Nghien cuu tinh toan dieu tiet ho chua do thi phuc vu giam thieu ngap ung do mua ap dung dien hinh cho luu vuc suoi nhum quan thu duc tphcm

6 11 0
  • Loading ...
1/6 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 17/04/2018, 12:03

Nghien cuu tinh toan dieu tiet ho chua do thi phuc vu giam thieu ngap ung do mua ap dung dien hinh cho luu vuc suoi nhum quan thu duc tphcm Nghien cuu tinh toan dieu tiet ho chua do thi phuc vu giam thieu ngap ung do mua ap dung dien hinh cho luu vuc suoi nhum quan thu duc tphcm Nghien cuu tinh toan dieu tiet ho chua do thi phuc vu giam thieu ngap ung do mua ap dung dien hinh cho luu vuc suoi nhum quan thu duc tphcm Nghien cuu tinh toan dieu tiet ho chua do thi phuc vu giam thieu ngap ung do mua ap dung dien hinh cho luu vuc suoi nhum quan thu duc tphcm Nghien cuu tinh toan dieu tiet ho chua do thi phuc vu giam thieu ngap ung do mua ap dung dien hinh cho luu vuc suoi nhum quan thu duc tphcm NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA ĐƠ THỊ PHỤC VỤ GIẢM THIỂU NGẬP ÚNG DO MƯA ÁP DỤNG ĐIỂN HÌNH CHO LƯU VỰC SUỐI NHUM QUẬN THỦ ĐỨC – TP.HCM Trương Văn Hiếu Trường Đại Học Tôn Đức Thắng Email: truongvanhieu@tdt.edu.vn TĨM TẮT Quy hoạch nước mưa đô thị, giảm thiểu ngập lụt vấn đề xúc TP.Hồ Chí Minh (TP.HCM) thị phía Nam, khơng cấp quyền mà nhân dân nhà khoa học- kỹ thuật quan tâm Biến trình dòng chảy thị sở luận quan trọng để đề xuất biện pháp cơng trình nước thị nhằm đáp ứng tính kỹ thuật, kinh tế hiệu cơng trình Hình 1: Vị trí địa lý lưu vực Suối Nhum 12 Khoa học & Ứng dụng Trong tình hình TP.HCM, dự án nước thị thường có đề xuất hồ chứa nước Với điều kiện hạn chế như: mặt xây dựng, lưu vực hứng nước cần xác định, tác động mưa, triều, lũ thượng lưu vị trí, lưu vực hứng nước, dung tích hữu ích tính điều tiết hồ chứa vùng đô thị quan trọng Đây đặc trưng thiếu dự án nước phụ thuộc vào dòng chảy thị hình thành Báo cáo bước đầu giới thiệu tính tốn thủy văn phục vụ xác định yêu cầu thông qua điều kiện thực tiễn lưu vực Suối Nhum (Q.Thủ Đức – TP H CM) GIỚI THIỆU ĐIỀU KIỆN TÍNH TỐN THỐT NƯỚC MƯA LƯU VỰC SUỐI NHUM 1.1.Địa hình Lưu vực Suối Nhum vị trí phía Bắc Q.Thủ Đức (Hình 1), có đặc điểm địa hình lưu vực biến đổi nhanh cấp địa hình Cao trình biến đổi từ +30m đến +8.0m dãy đồi thấp kéo dài xuống phía Nam (Hình 2) Đây vùng tiếp giáp Miền Đơng vùng thấp trũng phía Nam ven sơng Sài Gòn Sơng Đồng Nai Do lưu vực hình thành độ dốc lớn (từ 1.2% đến 2.5%) theo hướng khác phía Suối Nhum Hình 2: Địa hình lưu vực Suối Nhum Số 21 - 2015 1.2 Kênh rạch hệ nước thị lưu vực Suối Nhum Lưu vực Suối Nhum đến hợp lưu với suối Xuân Trường, có diện tích lưu vực 789ha, chi lưu hệ thống Suối Nhum-Suối Cái-Rạch Gò Cơng Đặc điểm suối theo bảng thể đồ hình Nhìn chung ngồi Suối Nhum hệ nước thị ít, dòng chảy mưa chảy tràn mặt đất, số đường cống cấp (tròn: Ø500 - Ø800 mm) hay mương bê tơng hở: bđáy = 0.5 – 0.8 m, cao 0.6 - 1.2m ) bố trí ven trục lộ lớn, nội khu dâu cư, khu cơng nghiệp (có hướng suối kênh rạch) [1] Mạng cống mang tính cục tiểu lưu vực nhỏ Do xây dựng giao thơng nên Suối Nhum có tuyến cống qua đường lộ trình là: Cống đơi Ø2000mm đường Xun Á cống hộp (có kích thước 1x1.5 m) lộ giáp ranh với TX.Dĩ An - Tỉnh Bình Dương Bảng 1: Đặc trưng hệ kênh rạch Quận Thủ Đức STT Tên kênh rạch Diện tích l.vực (ha) Dài (m) Rộng (m) Sâu (m) Độ dốc (%) S.Xuân Trường 535 2184 - 10 1.5 - 0.29 - 0.50 S.Nhum,R.Cau,RGò Cơng 3438 12581 - 64 1.2 - 4.8 0.29 - 0.48 Khả tải Q(m3/s) - 125 1.3.Mưa mưa cường độ cao Mưa nguyên nhân gây nên tình hình ngập thị, với tính chất mưa rào vùng nhiệt đới – gió mùa đến nhanh kết thúc nhanh, mang nét đặc trưng, Một số nét kết nghiên cứu tính tốn mưa thị trạm Xi măng HàTiên khu vực Q.Thủ Đức (hình 1) bao gồm: IDF (cường độ mưa - thời gian - tần suất) bảng hình 3; mơ hình mưa thiết kế theo phương pháp gia số trạm Ximăng HàTiên hình 4.a,b, [4] Bảng 2: Lượng mưa theo thời đoạn ứng chu kỳ Trạm Xi Măng Hà Tiên Chu kỳ (năm) ĐƯỜ NG IDF:Tầ n suấ t-Cư ng độ -Thờ i gian Trạ m XM Hà Tiên 220 I(mm/h) 200 180 160 N 50 T (phút) N50 N20 N10 N5 N4 N3 N2 N 30 15 215 201 182 156 128 118 111 N 20 N 10 30 185 171 152 128 101 91 85 N5 45 144 134 120 102 83 76 70 N4 140 N3 120 N2 Lo g (N 2) 100 Lo g (N 3) 80 Lo g (N 4) 60 123 114 102 86 68 62 57 90 89 83 74 62 50 45 42 120 73 67 50 39 35 33 180 52 48 42 35 28 Lo g (N 5) 60 Lo g (N 10) 40 Lo g (N 20) Lo g (N 30) 20 Lo g (N 50) 0 20 40 60 80 10 12 14 16 18 200 T(phút) Hình Chu kỳ (năm) Phương trình IDF trạm XMHàTiên (I : mm/h) R2 N10 I=-50.913LN(T)+295.67 0.993 N5 I=-42.07LN(T)+242.26 0.995 N3 I=-36.553LN(T)+208.87 0.995 MÔ HÌNH MƯ A THIẾ T KẾ Ứ NG CHU KỲ N=5 TRẠ M XIMANG HÀ TIÊN 30 Lư ợ ngm a (m m )/10phút MƠ HÌNH MƯ A THIẾ T KẾ Ứ NG CHU KỲ N=3 TRẠ M XIMANG HÀ TIÊN 25 Lư ợ ngm a (m m )/10phút 20.78 24.23 25 20 20 15 14.51 15 10.84 8.46 10 6.69 5.28 10 20 30 40 50 60 4a 7.08 5.54 4.10 3.10 2.22 0.00 12.34 9.15 10 70 80 90 1.44 0.74 0.10 0.00 100 110 120 130 T(phút) 4.31 3.29 2.42 1.66 0.00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.98 0.37 0.00 0.00 100 110 120 130 T(phút) 4b Hình (a, b): Mơ hình mưa thiết kế trạm Xi Măng Hà Tiên Số 21 - 2015 Khoa học & Ứng dụng 13 1.4 Đặc điểm thủy văn Khu vực có số liệu đo đạc quan trắc thủy văn rời rạc không đủ phục vụ tính tốn lưu vực độc lập có địa hình cao nên thủy triều ảnh hưởng (chế độ thủy văn sông lớn liên quan sơng Đồng Nai, sơng Tắt sơng Gò Công chịu ảnh hưởng triều), liên quan ảnh hưởng lên khả thoát Suối Nhum Do tính tốn thủy văn lưu vực tính tốn biến trình dòng chảy hình thành từ mưa đô thị Lưu vực Suối Nhum không chịu ảnh hưởng trực tiếp thủy triều sông lớn, nhiên chảy sông lớn nên đặc trưng triều có ảnh hưởng đến khả hệ thống, đặc trưng mực nước cao thấp năm (thời kỳ 1990-2011 tính tốn theo bảng sau: (i) Trạm Nhà Bè (cách nội thành 19 km phía hạ lưu), (ii) Biên Hòa (Cầu Đồng Nai) Bảng 3: Mực nước cao , thấp thực đo trạm Biện Hòa (BH) Nhà Bè (NB) (Thời kỳ 1990- 2011, Hệ cao độ Nhà nước, đơn vi: cm) Trạm Biên Hòa Nhà Bè Mực nước - H HmaxBH HminBH HmaxNB HminNB TB 166 -182 142.9 -246 Max 219 -133 159.0 -218 Min 112 -209 129.0 -274 Cv 0.144 -0.104 0.068 -0.061 Cs -0.332 0.458 0.142 -0.120 1.5 Hiện trạng ngập Do trình thị hóa, cơng trình giao thơng nằm chắn ngang hướng dốc địa hình tự nhiên nên có tính chất ngăn nước gây ngập cục nhiều nơi mưa có cường độ cao Ngồi mưa có ngun nhân gây ngập vùng hệ thống thoát nước thiết kế theo tiêu chuẩn nông nghiệp nên chuyển sang đất đô thị khơng phù hợp QUY HOẠCH MẶT BẰNG VÀ PHÂN VÙNG THOÁT NƯỚC QUẬN THỦ ĐỨC 2.1 Quy hoạch mặt Sự định hướng quy hoạch mặt có ảnh hưởng lớn đến phân bố dòng chảy đô thị tương lai Do đầu tư hạ tầng sở đô thị địa bàn bước đầu, đồng nên vấn đề nước (bao gồm nước mưa nước thải) chưa trọng quan tâm mức Mặt lưu vực định hướng khu thị có mật độ dân số trung bình theo đồ quy hoạch hình Hình 5: Quy hoạch mặt 14 Khoa học & Ứng dụng Số 21 - 2015 2.2 Phân vùng thoát nước Phương pháp chồng lấp đồ áp dụng sở yếu tố liên quan thể qua yếu tố sau [3]: Địa hình, hệ kênh rạch, quy hoạch mặt thị, hệ nước thị để đánh gíá q trình phát triển đô thị, xác định tiểu lưu vực, nhu cầu nước mưa thơng số ảnh hưởng đến hình thành dòng chảy Tình hình ngập thực tế: giúp xác định kiểm tra kết tính tốn Ở bảng trình bày kết phân vùng quy mô tiểu lưu vực thể theo hình mặt cắt tính tốn Bảng 4: Các mặt cắt tính tốn diện tích lưu vực phận nước mưa LV.Suối Nhum STT Tên vùng (ký hiệu mặt cắt) Diện tích (ha) CaiNhum1 (CN1) 261 CaiNhum2 (CN2) 262 CaiNhum3 (CN3) 275 Hình 6: Phân vùng nước Phương pháp tính dòng chảy từ mưa ứng dụng mơ hình ngun để mơ tả dòng chảy hình thành [2] Do tính chất mưa đến nhanh kết thúc nhanh có cường độ cao nên dòng chảy nước thải vệ sinh không đáng kể lúc Dòng chảy hình thành từ mưa xác định lưu vực hứng nước, thời gian chảy tập trung nước lượng mưa phân theo thời đoạn (5, 10, 15 phút); phương trình ngun mơ dòng chảy hình thành (hình theo thời đoạn mưa, khái quát theo phương trình sai phân: Qk = K C k ∑h f k − i +1 i Trong đó: Qk : dòng chảy hình thành giai đoạn k (m3/s) fi : diện tích hai đường đẳng thời (ha) hk -i+1 : Lượng mưa thời đoạn tương ứng thời gian chảy hai đường đẳng thời (mm) K : Hệ số đổi đơn vị, tùy theo thời đoạn chia Δt = 10 phút có K=0.0166 C : hệ số tổn thất dòng chảy đặc tính mặt đệm, lớp phủ mặt đất (C phân loại theo đặc tính tính chất đất diện tích fi tương ứng) Hình 7: Mơ hình dòng chảy Các vùng tương ứng với mặt cắt tính tốn tính tốn theo thời gian chảy tập trung nước tiểu lưu vực phận Trong hình bảng trình bày kết tính tốn dòng chảy hỉnh thành tãi mặt cắt tính tốn lưu vực Suối Nhum (CN) ứng với mưa theo tần suất thiết kế N=3 năm N= năm Số 21 - 2015 Khoa học & Ứng dụng 15 Times (phút) CN1 (Mưa N=3) CN1 (Mưa N=5) CN2 CN2 (Mưa (Mưa N=3) N=5) CN3 (Mưa N=3) CN3 (Mưa N=5) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 10 3.0 3.4 80 7.9 9.0 7.6 8.6 8.7 18.4 16.9 18.8 17.5 70 20 9.0 30 20.7 16.2 40.7 29.6 46.0 35.8 40 29.3 28.9 45.2 52.2 57.5 61.4 50 50 28.6 32.4 42.0 50.4 63.8 67.0 40 60 25.1 29.1 42.3 45.9 59.2 70.6 70 15.9 23.2 38.5 43.0 52.4 61.6 30 80 10.8 12.9 33.1 37.1 50.8 54.4 90 8.1 8.5 22.1 29.4 45.1 49.6 10 100 6.3 6.3 15.1 17.2 37.8 41.7 110 4.5 4.5 10.6 11.1 24.9 32.1 120 3.1 3.1 8.1 8.1 17.0 19.1 130 1.8 1.8 5.2 5.2 11.5 11.9 140 0.8 0.8 3.1 3.1 8.1 8.1 150 0.4 0.4 1.8 1.8 5.2 5.2 160 0.0 0.0 0.8 0.8 3.1 3.1 170 0.0 0.0 0.4 0.4 1.8 1.8 180 0.0 0.0 0.0 0.0 0.8 0.8 190 0.0 0.0 0.0 0.0 0.4 0.4 200 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Biến trình dòng chảy mưa mặt cắt tuyế n Suối Caùi Nhum Q(m3/s) 60 20 20 40 60 CN1(MưaN=3) CN2(MưaN=5) 80 100 CN1(MưaN=5) CN3(MưaN=3) 120 140 160 180 CN2(MưaN=3) CN3(MưaN=5) 200 220 T(phút) Hình Bảng 5: Dòng chảy hình thành mặt cắt từ mưa lưu vực Suối Nhum 2.3 Kết tính tốn đặc trưng hồ chứa tính điều tiết Trên sở dòng chảy hình thành, vị trí dung tích cần thiết cho việc chứa lượng nước từ mưa hồ chứa đề xuất có điều tiết dòng chảy rạch Suối Nhum thuộc tiểu lưu vực Suối Nhum theo nội dung sau: *Tại mặt cắt CN1: -Khả tải trạng kênh: Qk = 6.4 m3/s -Khả thoát cống 22.000mm: Qcống =12.5m3/s Các phương án đặt : Không nâng khả kênh: lượng nước cần chứa hồ điều tiết Vđt = 62.300m3 16 *Tại mặt cắt CN2: -Khả tải trạng kênh: Qk = 12.5 m3/s Các phương án đặt : -Không nâng khả kênh có lượng nước cần hồ điều tiết kể CN1 cần Vđt = 112.000m3 Nâng khả kênh lên tương ứng cống qua đường trạng -Nâng khả kênh lên mức : Qk = 20m3/s Tính với trường hợp có khơng có hồ CN1 Khơng có hồ CN1 : lượng nước cần điều tiết Vđt = 88.500m3 - Giải pháp đề xuất chọn ( hình 9) : -Giải pháp đề xuất chọn ( hình 10) - Nâng mặt cắt kênh để thoát tương ứng với cống Nâng khả kênh - Lượng nước cần chứa hồ điều tiết Vđt = 38400 # 40.000m3 - Đặc trưng hồ: rộng 120 x 120 m sâu 4m Có hồ CN1 : lựong nước cần điều tiết Vđt = 50.500m3 - Ở vị trí gần CN1 phía thượng lưu - Ở vị trí gần gần CN2 phía thượng lưu Khoa học & Ứng dụng -Đặc trưng hồ: rộng 130 x 130 m sâu 4m Số 21 - 2015 Hình Biến trình dòng chảy mưa mặt cắt CN1 KẾT LUẬN Qua kết có dòng chảy thị báo cáo cho thấy: - Hồ chứa phận quan trọng hệ nước thị; đề xuất xây dựng sở phân vùng tiểu lưu vực hứng nước, ứng với điều kiện trạng phương hướng phát triển đô thị tương lai Sự tính tốn thiết kế mang tính thống cho hệ thống thoát nước tiểu lưu vực sở yếu tố tác động đến hình thành dòng chảy thị - Báo cáo bước đầu đưa sở để tính tốn, thiết kế xem xét tính điều tiết hồ chứa liên hồ chứa nhằm phục vụ nước giảm thiểu tình hình ngập nước đô thị lưu vực Suối Nhum - Yếu tố mưa mặt đệm (địa hình, hệ thống giao thơng tình hình phát triển thị) thực có vai trò quan trọng tính tốn dòng chảy thiết kế cơng trình nước - Dòng chảy hình thành có thời đoạn tính tốn thích hợp thể qua q trình hình thành sở luận cho việc đề xuất biện pháp kênh, cống, hồ chứa khu vực Suối Nhum - Việc áp dụng công thức nguyên thể mối quan hệ mưa dòng chảy vào tình hình cụ thể địa bàn cho kết phù hợp chi tiết công tác nước mưa thị tiểu vùng lưu vực cụ thể Số 21 - 2015 Hình 10 Biến trình dòng chảy mưa mặt cắt CN2 - Qua q trình tính tốn cho thấy biến trình dòng chảy đô thị tiền đề việc lựa chọn biện pháp đặc trưng kỹ thuật cơng trình đặc trưng hồ chứa như: (i)vị trí xây dựng hồ, (ii) dung tích hữu ích (iii) tính điều tiết hồ chứa vùng thị - Một số yêu cầu đặc trưng hồ cần quan tâm kết hợp như: thoát nước tự chảy triều rút, cần có lượng nước định hồ vào mùa khô để đãm bảo môi trường hồ chứa cải thiện điều kiện thời tiết nóng nực, cần kết hợp xây dựng hồ sinh thái (nước hồ xử lý có khả sử dụng cho số mục đích tưới cây, tưới đường bộ, ) Tài liệu tham khảo 1) Trương Văn Hiếu ngk,” Nghiên cứu phương pháp phân vùng ngập nước thị- Nội thành TP.HCM”, SKHCN, TP.HCM -2003 2) TrươngVăn Hiếu, “Các mơ hình tính tốn mưa – dòng chảy”,Viện KHKTTVMT, (2004)–Ch/đề tiến sĩ 3) Trương Văn Hiếu,”Cơ sở phân vùng ngập úng tiêu nước mưa TP.HCM”, Tạp chí KTTV số 10 (526) – 2004 4) Trương Văn Hiếu ngk,“Nghiên cứu sở khoa học thực tiễn dòng chảy thủy văn đô thị phục vụ xây dựng sở hạ tầng, chỉnh trang đô thị chống ngập vùng ven sông Sài Gòn - T.Bình Dương” ,SKHCN Tỉnh Bình Dương-2012, “ Khoa học & Ứng dụng 17 ... thống thoát nước thi t kế theo tiêu chuẩn nông nghiệp nên chuyển sang đất thị khơng phù hợp QUY HO CH MẶT BẰNG VÀ PHÂN VÙNG THOÁT NƯỚC QUẬN THỦ ĐỨC 2.1 Quy ho ch mặt Sự định hướng quy ho ch mặt... hình thành mặt cắt từ mưa lưu vực Suối Nhum 2.3 Kết tính tốn đặc trưng hồ chứa tính điều tiết Trên sở dòng chảy hình thành, vị trí dung tích cần thi t cho việc chứa lượng nước từ mưa hồ chứa... đề xuất có điều tiết dòng chảy rạch Suối Nhum thu c tiểu lưu vực Suối Nhum theo nội dung sau: *Tại mặt cắt CN1: -Khả tải trạng kênh: Qk = 6.4 m3/s -Khả thoát cống 22.000mm: Qcống =12.5m3/s Các
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghien cuu tinh toan dieu tiet ho chua do thi phuc vu giam thieu ngap ung do mua ap dung dien hinh cho luu vuc suoi nhum quan thu duc tphcm, Nghien cuu tinh toan dieu tiet ho chua do thi phuc vu giam thieu ngap ung do mua ap dung dien hinh cho luu vuc suoi nhum quan thu duc tphcm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay