BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - BÙI VĂN PHƯƠNG KHÓA: 2014- 2016 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RỘNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CỦA THÀNH PHỐ NINH BÌNH VÀ VÙNG PHỤ CẬN ĐẾN NĂM 2030 Chuyên ngành: Kỹ thuật sở hạ tầng Mã Số: 60.58.02.10 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HỒNG TIẾN Hà Nội, năm 2016 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thực hiện, luận văn tốt nghiệp thạc sỹ tác giả với đề tài “Đề xuất giải pháp mở rộng hệ thống cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030” hoàn thành hướng dẫn PGS.TS.Nguyễn Hồng Tiến – Cục Hạ tầng kỹ thuật – Bộ Xây dựng Có kết nghiên cứu nêu trên, nỗ lực cố gắng thân, tác giả nhận hướng dẫn tận tình cụ thể PGS.TS Nguyễn Hồng Tiến Bên cạnh đó, tác giả cịn nhận giúp đỡ thầy cô giáo Khoa đào tạo Sau đại học – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội bạn bè đồng nghiệp Sự giúp đỡ động viên khích lệ tác giả lớn q trình hồn thành luận văn Do kiến thức tác giả điều kiện nghiên cứu nhiều hạn chế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Tác giả kính mong thầy cơ, chuyên gia bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để luận văn có chất lượng cao Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Hồng Tiến thầy giáo tận tình giúp đỡ tác giả hồn thành đề tài luận văn tốt nghiệp Chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 23 tháng 05 năm 2016 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Bùi Văn Phương LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng hướng dẫn PGS.TS.Nguyễn Hồng Tiến – Cục Hạ tầng kỹ thuật – Bộ Xây dựng Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng Hà Nội, ngày 23 tháng 05 năm 2016 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Bùi Văn Phương MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng, biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị PHẦN MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài  Mục tiêu nghiên cứu  Đối tượng phạm vi nghiên cứu  Phương pháp nghiên cứu  Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài  Cấu trúc luận văn PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: THỰC TRẠNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CỦA THÀNH PHỐ NINH BÌNH VÀ VÙNG PHỤ CẬN 1.1 Giới thiệu chung thành phố Ninh Bình vùng phụ cận 1.1.1 Vị trí địa lý phạm vi nghiên cứu 1.1.2 Điều kiện tự nhiên 1.1.3 Hiện trạng kinh tế - xã hội 14 1.1.4 Hiện trạng dân số - lao động 15 1.1.5 Hiện trạng hạ tầng xã hội 17 1.1.6 Hiện trạng hạ tầng kĩ thuật 20 1.2 Hiện trạng cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận 29 1.2.1 Hiện trạng cấp nước thành phố Ninh Bình thị trấn Thiên Tôn 29 1.2.2 Cấp nước huyện Hoa Lư (không bao gồm thị trấn Thiên Tôn) 32 1.2.3 Cấp nước khu vực lại 33 1.2.4 Dự án đầu tư 34 1.3 Đánh giá khả làm việc hệ thống cấp nước trạng 36 1.3.1 Khu vực thành phố Ninh Bình thị trấn Thiên Tôn 36 1.3.2 Các khu vực khác 38 CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU MỞ RỘNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC THÀNH PHỐ NINH BÌNH VÀ VÙNG PHỤ CẬN ĐẾN NĂM 2030 39 2.1 Cơ sở khoa học việc nghiên cứu mở rộng hệ thống cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030 39 2.1.1 Đặc điểm chung mạng lưới cấp nước 39 2.1.2 Các yêu cầu hệ thống cấp nước mở rộng 40 2.1.3 Lý thuyết tối ưu hóa tính tốn thủy lực mạng lưới cấp nước mở rộng 42 2.1.4 Phân vùng tách mạng nâng cao hiệu hoạt động HT cấp nước 47 2.1.5 Bảo đảm cấp nước an toàn 49 2.1.6 Giới thiệu chương trình tính tốn thủy lực mạng lưới cấp nước 51 2.2 Một số quy định pháp lý có liên quan đến mở rộng hệ thống cấp nước 58 2.2.1 Tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cấp nước 58 2.2.2 Các quy định pháp lý khác có liên quan 59 2.3 Quy hoạch chung xây dựng thành phố Ninh Bình vùng phụ cận (đơ thị Ninh Bình) đến năm 2030 61 2.3.1 Định hướng phát triển không gian 61 2.3.2 Định hướng phát triển cấp nước 65 2.4 Kinh nghiệp nước quốc tế mở rộng hệ thống cấp nước 69 2.4.1 Kinh nghiệm nước 69 2.4.2 Kinh nghiệm nước 72 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RỘNG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CỦA THÀNH PHỐ NINH BÌNH VÀ VÙNG PHỤ CẬN ĐẾN NĂM 2030 74 3.1 Lựa chọn nguồn nước 74 3.1.1 Nguồn nước ngầm 74 3.1.2 Nguồn nước mặt 75 3.1.3 So sánh lựa chọn nguồn nước 76 3.2 Tính toán nhu cầu sử dụng nước dự báo nhu cầu sử dụng nước tương lai khu vực 77 3.2.1 Phạm vi tính tốn 77 3.2.2 Vùng phục vụ cấp nước 77 3.2.3 Dự báo nhu cầu dùng nước 77 3.2.4 Chế độ dùng nước 80 3.3 Giải pháp mở rộng hệ thống cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030 81 3.3.1 Các tiêu chuẩn dịch vụ tiêu thiết kế 81 3.3.2 Các phương án mở rộng hệ thống cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030 81 3.3.3 Áp dụng Epanet tính tốn thủy lực mạng lưới đường ống cấp nước 93 3.3.4 Phân tích kinh tế lựa chọn phương án 97 3.3.5 Phân vùng tách mạng nâng cao hiệu hoạt động hệ thống cấp nước, giảm thất thoát nước 102 3.4 Giải pháp quản lý vận hành 104 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận 106 * Kiến nghị 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt BXD CP Cụm từ viết tắt Bộ Xây dựng Chính phủ HĐQT Hội đồng quản trị HTCN Hệ thống cấp nước MLCN Mạng lưới cấp nước KDNS Kinh doanh nước NMN Nhà máy nước PVTM Phân vùng tách mạng GIS SCADA Hệ thống thông tin địa lý Hệ thống thu thập số liệu điều khiển tự động DMZ Vùng quản lý thất thoát nước DMA Vùng quản lý thất thoát nước TNHH Trách nhiệm hữu hạn TP Thành phố TTg Thủ tướng UBND NS NXB Ủy ban nhân dân Nước Nhà xuất DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu bảng, biểu Tên bảng, biểu Bảng 1.1 Hiện trạng cấu tỉnh Ninh Bình ngành kinh tế qua số năm Bảng 1.2 Giá trị sản xuất thành phố Ninh Bình huyện Hoa Lư Bảng 1.3 Tổng hợp trạng dân số thành phố Ninh Bình vùng phụ cận Bảng 1.4 Hiện trạng công suất nhà máy nước hệ thống cấp nước thành phố Ninh Bình thị trấn Thiên Tơn Bảng 1.5 Thống kê khối lượng ống dẫn nước cấp I,II Bảng 1.6 Thống kê khối lượng ống dẫn nước cấp I,II Bảng 2.1 Yêu cầu chất lượng nước cấp cho sinh hoạt Bảng 2.2 Công suất dự kiến nhà máy cấp nước quy hoạch Bảng 3.1 Dự báo dân số thành phố Ninh Bình vùng phụ cận Bảng 3.2 Nhu cầu dùng nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận Bảng 3.3 Mở rộng lực sản xuất nước nhà máy nước đến năm 2030 theo phương án quy hoạch Bảng 3.4 Phương án tăng công suất, xây trạm xử lý nước theo phương án Bảng 3.5 Tổng hợp khối lượng loại ống vận chuyển phân phối mạng lưới theo phương án Bảng 3.6 Tăng công suất trạm xử lý nước có theo phương án Bảng 3.7 Tổng hợp khối lượng loại ống vận chuyển phân phối mạng lưới theo phương án Bảng 3.8 Kết vận tốc nước chảy đoạn ống so với vận tốc kinh tế phương án Bảng 3.9 Kết vận tốc nước chảy đoạn ống so với vận tốc kinh tế phương án Bảng 3.10 Bảng so sánh kĩ thuật phương án Bảng 3.11 Khái tốn chi phí đầu tư theo phương án Bảng 3.12 Khái tốn chi phí đầu tư theo phương án DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Số hiệu hình Tên hình Hình 1.1 Sơ đồ vị trí mối liên hệ vùng thành phố Ninh Bình vùng phụ cận Hình 1.2 Phạm vi, ranh giới nghiên cứu Hình 1.3 Phân vùng địa hình thị Ninh Bình Hình 1.4 Phân bố đất đai thành phố Ninh Bình vùng phụ cận Hình 1.5 Phân bố tài nguyên TP.Ninh Bình vùng phụ cận Hình 1.6 Phân bố trạng dân số TP.Ninh Bình vùng phụ cận Hình 1.7 Mật độ dân số trạng TP.Ninh Bình vùng phụ cận Hình 1.8 Hiện trạng đất thành phố Ninh Bình vùng phụ cận Hình 1.9 Hệ thống giao thơng đối ngoại thành phố Ninh Bình vùng phụ cận Hình 1.10 Đánh giá đất xây dựng TP.Ninh Bình vùng phụ cận Hình 1.11 Điểm tập kết CTR đường Trần Phú Hình 1.12 Rác phế thải xây dựng đổ bừa bãi Hình 1.13 Nghĩa trang TP.Ninh Bình vùng phụ cận Hình 1.14 Nghĩa trang xã Khánh Phú Hình 1.15 Hiện trạng mạng lưới cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận Hình 2.1 Sơ đồ mạng lưới phân nhánh Hình 2.2 Sơ đồ mạng lưới vịng Hình 2.3 Biểu đồ xác định đường kính ống tối ưu Hình 2.4 Sơ đồ phân vùng tách mạng Hình 2.5 Vai trị cấp nước an tồn Hình 2.6 Các thành phần vật lý hệ thống phân phối nước Hình 2.7 Sơ đồ cấu trúc thị Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống phân khu phát triển Hình 2.9 Sơ đồ định hướng phát triển cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030 Số hiệu hình Tên hình Hình 2.10 Nhà máy nước Phong Thu cơng suất 8.000m3/ngày/đêm với công nghệ đại cấp nước an tồn ngon HueWaco Hình 2.11 Tồn cảnh nhà máy nước Thành phố Bắc Giang trước cải tạo Hình 3.1 Vùng khơng cấp nước trường hợp hệ thống cấp nước Ninh Bình vùng phụ cận mở rộng theo phương án quy hoạch NMN Thành Nam khơng hoạt động Hình 3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước đề xuất Hình 3.3 Phương án –Mặt hệ thống cấp nước mở rộng thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030 Hình 3.4 Phương án – Mặt hệ thống cấp nước mở rộng thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030 Hình 3.5 Phân vùng tách mạng – Vùng cấp nước ... nghệ xử lý nước đề xuất Hình 3.3 Phương án –Mặt hệ thống cấp nước mở rộng thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030 Hình 3.4 Phương án – Mặt hệ thống cấp nước mở rộng thành phố Ninh Bình vùng. .. thống cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030, đề xuất giải pháp mở rộng hệ thống cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030 lựa chọn giải pháp tối ưu sở đánh giá so sánh... tạo, mở rộng hệ thống cấp nước - Ý nghĩa thực tiễn: Trên sở kết nghiên cứu, đề xuất giải pháp mở rộng hệ thống cấp nước thành phố Ninh Bình vùng phụ cận đến năm 2030 góp phần giải nhu cầu thiếu nước