Nghiên cứu khả năng ứng dụng mô hình stormnet 4 8 trong quy hoạch, tính toán, thiết kế và quản lý mạng lưới thoát nước đô th

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢINGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ƯỜ G Ạ ỌC Ủ Ợ ƯỜ G Ạ ỌC Ủ Ợ --- ---W›XW›X ---NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG MÔ HÌNH STORMNET 4.8 TRONG QUY HOẠCH, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

ƯỜ G Ạ ỌC Ủ Ợ

ƯỜ G Ạ ỌC Ủ Ợ -

-W›XW›X

-NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

MÔ HÌNH STORMNET 4.8 TRONG QUY HOẠCH, TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ QuẢN LÝ MẠNG LƯỚI

THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ

TS Nguyễn Mai Đăng

KS Nguyễn Thiên Văn VIỆN THỦY VĂN MÔI TRƯỜNG & BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

dang@wru.vn

PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ TIÊU THOÁT

NƯỚC ĐÔ THỊ TẠI VIỆT NAM.

PHẦN II: NỘI DUNG

I Giới thiệu mô hình StormNet 4.8

II Ứng dụng mô hình StormNet 4.8 cho lưu

vực Tân Hóa - Lò Gốm – tp.HCM.

III Các giải pháp chống ngập.

IV Đánh giá khả năng ứng dụng của mô hình

IV Đánh giá khả năng ứng dụng của mô hình StormNet trong quy hoạch, tính toán thiết kế mạng lưới thoát nước đô thị ạ g ị

V Bài tập thực hành.

PHẦN I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ

TIÊU THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ TẠI VIỆT NAM TIÊU THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ TẠI VIỆT NAM.

„ Đô thị Việt Nam chưa có quy hoạch tổng

thể từ đầu.

vực dẫn đến việc tiêu thoát nước tự chảy ấ

rất chậm.

không đáp ứng đủ nhu cầu thoát nước

toàn cầu, nước biển dâng…

PHẦN II: NỘI DUNG

I Giới thiệu mô hình StormNet 4.8 ệ

I 1 Giao diện StormNet 4 8

I.1 Giao diện StormNet 4.8

I.2 Thuật toán của mô hình StormNet 4.8

Mô hình StormNet 4.8 sử dụng các thuật toán cơ

Mô hình StormNet 4.8 sử dụng các thuật toán cơ bản nhằm mô phỏng chế độ thủy văn và chế độ

thủy lực trong toàn bộ hệ thống Mô hình này sử

dụng lõi là SWMM nên về thuật toán cơ bản là

không khác nhau

A Phương pháp mô phỏng chế độ thủy văn

a.Tính toán lượng mưa hiệu quả

- Lượng mưa : được đưa vào mô hình bằng giá trị lượng mưa hoặc

cường độ mưa theo thời đoạn

cường độ mưa theo thời đoạn.

- Lượng thấm vào trong đất ợ g g

+ Phương pháp mô hình thấm HORTON (1940)

f∞ (mm/s) : Cường độ thấm nhỏ nhất tại thời điểm bão hòa

f0 (mm/s) : Cường độ thấm lớn nhất tại thời điểm ban đầu t=0

t (s) : Thời gian tính từ lúc bắt đầu trận mưa rơi

k (T 1) Hằ ố t iết iả

k (T-1) : Hằng số triết giảm

+ Phương pháp mô hình thấm Green-Ampt (1911)

V = K.J Trong đó:

V : Cường độ thấm vào đất (mm/s)

K : Hệ số thấm thuỷ lực bão hoà (mm/s)

J : Độ dốc thủy lực

b Tính toán xác định dòng chảy mặt

Hệ Saint-Venant mô phỏng dòng chảy mặt gồm:

V : Thể tích nước trên bề mặt lưu vực

V : Thể tích nước trên bề mặt lưu vực

d : Chiều sâu lớp dòng chảy mặt

+ Phương trình động lực: phương trình liên

1

S dp

d n

B Phương pháp mô phỏng chế độ

ố

thủy lực trong hệ thống

toán dòng chảy trong hệ thống cống thoát

mô tả dòng không ổn định một chiều, biến đổi

+ Phương trình động lực:

+ Phương trình liên tục dùng để giải quyết bài

toán ở các điểm nối, nút.

+ Phương trình động lực dùng để xác định lưu

lượng và hay tốc độ dòng chảy qua các đường lượng và hay tốc độ dòng chảy qua các đường dẫn gồm kênh hở, cống dẫn hở hoặc có áp.

II ỨNG DỤNG MÔ HÌNH STORMNET 4.8 TRONG QUY HOẠCH TÍNH TOÁN TIÊU

TRONG QUY HOẠCH TÍNH TOÁN TIÊU THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ

II.1 Giới thiệu lưu vực nghiên cứu.

Lưu vực Tân Hóa – Lò Gốm (Tây Nam ự ( y

tp.HCM)

II.2 Thiết lập mô hình StormNet 4.8 cho hệ

Thiết lập và nhập các thông số thủy lực trong hệ

thống tiêu thoát nước.

II.3 Chạy mô phỏng, hiệu chỉnh và kiểm

định mô hình

ủ

16/5/2004 (có đủ tài liệu mưa, vị trí các nút ngập

và đường quá trình mực nước tại chân cầu Hậu

Giang) để mô phỏng, hiệu chỉnh và kiểm định

mô hình.

Mực nước tại Cầu Hậu giang 3

Biểu đồ quan hệ Htd ~ Htt tại cầu Hậu Giang

II.4 Xây dựng bản đồ ngập lụt với các kịch bản khác nhau

1 Xem xét sự ảnh hưởng của mưa

2 Xem xét sự ảnh hưởng của triều

3 Xem xét sự ảnh hưởng của tổ hợp mưa + triều

II.4.1 Chạy mô hình ứng với mưa tần suất thiết kế 3%

„ Kết quả mô phỏng dòng chảy trong hệ thống cho thấy hệ thống thoát nước hiện hữu không

đảm bảo yêu cầu

II.4.2 Chạy mô hình ứng với triều thiết kế.

II.4.3 Chạy mô hình ứng với mưa 3% và triều thiết kế.

„ Kết quả mô phỏng dòng chảy mặt trên

bề mặt lưu vực khi mưa với tần suất

ế ế thiết kế 3% và triều thiết kế

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ Q~t, H~t TẠI CỬA RA BIỂU ĐỒ QUAN HỆ ∆Q~t, H~t

III Các biện pháp chống ngập cho khu vực

nghiên cứu

1 Các biện pháp phi công trình:

rác thải bừa bãi vào kênh mà nên có một khu vực

rác thải bừa bãi vào kênh mà nên có một khu vực chứa rác thải tập trung.

lắng trong hệ thống cống tiêu thoát nước nhằm làm giảm hệ số nhám, tăng tốc độ truyền tải dòng chảy

và giảm thời gian ngập.

Mái nhà sinh thái ở thành phố Portland – Mỹ

Tạo mảng xanh đô thị

„ Cụ thể: giảm tỉ lệ % diện tích không thấm, tăng tỉ

lệ % diện tích điền trũng của mỗi lưu vực từ 25%

lệ % diện tích điền trũng của mỗi lưu vực từ 25% lên 35%.

2 Các biện pháp công trình:

Vị trí cầu Ô Ông Buông

Vị trí Đại lộ

Đông Tây

Điểm nút Độ sâu ban đầu

„ Cải tạo và mở rộng diện tích hồ Đầm Sen như một hồ điều hòa tự nhiên.

cũng như tạo được độ dốc khi đặt hệ thống tiêu thoát nước

tiếp giảm khối lượng đào đắp cho những đoạn kế tiếp

hưởng của triều đến việc tiêu thoát nước nhất là trong

hưởng của triều đến việc tiêu thoát nước, nhất là trong trường hợp mưa kết hợp với triều

tạo độ dốc, tăng khả năng tự chảy và thay đổi đường kính cống tiêu thoát nước ( từ 0.4-0.8m đến 1.6-2.0m)

IV Đánh giá khả năng ứng dụng của mô hình

„ Giao diện StormNet V4.8 dạng đồ họa nên thân

thiện trực quan hơn so với SWMM

thiện, trực quan hơn so với SWMM

ra của StormNet nhanh chóng hiệu quả hơn

ra của StormNet nhanh chóng, hiệu quả hơn

mô hình sẽ hiện lên hướng dẫn chi tiết về nội dung đang đề cập

Excel

(Junction) và giếng thu (Inlet)

„ Có thể nối nhiều file StormNET lại thành một file

file

•Quan điểm diễn toán dòng chảy trên lưu vực.