Dữ liệu Số lượng Nút Hố ga 838 Hồ chứa 4 Điểm xả 45 Lưu vực Số lượng 838
Đoạn đường ống thoát nước
Cống tròn 322 Cống hộp 618
Kênh 31
a. Thiết lập các điểm tập trung nước
Hệ thống các điểm tập trung nước bao gồm các hố ga, các cửa xả và hồ điều hịa, hệ thống thốt nước thành phố Hà Tĩnh được thiết lập với 838 hố ga, 4 hồ điều hòa và 45 cửa xả.
Hình 3.2: Thơng số các hố ga và thiết lập hệ thống hố ga cho TP Hà Tĩnh b. Các đường cống dẫn nước
Hệ thống thoát nước thành phố Hà Tĩnh với tuyến thoát nước gồm 40 tuyến kênh/ cống dọc đường giao thơng, các tuyến đường trong thành phố.
Hệ thống thốt nước được thiết lập với 322 đoạn cống tròn, 618 đoạn cống hộp và 31 đoạn kênh hở.
+ Cống trịn có 4 cỡ D600, D700, D800 và D1000 (mm);
+ Cống hộp kích cỡ lớn nhất 2500x1400(mm) tuyến kênh tiêu T3, kích cỡ nhỏ nhất 400x600(mm) tuyến đường 26/3.
Hình 3.3: Thơng số đường ống và thiết lập hệ thống đường ống cho TP Hà Tĩnh c. Lưu vực tập trung nước c. Lưu vực tập trung nước
Các lưu vực tập trung nước được phân chia theo các hố ga, địa hình và hướng dịng chảy và được kết nối với các điểm tập trung nước.
Mỗi lưu vực (catchment) được coi là một lưu vực khép kín. Dịng chảy từ mưa sẽ tập trung tại cửa ra là điểm thấp nhất lưu vực là các hố ga và tham gia vào hệ thống cống.
Trong mơ hình đã phân chia ra 837 lưu vực. Các lưu vực được phân chia tự động bằng công cụ Catchment Delineation Wizard theo hố ga, đường cống và địa hình. Tuy nhiên sau bước phân chia tự động cần phải hiệu chỉnh lại các lưu vực này để diện tích lưu vực quanh hố ga, dọc tuyến đường hợp lý hơn.
Hình 3.4: Kết quả phân chia lưu vực (catchment) trong hệ thống thoát nước
d. Thiết lập mơ hình số độ cao và kết nối mơ phỏng dịng chảy tràn mặt 2D
Như đã trình bày ở phần Giới thiệu mơ hình tài liệu địa hình là yếu tố quan trọng trong tính tốn dịng chảy tràn 2D. Dữ liệu địa hình có độ chính xác càng cao thì kết quả tính dịng chảy tràn mặt càng tốt.
Trong khuôn khổ luận văn sử dụng lớp DEM 10x10m cho toàn khu vực thành phố. Kết hợp lớp DEM với lớp đường phố, lớp sơng ngịi, ao hồ, lớp nhà cửa, lớp đất cây xanh bằng phần mềm GIS được lớp địa hình đã xử lý. Lớp bản đồ này được sử dụng kết nối với các hố ga, tính tốn dịng chảy 2D từ các hố ga tràn lên bề mặt địa hình.
Hình 3.5. Xử lý số liệu địa hình bằng GIS
Với lớp DEM đã xử lý kết nối các hố ga với lớp địa hình bằng cơng cụ Couple Node trong 2D Overland Tools. Trước khi kết nối hố ga và lớp địa hình cần xác nhận lớp DEM sẽ tính tốn kết nối với thiết lập kích thước lưới và giới hạn vùng tính tốn trong 2D Model Settings.
Hình 3.6: Thiết lập trong tính tốn dịng chảy tràn 2D Lớp DEM Lớp DEM
Lớp đường phố
Lớp nhà cửa
Lớp sơng ngịi, ao hồ
Lớp đất cây xanh
Kết quả thiết lập mơ hình hiện trạng thốt nước TP Hà Tĩnh thể hiện trên Mike Urban với sơ đồ mặt bằng và trắc dọc tại các tuyến cống như hình 3.6:
Hình 3.7: Hệ thống thốt nước hiện trạng TP Hà Tĩnh trên CAD và Mike Urban
Trắc dọc nhiều tuyến đường như tuyến đường Hải Thượng Lãn Ông, Nguyễn Du... có sự thay đổi cao độ mặt đất và kích thước cống, hố ga phức tạp.
e. Biên của mơ hình
Trong giới hạn của mơ hình thốt nước cho thành phố Hà Tĩnh sử dụng: + Biên mưa được tính theo lượng mưa giờ.
+ Biên mực nước là mực nước tại các cửa xả.
Thời đoạn tính tốn theo hiện trạng thu thập độ sâu ngập tại các vị trí đo đạc. Bước thời gian tính tốn 1 – 10s.
Sử dụng số liệu mưa giờ trạm Hà Tĩnh, giả thiết mưa rải đều trên tồn lưu vực. + Dịng chảy mặt được tính từ mưa tập trung tại các hố ga là biên đầu vào của hệ thống thốt nước.
f. Các thơng số và hiệu chỉnh các thơng số trong mơ hình:
Mơ hình Mike Urban là mơ hình kết hợp tính tốn thủy văn với tính tốn thủy lực do đó thơng số u cầu chia thành nhóm thơng số thủy văn và nhóm thơng số thủy lực.
- Nhóm thơng số thủy văn
Mơ hình Mike Urban sử dụng mơ hình mưa dịng chảy có thơng số phân bố do đó cần xác định các thơng số cụ thể cho từng lưu vực.
Trong mơ hình q trình thủy văn cho thành phố Hà Tĩnh, dịng chảy từ mưa được tính theo cơng thức Time – Area với các thông số đặc trưng:
+ Diện tích lưu vực;
+ Thời gian tập trung nước; + Tổn thất ban đầu;
+ Hệ số triết giảm dịng chảy; + Phần trăm khơng thấm.
Thời gian tập trung nước, tổn thất ban đầu và hệ số triết giảm dịng chảy ước tính ban đầu theo Catchment Processing Tool, mặc định tổn thất ban đầu = 0.0006 và hệ số triết giảm = 0.90, thời gian tập trung nước được tính với vận tốc trung bình bề mặt là 0.3m/s.
Phần trăm không thấm được xác định theo diện tích sử dụng đất, diện tích nhà, diện tích đường giao thơng và sử dụng đất.