi thị xà sông công
đi kÐp CN 45 ha CN 8 ha CN tËp trung 100 ha ( Côm CN sè 1) CN 10 ha khu c«ng nghiƯp tËp trung. 150 ha ( Cơm CN sè 4) nmn.tích luơng đi lạng sơn đi đại từ đi bắc giang
đi trại cau
đi lạng sơn Thị xà sông công Huyện Đồng hỷ đi bắc kạn TT. Cai nghiƯn Trg C.N.K.T.C.§ ViƯn má L un Kim X . N thùc nghiƯm Trg T.H.S.P ViƯt B¾c B.V L ao B¾c Thái Giao thơng I C. ty Cơng Trình ( Bé c. N NỈng )C. ty Kim khÝ s¾t X. N Chè H-ơng V.tải Miền núi Trg T.H Giao th«ng
Thuỷ-Bộ Bắc TháiC.ty V.tải
N.thuật Bắc TháiTrg TH V.hãa
X.L un kim bét. 1,5 ha r¹p h át thắ ng lợi Nga Thi ªn h å (cị) B.V Gang thÐp chợ Dốc Hạnh UB Đ .H Cơng nghiệp P.T.C.S Tích L-ơng X.N.D và đ ời sống X.N Cơng trình kiÕn tróc X.N Vận tải Đ .H C«ng nghiƯp 26 ha XN. L uyÖn kim X. N Đ -ờng Sắt Hà Thái X. N chế bin G Bc Thỏi Trg Mầm non Trg T.H chuyên ban thanh niên U.B ch ch cn 14ha ch quốc lộ 3 quốc lộ 3 đ-ờng l-u nhân trú đ-ờng cách mạng tháng 8 đ-ờn g việt bắc đ -ờng bắc nam đ-ờng d-ơng tự minh đ-ờng việt b¾c
nghÜa trang dèc lim
đi xà tân cuơng đi xà tân cuơng
khu du lÞch hå nói cèc
đại học thái ngun (XD Đợt đầu)
đi thị xà sơng cơng
đi thị xà sơng cơng
®i kÐp tiĨu thđ CN . NM§iƯn.60 ha ( Cơm CN sè 2) nmn.tích luơng xn bờ tụng khu công nghip gang thép. 290 ha ( Côm CN số 3) đi đại từ
đi trại cau
đi lạng sơn
Thị xà sông công
Huyện Đồng hỷ
TT. Cai nghiƯn
ViƯn má L un Kim X . N thùc nghiƯm N.M C¬ khÝ 19-5 Trg T.H.S.P
B.V.A Bắc Thái
T.H Th-ơng Mại Trg Thiếu Sinh Quân
Thuỷ-Bộ Bắc TháiC.ty V.tải
N.thuật Bắc TháiTrg TH V.hãa
Tân Thành Trg P.T.C.S%181nh0c Th P.T.T.H Gang thÐp rạp h át thắ ng lợi Nga Thi ªn h å (cị) B.V Gang thÐp chợ Dốc Hạnh Gang thÐp nhµ V.H.C.N ( míi) B .V Gan g thÐp UB x-ëng thùc lËp P.T.C.S Tích L-ơng X.N.D và đ ời sống X.N Cơng trình kiÕn tróc Đ .H Cơng nghiệp Lun ki m mµu X. N Đ -ờng Sắt Hà Thái Bắc Thái
Hồng Văn Thụ 8haN.M giÊy
U.B chợ
cầu M á B¹cnh i èt
cao ngạn nhà máy đ iện .28 ha85cnh4 8hat H chợ
Đ .H S- phạm Nhà máy Z127 quân đội Th
c«ng ty xn đ á xẻ l âm sản Bắc thái cn 70 ha khu c«ng nghiƯp tËp trung. 100 ha ( Cơm CN sè 5 ) cn 30 ha
® -êng thanh nien đ-ờng việt bắc quốc lộ 3 đ-ờn g việt bắc đ-ờng việt bắc đ-ờng việt bắc đ-ờngvó ngựa cn 40 ha cn 49 ha cn 36ha cn 4 ha CN 10 ha
đi thị xà sông công
ranh giíi ®Êt më réng sang hun ®ång hû. 1.000 ha
Tiểu đ ồn 2 cơc kü tht