VI. Kết quả dự kiến đạt được
4.2. Tính toán và mô phỏng theo mô hình SWMM
Với chương trình SWMM 5.0, bằng cách thử dần hoàn toàn có thểđiều chỉnh lại đường kính của các đoạn đường ống hợp lý sao cho mạng lưới đường ống vẫn đảm bảo yêu cầu tiêu thoát nước.
Kết quả mô phỏng hiện trạng cho thấy những vị trí cống ngập không đảm bảo nhiệm vụ tiêu thoát nước với trận mưa thiết kế 72h max. Ta tiến hành điều chỉnh kích thước (tăng khẩu độ cống) sau đó sử dụng mô hình SWMM tính toán kiểm tra cho phù hợp (về vận tốc, độ dốc…).
Trình tự tính toán:
+ Bước 1: Đề xuất kích thước cống (tăng khẩu độ cống), độ dốc của các đoạn cống bị ngập.
+ Bước 2: Sử dụng mô hình SWMM mô phỏng phương án đề xuất (sử dụng trận mưa thiết kế). Nếu hệ thống không đạt yêu cầu thì chỉnh lại kích thước cống, độ dốc,… và lặp lại đến khi hệ thống đạt yêu cầu.
Kết thúc quá trình mô phỏng, thống kê được số ống cống cần điều chỉnh như bảng 4.5
Bảng 4.5: Bảng thống kê tuyến cống ngập và đề xuất cải tạo nâng cấp
Đoạn Chiều dài
(m)
Diện tích
(ha)
Kích thước cống (mm) Ký hiệu Từ nút Đến nút Hiện trạng Đề xuất
Tuyến 1 từ nút A1 đến nút CX1
CONG1 A1 A2 395.00 3.44 500x500 600x600
CONG2 A2 A3 221.00 12.84 500x500 800x800
CONG3 A3 A4 150.00 23.79 500x500 800x800
Đoạn Chiều dài
(m)
Diện tích
(ha)
Kích thước cống (mm) Ký hiệu Từ nút Đến nút Hiện trạng Đề xuất
CONG58 B9 CX1 39.00 40.21 D500 D1000 Tuyến 2 từ nút B1 đến nút A4 CONG5 B1 B2 215.00 2.92 500x500 500x500 CONG6 B2 B3 285.00 7.01 500x500 800x800 CONG7 B3 B4 249.00 13.08 500x500 1000x1000 CONG8 B4 B9 140.00 13.08 500x500 1000x1000 Tuyến 2A từ nút B5 đến nút B3 CONG14 B5 B6 332.00 2.85 400x400 600x600 CONG15 B6 B3 243.00 6.26 500x500 800x800 Tuyến 5 từ nút D1 đến nút D4 CONG55 D1 D4 411.00 2.80 400x400 600x600 Tuyến 6 từ nút D2 đến nút CX2 CONG21 D2 D3 195.00 1.02 400x400 600x600 CONG22 D3 D4 134.00 3.45 400x400 600x600 CONG23 D4 D5 86.00 2.43 400x400 800x800 CONG24 D5 CX2 214.00 7.51 D400 D1000 Tuyến 6A từ nút D7 đến nút D3 CONG26 D7 D3 438.00 2.43 400x400 600x600 Tuyến 6B từ nút D8 đến nút D5 CONG25 D8 D5 276.00 3.90 400x400 600x600 Tuyến 11 từ nút F4 đến nút CX8 CONG43 F4 F6 328.00 13.78 500x500 800x800 CONG44 F6 F7 32.00 22.56 600x600 1000x1000 CONG45 F7 F8 410.00 36.81 600x600 1000x1000 CONG47 F8 F9 156.00 44.83 800x800 1200x1200 CONG48 F9 E9 227.00 51.35 2000x1500 2000x1500 CONG54 E9 CX8 814.00 77.50 2500x1500 2500x1500 Tuyến 11A từ nút F5 đến nút F4 CONG40 F5 F4 157.00 3.70 400x400 600x600 Tuyến 11B từ nút F3 đến nút F4 CONG41 F3 G6 313.00 5.10 400x400 600x600 CONG42 G6 F4 84.00 5.10 500x500 800x800 Tuyến 11C từ nút H8 đến nút F8 CONG46 H8 H9 376.00 5.86 400x400 600x600 CONG47 H9 F8 45.00 9.47 D500 D800
Bảng 4.6: Tổng hợp chiều dài các tuyến cống làm lại theo mô hình SWMM TT Kích thước cống cũ BxH, D (mm) Chiều dài (m) TT Kích thước cống mới BxH, D (mm) Chiều dài (m) 1 400x400 2,718 1 600x600 3,027 2 500x500 2,095 2 800x800 1,397 3 600x600 442 3 1000x1000 831 4 800x800 156 4 1200x1200 156 5 D400 214 5 D800 45 6 D500 105 6 D1000 274 Tổng 5,730.00 Tổng 5,730.00
* Mô phỏng phương án đề xuất
Các cống bị ngập sau khi điều chỉnh tăng khẩu độ cống như trong Bảng 4.5 thì các vị trí trên không còn ngập theo kết quả tính toán của mô hình.
Kết quả mô phỏng hệ thống thoát nước bằng phần mềm SWMM theo kịch bản trận mưa thiết kế với các tuyến cống đã được làm mới tại Phụ lục 4.
Hình 4.1: Đường quan hệ lưu lượng với trận mưa 72h max kiểm định hệ thống Trong đó: Total inflow - LPS: Lưu lượng vào cống - l/s
Flooding - LPS: Lưu lượng ngập - l/s Outflow - LPS: Lưu lượng xả - l/s
Từ đường quan hệ lưu lượng ở Hình 4.1 và kết quả mô phỏng ở Phụ lục 4 ta thấy tại mọi thời điểm từ đầu trận mưa đến thời điểm kết thúc trận mưa hệ thống luôn đảm bảo khả năng chuyền tải không gây ra tình trạng ngập. Điều đó có nghĩa là việc lựa chọn các thông sốđầu vào của hệ thống là hợp lý.
Các tuyến cống bị ngập sau khi tính toán thủy lực và kiểm định bằng mô hình SWMM thì không còn ngập nữa. Riêng 2 tuyến 8 và tuyến 9, nằm dọc trục đường Hùng Vương chỉ cần thay đổi độ dốc phù hợp mà không cần thay đổi khẩu độ cống vẫn đảm bảo khảnăng tiêu thoát nước nhanh chóng khi mưa.
Kết quả các tuyến cống bị ngập sau khi tính toán kiểm định sẽ không còn ngập với trận mưa thiết kế 72h max:
Hình 4.2: Mô phỏng diễn biến dòng chảy tuyến 1 từ nút A1 đến nút CX1 (thời điểm 13h00 ngày thứ 2 sau khi kiểm định)
Từ hình vẽ ta thấy các nút : A2, A3, A4 không còn bị ngập.
Các đoạn cống từnút A1 đến CX1 không bịđầy tràn tại thời điểm 13h00 của ngày mưa thứ 2.
Hình 4.3: Mô phỏng diễn biến dòng chảy tuyến 2 từ nút B2 đến nút B9 (thời điểm 14h00 ngày thứ 2 sau khi kiểm định)
Từ hình vẽ ta thấy các nút : B3, B4 không còn bị ngập.
Các đoạn cống từnút B2 đến CX1 không bịđầy tràn tại thời điểm 14h00 của ngày mưa thứ 2.
Hình 4.4: Mô phỏng diễn biến dòng chảy tuyến 6 từ nút D3 đến nút CX2 (thời điểm 14h00 ngày thứ 2 sau khi kiểm định)
Từ hình vẽ ta thấy nút : D5 không còn bị ngập.
Các đoạn cống từnút D3 đến CX2 không bịđầy tràn tại thời điểm 14h00 của ngày mưa thứ 2.
Hình 4.5: Mô phỏng diễn biến dòng chảy tuyến 11 từ nút F5 đến nút F7 (thời điểm 16h00 ngày thứ 2 sau khi kiểm định)
Từ hình vẽ ta thấy các nút : F4, F6, F7 không còn bị ngập.
Các đoạn cống từnút F5 đến F7 không bị đầy tràn tại thời điểm 16h00 của ngày mưa thứ 2.
Hình 4.6: Mô phỏng diễn biến dòng chảy tuyến 8-11 từ nút E4 đến nút F8 (thời điểm 16h00 ngày thứ 2 sau khi kiểm định)
Từ hình vẽ ta thấy các nút : E5, F7 không còn bị ngập.
Các đoạn cống từnút E4 đến F8 không bịđầy tràn tại thời điểm 16h00 của ngày mưa thứ 2.
Hình 4.7: Mô phỏng diễn biến dòng chảy tuyến 9-11 từ nút E6 đến nút F8 (thời điểm 16h00 ngày thứ 2 sau khi kiểm định)
Từ hình vẽ ta thấy các nút : E7, F6, F7 không còn bị ngập.
Các đoạn cống từnút E6 đến F8 không bịđầy tràn tại thời điểm 16h00 của ngày mưa thứ 2.
Nhận xét : Khảnăng làm việc của các tuyến cống sau khi đề xuất cải tạo bằng mô hình SWMM với trận mưa thiết kế: Kết quả mô phỏng cho thấy không có nút nào bị ngập. Không có hiện tượng tràn tại bất kỳ vị trí nào trên các tuyến cống. Vậy cải tạo, nâng cấp các tuyến cống theo đề xuất Bảng 4.5, khu vực sẽ không còn tình trạng ngập úng.