Đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước quận hà đông, thành phố hà nội (tt)

LƯƠNG THỊ PHƯƠNG THẢO ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT GIẢM THẤT THOÁT NƯỚC TRÊN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC QUẬN HÀ ĐÔNG THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ Hà Nội - 201

LƯƠNG THỊ PHƯƠNG THẢO

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT GIẢM THẤT THOÁT NƯỚC

TRÊN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC QUẬN HÀ ĐÔNG

THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ

Hà Nội - 2016

LỜI CẢM ƠN

Trước hết tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập tại trường Đồng thời tôi cũng gửi lời cám ơn đến Ban giám hiệu nhà trường cùng quý thầy cô giáo Khoa sau đại học đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành khóa học

Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến cô PGS.TS.Nguyễn Thị Ngọc Dung người hướng dẫn trực tiếp của tôi đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn đến quý thầy, cô trong hội đồng chuyên môn, đã tham gia góp ý, giúp đỡ tôi để tôi kịp thời điều chỉnh và hoàn thiện luận văn tốt hơn trong quá trình thực hiện

Nhân đây, tôi xin chân thành cám ơn sự quan tâm của quý cơ quan liên quan đã cung cấp những tài liệu thông tin quý báu để tôi hoàn thành luận văn này

Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn này bằng tất cả nỗ lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn

Hà N ội, tháng 06 năm 2016

Tác giả luận văn

Lương Thị Phương Thảo

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Lương Thị Phương Thảo

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng biểu

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

MỞ ĐẦU 1

Lý do lựa chọn đề tài 1

Mục đích nghiên cứu 2

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

Phương pháp nghiên cứu 3

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

Cấu trúc luận văn 3

NỘI DUNG 5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG THẤT THOÁT NƯỚC TRÊN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC QUẬN HÀ ĐÔNG - THÀNH PHỐ HÀ NỘI 5

1.1.Giới thiệu chung quận Hà Đông, thành phố Hà Nội 5

1.1.1 Điều kiện tự nhiên 5

1.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 11

1.1.3 Phân tích vai trò của quận Hà Đông đối với thành phố Hà Nội 14

1.1.4 Hiện trạng cơ sở hạ tầng kỹ thuật quận Hà Đông 15

1.2 Hiện trạng mạng lưới cấp nước quận Hà Đông, thành phố Hà Nội 17 1.2.1 Hiện trạng cung cấp nước quận Hà Đông 17

1.2.2 Mạng lưới đường ống 21

1.3 Hiện trạng thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông,

thành phố Hà Nội 24

1.3.1 Hiện trạng thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước 24

1.3.2 Nguyên nhân gây thất thoát nước 25

1.3.3.Tình hình hoạt động giảm thất thoát nước của công ty TNHH MTV nước sạch Hà Đông 32

1.4.Đánh giá hiện trạng thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông 36

1.4.1.Những giải pháp đã triển khai có hiệu quả: 36

1.4.2 Những tồn tại gây thất thoát nước 37

1.5 Các nghiên cứu có liên quan đến giảm thất thoát nước 38

1.5.1 Nghiên cứu trong nước 38

1.5.2 Nghiên cứu ngoài nước 40

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN GIẢM THẤT THOÁT NƯỚC TRÊN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC QUẬN HÀ ĐÔNG - THÀNH PHỐ HÀ NỘI 42

2.1.Cơ sở lý luận nghiên cứu giảm thất thoát nước 42

2.1.1 Lý thuyết tối ưu hóa trong tính toán mạng lưới cấp nước 42

2.1.2 Lý thuyết phân vùng tách mạng 48

2.1.3 Lý thuyết cơ sở của phần mềm SCADA 51

2.2 Cơ sở pháp lý giảm thất thoát nước sạch 57

2.2.1 Các văn bản do Chính phủ và cấp Bộ ban hành 57

2.2.2 Các văn bản có liên quan do địa phương ban hành 60

2.2.3 Các quy chuẩn, tiêu chuẩn có liên quan 61

2.4 Bài học kinh nghiệm giảm thất thoát nước đô thị trong nước và ngoài nước 61

2.4.1 Kinh nghiệm trong nước 61

2.4.2 Kinh nghiệm nước ngoài 67

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KỸ THUẬT GIẢM THẤT THOÁT NƯỚC TRÊNMẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC QUẬN HÀ ĐÔNG THÀNH PHỐ HÀ NỘI 71

3.1 Đề xuất giải pháp phân vùng tách mạng mạng lưới cấp nước quận Hà Đông 71

3.1.1 Mục đích 71

3.1.2 Nguyên tắc phân vùng tách mạng để giảm thất thoát nước trên mạng lưới 71

3.1.3 Xác định ranh giới phân vùng tách mạng 76

3.1.4 Bố trí các thiết bị điều khiển trên mạng lưới phù hợp với từng vùng, từng khu vực chia tách 80

3.2 Đề xuất giải pháp nâng cấp cải tạo đường ống cấp nước 83

3.2.1. Thay thế tuyến ống cũ 83

3.2.2 Đề xuất thay thế cải tạo tuyến ống cụ thể 85

3.2.3 Đánh giá về kinh tế kỹ thuật khi thay thế đường ống 90

3.3 Đề xuất ứng dụng một số công nghệ nằm nâng cao hiệu quả quản lý kỹ thuật trên mạng lưới cấp nước 91

3.3.1 Đề xuất ứng dụng phần mềm GIS, SCADA trong quản lý mạng lưới cấp nước 91

3.3.2 Đề xuất giải pháp quản lý rò rỉ bằng công cụ phát hiện rò rỉ 99

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 102

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

DMZ Vùng quản lý thất thoát nước

DMA Khu vực quản lý thất thoát nước

GIS Hệ thống thông tin địa lý

MLCN Mạng lưới cấp nước

PVTM Phân vùng tách mạng

SCADA Hệ thống thu thập số liệu và điều khiển tự động TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên

DANH MỤC BẢNG, BIỂU

Số hiệu

B ảng 1.1 Danh sách các ph ường, xã thuộc khu vực nghiên cứu 7

B ảng 1.2 L ượng mưa thời đoạn trung bình hàng năm 9

B ảng 1.3 K ết quả tính toán và thực đo mực nước sông Nhuệ 11

B ảng 1.4 S ự dịch chuyển cơ cấu kinh tế của quận qua các năm 13

B ảng 1.6 L ưu lượng nước thất thoát hàng năm quận Hà Đông 26

B ảng 3.3 Ranh gi ới phân vùng tách mạng và mã đồng hồ quản

B ảng 3.4 Th ống kê vật liệu khi cải tạo tuyến ống 91

DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ

Số hiệu

Hình 1.1 B ản đồ hành chính Thủ đô Hà Nội 6 Hình 1.2 Trung tâm qu ận Hà Đông – Thành phố Hà Nội 15 Hình 1.3 Dây chuy ền xử lý nhà máy nước Hà Đông 20 Hình 1.4 Dây chuy ền xử lý nhà máy nước Ba La 21 Hình 1.5 S ơ đồ mạng lưới cấp nước quận Hà Đông 23 Hình 2.1 Bi ểu đồ xác định đường kính ống tối ưu 48 Hình 2.2 H ệ thống SCADA – Tổng công ty Cấp nước Sài Gòn 56 Hình 2.3 H ệ thống SCADA – Công ty Cấp nước Đà Nẵng 57 Hình 2.4 H ệ thống SCADA – Công ty CP Cấp nước Vũng Tàu 57

Hình 2.5 H ệ thống GIS quản lý tài sản – Công ty Cấp nước Đà

N ẵng

58

Hình 3.1 S ơ đồ ranh giới phân vùng khu vực cấp nước quận

Hình 3.2 S ơ đồ phân vùng tách mạng MLCN quận Hà Đông 80

Hình 3.3 S ơ đồ bố trí các đồng hồ trên mạng lưới cấp nước

qu ận Hà Đông

83

Hình 3.4 M ặt bằng cải tạo tuyến ống HDPE 250 cho khu đô

th ị Văn Khê

88

Hình 3.5 S ơ đồ không gian tuyến ống cấp nước 89 Hình 3.6 Chi ti ết mặt cắt mương đặt ống 90 Hình 3.7 M ặt bằng hố đồng hồ tổng 91

Hình 3.8 Mô hình h ệ thống giám sát tuyến ống qua mạng điện

tho ại di động GSM/GPRS

94

Số hiệu

Hình 3.9

B ộ phận thu nhận tín hiệu đo và truyền về trung tâm

V ị trí lắp thẻ sim cho thiết bị đo xa 95

Hình 3.10

S ơ đồ một hệ SCADA đo thông số của mạng lưới cấp

n ước

96

Hình 3.11 Nguyên lý ho ạt động của thiết bị đo xa 96

Hình 3.12

Trung tâm SCADA giám sát và điều khiển trạm bơm chính Nhà máy n ước Cầu Nguyệt – Hải Phòng 99

Hình 3.13 SCADA áp d ụng cho trạm bơm cấp 2 (khi 2 bơm làm

vi ệc)

100

Hình 3.14

SCADA áp d ụng cho trạm bơm cấp 2 (khi 4 bơm làm

Hình 3.15 Bút khu ếch đại âm 101 Hình 3.16 Thi ết bị dò tìm rò rỉ online Phocus.sms 102 Hình 3.17 Máy siêu âm phát hi ện rò rỉ đường ống 103

MỞ ĐẦU

* Lý do lựa chọn đề tài

Nước sạch là một phần không thể thiếu đối với đời sống con người và giữ vai trò quan trọng đối với hoạt động sinh hoạt và sản xuất của xã hội Các nguồn nước ngày càng khan hiếm hoặc bị ô nhiễm trầm trọng nên vấn đề quản lý và vận hành mạng lưới cấp nước sạch sao cho hiệu quả, giảm thất thoát nước, tránh lãng phí, khai thác sử dụng hợp lý nguồn nước đang là vấn

đề cấp bách của nhiều đô thị thuộc các quốc gia trên thế giới cũng như tại Việt Nam

Mặc dù tỉ lệ thất thoát nước sạch đang ngày càng được hạn chế cùng với tiến trình nâng cấp mạng lưới cấp nước, thế nhưng Việt Nam vẫn là quốc gia

có tỉ lệ thất thoát nước sạch cao Năm 2005, tỉ lệ thất thoát nước sạch bình quân cả nước là 35%, đến năm 2009 giảm xuống còn 30% và hiện nay đã giảm còn là 27% Tuy nhiên nếu so với các nước phát triển như Singapore (5%), Đan Mạch (6%), Nhật (7%) thì tỉ lệ thất thoát nước tại Việt Nam còn quá cao, lãng phí lớn

Thủ đô Hà Nội là trung tâm văn hóa, kinh tế, chính trị của cả nước với tốc độ phát triển nhanh chóng về đô thị hóa cùng với đời sống của nhân dân ngày càng được nâng cao, đã làm gia tăng đáng kể nhu cầu sử dụng nước sạch Hiện tại, Thủ đô Hà Nội đang được cung cấp nước sạch từ nguồn nước mặt sông Đà và các nhà máy nước ngầm trên địa bàn; Trước tình trạng nguồn nước ngày càng cạn kiệt cùng với mạng lưới mạng lưới cấp nước trải qua nhiều thời kỳ nên có tỷ lệ thất thoát tương đối cao, đã đặt ra cho ngành cấp nước Thủ đô phải có những bước đi thích hợp để giảm thiểu lượng nước thất thoát nhằm đưa về tỷ lệ thất thoát hợp lý kết hợp với giải pháp tiết kiệm nước trong sản xuất và tiêu thụ

Quận Hà Đông là một trong những đô thị trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, khoa học kỹ thuật, công nghiệp, dịch vụ của Việt Nam nói chung và của thủ đô Hà Nội nói riêng, nằm ở vị trí trọng điểm và là đầu mối giao thông liên tỉnh, vùng trong khu vực Từ năm 2008 sau khi Hà Đông chính thức sát nhập vào Thành phố Hà Nội, trở thành một trong những quận lớn nhất của thủ

đô, tạo ra những bước chuyển biến mạnh mẽ từ kinh tế đến đời sống của nhân dân trên địa bàn

Theo quy hoạch tổng thể cấp nước thì nhu cầu dùng nước đến năm 2025 của quận Hà Đông là khoảng hơn 125.000 m3/ngđ Hiện trạng mạng lưới cấp nước sạch cho địa bàn quận Hà Đông và các vùng phụ cận được khai thác từ nhà máy nước số 1 có công suất 20.000 m3/ngđ, nhà máy nước số 2 có công suất 20.000 m3/ngđ, nguồn nước mặt còn lại được khai thác gián tiếp từ nguồn nước sạch sông Đà lấy từ Công ty kinh doanh nước sạch Vinaconex

Từ nhiều năm nay, việc giảm thất thoát trong mạng lưới cấp nước đô thị

đã được các công ty trong và ngoài nước quan tâm và đã đạt được những hiệu quả nhất định Tuy nhiên quận Hà Đông có những đặc thù riêng về điều kiện kinh tế, xã hội, những bất cập trong công tác quy hoạch, mạng lưới ký thuật

hạ tầng chưa hoàn chỉnh, nên việc áp dụng các biện pháp giảm thất thoát hiện đại còn khó khăn

Vì vậy, đề tài: “Đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội” là rất cần thiết

nhằm giảm tỉ lệ thất thoát nước sạch cho mạng lưới cấp nước thuộc Công ty TNHH MTV nước sạch Hà Đông quản lý nói riêng và Thủ đô Hà Nội cũng như các đô thị Việt Nam nói chung

* Mục đích nghiên cứu

+ Đánh giá thực trạng mạng lưới cấp nước quận Hà Đông, tìm ra nguyên nhân gây thất thoát nước

+ Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thất thoát nước phù hợp với tình trạng thực tế của mạng lưới cấp nước để áp dụng thực tiễn cho việc giảm thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông, Thành phố Hà Nội

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

+ Đối tượng nghiên cứu: giải pháp kỹ thuật giảm thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước

+ Phạm vi nghiên cứu: quận Hà Đông, Thành phố Hà Nội

* Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra khảo sát thu thập tài liệu

- Phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu

- Phương pháp so sánh, kế thừa

- Phương pháp thống kê

- Phương pháp chuyên gia

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Đánh giá hiện trạng thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông- thành phố Hà Nội

- Đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thất thoát trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông- thành phố Hà Nội

*Cấu trúc luận văn

Ngoài phần mở đầu và kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo cấu trúc luận văn gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về hiện trạng thất thoát trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông, thành phố Hà Nội

Chương 2: Cơ sở lý luận và thực tiễn giảm thất thoát trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông, thành phố Hà Nội

Chương 3: Đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thất thoát trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông, thành phố Hà Nội

* Một số khái niệm có liên quan

+ Khái niệm mạng lưới cấp nước [3]

Mạng lưới cấp nước là mạng lưới đường ống truyền dẫn nước sạch từ nơi sản xuất đến nơi tiêu thụ, bao gồm mạng cấp I, mạng cấp II, mạng cấp III

và các công trình phụ trợ có liên quan

+ Mạng cấp I là mạng lưới đường ống chính có chức năng vận chuyển nước tới các khu vực của vùng phục vụ cấp nước và tới các khách hàng sử dụng nước lớn

+ Mạng cấp II là mạng lưới đường ống nối có chức năng điều hoà lưu lượng cho các tuyến ống chính và bảo đảm sự làm việc an toàn của mạng lưới cấp nước

+ Mạng cấp III là mạng lưới các đường ống phân phối lấy nước từ các đường ống chính và ống nối dẫn nước tới các khách hàng sử dụng nước

* Khái niệm thất thoát nước [5]

Thất thoát nước (NRW) là một lượng nước sạch đã được sản xuất ra và

bị mất đi trước và sau khi nó đến được các đối tượng sử dụng nước Điều đó

có nghĩa là không phải toàn bộ lượng nước của đơn vị cung cấp nước đều đến được khách hàng sử dụng nước và không phải toàn bộ lượng nước của đơn vị cung cấp nước đến khách hàng sử dụng nước đều được đo đếm và thanh toán đầy đủ

Như vậy thất thoát nước (NRW) có hai dạng là thất thoát thực tế (còn gọi

là thất thoát cơ học) và thất thoát do quản lý (còn gọi là thất thoát hành chính)

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận

Chống thất thoát nước trong công ty cấp nước là nhiệm vụ cực kỳ quan trọng và cấp bách, đây là yếu tố sống còn, là đảm bảo cho sự phát triển bền vững của ngành cấp nước nói chung và Công ty TNHH MTV nước sạch Hà Đông nói riêng

Với việc đánh giá hiện trạng mạng lưới đường ống cấp nước và thực trạng thất thoát nước hiện nay trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông Từ số liệu về lượng nước thất thoát trong từng khâu, xác định nguyên nhân cơ bản gây thất thoát nước như: còn tồn tại nhiều loại ống và nhiều tuyến ống cấp nước cũ, có chất lượng kém thiếu trang thiết bị hỗ trợ cho công tác quản lý

kỹ thuật hệ thống cấp nước và xác định điểm rò rỉ nước

Trước những yêu cầu cấp thiết như: cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân, cải thiện tình hình cấp nước các đô thị hiện nay, xây dựng nền tảng cho phát triển lâu dài và bền vững của ngành cấp nước, đáp ứng nhu cầu phát triển nền kinh tế quốc dân, phục vụ sự nghiệp phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước, việc nghiên cứu quy hoạch tổng thể hệ thống cấp nước quận Hà Đông là hết sức cần thiết và cấp bách nhằm giảm tỷ lệ thất thoát và rò rỉ nước tới mức thấp nhất

Căn cứ vào thực trạng mạng lưới đường ống cấp nước và thực trạng thất thoát, các cơ sở lý luận và thực tiễn đề xuất giải pháp chống thất thoát nước

Đề tài đã đưa ra được giải pháp chống thất thoát trên mạng lưới cấp nước quận Hà Đông, thành phố Hà Nội bằng các giải pháp kỹ thuật như: phân vùng tách mạng, thay thế tuyến ống và ứng dụng công nghệ mới để kiểm soát rò rì

và thất thoát nước trên mạng lưới Với các giải pháp trên, tác giả mong muốn

sẽ góp phần làm giảm lượng nước thất thoát nước trên mạng lưới cấp nước