Nghiên cứu giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung với hệ thống thông tin địa lý GIS

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật cơ sở hạ tầng nghiên cứu đề xuất các giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện cù lao, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Trần Minh Bình
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đoàn Thu Hà
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Sở Hạ Tầng
• Đề tài: Giải Pháp Mở Rộng Mạng Lưới Cấp Nước Huyện Cù Lao Dung Ứng Dụng GIS
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
• 1.2. Tổng quan về việc ứng dụng GIS và mô hình thủy lực trong quản lý và vận hành mạng lưới tuyến ống truyền dẫn nước sạch
• 1.2.1. Các khái niệm liên quan
• 1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về ứng dụng GIS và mô hình thủy lực trong quản lý và vận hành mạng lưới tuyến ống cấp nước
• 1.2.3. Kinh nghiệm quản lý hệ thống cấp nước trong và ngoài nước
• 1.2.3.1. Kinh nghiệm quản lý hệ thống cấp nước ở Singapore
• 1.2.3.2. Kinh nghiệm quản lý hệ thống cấp nước ở Phần Lan
• 1.2.3.3. Kinh nghiệm quản lý cấp nước ở Thừa Thiên Huế
• 1.2.3.4. Kinh nghiệm quản lý cấp nước của Công ty cổ phần cấp nước Bà Rịa - Vũng Tàu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHOA HỌC
• 2.1. Cơ sở khoa học và hệ thống thông tin địa lý (GIS)
• 2.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS)
• 2.1.2. Chức năng của GIS
• 2.1.3. Cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS
• 2.2. Lựa chọn phần mềm thủy lực
• 2.2.1. Một phần mềm mô phỏng thủy lực đang được ứng dụng
• 2.2.2. So sánh tính năng phần mềm thủy lực
• 2.2.3. Lựa chọn phần mềm
• 2.3. Các công thức tính toán trong mô hình thủy lực
• 2.3.1. Xác định lưu lượng trên đường ống
• 2.3.2. Công thức tính năng lượng dòng chảy/cột áp
• 2.3.3. Tán thất thủy lực
• 2.3.4. Công thức tính tốc độ phản ứng trong đường ống
• 3. CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RỘNG MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC VÀ ỨNG DỤNG GIS, MÔ HÌNH THỦY LỰC TRONG QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI
• 3.1. Thu thập, xây dựng dữ liệu mạng lưới tuyến ống truyền dẫn và ứng dụng GIS trong quản lý
• 3.1.1. Thu thập, xây dựng dữ liệu mạng lưới tuyến ống truyền dẫn
• 3.2. Ứng dụng GIS trong quản lý mạng lưới cấp nước
• 3.2.1. Khảo sát thu thập dữ liệu để thực hiện mô phỏng thủy lực
• 3.2.1.1. Dữ liệu thu thập được trong quá trình khảo sát
• 3.2.2. Cập nhật hệ thống mạng lưới cấp nước thể hiện vào bản đồ số
• 3.3. Mô phỏng trên phần mềm thủy lực hiện trạng hệ thống cấp nước huyện Cù Lao Dung
• 3.3.1. Khai báo các thông số đầu vào
• 3.3.2. Kết quả mô phỏng trên WaterGEMS
• 3.4. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật mở rộng mạng lưới cấp nước cho huyện Cù Lao Dung
• 3.4.1. Giải pháp kỹ thuật mạng lưới cấp nước
• 3.4.2. Kết quả mô phỏng kiểm nghiệm giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung trên WaterGEMS
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của Đề tài

Nước sạch sinh hoạt là nhu cầu thiết yếu của con người, đặc biệt trong vùng nông thôn tỉnh Sóc Trăng. Huyện Cù Lao Dung cần đảm bảo cung cấp nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất của người dân. Tiêu chí 17 về môi trường trong xây dựng nông thôn mới yêu cầu tỷ lệ dân nông thôn được cấp nước sạch đạt 65%. Huyện Cù Lao Dung có diện tích 249,4 km2 và dân số khoảng 64.500 người, với tỷ lệ hộ nghèo đạt 14,66%. Hiện tại, hệ thống cấp nước tại đây chưa đáp ứng đủ nhu cầu, cần có giải pháp mở rộng. Việc áp dụng công nghệ thông tin, đặc biệt là GIS, sẽ giúp quản lý hiệu quả mạng lưới cấp nước, đồng thời nâng cao tỷ lệ người dân được sử dụng nước sạch. Đề tài này không chỉ góp phần thực hiện tiêu chí nông thôn mới mà còn nâng cao năng lực quản lý của Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng.

II. Mục đích của Đề tài

Mục đích chính của đề tài là lựa chọn giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung và ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để quản lý mạng lưới đường ống cấp nước. Việc này không chỉ nhằm tăng cường khả năng cung cấp nước sạch cho người dân mà còn giúp nâng cao hiệu quả quản lý, vận hành hệ thống cấp nước. Đề tài sẽ nghiên cứu và phân tích hiện trạng mạng lưới cấp nước, từ đó đưa ra các giải pháp kỹ thuật phù hợp. Ngoài ra, việc ứng dụng GIS sẽ giúp trong việc mô phỏng và quản lý lưu lượng, áp lực nước, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển mạng lưới cấp nước trong tương lai. Đề tài này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân nông thôn.

III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm điều kiện tự nhiên và đặc điểm kinh tế xã hội của huyện Cù Lao Dung, cùng với mạng lưới truyền dẫn nước sạch đang hoạt động tại đây. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào ứng dụng GIS và phần mềm mô phỏng thủy lực trong quản lý và vận hành mạng cấp nước. Đề tài sẽ thiết lập một hệ thống có khả năng mô phỏng áp lực, lưu lượng nước, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý và mở rộng mạng lưới cấp nước. Kết quả nghiên cứu không chỉ phục vụ cho huyện Cù Lao Dung mà còn có thể áp dụng cho các địa phương khác có điều kiện tương tự, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý nước sạch tại nông thôn.

IV. Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu bao gồm tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Cù Lao Dung, phân tích hiện trạng quản lý và vận hành mạng lưới cấp nước. Đề tài sẽ đánh giá khả năng cung cấp và nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của người dân hiện tại và trong tương lai. Các mô hình thủy lực như WaterGEMS và EPANET sẽ được nghiên cứu để chuẩn hóa và xây dựng dữ liệu mạng tuyến ống truyền dẫn nước sạch thông qua ứng dụng GIS. Đồng thời, đề tài sẽ đề xuất giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước và các giải pháp quản lý vận hành hiệu quả. Kết quả của nghiên cứu sẽ là tài liệu tham khảo quý giá cho việc xây dựng các công trình cấp nước trong tương lai.

V. Tổng quan về khu vực nghiên cứu

Huyện Cù Lao Dung, thuộc tỉnh Sóc Trăng, có vị trí địa lý đặc biệt với nhiều thuận lợi và khó khăn trong phát triển kinh tế xã hội. Huyện có diện tích 261,43 km2 và dân số khoảng 63.000 người. Điều kiện tự nhiên với khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, ảnh hưởng đến việc cung cấp nước sạch. Huyện có hệ thống giao thông đường sông và biển thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hóa. Tuy nhiên, do vị trí cách biệt với đất liền, việc giao thương và nhu cầu di chuyển của người dân gặp nhiều khó khăn. Đặc biệt, huyện cần nâng cao khả năng cung cấp nước sạch cho người dân, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt và sản xuất. Đề tài nghiên cứu sẽ giúp cải thiện tình hình này, nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân địa phương.

VI. Hiện trạng quản lý vận hành hệ thống tuyến ống truyền dẫn nước sạch

Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng là đơn vị quản lý các công trình cấp nước tại huyện Cù Lao Dung. Hiện tại, trung tâm đang quản lý 142 công trình cấp nước, trong đó có 80 công trình có công suất thiết kế từ 480 - 960 m3/ngày. Tuy nhiên, việc quản lý và vận hành gặp nhiều khó khăn do thiếu thông tin và dữ liệu chính xác về hệ thống. Đề tài sẽ phân tích hiện trạng này, từ đó đề xuất các giải pháp cải thiện quản lý và vận hành hệ thống cấp nước, nhằm nâng cao hiệu quả cung cấp nước sạch cho người dân. Sự kết hợp giữa công nghệ thông tin và mô hình thủy lực sẽ là chìa khóa để giải quyết các vấn đề hiện tại, tạo điều kiện cho sự phát triển bền vững của mạng lưới cấp nước.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Huyện Cù Lao Dung, tỉnh Sóc Trăng, với diện tích tự nhiên khoảng 261,43 km² và dân số gần 64.500 người, đang đối mặt với nhu cầu cấp bách về nước sạch sinh hoạt cho người dân nông thôn. Tỷ lệ hộ nghèo tại đây đạt khoảng 14,66%, mật độ dân số trung bình 258 người/km², thấp hơn mật độ toàn tỉnh (395 người/km²). Hiện tại, hệ thống cấp nước tập trung do Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng quản lý vận hành, phục vụ khoảng 2.676 hộ dân, tương đương tỷ lệ sử dụng nước sạch khoảng 51%. Tuy nhiên, mạng lưới cấp nước hiện tại còn nhiều hạn chế như hồ sơ thiết kế, bản vẽ tuyến ống bị thất lạc, dữ liệu quản lý rời rạc, gây khó khăn trong công tác quản lý và mở rộng mạng lưới.

Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung, đồng thời ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) kết hợp mô hình thủy lực để quản lý hiệu quả mạng lưới đường ống truyền dẫn nước sạch. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào mạng lưới cấp nước do Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng quản lý trên địa bàn huyện Cù Lao Dung, với thời gian nghiên cứu giai đoạn 2016-2019. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tỷ lệ người dân nông thôn được sử dụng nước sạch đạt chuẩn quốc gia, góp phần thực hiện tiêu chí 17.1 về môi trường trong xây dựng nông thôn mới, đồng thời nâng cao năng lực quản lý và vận hành hệ thống cấp nước, đảm bảo nguồn nước sạch bền vững cho người dân.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai nền tảng lý thuyết chính: hệ thống thông tin địa lý (GIS) và mô hình thủy lực trong quản lý mạng lưới cấp nước.

• Hệ thống thông tin địa lý (GIS): Được định nghĩa là hệ thống dựa trên máy tính hỗ trợ thu thập, lưu trữ, quản lý, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian. GIS cho phép quản lý dữ liệu không gian và thuộc tính, hỗ trợ phân tích không gian và mô hình hóa, từ đó giúp ra quyết định hiệu quả trong quy hoạch và quản lý mạng lưới cấp nước.

• Mô hình thủy lực: Là mô hình toán học mô phỏng quy luật vận hành của hệ thống thủy lực, tính toán lưu lượng, áp lực, vận tốc dòng chảy và tổn thất áp lực trên mạng lưới đường ống. Các phần mềm mô phỏng thủy lực phổ biến như EPANET và WaterGEMS được sử dụng để mô phỏng và tối ưu hóa mạng lưới cấp nước.

Các khái niệm chính bao gồm: mạng truyền dẫn nước sạch, mạng phân phối nước sạch, các thành phần hệ thống thủy lực (đường ống, bơm, van, bể chứa), và các công thức tính toán thủy lực như Hazen-Williams, Darcy-Weisbach.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập dữ liệu thực tế từ Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng, bao gồm bản vẽ tuyến ống, hồ sơ thiết kế, số liệu vận hành, khảo sát hiện trạng mạng lưới cấp nước tại huyện Cù Lao Dung.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng GIS để số hóa, chuẩn hóa và xây dựng cơ sở dữ liệu mạng lưới cấp nước. Áp dụng phần mềm mô phỏng thủy lực WaterGEMS để mô phỏng lưu lượng, áp lực, vận tốc và tổn thất trên mạng lưới hiện tại và các phương án mở rộng.

• Chọn mẫu: Mạng lưới cấp nước tại 3 trạm cấp nước chính của huyện Cù Lao Dung với tổng chiều dài tuyến ống khoảng 16,485 km, phục vụ 2.676 hộ dân, được chọn làm mẫu nghiên cứu điển hình.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2016-2019, bao gồm thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình GIS, mô phỏng thủy lực, phân tích kết quả và đề xuất giải pháp.

• Phương pháp tổng hợp: Kết hợp phân tích định lượng từ mô hình thủy lực với đánh giá định tính về hiện trạng quản lý, vận hành mạng lưới, so sánh với kinh nghiệm quốc tế và trong nước.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng mạng lưới cấp nước: Mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung gồm 3 trạm cấp nước với tổng chiều dài tuyến ống khoảng 16,485 km, phục vụ 2.676 hộ dân. Tỷ lệ người dân sử dụng nước sạch đạt khoảng 51%. Tuy nhiên, dữ liệu quản lý mạng lưới còn phân tán, chủ yếu lưu trữ trên bản vẽ AutoCAD và Excel, thiếu cập nhật thường xuyên, gây khó khăn trong quản lý.

2. Mô phỏng thủy lực trên phần mềm WaterGEMS: Kết quả mô phỏng cho thấy áp lực nước tại nhiều vị trí trong mạng lưới hiện tại chưa đồng đều, có những điểm áp lực yếu vào các thời điểm 7h và 12h, ảnh hưởng đến chất lượng cấp nước. Lưu lượng và vận tốc dòng chảy cũng chưa tối ưu, gây tổn thất áp lực cục bộ và tăng chi phí vận hành.

3. So sánh phần mềm mô phỏng: WaterGEMS được đánh giá vượt trội hơn EPANET về khả năng tích hợp GIS, mô phỏng đa kịch bản, hiệu chỉnh mô hình tự động và giao diện người dùng thân thiện. WaterGEMS hỗ trợ mô phỏng lưu lượng chữa cháy, phân tích kịch bản và kết nối dữ liệu SCADA, phù hợp với yêu cầu quản lý mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung.

4. Đề xuất giải pháp mở rộng mạng lưới: Hai phương án mở rộng mạng lưới được mô phỏng trên WaterGEMS cho thấy khả năng cải thiện áp lực và lưu lượng nước, đáp ứng nhu cầu tăng trưởng sử dụng nước trong tương lai. Phương án 2 với mở rộng tuyến ống chính và bổ sung trạm bơm phụ trợ cho hiệu quả thủy lực tốt hơn, giảm tổn thất áp lực khoảng 15% so với hiện trạng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân áp lực yếu và tổn thất áp lực trong mạng lưới hiện tại chủ yếu do thiết kế tuyến ống chưa đồng bộ, đường kính ống không phù hợp và thiếu các trạm bơm tăng áp. Việc quản lý dữ liệu rời rạc, không cập nhật thường xuyên làm giảm hiệu quả vận hành và khó khăn trong việc phát hiện sự cố.

So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, việc ứng dụng GIS kết hợp mô hình thủy lực như WaterGEMS đã được chứng minh là giải pháp hiệu quả trong quản lý mạng lưới cấp nước, giúp tối ưu hóa thiết kế, vận hành và giảm thất thoát nước. Kinh nghiệm từ Singapore và Phần Lan cho thấy việc tích hợp công nghệ thông tin trong quản lý nước góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước và giảm chi phí vận hành.

Dữ liệu mô phỏng có thể được trình bày qua các biểu đồ áp lực theo thời gian, bản đồ phân bố áp lực và lưu lượng trên mạng lưới, bảng so sánh tổn thất áp lực giữa các phương án, giúp trực quan hóa hiệu quả các giải pháp đề xuất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng hệ thống quản lý dữ liệu mạng lưới cấp nước tích hợp GIS: Triển khai phần mềm quản lý dữ liệu mạng lưới cấp nước dựa trên GIS để số hóa, chuẩn hóa và cập nhật thường xuyên dữ liệu tuyến ống, trạm bơm, van và các thiết bị liên quan. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng. Thời gian: 1-2 năm.

2. Ứng dụng mô hình thủy lực WaterGEMS trong quản lý và vận hành: Sử dụng WaterGEMS để mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa mạng lưới cấp nước hiện tại và các phương án mở rộng, giúp kiểm soát áp lực, lưu lượng và phát hiện rò rỉ hiệu quả. Chủ thể thực hiện: Trung tâm kỹ thuật và quản lý cấp nước. Thời gian: 6-12 tháng.

3. Mở rộng mạng lưới cấp nước theo phương án tối ưu: Triển khai phương án mở rộng mạng lưới với bổ sung tuyến ống chính và trạm bơm tăng áp nhằm nâng cao áp lực và lưu lượng nước, đáp ứng nhu cầu sử dụng tăng trong tương lai. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Trung tâm Nước sạch. Thời gian: 3-5 năm.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực cán bộ quản lý: Tổ chức các khóa đào tạo về GIS, mô hình thủy lực và quản lý mạng lưới cấp nước cho cán bộ kỹ thuật và quản lý nhằm nâng cao hiệu quả vận hành và bảo trì hệ thống. Chủ thể thực hiện: Trường Đại học Thủy lợi phối hợp Trung tâm Nước sạch. Thời gian: liên tục hàng năm.

5. Xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo rò rỉ: Kết nối mô hình thủy lực với hệ thống SCADA để giám sát áp lực, lưu lượng theo thời gian thực, phát hiện và xử lý kịp thời các sự cố rò rỉ, giảm thất thoát nước. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Nước sạch và các đơn vị liên quan. Thời gian: 1-2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các đơn vị quản lý cấp nước nông thôn: Như Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn các tỉnh, để áp dụng mô hình quản lý tích hợp GIS và mô hình thủy lực, nâng cao hiệu quả vận hành và mở rộng mạng lưới.

2. Các nhà quy hoạch và thiết kế hạ tầng cấp nước: Sử dụng kết quả nghiên cứu để tham khảo phương pháp mô phỏng thủy lực và ứng dụng GIS trong thiết kế mạng lưới cấp nước phù hợp với điều kiện địa phương.

3. Các cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và môi trường: Tham khảo giải pháp quản lý tổng hợp tài nguyên nước, nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước sạch, góp phần thực hiện các tiêu chí nông thôn mới.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật cơ sở hạ tầng, cấp thoát nước: Là tài liệu tham khảo về ứng dụng công nghệ GIS và mô hình thủy lực trong quản lý mạng lưới cấp nước, đồng thời cung cấp kinh nghiệm thực tiễn tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần ứng dụng GIS trong quản lý mạng lưới cấp nước?
   GIS giúp số hóa, lưu trữ và quản lý dữ liệu không gian mạng lưới cấp nước một cách chính xác và đồng bộ, hỗ trợ phân tích không gian, cập nhật nhanh dữ liệu và ra quyết định hiệu quả trong quy hoạch và vận hành.

2. Mô hình thủy lực WaterGEMS có ưu điểm gì so với EPANET?
   WaterGEMS tích hợp GIS tốt hơn, hỗ trợ mô phỏng đa kịch bản, hiệu chỉnh mô hình tự động, mô phỏng lưu lượng chữa cháy và kết nối SCADA, giúp quản lý mạng lưới phức tạp hiệu quả hơn.

3. Làm thế nào để giảm thất thoát nước trong mạng lưới cấp nước?
   Áp dụng công nghệ giám sát áp lực, phát hiện rò rỉ qua mô hình thủy lực, cải tạo đường ống cũ, sử dụng vật liệu chất lượng cao, phân vùng mạng lưới và nâng cao ý thức tiết kiệm nước của người dân.

4. Phương án mở rộng mạng lưới cấp nước nào phù hợp cho huyện Cù Lao Dung?
   Phương án mở rộng tuyến ống chính kết hợp bổ sung trạm bơm tăng áp được mô phỏng trên WaterGEMS cho hiệu quả thủy lực tốt nhất, đáp ứng nhu cầu tăng trưởng sử dụng nước trong tương lai.

5. Làm sao để nâng cao năng lực quản lý mạng lưới cấp nước?
   Tổ chức đào tạo chuyên sâu về GIS, mô hình thủy lực, vận hành mạng lưới; áp dụng phần mềm quản lý hiện đại; xây dựng quy trình vận hành chuẩn và hệ thống giám sát tự động.

Kết luận

• Đề tài đã đánh giá hiện trạng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung với tỷ lệ sử dụng nước sạch khoảng 51%, đồng thời xác định các hạn chế trong quản lý và vận hành.
• Ứng dụng GIS kết hợp mô hình thủy lực WaterGEMS giúp mô phỏng chính xác lưu lượng, áp lực và tổn thất trên mạng lưới, từ đó đề xuất các phương án mở rộng hiệu quả.
• Hai phương án mở rộng mạng lưới được mô phỏng, trong đó phương án bổ sung trạm bơm tăng áp và mở rộng tuyến ống chính cho kết quả thủy lực tốt hơn, giảm tổn thất áp lực khoảng 15%.
• Giải pháp quản lý tích hợp GIS và mô hình thủy lực được đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả vận hành, giảm thất thoát nước và đáp ứng nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng tăng.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai hệ thống quản lý dữ liệu GIS, áp dụng mô hình thủy lực trong vận hành thực tế, đào tạo cán bộ và thực hiện mở rộng mạng lưới theo phương án tối ưu.

Kêu gọi hành động: Các đơn vị quản lý cấp nước và cơ quan liên quan cần phối hợp triển khai ứng dụng công nghệ GIS và mô hình thủy lực để nâng cao hiệu quả quản lý, đảm bảo cung cấp nước sạch bền vững cho người dân huyện Cù Lao Dung và các vùng lân cận.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. BỘ NÔNG Ni TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI TRAN MI NGHIEN CỨU DE XUẤT GIẢI PHÁP MO RỘNG MẠNG LƯỚI. CAP NƯỚC HUYỆN CU LAO DUNG, KET HỢP UNG DỤNG HE THONG THONG TIN DIA LY GIS QUAN LÝ MẠNG LƯỚI LUẬN VĂN THAC SĨ ‘TP HỖ CHÍ MINH - 2019 BO GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THUY LOL TRAN MINH BÌNH NGHIÊN CỨU DE XUẤT GIẢI PHAP MỞ RONG MẠNG LƯỚI.

CAP NƯỚC HUYỆN CU LAO DUNG, KET HỢP UNG DỤNG HE THONG THONG TIN DIA LY GIS QUAN LÝ MẠNG LƯỚI LUẬN VAN THẠC SĨ 'CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TANG HƯỚNG DAN KHOA HỌC: PGS.TS DOAN THU HÀ. 'TP HÒ CHÍ MINH - 2019 LỜI CAM DOAN Ho và tên: TRAN MINH BÌNH "Ngày sinh: 27/02/1984. Cơ quan công tác: Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn. tỉnh Sóc Trăng.

Tac giả dé tài: "nghiên cứu để xuất giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước. huyện Cù Lao Dung, kết hợp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý Gis quản lý mạng lưới ” Học viên lớp cao học: 25CTNI2-CS2 Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ ting Mã số: 17813047 Tôi xin cam đoan công trình này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân học viên dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Đoàn Thu Hà. Tắt cả các nội dung tham khảo đều được trích dẫn nguồn đúng theo quy định. Tôi xin chịu trách nhiệm về nội dung và lời cam đoan này.

Hoe viên thực hiện luận văn. 'Trần Minh Bình. LỜI CÁM ƠN Luận văn thạc sỹ với dé tài: nghiên cứu đề xuất giải pháp mở rộng mạng, nước huyện Cù Lao Dung, kết hợp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý Gis quan lý mạng lưới” được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đoàn Thu Ha, Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thay Cô Bộ môn Cấp “Thoát nước-Trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt là PGS.TS Đoàn Thu Ha. Cô đã tận tình hướng dẫn, bỗ sung cho em những kiến thức quý báu về GIS và mô hình hình thủy lực chuyên ngành cấp nước từ lý thuyết đến thực tiễn đã giúp em hoàn thành ¡ luận văn.

Bên cạnh đó, em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến phía lãnh dao ‘Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng đã tạo điều kiện cho em thu thập những dit liệu quan trọng vì liệu cần thiết để em có. thé hoàn thành dé tài này. ‘Voi những nỗ lực và cố gắng của bản thân trong quá trình thực hiện dé tài cũng khó tránh khỏi những sai sót và khu điểm trong quá trình thực hiện luận văn. Chính vì vậy những ý kiến đóng góp từ Thầy Cô và kiến thức được trang bị trong quá trình học tập tại Trường sẽ là nền tảng, hành trang quý báu giúp em hoàn thiện hơn chuyên môn nghiệp vụ phục vụ công tác tại đơn vị góp.

phan hoàn thành nhiệm vụ chung của Don vị về thực hiện cấp nước sạch sinh hoạt cho người dân nông thôn tỉnh Sóc Trăng. Em xin chân thành cảm on. Sóc Trăng, ngày tháng _ năm 2019 Hoge viên thực hiện “Trần Minh Bình. MỤC LỤC PHAN MỞ DAU : " : sl CHUONG |, TONG QUAN 1.1 Tổng quan về khu vực nghi 1.1 Giới thiệu về vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Củ.12 Hiện rạng quản lý, vn bành hộ hông uyễn ông ruyễn din nước sạch huyện Củ Lao Dung.3 Những tru điểm và hạn chế trong công tác quản lý, vận hành hệ thống tuyển Sng truyền dẫn nước sạch huyện Cù Lao Dung tại Tang tâm Nước sạch và VỆ sinh môi trường nông thôn tinh Sóc Trăng.4 Những vấn dé đặt ra cần nghiên cứu.5 Tính thực tiễn của dé tài dW 1.2 Tổng quan về việc ứng dụng GIS và mô hình thủy lye trong quan lý và vận hành mạng lưới tuyển ông truyền dẫn nước sạch.1 Các khái niệm liên quan "2 1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thể giới về ứng dung GIS và mô ình thủy lự trong quân lý và vận hành mạng lưới tuyén ông cắp nước.3 Kinh nghiệm quản lý hệ thống cấp nước trong và ngoài nước 16 1.1 Kinh nghiệm quản ly hệ thống cấp nước ở Singapore 16 1.2 Kinh nghiệm quản ý hệ thống cắp nước ở Phần Lan 19 13.3 Kinh nghiệm quản lý cp nước ở Thừn Thiên Huế 22 1.4 Kinh nghiệm quản lý sắp nước của Công ty cỏ phần cắp nước Bà Rịa: Vũng Tàu 2 'CHƯƠNG 2.

CƠ SỞ LÝ THUYET KHOA HỌC.1 Cơ sở khoa học @ thống thông tin địa lý (GIS) 30 2.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS).2 Chức năng của GIS, : 30 2.3 Cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS.2 Lựa chọn phần mém thủy lực ".1 Mot phin mém mô phông thủy lực đang được ứng dụng 2.2 So sánh tính năng phần mềm thủy Ive.3 Lựa chọn phần mềm„ 23 Cie thành phần vt If của mạng tới cần kai áo tôi chạy mồ hình.4 Các công thức tính toán trong mô hin sos 2.1 Xác định lưu lượng trên đường ông.2 Công thức tinh năng lượng dong chảy/cột dp.3 Tan thất thấy lực mM.4 Công thúc tính tốc độ phân ứng trong đường ống. 50 CHUONG 3, DE XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RONG MẠNG LƯỚI CAP NƯỚC VA UNG DUNG GIS, MÔ HÌNH THUY LỰC TRONG QUAN LÝ MẠNG LƯỚI.S2' 3:1 Thu thập, xây dựng dữ liệu mạng lưới tuyến ống truyền dẫn và ứng dụng Gis trong quản lý 52 31-1 Thu thập, xây đựng dữ liệu mang lưới uyền ống truyền din 52 3.2 Ứng dụng Gis trong quản lý mang lưới cắp nước $4 3.2 Khảo st thu thập dữ liệu để thực hiện mô phông thủy lực 37 3.1 Dữ liệu thu thập được trong quá tình khảo sắt 37 3. Cập nhật hệ thing mạng lưới cắp nước thể hiện vào bản đồ số. 38 3:3 Mô phỏng trên phần mềm thủy lục hiện trang hệ thống cấp nước huyện Củ Lao Dụng 58 3.1 Khai báo các thôngsố đầu vào.2 Kết quả mô phỏng trên Watergems.4 Đề xuất các giải pháp kỹ thudễ mứ rộng mạn lưới cp nước cho huyện Cũ Lao Dung 65 3.1 Giải pháp kỹ thuật mạng lưới cấp nước.

-65 42 KẾquả mồ phòng km nghiện giả pháp mứrộng mạng lưới cấp nước huyện Củ Lao Dung trên Watergems. KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ,. “TÀI LIỆU THAM KHAO DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 So đồ tổ chức Trung tâm Nước sạch và VSMTNT Tình 1.2 Sơ hiện trạng cấp nước Chỉ nhánh nước sạch huyền Ci Lao Dung Hình 1.3 Quản lý tổng hợp tải nguyên nước Hình 2.] Cấu trúc cơ sở dữ liệu Hình 3.1 Lớp dữ liệu tay dng cắp L2 Trạm cấp nước tị trấn Cũ Lao Dang Hình 3.2 Lớp dữ liệu tay ng cấp 3 Trạm cấp nước thị trấn Cù Lao Dung.3 Tuyến ông cấp 1.2 và 3 Tram cấp nước An Thạnh 3 Hình 3.4 Mô hình quản lý và khai thác dữ liệu GIS trên mạng lưới cấp nước Hình 3.5 Sơ đỗ mô phỏng hiện trạng tuyển ống Chỉ nhánh Cù Lao Dung.6 Kết quả mô phỏng áp lực mô hình tai thời điểm 7h Hình 3.7 Kết qua mô phỏng áp lực mô hình tại thời điểm 12h Hình 3.8 Bảng Time Browser Tình 3.9 Kết quả biểu diễn áp lực dang đỏ thị và dạng số nút J116 Hình3.10 Kết guả mô phòng lưu lượng, vận tốc và tổn thất tại thi điểm 7h Hình 3.11 Kết quả mô phỏng lưu lượng, vận tốc và tổn thất tại thời điểm 12h Hình 3.12 Giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước Phương án 1 Hình 3.13 Giải pháp mở rộng mạng lưới cắp nước Phương án 2 Hình 3.14 Sơ d mô phỏng tuyển ống Phương án 1 Hình 3.15 Sơ đỗ mô phỏng tuyển ống Phương án 2 Hình 3.16 Kết quả mô phỏng áp lực Phương án 1 lúc 12h.17 Kết guả mô phòng áp lực Phương án 2 lúc 12h Hình 3.18 Kết quả mô phòng lưu lượng, vận tốc và tn thất PAL lúc 12h Hình 3.19 Kết guả mô phòng lưu lượng, vận tốc và tin thất PA lúc 12h DANH MỤC BANG Bảng 1-1 Các mô hình thủy lự trên thể giới Bing 2.1 So sinh phần mém EPANET và WaterCAD/WaterGEMS Bảng 2.2 Các công thức tính tổn thất cột nước trong ống chảy Bảng 2.3 Các hệ số nhám cho ống.4 Bảng tra HỆ số tin thất cục bộ Bảng 3.1 Hệ số sử dụng nước không điều hỏa trên mạng lưới Bảng 32 Diễm tổng hợp theo từng tiêu chí có gắn với trọng số DANH MỤC TỪ VIET TAT Từ viết tắt Tiếng Anh. Tiếng Vi CTCN Cong trình cấp nước.

TCNTT ‘Tram cấp nước tập trung VSMTNT @ sinh môi trường nông thôn AutoCAD Computer Aided Design “Thiết kế được hỗ trợ của máy tính. SDL Cơ sở dữ liệu GPs Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GIS Geographic Information Hệ thống thông tin địa lý System WaterGEMS Water Geographic Phần mễm thủy lực Wale.GEMS Engineering Modeling Systems WebGIS Giải pháp Client — Server cho phép quản lý, phân tich, cập nhật, phân phối thông tin bản đồ và GIS trên Internet PHAN MỞ DAU 1. Tính cấp thiết của Để tài Nước sạch sinh hoạt là nhu cầu thiết yêu của con người, Đặcbiệt đối với vùng nông thôn tinh Sóc Trăng nói chung và huyện Củ Lao Dung nói riêng thì đảm bảo như cầu. nước sạch phục vụ cho các mục đích sử dụng sinh hoạt, sản xuất của người dân là rất ‘can thiết và cấp bách.

Bên cạnh đó, thực hiện Tiêu chí 17 môi trường, trong đó chi tiêu.1 nông thôn mới tỷ lệ dân nông thôn được cấp nước sạch đạt quy chuẩn quốc gia tir .65% là tiêu chi bắt buộc khi công nhận xã đạt chuẩn nông thôn mới. Vì vậy, Tỉnh ủy Sóc Trăng đã ban hành Nghị quyết số 04-NO/TU ngày 2-8-2016 vỀ xây dựng nông thôn mới tỉnh Sóc Trăng giai đoạn 2016 — Huyện Củ Lao Dung tỉnh Sóc Trăng có diện tích tự nhiên là 249,4 km2 với 16.144 hộ, dan số khoảng 64.500 người, tỷ lệ hộ nghèo đạt 14,66%. Mật độ din số 258 người/km2 (mật độ dân số bình quân toàn tính 395 người/ km2). Huyện Củ Lao Dung gốm có 8 dom vị hành chính trực thuộc, gồm 1 thị trấn Cù Lao Dung và 7 xã: An ‘Thanh 1, An Thạnh 2, An Thạnh 3, An Thạnh Đông, An Thạnh Nam, An Thạnh Tay, Dai Ân 1.

Trén địa huyện Cũ Lao Dung hiện cổ 3 công trình cấp nước tập trung do Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng quản lý vận hành, phục vụ cấp nước sạch cho 2.676 hộ, trong đó: 02 tram cấp nước tại Thị rắn Cũ Lao Dung phục vụ cấp nước cho 1.784 hộ thuộc: thị trấn CLD, xã An Thạnh Tây, xã An Thạnh 1, xã An Thạnh 2. Đoạn ống ngang xã An “Thạnh Tây đi 3.200 m, với 85 hộ dang sử đụng, đạn ông chính ngang xã An Thạnh 1 đài 6.