Chương 1 bao gồm các khái niệm cơ bản về các bộ phận của hệ thống thoát nước, giới thiệu sơ bộ về hệ thống GIS, các Thành phần cần thiết khi sử dụng hệ thống GIS Mục tiêu: - Trình bày được chức năng, nhiệm vụ của các loại công trình trên mạng lưới thoát nước 8 Nội dung chương: 1. Giới thiệu chung Nước sau khi sử dụng vào các mục đích sinh hoạt hay sản xuất hoặc nước mưa chảy từ mái nhà hay sân vườn chưa nhiều hợp chất vô, cơ hữu cơ và vi trùng gây bệnh không được phép xả bừa bãi ra môi trường xung quanh gây nguy hiểm cho người và làm ô nhiễm môi trường. Vì vậy, nhiệm vụ của đường ống và các mương rãnh thoát nước là vận chuyển nước thải ra khỏi các khu dân cư và khu công nghiệp để đưa về các công trình xử lý, hồ điều hòa… Sau khi xử lý đạt được các tiêu chuẩn thì mới được phép xả ra nguồn tiếp nhận. Trước khi đề cập đến các loại đường cống thoát nước, cần tìm hiểu về các loại nước thải.
Tùy theo tính chất và nguồn gốc của nước thải, người ta phân biệt 3 loại chính: - Nước thải sinh hoạt: thải ra từ các nhà bếp, nhà xí, tiểu, chứa nhiều chất hữu cơ và vi khuẩn. - Nước thải sản xuất: thải ra từ quá trình sản xuất. Thành phần tính chất của nước thải sản xuất rât đa dạng và phức tạp, phụ thuộc vào từng loại hình sản xuất công nghiệp, các nguyên liệu và các chất thải ra từ quá trình sản xuất, ví dụ như khai khoáng, luyện kim, cơ khí, dệt may, sản xuất thực phẩm, dược phẩm, điện tử, v. Ở Việt Nam, nước thải ra từ các làng nghề cũng được coi là nước thải sản xuất, phụ thuộc vào từng hoạt động sản xuất của các làng nghề.
- Nước mưa là loại nước thải ít bị nhiễm bẩn nhất: chảy trên bề mặt đường phố, mái nhà, quảng trường…Nước mưa khi bắt đầu một trận mưa thường có nhiều chất bẩn hơn nước mưa vào lúc cuối trận mưa. Nhiệm vụ, các bộ phận của hệ thống thoát Nhiệm vụ của hệ thống thoát nước là thu gom, vận chuyển nhanh chóng mọi loại nước thải ra khỏi khu dân cư, xí nghiệp công nghiệp đồng thời xử lý và khử trùng đạt yêu cầu trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Hệ thống thoát nước bao gồm các công trình sau: 9 Hình 1: Sơ đồ hệ thống thoát nước chung I: Mạng lưới dẫn nước thải sinh hoạt, sản xuất, nước mưa gồm:1-Cống thoát nước (TN) tiểu khu. 2- CốngTN đường phố.
3-Cống TN lưu vực (Cống chính của 1 lưu vực). 4- Cống góp chính (cống chính của toàn khu vực). 5- Cống TN sản xuất. II:Các công trình khác có trên HTTN gồm: 6-Trạm bơm nước thải chính.
7-Trạm xử lý nước thải. 8- Cửa xả nước thải vào nguồn. Cống thoát nước tiểu khu: Thu nước thải từ các tiểu khu hay các khu xí nghiệp công nghiệp, trường học, bệnh viện… b. Cống thoát nước đường phố : Đạt dọc theo các đường phố có nhiệm vụ thu nước từ các đường ống thoát nước tiểu khu.
Cống thoát nước lưu vực: Đặt dọc theo các triền đất thấp để thu nước từ các công thoat nước đường phố d. Cống thoát nước chính: Thu nước thải từ các cống thoát nước lưu vực, thường được đặt ở phía thấp nhất của thành phố e. Cống chung chuyển: Dùng để đưa nước thải ra khỏi thành phố đến trạm bơm hay trạm xử lý, trong suốt đường ống chung chuyển lưu lượng không thay đổi f. Giếng thăm: Được bố trí trên mạng lưới thoát nước tại những chỗ rẽ, ngoặt, đổi hướng dòng chảy, đấu nối với ống nhánh,…Giếng thăm dùng để kiểm tra, tẩy rửa, thông tắc mạng lưới đường ống 10 g.
Trạm bơm: Dùng để bơm nước từ các công trình thu lên trạm xử lý nước thải hoặc bơm thoát nước cục bộ, thoát nước cho một khu vực hoặc bơm chung chuyển từ vị trí thấp lên vị trí cao. Cống xả sự cố: Thường được bố trí trước các trạm bơm nước thải. Cuối đoạn ống tự chảy ta đặt một đoạn ống để tự chảy ra sông hồ hoặc triền đất thấp. Giếng thu nước mưa: Dùng để thu nước mưa trên hệ thống thoát nước mưa j.
Các công trình xử lý nước thải: Dùng để xử lý nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. Bao gồm các công trình xử lý cơ học, công trình xử lý sinh học, công trình xử lý bùn cặn k. Các công trình khử trùng nước: Dùng để khử trùng nước thải ở công đoạn cuối cùng của dây chuyền xử lý nước thải, trước khi xả nước ra nguồn tiếp nhận.3 Quản lý đường ống thoát nước bằng GIS 1. Khái quát về GIS GIS là từ viết tắt tiếng Anh của Hệ thông tin địa lý (Geographical Information System), là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật và hiện tượng thực đang diễn ra.
Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, hình ảnh được cung cấp từ các bản đồ có định vị bằng vệ tinh. GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội, để phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược. Trong lĩnh vực quản lý tài sản của hệ thống thoát nước, GIS giải quyết được các vấn đề: Quản lý chính xác vị trí tài sản bằng bản đồ kỹ thuật số có định vị bằng vệ tinh (GPS). Giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng Kết nối đồng bộ với các hệ thống khác (với SCADA, Web, AutoCAD.) Phục vụ công tác sửa chữa đường ống, thay thế thiết bị đúng lúc, đúng chỗ.
Lập kế hoạch, thiết kế hệ thống mạng lưới. Quản lý vật tư thiết bị. Quản lý nhân lực tốt hơn. Giảm chi phí quản lý, vận hành – bảo dưỡng Cải tiến lịch bảo dưỡng đường ống và thi công lắp đặt mở rộng mạng dịch vụ.
11 Trước đây, khi chưa có công nghệ này, có rất nhiều công việc quản lý chuyên môn của Công ty thoát nước không thể thực hiện được một cách bài bản, mạch lạc. Với GIS, Công ty thoát nước chỉ cần cử ra một số ít người có những kỹ năng cần thiết để sử dụng chương trình nhưng sẽ rất hữu ích giúp cho người quản lý của Công ty đưa ra các quyết định và hiệu quả. Hiện tại ở Việt Nam, GIS đã bước đầu triển khai có hiệu quả tại một số công ty Thoát nước như Cần Thơ, Bắc Ninh, Sóc Trăng… với sự trợ giúp của Chương trình thoát nước và xử lý nước thải của GIZ Đối với một công ty thoát nước, quản lý đường cống thoát nước chỉ là là một thành phần của Chương trình, có nghĩa là còn rất nhiều các hạng mục công việc khác cấu thành hệ thống thoát nước có thể sử dụng bằng GIS. GIS có 05 thành phần chính bắt buộc phải có là : Phần cứng Phần cứng là hệ thống máy tính trong đó chương trình (hay phần mềm) GIS có thể hoạt động được.
Phần mềm GIS có thể viết để chạy trên rất nhiều hệ thống máy tính, từ máy chủ trung tâm đặt tại Công ty đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng tại các trạm bơm nước thải, tại trạm xử lý, tại các cửa xả, hồ điều hòa, v.v… Phần mềm Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. Phần mềm GIS gồm: Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS). Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị thông tin địa lý.
Giao diện đồ hoạ (GUI) để truy cập các công cụ dễ dàng giữa con người và máy tính. Dữ liệu Đây thành phần quan trọng nhất của GIS. Các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan đến ngành thoát nước có thể được tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu khác (ví dụ như mua các bản đồ số hóa từ cơ quan trắc địa bản đồ). GIS sẽ kết hợp dữ liệu này với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng phần mềm Cơ sở dữ liệu để tổ chức lưu giữ và quản lý dữ liệu.
Con người 12 Công nghệ GIS không thể triển khai được nếu không có con người tham gia quản lý và phát triển hệ thống. Người sử dụng GIS có thể là những chuyên gia, cán bộ kỹ thuật, người thiết kế hoặc người vận hành - bảo trì hệ thống thoát nước. Phương pháp GIS được thiết kế, mô phỏng và nhằm để thực thi cho từng Công ty thoát nước. Không thể sao chép Chương trình của một công ty này để dùng cho một công ty kia.
Vì vậy phương pháp, quy trình sử dụng GIS phải được mô tả rõ ràng trong Sổ tay vận hành của Công ty đó. Những cán bộ, chuyên gia sử dụng GIS của Công ty phải tuân thủ các quy trình đã được ban hành trong Sổ tay. Các công việc chuẩn bị cho GIS Tạo bản đồ nền và các lớp dữ liệu chuyên ngành: Mục đích chính của của công việc này là sử dụng các các bản đồ của khu vực dịch vụ thoát nước (hiện tại và dự kiến mở rộng trong tương lai) để biên dịch sang thành các bản đồ / dữ liệu nền GIS. Các bản đồ thu thập được thường khác nhau tuy nhiên dữ liệu nền cần phải bao gồm: - Ảnh chụp vệ tinh.
- Cao độ địa hình. - Giao thông (đường quốc lộ, đường nội thị, các đường nhỏ trong ngõ xóm…) - Các lưu vực thoát nước. - Các khu dân cư, các khu công nghiệp có hoạt động sinh hoạt xả nước thải - Sông, kênh mương, mạng lưới đường thoát nước (nước mưa và nước bẩn), - Và những dữ liệu cần thiết khác… Thông thường các bản đồ thu thập được thể hiện trên phần mềm AutoCAD nhưng các bản đồ này sẽ không dùng được trực tiếp cho GIS. Trước tiên phải tập hợp lại các đối tượng trong bản vẽ, bao gồm đường, điểm và polygon (đường khép kín), nhóm lại với nhau, gắn thuộc tính cho chúng và tách ra thành các lớp bản đồ riêng.
Mỗi lớp lập thành một tệp tin (file). Để cho người sử dụng theo dõi dễ dàng về sau, mỗi lớp phải có biểu tượng riêng và mầu sắc riêng. Về mặt địa lý, các bản đồ phải được hiệu chỉnh cho thống nhất vơi Hệ quy chiếu được quy định trong 13 Quyết định 05/2007/QĐ-BTNMT. Hệ quy chiếu thường được áp dụng là UTM- WGS-84 vùng 48 và 49N như đã ban hành trong Quyết định này.