Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 2 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÔ HÌNH QUẢN LÝ NƯỚC MƯA SWMM (STORM WATER MANAGEMENT MODEL) I, GIỚI THIỆU MÔ HÌNH SWMM. 1, Giới thiệu mô hình SWMM. SWMM (Storm Water Management Model) ñöôïc xaây döïng ôû hai tröôøng ñaïi hoïc San Phansico vaø Florida (Myõ) do cô quan baûo veä moâi tröôøng Hoa Kyø (EPA) xaây döïng töø naêm 19711999 ñeå moâ phoûng chaát vaø löôïng nöôùc cuûa löu vöïc thoaùt nöôùc ñoâ thò vaø tính toaùn quaù trình chaûy traøn töø moãi löu vöïc boä phaän ñeán cöûa nhaän nöôùc cuûa noù. Mô hình quản lý nước mưa SWMM là một mô hình toán học toàn diện, dùng để mô phỏng khối lượng và tính chất dòng chảy của đô thị do mưa và hệ thống cống thoát nước thải chung. Mọi vấn đề về thủy văn đô thị và chu kỳ chất lượng đều được mô phỏng, bao gồm dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm, vận chuyển qua hệ thống tiêu thoát nước, hồ chưa và khu xử lý. Mô hình SWMM mô phỏng các dạng mưa thực tế trên cơ sở lượng mưa (Biểu đồ quá trình mưa hàng năm) và các số liệu khí tượng ban đầu vào khác cùng với hệ thống mô tả (lưu vực, vận chuyển, hồ chứaxử lý) để dự đoán các trị số chất lượng và khối lượng dòng chảy. Hình 1.1. Các “khối” xử lý của mô hình SWMM Trong sơ đồ trên bao gồm các khối sau: + Khối “dòng chảy” (Runoff block) tính toán dòng chảy mặt và ngầm dựa trên biểu đồ quá trình mưa (hoặc tuyết tan) hàng năm, điều kiện ban đầu về sử dụng đất và địa hình. + Khối “truyền tải” (Transport block) tính toán truyền tải vật chất trong hệ thống nước thải. + Khối “chảy trong hệ thống” (Extran block) diễn toán thủy lực dòng chảy phức tạp trong cống, kênh,.... + Khối ”TrữXử lý” (StrorageTreatment block) biểu thị các công trình tích nước như ao, hồ,...và các công trình xử lý nước thải,đồng thời mô tả ảnh hưởng của các thiết bị ảnh hưởng của các thiết bị điều khiển dựa trên lưu lượng và chất lượngcác ước toán chi phí cơ bản cũng được thực hiện. + Khối :nhận nước” (Receiving block) Môi trường tiếp nhận. Mục đích ứng dụng mô hình SWMM cho hệ thống thoát nước được triển khai 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 thoải cho những khu vực mới phát triển. • Ước tính lưu lượng nước lũ trong kênh và các chi lưu để xác định vị trí của kênh cần cải thiện nhằm giảm thiểu tình trạng tràn bờ. • Cung cấp công cụ quy hoạch để đánh giá việc thực hiện các cống chắn dòng kênh. Những ứng dụng điển hình của SWMM: • Quy hoạch hệ thống thoát nước mưa. • Quy hoạch ngăn tràn cống chung. • Quy hoạch hệ thống thoát nước lũ ở kênh hở. • Quy hoạch cống ngăn lũ. • Quy hoạch hồ chưa phòng lũ. 2, Ứng dụng mô hình SWMM Trong luận văn chỉ ứng dụng 2 module phổ biến hiện nay của mô hình SWMM là module RUNOFF và module EXTRAN. Mô hình RUNOFF mô phỏng quá trình mưadòng chảy ở các tiểu lưu vực riêng biệt trong lưu vực. Các tiểu lưu vực trong phạm vi mô đun RUNOFF tương ứng trực tiếp với các tiểu lưu vực được xác định cho khu đô thị Nam Vinh Tân và cung cấp trực tiếp số liệu đầu vào của dòng chảy cho mô hình EXTRAN. Mô hình EXTRAN mô phỏng hệ thống tiêu thoát nước mương hở và đường ống, bao gồm tất cả các đượng ống thuộc mô hình EXTRAN có kích thước nhỏ hơn bình thường và bị ảnh hưởng bởi thủy triều và dòng chảy ngược do nước dâng. Do đó phân tích thủy lực hoàn chỉnh được cung cấp bởi EXTRAN là cần thiết. a, Module RUNOFF RUNOFF mô phỏng dòng chảy sinh ra trên bề mặt hay dưới bề mặt (dòng thấm) dựa trên biểu đồ mưa, điều kiện về sử dụng đất, tính chất đất và các điều kiện khác. Dòng chảy trong đất hay trong ống đều là dòng chảy tự do. Lưu vực tính toán được phân chia thành các tiểu lưu vực (hay còn gọi là lưu vực bộ phận) căn cứ vào chiều dài của cống thu, hình dạng của lưu vực và mức độ phân nhánh của hệ thống. Mỗi tiểu lưu vực đc mô tả thoe diện tích, độ rộng, hệ số thấm, độ dốc địa hình, các thông số về đất, các hệ số về nhám và khả nawg giữ nước. Mô hình là ứng dụng điển hình của mô hình RUNOFF chho việc quy hoạch dòng chảy vào cống, mà không xem xét tới vấn đề thẩm thấu của nước ngầm vào đường ống, sự hạn chế ở miệng thu, sự tương tác giữa nước ngầmnước mặt hay chất lượng nước. Mô hình RUNOFF được xây dựng dựa trên việc đơn giản hóa hệ phương trình SaintVenant trong đó bỏ qua số hạng động lực lượng trong phương trình động lượng. Mô hình RUNOFF biểu diễn dòng chảy của sóng có biên độ nhỏ nằm trong nước tĩnh. Phương pháp này dùng để diễn toán dòng chảy trong sông không rẽ nhánh và dòng chảy ở biên dưới không chịu tác động của thủy triều hay nước vật. Phương pháp này cũng được sử dụng để tính toán dòng chảy mặt ở lưu vực đô thị có độ dốc không biến đổi đột ngột. b, Module EXTRAN Mô hình EXTRAN là mô hình tính toán dùng để diễn toán dòng chảy chuyển động qua hệ thống cống kín hoặc kênh hở do SHUBINSKI và ROESNER xây dựng lần đầu tiên công bố vào năm 1973 với tên gọi SANFRANCISCO (Lần đầu tiên ứng dụng vào thành phố San Francisco). Năm 1974 Tổ chức Bảo vệ Môi trường Hoa Kì đã xem xét mô hình này và đưa vào mô hình SWMM dưới dạng một khối lấy tên là khối truyền tải rộng (EXtended TRANsport) gọi tắt là khối EXTRAN để phân biệt với khối truyền tải (TRANSPORT block) mà đại học Florida đã xây dựng cho thế hệ SWMM ở thế hệ đầu tiên. Từ đó đến nay, mô hình ngày được hoàn thiện. EXTRAN là một bộ phận quan trọng nhất và thường dùng nhất trong mô hình tổng hợp SWMM để phân tích các đặc tính thủy lực tống hợp của hệ thống thoát nước đô thị. Mô hình này giả hệ phương trình Saint Venant ở dạng đầy đủ và tính toán cho các trường hợp như nước vật, chảy có áp hoặc chảy ngập,...EXTRAN nhận biểu đồ của quá trình dòng chảy tại các nút do người sử dụng đưa vào từ thực đo hoặc từ các mô hình gián tiếp khác hoặc trực tiếp từ quá trình mưa thông qua các file liên hệ với mô hình RUNOFF. Đối với các hệ thống thoát nước EXTRAN mô tả dưới dạng một hệ thống các nút (NodeJunction) và các đường dẫn nước (LinkConduit). Mô hình EXTRAN cũng đòi hỏi các điểm nối tai cả 2 đầu của đường dẫn nước được xác định như là điểm nốinút. Điểm nối của những đoạn kênh và cống vòm kín được xác định như những mặt cắt và hố ga tương ứng. Tóm lại các kết quả đầu ra của RUNOFF trở thành số liệu đầu vào của EXTRAN. II, CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA MÔ HÌNH SWMM
Table of Contents MỞ ĐẦU TÊN ĐỀ TÀI: Ứng dụng phần mềm SWMM (Storm Water Management Model) để mơ làm việc hệ thống nước khu thị phía Nam Vinh Tân LÝ DO NGHIÊN CỨU: Dự án Khu đô thị sinh thái Vinh Tân Tổng Công ty Đầu tư Phát triển nhà Hà Nội làm chủ đầu tư khu đô thị lớn Bắc Trung Bộ, Thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An Hệ thống nước khu thị thiết kế, tính tốn theo phương pháp cường độ giới hạn Tuy nhiên, để đánh giá khả tiêu thoát nước hệ thống thoát nước khu thị phía Nam Vinh Tân (đặc biệt điều kiện bất lợi) cần phải mơ làm việc hệ thống thoát nước điều kiện thực tế Vấn đề chưa dự án nghiên cứu Vì vậy, để khắc phục tồn đó, nhóm nghiên cứu chúng em thực đề tài khoa học MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: 3.1 Mục tiêu nghiên cứu: Kiểm tra khả tiêu nước hệ thống nước khu thị phía Nam Vinh Tân điều kiện bất lợi.Từ đó, đề biện pháp khắc phục hệ thống thoát nước xảy cố 3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tổng quan hệ thống thoát nước khu thị phía Nam Vinh Tân - Mơ hệ thống nước khu thị phía Nam Vinh Tân phần mềm SWMM - Đánh giá kết mơ phỏng.Từ đó, đề biện pháp khắc phục hệ thống thoát nước xảy cố ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: - Khả tiêu thoát nước hệ thống nước khu thị phía Nam Vinh Tân PHẠM VI NGHIÊN CỨU: - Hệ thống thoát nước khu thị phía Nam Vinh Tân PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Thu thập số liệu thực tế lí thuyết - Phân tích đánh giá tổng hợp số liệu - Đề xuất phương pháp tính tốn Ý NGHĨA KHOA HỌC, THỰC TIỄN ĐỀ TÀI: Kết nghiên cứu xem xét ứng dụng tìm nguyên nhân biện pháp khắc phục hệ thống nước mưa khu thị phía Nam Vinh Tân gặp cố CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU ĐÔ THỊ VINH TÂN 1.1Vi tri, hiên trang khu đât xây dưng 1.1.1 Vị tri Căn đồ án QHCT khu chung cư biệt thự ven hồ Vinh Tân phê duyệt, khu đất nghiên cứu điều chỉnh quy hoạch chi tiết “Khu đô thị sinh thái Vinh Tân” nằm ở phía Năm TP.Vinh, nằm khu vực qui hoạch Nam Vinh Vị trí đất thuộc xã Vinh Tân phường Trung Đô, tiếp giáp song Cửa Tiền Theo qui hoạch chi tiết điều chỉnh tỷ lệ 1/500 UBND tỉnh Nghệ An phê duyệt, khu đất nghiên cứu lập Dự án có diện tích khoảng 77,18ha giới hạn bởi: - Phía Bắc giáp xóm Phúc Lộc đường Nguyễn Thiếp - Phía Đơng giáp với khu dân cư Phường Trung Đơ đường Phượng Hồng - Phía Tây giáp với xóm Tân Phượng đường Lê Mao dự kiến kéo dài - Phía Nam giáp với đường qui hoạch ven sơng Cửa Tiền Hình 1.1: Vị trí khu thị Vinh Tân 1.1.2 Hiện trạng Hiện trạng khu đất đền bù giải phóng mặt bằng, tổ chức thi công san tổng thể kè hồ Vinh Tân Qui hoach thông thoat nươc mưa Với tình hình thực tế qui hoạch san tiêu thủy cũng qui hoạch phát triển khu vực dân cư Quy hoạch đến 2020 Mạng lưới thoát nước mưa nghiên cứu đề xuất đầu tư xây dựng dự án đến năm 2020 bao trùm gần 70 diện tích chia thành lưu vực nước Tại mỡi lưu vực nước mưa đường theo rãnh dọc đường thu hố ga thu nước mưa trực tiếp đổ vào hố ga, hố thăm xả hồ Vinh Tân thơng qua cửa xả nước - Cửa xả 1: hướng Tây-Bắc hồ; cao độ: -0.50; D1250 - Của xả 2: hướng Tây-Bắc hồ; cao độ: -0.50; D1250 - Cửa xả 3: hướng Tây-Nam hồ; cao độ: -0.50; D1250 - Cửa xả 4: hướng Tây-Nam hồ; cao độ: -0.50; D1250 - Cửa xả 5: hướng Tây hồ; cao độ: 0.50; D1000 - Cửa xả 6: hướng Tây hồ; cao độ: -0.50; D1250 - Cửa xả 7: hướng Đông-Nam hồ; cao độ: -0.50; D1250 - Cửa xả 8: hướng Đông hồ; cao độ: -0.40; D1250 - Cửa xả : hướng Đơng-Bắc hồ miệng xả mương thoát nước Hồng Bàng mướng thoát nước số thành phố Vinh: + Mương Hồng Bàng: Điểm bắt đày từ hệ thống thoát nước đảo giao thông C9, đến cuối chảy khu vực Vinh Tân + Mương số 2: Điểm đường Nguyễn Sỹ Sách, điểm cuối trạm bơm tiêu úng phía Nam: đoạn đầu từ đường Nguyễn Sỹ Sách đến cầu Thanh Tra ( đường lê Hồng Phong) đoạn từ cầu Thông đến khu đô thị Vinh Tân, xây dựng từ nguồn vốn tài trợ Cộng hòa Liên Bang Đức ( giai đoạn 2) chuẩn bị bàn giao đưa vào sử dụng Đoạn từ cầu Thanh Tra đến cầu cống tròn D150 chạy ven hồ Công viên Trung tâm, đầu nối vào mương hộp kín xây dựng Hiện đoạn mương từ đường Nguyễn Sỹ Sách đến cầu Thanh Tra mương cấp chưa đấu nối vào nên chưa phát huy hiệu thoát nước; đoạn qua hồ Công viên Trung tâm Công ty CP Trung Long xây dựng nắp đậy đoạn mương vào hồ nên không nạo vét rác thải ứ động lâu ngày Chương : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MƠ HÌNH QUẢN LÝ NƯỚC MƯA SWMM (STORM WATER MANAGEMENT MODEL) I, GIỚI THIỆU MƠ HÌNH SWMM 1, Giới thiệu mơ hình SWMM SWMM (Storm Water Management Model) xây dựng hai trường đại học San Phansico Florida (Mỹ) quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) xây dựng từ năm 1971-1999 để mô chất lượng nước lưu vực thoát nước đô thò tính toán trình chảy tràn từ lưu vực phận đến cửa nhận nước Mơ hình quản lý nước mưa SWMM mơ hình tốn học tồn diện, dùng để mơ khối lượng tính chất dòng chảy đô thị mưa hệ thống cống thoát nước thải chung Mọi vấn đề thủy văn đô thị chu kỳ chất lượng mô phỏng, bao gồm dòng chảy mặt dòng chảy ngầm, vận chuyển qua hệ thống tiêu thoát nước, hồ chưa khu xử lý Mơ hình SWMM mơ dạng mưa thực tế sở lượng mưa (Biểu đồ trình mưa hàng năm) số liệu khí tượng ban đầu vào khác cùng với hệ thống mô tả (lưu vực, vận chuyển, hồ chứa/xử lý) để dự đoán trị số chất lượng khối lượng dòng chảy Hình 1.1 Các “khối” xử lý mơ hình SWMM Dòng chảy (Khối Runoff) Truyềntải chảy mặt (Khoái Transport) Chảytronghệ thống (Khoái Extran) Trữ / Xử lý (Khối Storage/Treatment) Nhận nước (Khối Receiving) Trong sơ đồ bao gồm khối sau: + Khối “dòng chảy” (Runoff block) tính tốn dòng chảy mặt ngầm dựa biểu đồ trình mưa (hoặc tuyết tan) hàng năm, điều kiện ban đầu sử dụng đất địa hình + Khối “truyền tải” (Transport block) tính toán truyền tải vật chất hệ thống nước thải + Khối “chảy hệ thống” (Extran block) diễn toán thủy lực dòng chảy phức tạp cống, kênh, + Khối ”Trữ/Xử lý” (Strorage/Treatment block) biểu thị cơng trình tích nước ao, hồ, cơng trình xử lý nước thải,đồng thời mô tả ảnh hưởng thiết bị ảnh hưởng thiết bị điều khiển dựa lưu lượng chất lượng-các ước toán chi phí cũng thực + Khối :nhận nước” (Receiving block) Mơi trường tiếp nhận Mục đích ứng dụng mơ hình SWMM cho hệ thống nước triển khai nhằm: • Xác định khu vực cần xây mở rộng cống thoát nước mưa để giảm tình trạng ngập lụt đường phố cung cấp dịch vụ thoát nước thoải cho khu vực phát triển • Ước tính lưu lượng nước lũ kênh chi lưu để xác định vị trí kênh cần cải thiện nhằm giảm thiểu tình trạng tràn bờ • Cung cấp cơng cụ quy hoạch để đánh giá việc thực cống chắn dòng kênh Những ứng dụng điển hình SWMM: • Quy hoạch hệ thống nước mưa • Quy hoạch ngăn tràn cống chung • Quy hoạch hệ thống nước lũ ở kênh hở • Quy hoạch cống ngăn lũ • Quy hoạch hồ chưa phòng lũ 2, Ứng dụng mô hình SWMM Trong luận văn ứng dụng module phổ biến mơ hình SWMM module RUNOFF module EXTRAN Mơ hình RUNOFF mơ q trình mưa-dòng chảy ở tiểu lưu vực riêng biệt lưu vực Các tiểu lưu vực phạm vi mô đun RUNOFF tương ứng trực tiếp với tiểu lưu vực xác định cho khu đô thị Nam Vinh Tân cung cấp trực tiếp số liệu đầu vào dòng chảy cho mơ hình EXTRAN Mơ hình EXTRAN mơ hệ thống tiêu nước mương hở đường ống, bao gồm tất đượng ống thuộc mơ hình EXTRAN có kích thước nhỏ bình thường bị ảnh hưởng bởi thủy triều dòng chảy ngược nước dâng Do phân tích thủy lực hoàn chỉnh cung cấp bởi EXTRAN cần thiết a, Module RUNOFF RUNOFF mô dòng chảy sinh bề mặt hay bề mặt (dòng thấm) dựa biểu đồ mưa, điều kiện sử dụng đất, tính chất đất điều kiện khác Dòng chảy đất hay ống dòng chảy tự Lưu vực tính tốn phân chia thành tiểu lưu vực (hay còn gọi lưu vực phận) vào chiều dài cống thu, hình dạng lưu vực mức độ phân nhánh hệ thống Mỗi tiểu lưu vực đc mô tả thoe diện tích, độ rộng, hệ số thấm, độ dốc địa hình, thơng số đất, hệ số nhám khả nawg giữ nước Mơ hình ứng dụng điển hình mơ hình RUNOFF chho việc quy hoạch dòng chảy vào cống, mà không xem xét tới vấn đề thẩm thấu nước ngầm vào đường ống, hạn chế ở miệng thu, tương tác nước ngầm/nước mặt hay chất lượng nước Mô hình RUNOFF xây dựng dựa việc đơn giản hóa hệ phương trình Saint-Venant bỏ qua số hạng động lực lượng phương trình động lượng Mơ hình RUNOFF biểu diễn dòng chảy sóng có biên độ nhỏ nằm nước tĩnh Phương pháp dùng để diễn tốn dòng chảy sơng khơng rẽ nhánh dòng chảy ở biên không chịu tác động thủy triều hay nước vật Phương pháp cũng sử dụng để tính tốn dòng chảy mặt ở lưu vực thị có độ dốc khơng biến đổi đột ngột b, Module EXTRAN Mơ hình EXTRAN mơ hình tính tốn dùng để diễn tốn dòng chảy chuyển động qua hệ thống cống kín kênh hở SHUBINSKI ROESNER xây dựng lần công bố vào năm 1973 với tên gọi SANFRANCISCO (Lần ứng dụng vào thành phố San Francisco) Năm 1974 Tổ chức Bảo vệ Mơi trường Hoa Kì xem xét mơ hình đưa vào mơ hình SWMM dạng khối lấy tên khối truyền tải rộng (EXtended TRANsport) gọi tắt khối EXTRAN để phân biệt với khối truyền tải (TRANSPORT block) mà đại học Florida xây dựng cho hệ SWMM ở hệ Từ đến nay, mơ hình ngày hoàn thiện EXTRAN phận quan trọng thường dùng mơ hình tổng hợp SWMM để phân tích đặc tính thủy lực tống hợp hệ thống nước thị Mơ hình giả hệ phương trình Saint Venant ở dạng đầy đủ tính tốn cho trường hợp nước vật, chảy có áp chảy ngập, EXTRAN nhận biểu đồ trình dòng chảy nút người sử dụng đưa vào từ thực đo từ mơ hình gián tiếp khác trực tiếp từ q trình mưa thơng qua file liên hệ với mơ hình RUNOFF Đối với hệ thống nước EXTRAN mô tả dạng hệ thống nút (Node/Junction) đường dẫn nước (Link/Conduit) Mơ hình EXTRAN cũng đòi hỏi điểm nối tai đầu đường dẫn nước xác định điểm nối/nút Điểm nối đoạn kênh cống vòm kín xác định mặt cắt hố ga tương ứng Tóm lại kết đầu RUNOFF trở thành số liệu đầu vào EXTRAN II, CƠ SỞ TỐN HỌC CỦA MƠ HÌNH SWMM 1, Mơ hình RUNOFF Mơ hình RUNOFF thực tính tốn dòng chảy mặt theo hai bước: - Tính tốn q trình mưa hiệu - Tính tốn dòng chảy mặt xuất lượng mưa hiệu a, Tinh toán lượng mưa hiệu Việc tính tốn lượng mưa hiệu thể phương pháp khấu trừ tổn thất thấm, điền trùng, bôc từ bề mặt đất PEF (t) = N (t) – VP (t) – F (t) – W (t) (1.1) Trong : PEF : Lượng mưa hiệu (mm) N : Lượng mưa (mm) P : Lượng bốc bề mặt (mm) F : Lượng thấm vào đất (mm) W(t) : Lượng trữ bề mặt-tổn thất điền trũng (mm) t : Thời gian Lượng mưa: đưa vào mơ hình giá trị lượng mưa cường độ mưa theo thời đoan Lượng bốc bề mặt: lượng bốc bề mặt người sử dụng nhập vào mơ hình, tính theo phương pháp sau: - Phương pháp cân lượng: E r = 0,0353Rn (1.2) Trong đó: Er: Lượng bốc (mm/ngày) Rn: Bức xạ thực (W/m2) - Phương pháp cân lượng: Ea = B(eas − ea ) B= (1.3) 0,102u2 z2 ln z0 17,27T eas = 611 exp 273,3 + T Với ; Trong đó: Ea: Lượng bốc (mm/ngày) ; ea = Rheas u2 : Tốc độ gió (m/s)đo chiều cao z2 (cm) z0 : Chiều cao mẫu nhám (cm) Rh : Độ ẩm tương đối (%) Lượng trữ bề mặt: lượng nước bị tích tụ lại dòng chảy di chuyển qua vùng có địa hình âm ao, hồ, chỡ trũng mặt đường Lượng trữ bề mặt khó xác định tính phức tạp lưu vực đô thị, thành phần cần đánh giá qua điều tra sau hiệu chỉnh qua mơ hình Tinh tốn thấm lượng thấm: thám q trình có tính định với vai trò đại lượng vào cho hệ thống đất thống khí Ý nghĩa quan trọng q trình thấm trình động lực trình trao đổi nước đất phân chia lưu lượng mưa thành nước bề mặt nước đất ảnh hưởng đến trình thủy văn, đặc biệt hình thành dòng chảy lưu vực Để tính tốn dòng chảy đạt độ xác phù hợp với quy luật vật lý, có nhiều mơ hình thấm xây dựng Trong mơ hình SWMM có hai phương pháp lựa chọn: + Phương pháp mơ hình thấm HORTON (1940): mơ hình thấm giai đoạn Horton nhận xét trình thấm tốc độ thấm khơng đổi đó, sau giảm dầm theo quan hệ số mũ đến đạt tới giá trị khơng đổi Mơ hình thấm Horton áp dụng cho để tính cho trận mưa đỉnh dạng đường cong mưa biến đổi không lớn 10 Thời điểm kết thúc trận mưa Ta thấy sau khai báo lại đường kính cống tuyến cống đảm bảo khả chuyển tải nước không còn tình trạng ngập xảy Cách 2: Thay đổi số lượng, cao độ, kích thước cống hộp kênh mương Tuy nhiên cách khơng khả thi tốn kém, ta chọn cách Xem xét khả điều tiết hồ chứa: 39 Ta thấy thời điểm trận mưa hồ chưa thỏa mãn khả chứa nước khoongbij ngập với chiều cao mực nước 4.29m, điều giúp ta thiết kế hồ với dung tích hợp lý vừa đảm bảo dung tích hồ vưa đảm bảo tính kinh tế 3.1.5 Bài tốn có bùn lắng đọng Phần tính đến cống hoạt động bình thường, thường giai đoạn đầu, thực tế đưa vào sử dụng thời gian định cống thường xuất bùn, cặn lắng, để mọi người hiểu rõ chúng ta mô hoạt động đoạn cống với đường kính cống tăng lên để đảm bảo khơng bị ngập giả thiết thêm cống có bùn lắng Giả thiết sau thời có khoảng thời gian lớp bùn đáy cống dày 0.2m Ta có kết sau : Thời điểm bắt đầu trận mưa 40 Thời điểm kết thúc trận mưa Khi trận mưa bắt đầu cống đảm bảo khả chuyển tải nước đến trận mưa kết thúc lưu lượng nước dồn lớn nên cống bị ngập, qua thời gian sử dụng cống xuất lớp bùn lắng làm giảm khả chuyển tải nước cống không đảm bảo, để khắc phục tình trạng ngập mưa lớn cần thường xuyên nạo vét thau rửa cống để đảm bảo cống khơng có bùn lắng 41 3.2 Kiểm tra khả điều hòa hồ Vinh Tân, khả tiêu thoát nước kênh, mương, trạm bơm sau hồ 3.2.1 Thông số đầu vào Khu vực cần tính tốn : Ta có đường đặc tinh bơm 42 Hình 11: Biểu đồ bơm Khai báo đối tượng cửa xả (Outfalls) Là nút hệ thống tiêu thoát nước dùng để xác định biên cuối cùng hệ thống ở chế độ chảy sóng động lực học Các điều kiện biên Outfall mơ tả trạng thái quan hệ sau: độ sâu dòng chảy thông thường hay critical, cao độ ở nhiều mức độ khác nhau, bị ảnh hưởng chiều, theo chuỗi thời gian Cửa xả nơi tiếp nhận nước từ hồ chứa đưa kênh Trong trường hợp ta xem xét cửa xả không chịu ảnh hưởng triều trạng thái chảy tự Do cao trình đáy hồ điều hòa -1.5m để nước tự chảy ngăn không cho bùn cát chảy theo Giao diện nhập liệu cho cửa xả: 43 Hình 12: Giao diện nhập giữ liệu cửa xả Các thơng số cửa xả: + Tên cửa xả (Name) + Lượng nước bổ sung vào cửa xả (inflow) + Xử lý nước (Treatment) + Cao độ đáy cửa xả (Invert El) + Van ngăn chiều (Tide Gate) + Điều kiện biên cửa xả (Type) 3.2.2 Kết kiểm toán Lúc trận mưa bắt đầu: Lúc trận mưa kết thúc: 44 3.2.3Nhận xét khả điều hòa hồ Vinh Tân, khả tiêu thoát nước kênh, mương, trạm bơm sau hồ Hệ thống kênh, mương, trạm bơm sau hồ lúc bắt đầu trận mưa đến kết thúc đảm bảo không bị ngập úng 3.2.4 Kiểm tra khả hoạt động hệ thống hồ Vinh Tân hệ thống kênh dẫn, cống hộp, máy bơm sau hồ máy bơm bị hỏng Lúc bắt đầu trận mưa: Sau trận mưa kết thúc: 45 Nhận xét: Khi bơm hỏng, hệ thống kênh mương sau hồvẫn bình thường khơng xảy thượng ngập úng Xét lưu lượng đoạn cống Xem lưu lượng ứng với độ sâu nút 46 BẢNG KẾT QUẢ CHO TỪNG ĐỐI TƯỢNG 47 48 49 50 51 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Với trận mưa bất lợi số tuyến cống bị ngập ở phần thượng lưu còn phần hồ kênh đảm bảo Để khắc phục tình trạng ngập ta điều chỉnh dường kính ống lưu vực vừa trình bày 4.2 Kiến nghị Kết nghiên cứu có tính chất tham khảo nhóm nghiên cứu khơng có số liệu xác đường đặc tính bơm Sau thiết kế hệ thống thoát nước phương pháp cường độ giới hạn, cần kiểm tra kết mô với PHẦN MỀM SWMM Từ kết mô điều chỉnh lại thiết kế để hệ thống làm việc điều kiện bất lợi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS – TS Hoàng Huệ (2001), Mạng lưới thoát nước, NXB Khoa học Kỹ thuật [2] Trần Văn Mơ (2002), Thốt nước thị – Một số vấn đề lý thuyết thực tiễn Việt Nam, NXB Xây Dựng [3] Nguyễn Cảnh Cầm – Vũ Văn Tảo, Thuỷ lực, NXB Xây Dựng [4] TS Trần Đình Nghiêm(2003), Thiết kế thủy lực cho dự án cầu đường NXB Giao thông vận tải [5] Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: TCVN 7957:2008, Thoát nước thị mạng lưới bên ngồi cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây Dựng [6] PGS.TS Dương Thanh Lượng (2010), Giáo trình mơ mạng lưới nước SWMM, NXB Xây Dựng [7] Hồ sơ qui hoạch chi tiết 1/500 khu Đô thị Vinh Tân [8] David Butler and John W.Davies, Urban Drainage, Spon Press 52 53