Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ----------------------------------------- NGUYỄN BÍCH NGỌC NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHÂN VÙNG TÁCH MẠNG NHẰM GIẢM NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ CỦA MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG Hà Nội - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ---------------------------- NGUYỄN BÍCH NGỌC KHÓA: 2014-2016 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP PHÂN VÙNG TÁCH MẠNG NHẰM GIẢM NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ CỦA MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ NAM ĐỊNH Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng Mã số: 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN VĂN NAM Hà Nội – 2016 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn Thạc sĩ, đến nay luận văn của em đã hoàn thành. Sự thành công của luận văn là có sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo giảng dạy và khoa Sau đại học Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội. Em xin trân trọng cảm ơn các thầy, các cô đã truyền đạt cho em những kiến thức vô cùng quý báu trong suốt quá trình học tập và trong thời gian em thực hiện luận văn. Em xin trân trọng và cảm ơn sâu sắc TS.Nguyễn Văn Nam là người hướng dẫn khoa học cho em thực hiện luận văn Thạc sĩ. Thầy là người hướng cho em cách tiếp cận nội dung nghiên cứu một cách khoa học nhất và luôn đưa cho em những lời khuyên chân thành và bổ ích nhất. Cuối cùng, tôi xin trân trọng cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn động viên, khuyến khích tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 06 năm 2016 Tác giả Nguyễn Bích Ngọc 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 Nguyễn Bích Ngọc DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu bảng, Tên bảng, biểu biểu Bảng 1.1 Hiện trạng dân số và đô thị hóa Bảng 2.1 Khung giá tiêu thụ nước sạch Bảng 2.2 Tổng chi phí sản xuất cho 1 m3 nước Bảng 2.3 Hệ số tính giá theo mục đích sử dụng Bảng 2.4 Bảng dự báo nhu cầu dùng nước Bảng 2.5 Bảng một số chỉ tiêu chính chất lượng nước ngầm thành phố Nam Định Bảng 2.6 Các thông số chính của dòng chảy sông Đào Bảng 2.7 Kết quả phân tích chất lượng nước thô sông Đào Bảng 2.8 Bảng thống kê đường ống cấp nước Bảng 3.1 Bảng năng lượng điện tiêu thụ trạm bơm cấp nước hiện trạng Bảng 3.2 Bảng năng lượng tiêu thụ điện tại trạm bơm cấp nước sau phân vùng Bảng 3.3 Bảng chi phí vật liệu ổng mới Bảng 3.4 Bảng chi phí đồng hồ tổng mới Bảng 3.5 Bảng chi phí van giảm áp DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Số hiệu hình vẽ, Tên đầy đủ sơ đồ, đồ thị Hình 1.1 Ranh giới thành phố Nam Định Hình 1.2 Phân vùng địa chất tỉnh Nam Định Hình 1.3 Phân vùng địa hình cảnh quan tỉnh Nam Định Hình 1.4 Phân vùng nắng tỉnh Nam Định Hình 1.5 Phân vùng nhiệt tỉnh Nam Định Hình 1.6 Sơ đồ vị trí thành phố Nam Định trong vùng Nam đồng bằng sông Hồng Hình 1.7 Mật độ dân cư thành phố Nam Định Hình 1.8 Sơ đồ giao thông đối ngoại (hệ thống đường hướng tâm) Hình 1.9 Sơ đồ giao thông đối ngoại (hệ thống đường vành đai) Hình 1.10 Sơ đồ hiện trạng mạng lưới cấp nước thành phố Nam Định Hình 1.11 Hình ảnh trạm bơm cấp 2 NMN Nam Định Hình 2.1 Biểu đồ xác định đường kính ống tối ưu Hình 2.2 Sơ đồ mô tả phương pháp tiếp cận của kế hoạch cấp nước an toàn Hình 3.1 Sơ đồ nút tính toán thủy lực hiện trạng mạng lưới cấp nước TP Nam Định Hình 3.2 Sơ đồ cột áp trong ngày tại nút bất lợi nhất J30 Hình 3.3 Sơ đồ cột áp trong ngày tại nút sau bơm Hình 3.4 Ranh giới phân vùng cấp nước thành phố Nam Định Hình 3.5 Sơ đồ nút tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước TP Nam Định sau phân vùng Hình 3.6 Sơ đồ cột áp trong ngày tại nút bất lợi nhất hiện trạng và sau phân vùng Hình 3.7 Sơ đồ cột áp trong ngày tại nút sau bơm hiện trạng và sau phân vùng DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt BXD CP Tên đầy đủ Bộ Xây dựng Chính phủ HĐQT Hội đồng quản trị HTCN Hệ thống cấp nước MLCN Mạng lưới cấp nước KDNS Kinh doanh nước sạch NMN Nhà máy nước PVTM Phân vùng tách mạng GIS SCADA Hệ thống thông tin địa lý Hệ thống thu thập số liệu và điều khiển tự động DMZ Vùng quản lý thất thoát nước DMA Khu vực quản lý thất thoát nước TNHH Trách nhiệm hữu hạn TP Thành phố TTg Thủ tướng TTTT Thất thoát thất thu UBND Ủy ban nhân dân 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 PHẦN NỘI DUNG.............................................................................................................. 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN VÙNG TÁCH MẠNG; HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ NAM ĐỊNH ........................................................ 5 1.1. Tổng quan về phân vùng tách mạng tại các đô thị Việt Nam ....................... 5 1.2. Giới thiệu chung về thành phố Nam Định ..................................................... 7 1.2.1. Điều kiện tự nhiên ......................................................................................... 7 1.2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................................. 15 1.2.3. Hiện trạng hệ thống hạ tầng kỹ thuật ............................................................ 19 1.3. Hiện trạng mạng lưới cấp nước thành phố Nam Định ............................... 28 1.3.1. Hiện trạng nguồn nước của thành phố Nam Định......................................... 28 1.3.2. Hiện trạng nhà máy nước ............................................................................. 29 1.3.3. Hiện trạng mạng lưới cấp nước .................................................................... 30 1.3.4. Hiện trạng trạm bơm cấp 2........................................................................... 31 1.3.5. Hiện trạng cấp nước ..................................................................................... 32 1.4. Đánh giá chung về hiện trạng mạng lưới cấp nước thành phố Nam Định và việc phân vùng tách mạng ................................................................................... 33 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC PHÂN VÙNG TÁCH MẠNG NHẰM GIẢM NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ CỦA MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC ...... 35 2.1. Cơ sở lý thuyết .............................................................................................. 35 2.1.1. Phân cấp mạng lưới ..................................................................................... 35 2.1.2. Nguyên tắc phân vùng tách mạng mạng lưới cấp nước ................................ 36 2.1.3. Cơ sở phân vùng tách mạng ......................................................................... 38 2.1.4. Lý thuyết sử dụng phần mềm Epanet trong tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước ...................................................................................................................... 40 2.1.5. Lý thuyết tối ưu hóa mạng lưới hỗ trợ tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước .............................................................................................................................. 43 2.2. Cơ sở pháp lý ................................................................................................ 51 2.2.1. Các văn bản pháp luật, quy phạm, tiêu chuẩn ............................................... 51 2.2.2. Định hướng quy hoạch cấp nước thành phố Nam Định ................................ 55 2.2.3. Kế hoạch cấp nước an toàn .......................................................................... 61 2.3. Kinh nghiệm trong nước và ngoài nước về phân vùng tách mạng ............. 63 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP PHÂN VÙNG TÁCH MẠNG NHẰM GIẢM CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ TẠI TRẠM BƠM CẤP NƯỚC VÀO MẠNG LƯỚI................................................................................................................................... 69 3.1. Đánh giá năng lượng điện tiêu thụ của trạm bơm cấp nước vào mạng lưới .............................................................................................................................. 69 3.2. Sơ đồ phân vùng tách mạng ......................................................................... 73 3.2.1. Đề xuất phương án phân vùng tách mạng..................................................... 73 3.2.2. Phân tích và lựa chọn sơ đồ phân vùng tách mạng ....................................... 73 3.2.3. Xác định ranh giới phân vùng tách mạng ..................................................... 74 3.3. Tính toán thủy lực mạng lưới sau khi áp dụng sơ đồ phân vùng tách mạng lựa chọn ................................................................................................................ 79 3.3.1. Nhiệm vụ tính toán thủy lực mạng lưới ........................................................ 79 3.3.2. Lắp đặt, bố trí van điều khiển, kiểm soát ...................................................... 79 3.3.3. Tính toán thủy lực mạng lưới ....................................................................... 80 3.4. Phân tích áp lực tại các nút trên mạng lưới sau phân vùng ....................... 83 3.5. Kết quả tiêu thụ năng lượng điện tại trạm bơm cấp nước vào mạng lưới sau phân vùng tách mạng .................................................................................... 84 3.6. Đánh giá hiệu quả đạt được ......................................................................... 84 3.6.1. Đánh giá về hiệu quả kỹ thuật ...................................................................... 84