NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO thành PHỐ KON TUM THEO QUY HOẠCH ĐỊNH HƯỚNG ĐẾN NĂM 2030
Thành phố Kon Tum là đô thị loại III và là trung tâm hành chính, chính trị, thương mại dịch vụ, du lịch của thành phố Kon Tum, nơi đây là đầu mối giao thông quan trọng vùng Nguyên và miền Trung, thành phố Kon Tum có vị trí chiến lược quan trọng về mặt an ninh quốc phòng và có tiềm năng hết sức to lớn để phát triển kinh tế xã hội.
Trong những năm qua, bằng những nỗ lực không ngừng, thành phố Kon Tum đã bước đầu tạo dựng cho mình một vóc dáng đô thị đầy tiềm năng, với sự phát triển đồng bộ trên mọi lĩnh vực kinh tế, chính trị, xã hội….. và trong tương lai sẽ được nâng cấp thành đô thị loại II trực thuộc tỉnh Kon Tum.
Hệ thống cấp nước thành phố Kon Tum được xây dựng từ năm 1984 với công suất 3.000m³/ngày, qua các giai đoạn cải tạo, nâng cấp mở rộng hiện nay công suất hệ thống cấp nước đạt khoảng 12.000m³/ngày. Nguồn nước thô của hệ thống cấp nước được khai thác từ sông Đăk Bla đưa về trạm xử lý thành nước sạch và phục vụ khoảng 07 phường, xã nội thị (trong số 21 đơn vị hành chính) của thành phố. Đến nay, trước tình hình đô thị hóa mạnh, sự phát triển kinh tế xã hội và gia tăng dân số cũng như yêu cầu ngày càng cao về mức sống của người dân nên công suất hệ thống cấp nước này đã không còn đáp ứng được nhu cầu dùng nước của khu vực. Mặt khác, thiết bị và công trình xây dựng cũng đã xuống cấp nghiêm trọng và không đáp ứng được yêu cầu để duy trì được hoạt động của hệ thống. Do vậy, cần thiết phải nghiên cứu tính toán phương án hợp lý để xây dựng hệ thống cấp nước đồng bộ cho thành phố Kon Tum theo quy hoạch định hướng đến năm 2030 phục vụ nước cho sinh hoạt, công nghiệp, dịch vụ đô thị và nâng cao hiệu quả sử dụng nước là cần thiết và cấp bách.
– Nghiên cứu đánh giá hiện trạng mạng lưới cấp nước thành phố Kon Tum;
– Nghiên cứu bố trí hợp lý, tính toán mạng lưới cấp nước thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum đảm bảo phục vụ tốt cho cho sinh hoạt và sản xuất theo quy hoạch định hướng đến năm 2030;
– Phân tích kinh tế để thiết kế hợp lý mạng lưới cấp nước.
– Đối tượng: Hệ thống cấp nước cho thành phố Kon Tum.
– Phạm vi: Hệ thống cấp nước cho thành phố Kon Tum theo qui hoạch đến năm 2030.
– Điều tra, thu thập số liệu, tài liệu, bản đồ hiện trạng, bản đồ quy hoạch định hướng, diện tích, dân số.
– Tổng hợp và phân tích số liệu.
– Sử dụng phần mềm MIKE URBAN để tính toán và mô phỏng toàn bộ mạng lưới nước (quản lý áp lực nước và áp lực khu vực, tính nhu cầu nước tại nút cấp).
Đề tài gồm 3 chương
Chương 1: Tổng quan về thành phố Kon Tum và hiện trạng hệ thống cấp nước
Chương 2: Định hướng, nhu cầu dùng nước, và phương án cấp nước cho thành phố Kon Tum đến năm 2030
Chương 3: Ứng dụng tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước thành phố Kon Tum
Kiến luận và kiến nghị
TỔNG QUAN VỀ thành phỐ KON TUM VÀ
1.1.3. Địa hình, địa mạo
Bảng 1.3. Phân bổ lượng dòng chảy trên các sông chính
| Tên sông | Tổng lượng dòng chảy năm (103 m3) | Tỉ lệ (%) |
| Đăk Bla | 2.804.529 | 30,78 |
| Đăk Pô Kô | 2.375.376 | 26,07 |
| Sa Thầy | 1.765.815 | 19,38 |
| Krông Pô Kô | 1.651.920 | 18,13 |
| Đăk cấm | 513.890 | 5,64 |
1.2. ĐIỆU KIỆN KINH TẾ, XÃ HỘI
Hiện nay, thành phố Kon Tum có 04 dân tộc cơ bản là Kinh, Bana, Gia Rai và Xơ Đăng định cư và sinh sống, trong đó: tỉ lệ dân tộc Kinh chiếm cao nhất 70,56%; dân tộc BaNa chiếm 21.0%; Gia Rai chiếm 6,1 %; Xơ Đăng 1,34%.
1.2.3. Hiện trạng sử dụng đất: Tổng diện tích 43.212,49 ha, trong đó: khu vực nội thị hiện nay khoảng 3.820.97 ha, còn lại là diện tích đất các xã ngoại thành hiện nay khoảng 39.391,52 ha.
1.2.5. Hạ tầng xã hội
1.3. ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI ĐẾN NĂM 2030
1.3.3. Định hướng phát triển đô thị
Bảng 1.9. Dự báo quy mô dân số thành phố Kon Tum giai đoạn 2020-2030
| STT | Dân số | 2004 | 2012 | 2015 | 2020 | 2030 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Dân số toàn thành phố (người) | 127.333 | 152.159 | 168.000 | 200.000 | 253.400 |
| 2 | Dân số nội thị (người) | 81.172 | 92.318 | 105.000 | 133.000 | 200.000 |
| 3 | Dân số ngoại thị (người) | 46.161 | 59.841 | 63.000 | 67.000 | 53.400 |
Diện tích xây dựng đô thị đến năm: 2020 khoảng 4.360 ha; 2030 khoảng 6.740 ha;
1.3.4. Định hướng tổ chức không gian vùng đô thị: Lõi (1.460 ha); trung tâm (2.303 ha); lân cận trung tâm (3.517 ha); cây xanh lõi (2.598 ha); bảo tồn sinh thái Đăk Bla (13.844 ha); du lịch sinh thái Yaly (7.314 ha); bảo tồn các làng đồng bào dân tộc thiểu số (1.640 ha).
Hệ thống phân khu chức năng và nguyên tắc phát triển
| STT | Các phân khu | Diện tích (ha) | Dân số (người) |
| 1 | Khu A1: Khu đô thị Vinh Quang – Ngô Mây | 1.918 | 30.000 |
| 2 | Khu A2: Khu đô thị Đắk Cấm | 1.709 | 20.000 |
| 3 | Khu A3: Khu đô thị trung tâm | 1.108 | 60.000 |
| 4 | Khu B1: Khu đô thị phía Đông | 2.587 | 25.000 |
| 5 | Khu B2: Khu đô thị TTHC mới | 1.016 | 25.000 |
| 6 | Khu B3: Khu đô thị Trần Hưng Đạo – Hòa Bình | 1.647 | 20.000 |
| 7 | Khu B4: Khu đô thị Nguyễn Trãi – Đoàn Kết | 1.326 | 20.000 |
| 8 | Các phân khungoài đô thị C1, C2, C: vùng bảo tồnhệ sinh thái Đăk La, Ya ly | 39.378 | 53.400 |
1.4. HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC
Hình 1.13. Công trình thu nước thô
Hình 1.14. Trạm bơm nước thô và các máy bơm
Hình 1.15. Đơn nguyên (3) công suất 5.000m³/ngày
– Tính đến tháng 07 năm 2015 hệ thống có 9.239 đấu nối. So với dân số tại khu vực lõi của thành phố năm 2015 là 105.000 người thì hệ thống cấp nước hiện nay mới chỉ đáp ứng được khoảng 35% nhu cầu.
ĐỊNH HƯỚNG, NHU CẦU DÙNG NƯỚC, VÀ PHƯƠNG ÁN CẤP NƯỚC CHO THÀNH PHỐ KON TUM ĐẾN NĂM 2030
2.1. ĐỊNH HƯỚNG CẤP NƯỚC ĐẾN NĂM 2030
– Xây dựng hệ thống cấp nước phù hợp với đô thị loại II. Tỉ lệ bao phủ dịch vụ cấp nước sạch của khu vực nghiên cứu đạt 90%.
– Nguồn nước cấp cho đô thị sử dụng nguồn nước mặt sông Đăk Bla.
2.2. PHẠM VI, GIỚI HẠN VÀ QUY MÔ CẤP NƯỚC
2.3. NHU CẦU DÙNG NƯỚC THEO QUY HOẠCH ĐỊNH HƯỚNG ĐẾN NĂM 2030
2.3.1. Nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt của dân cư
2.3.2. Nhu cầu dùng nước phục vụ công cộng
2.3.3. Nhu cầu dùng nước cho công nghiệp dịch vụ trong đô thị
2.3.4. Nhu cầu dùng nước cho các khu công nghiệp
2.3.6. Lượng nước dùng cho chữa cháy
2.3.7. Tổng lưu lượng nước tính toán
Bảng 2.2. Tổng hợp lưu lượng nước cấp cho hệ thống
| Stt | Nhu cầu dùng nước | Lưu lượng (m3/ngày đêm) |
|---|---|---|
| 1 | Nước cho sinh hoạt của dân cư | 50.624 |
| 2 | Nước phục vụ công cộng | 5.062 |
| 3 | Nước cho công nghiệp dịch vụ trong đô thị | 5.062 |
| 4 | Nước cho các khu công nghiệp | 8.400 |
| 5 | Nước thất thoát | 10.372 |
| 6 | Nước dùng cho chữa cháy | 1.728 |
| Tổng lưu lượng nước tính toán | 81.250 |
2.3.8. Nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước
2..3.9. Công suất trạm xử lý: Qtrạm = 86.937 (m3/ngày đêm)
2.3.10. Xác định nhu cầu dùng nước theo giờ: Kgiờ max = 1,5
2.3.11. Xác định thể tích bể chứa: Wbể chứa = 19.558 (m3).
2.4. PHƯƠNG ÁN CẤP NƯỚC CHO THÀNH PHỐ KON TUM ĐẾN NĂM 2030
2.4.1. Sự cần thiết phải đầu tư hệ thống cấp nước: Tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển kinh tế của địa phương.
2.4.2. Nguồn nước: Được lấy từ sông Đăk Bla.
ỨNg DỤNG TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC thành phỐ KON TUM
3.1. PHƯƠNG ÁN VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
3.1.1. Nguyên tắc vạch tuyến
3.2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN MÔ HÌNH TÍNH TOÁN
3.2.1. Phương pháp tiếp cận: Điều kiện biên tính toán là lưu lượng nhu cầu dùng nước tính toán từ bản đồ qui hoạch sử dụng đất của thành phố do Chính phủ phê duyệt và tiêu chuẩn cấp nước.
3.2.2. Cơ sở dữ liệu đã thu thập bản đồ: Định hướng quy hoạch đến năm 2030; cao độ số (DEM) thành phố Kon Tum (thành lập từ Bản đồ địa hình thành phố Kon Tum tỷ lệ 1.2000); qui hoạch sử dụng đất thành phố Kon Tum đến năm 2030; hiện trạng cấp nước năm 2015 thành phố Kon Tum.
3.2.3. Mô hình phần mềm Epanet
3.2.4. Mô hình phần mềm MIKE URBAN
Tác giả chọn mô đun tính toán phân tích của phần mềm MIKE URBAN để tính toán kiểm tra hiện trạng và theo qui hoạch định hướng đến năm 2030 cho hệ thống cấp nước của thành phố Kon Tum, tỉnh Kon Tum.
3.3. TÍNH TOÁN THỦY LỰC CHO GIỜ DÙNG NƯỚC LỚN NHẤT HIỆN TRẠNG
3.3.1. Xác định nhu cầu dùng nước
Hình 3.2. Bản đồ hiện trạng cấp nước thành phố Kon Tum
3.3.2. Xác định lưu lượng dọc đường của các đoạn ống, lưu lượng nút
3.3.3. Khai báo trình tự tính toán:
Hình 3.3. Khai báo nút trong mô hình
Hình 3.4. Khai báo đường ống trong mô hình
Hình 3.7. Áp lực tại các nút trong giờ dùng nước lớn nhất theo hiện trạng (Đơn vị tính mét).
Hình 3.8. Cắt dọc tuyến đường ống theo hiện trạng
Kí hiệu:
Áp lực nước đường ống
Cao độ đường ống nước
3.3.4. Khai thác kết quả tính toán bằng phần mềm
Hình 3.9. Khu vực nút có cột áp thấp so với tiêu chuẩn
Hình 3.10. Các nút tại phường Trường Chinh và phường Duy Tân
3.4. TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC thành phỐ KON TUM THEO QUY HOẠCH ĐỊNH HƯỚNG ĐẾN NĂM 2030
– Phương án 1: Theo đồ án quy hoạch định hướng đến năm 2030, tính toán mạng lưới cấp nước mới hoàn toàn (giữ nguyên tuyến cũ cấp nước hiện trạng đường ống thép thay mới bằng đường ống nhựa HDPE).
– Phương án 2: Theo đồ án quy hoạch định hướng đến năm 2030 và xem xét tận dụng các đường ống cấp nước hiện trạng còn sử dụng được.
3.4.1. Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước theo phương án 1
Bảng 3.4. Những nút có cột áp bất lợi cho kịch bản PA1
| Name | Index | LID | Node: Demand | Node: HGL | Node: Pressure |
| 127 | 18 | 1317 | 0.079828 | 600.3151 | -36.3449 |
| 161 | 48 | 1346 | 0 | 600.3575 | -38.1925 |
| 163 | 50 | 1348 | 0 | 600.3575 | 17.45749 |
| 165 | 51 | 1349 | 0 | 575.0001 | 16.39008 |
| 171 | 58 | 1355 | 0.013105 | 575.0001 | 3.960088 |
| 222 | 107 | 1398 | 0 | 575.0001 | -1.72991 |
| 223 | 108 | 1399 | 0.029174 | 579.2119 | 0.441919 |
| 228 | 113 | 1404 | 0.002359 | 595.5052 | 16.90518 |
| 231 | 117 | 1407 | 0.053696 | 595.5052 | 17.60513 |
| 276 | 153 | 1441 | 0.064035 | 579.2119 | 14.19192 |
* Kết quả tính toán thủy lực ứng với phương án 1
Hình 3.12. Kết quả tính toán giờ dùng nước lớn nhất theo đến 2030 PA1.
Hình 3.13. Áp lực tại các nút trong giờ dùng nước lớn nhất theo PA1 (Đơn vị tính mét)
Hình 3.15. Những điểm có cột áp bất lợi ứng với PA1
3.5.2. Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước theo phương án 2
Bảng 3.5. Những nút có cột áp bất lợi cho kịch bản PA2
| Name | Index | LID | Node: Demand | Node: HGL | Node: Pressure |
| 127 | 18 | 1317 | 0.079828 | 649.9404 | 13.28049 |
| 161 | 48 | 1346 | 0 | 604.5305 | -34.0195 |
| 165 | 51 | 1349 | 0 | 575.0001 | 16.39008 |
| 171 | 58 | 1355 | 0.013105 | 575.0001 | 3.960088 |
| 222 | 107 | 1398 | 0 | 575.0001 | -1.72991 |
| 223 | 108 | 1399 | 0.029174 | 579.0295 | 0.259492 |
| 228 | 113 | 1404 | 0.002359 | 594.8755 | 16.27556 |
| 231 | 117 | 1407 | 0.053696 | 594.8755 | 16.97552 |
| 234 | 119 | 1409 | 0.008557 | 590.6661 | 17.73609 |
| 276 | 153 | 1441 | 0.064035 | 579.0295 | 14.00949 |
| 30 | 171 | 1241 | 0.018425 | 577.8484 | 17.97842 |
Hình 3.16. Phân bố nút trên mạng lưới đường ống theo đến 2030 Pa2
Hình 3.16. Phân bố nút trên mạng lưới đường ống theo đến 2030 Pa2
Hình 3.17. Cao độ tự nhiên của các nút trên mạng lưới đường ống theo đến 2030 Pa2
Hình 3.18. Phân bố tiết diện của tuyến đường ống trên mạng lưới đường ống theo đến 2030 Pa2
Hình 3.19. Kết quả tính toán giờ dùng nước lớn nhất theo đến 2030 Pa2
Hình 3.20. Cắt dọc tuyến đường ống theo PA2
Kí hiệu:
Áp lực nước đường ống
Cao độ đường ống nước
Hình 3.18. Áp lực tại các nút trong giờ dùng nước lớn nhất theo PA2 (Đơn vị tính mét)
3.6. SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
3.6.1. Khái toán chi phí xây dựng
Dựa vào kết quả so sánh về chỉ tiêu kinh tế và thủy lực thì phương án 2 hiệu quả và đảm bảo cả hai chỉ tiêu. Vì vậy đề xuất lựa chọn phương án 2.
Qua tính toán, nghiên cứu của cho thấy phương án 2 đảm bảo tốt về kinh tế và kỹ thuật.
Tuy nhiên, do điều kiện hạn chế về thời gian nghiên cứu cũng như tài liệu, thông tin thu thập, còn có những hạn chế sau:
– Các số liệu dùng để tính toán lấy theo đồ án quy hoạch được duyệt của thành phố Kon Tum. Những số liệu đều mang tính dự báo nên chưa chính xác;
– Chưa tính toán phân kỳ đầu tư xây dựng mạng lưới cấp nước cho từng giai đoạn;
– chỉ tính toán cho mạng lưới cấp nước chính; việc tính toán mạng lưới phân phối cho toàn thành phố chưa được tính toán chi tiết.
Để đảm bảo đáp ứng nhu cầu dùng nước cho thành phố trong giai đoạn hiện nay và trong tương lai theo quy hoạch định hướng đến năm 2030:
– Tiến hành sửa chữa và nâng cấp các đường ống nước tận dụng để các đường ống làm việc tốt hơn cùng với mạng lưới đầu tư mới;
– Thiết lập tính toán mạng lưới cấp nước tương ứng với nhu cầu dùng nước thay đổi theo từng giai đoạn tuân thủ theo quy hoạch được duyệt;
– Nên kiểm tra, đối chiếu kết quả tính toán bằng mô hình với các số liệu thực tế để việc đầu tư xây dựng mạng lưới cấp nước sẽ mang lại hiệu quả hơn;
– Từng bước xây dựng và hoàn chỉnh gồm trạm xử lý và mạng lưới đường ống phân phối trên cơ sở quy hoạch chung nhằm đảm bảo phân phối nước theo nhu cầu đến tất cả các khu vực trên địa bàn là rất cần thiết;
– Xây dựng mở rộng tính toán tổn thất nước bằng qui trình điều khiển hệ thống van tự động đo cột áp; tăng cường giám sát đánh giá chất lượng nước thông qua mô đun trong mô hình Mike Urban.
E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\CONG TRINH THUY\DANG TRAN HUAN
