Chương 1: Tổng quan 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 1. Quy hoạch hệ thống cắp nước đến năm 2030.4, Sự cần thiết phải đầu tr Chương II : Cơ sở khoa học tính toán thiết kế mạng lưới cấp nước thị trấn Chor 2.1, Các phương pháp thiết kế tối ưu.2, Phần mém tính toán mạng lưới cắp nước Epanet 2.3, Lựa chọn phương pháp thiết kế tối ưu để thiết kế ML N thi trấn Chor Chương HH : Thiết kế hợp lý mạng lưới cẤp nước cho thịtrắn Chữ 3.
Tính toán nhu cầu nước và lựa chon nguồn nước. Công suất trạm cắp nước 3.3, Nhu cầu ding nước cho chữa chấy, 3. Xác định chế độ làm việc của TBH, lựa chọn số máy bơm, số bậc bom 35. Lựa chọn nguồn nước và TBIL 3,6, Đề xuất các phương án thiết kế mạng lưới khác nhau.
CHƯƠNGL TONG QUAN 1. TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CỨU. Tổng quan cái nghĩ ác di * Phương pháp xác định đường kính kinh tế theo ngu juan lý nhỏ nhất. Để xác định được đường kính kinh tế của đường ống có thé thông qua so sánh phương ân với các đường kính khác nhau theo nguyên lý phí tổn quản lý nhỏ nhất.
Phi tin quan lý được xác định theo công thức: C=ak+bK Trong đó: a~ Giá thành IkW h năng lượng tiêu thy (đikwh) E- Tổng năng lượng hao tổn hàng năm trên 1m dai đường ống (kwh K - Vốn đầu tư cho 1 mét đường ống (đím) b= Tỷ lệ khẩu bao hoàn vốn và sản chữa tính theo phần trim tiền vốn đầu tư K. Tổng năng lượng E được tính theo công thức sau: ". E = ¬- 0, So [04 Q~ Lưu lượng của đường ống từng thời gian (mÌs) hụ Tổn thất cột nước trên 1 mết đường ống day ñ, = © (m) TT - Thời gian làm việc của ống đầy trong năm (giờ) + ~ Trọng lượng đơn vị của nước (N/m”) “Thưởng để tinh toán cho thuận lợi với các biểu đồ dùng nước kiểu bậc thang biểu thức đười dấu tích phân sẽ bing: Jou =a ‘Dua về dạng sai phân la cố: q„ = h toán theo chi phí quản lý nhỏ nhất tức là Cain = (@E + BK) nin muốn vậy, chúng ta lập với các đường kính khác nhau theo hai phương trình sau: aE=ñ(Đ) bK = f(D) tinh với nhiều giá trị của D ta sẽ có hai đường biểu diễn bằng phươg pháp cộng đồi thị tìm được điểm có Cu, Gn, Ga ow min = (a8 + bX Dik Dim "Hình 1.1: Sơ dé chọn đường kinh tắt ww Nh§n xét: Phương pháp xác định đường kính kinh tế (tối wu) theo nguyên lý: chỉ phí quan lý nhỏ nhất ở trên đã coi vin đầu tư và ác loi chỉ phí ở trang thải nh tức là không kể đến lãi suất của đồng tiên. Tổng quan các nghiên cứu vị i ton thiết kế tối ưu Trong những năm gin day, lý thuyết phân tich hệ thống và lý thuyết tối ưu hoá đã được áp dụng nhiễu trong các bai toán về quy hoạch, thiết kế, quản lý, vận.
hành tối ưu các hệ thống nói chung và hệ thống thuỷ lợi nói riêng. Trong đó, bài toán thiết ké tối tụ các công trình trong hệ thống cắp, thoát nước, tưới, tiêu, đã được. ác giả trong nước nghiên cứu, did hình như: ĐỀ tài * Hệ số tiêu thất kế ti ưu cña tram bơm cho các vàng wring tia đồng bằng Bắc Bộ - Liệt Nam” (1997) của TS. Dương Thanh Lượng.
Tác giả đã ấp dạng phương pháp mô hình mô phỏng và phương pháp tôi vu hoá ch bãi toán thiết kế hệ thống tiêu bằng trạm bơm vùng trồng lúa với chỉ tiêu tối ưu là chỉ số NPV (Giả trị thu nhập rồng quy về thời điểm hiện ti. Gia tị hệ số ti thiết kế nà tương ứng với gi tị NPV max thì đó là giá tị hệ số tiêu th tỐi tư của trạm bơm Để tii “Nghiên cứu xác định quy mô đường ống tối un cho hệ thing tưới Trung tâm nghiên cứu và sản xuất giống ngô Sông Bồi~ Hoà Bình” (2002) của ThS Đỗ Hồng Quân. Bằng phương pháp 151 ưu hoá, ác gid đã tim ra phương án đường kính ông tối cho hệ thông tương ứng với chỉ tiêu tối ưu: IRRmx Dé tài “Nghién cứu xác định phương án bd trí và quy mô hợp lý của tram bơm tưới vàng cao” (2003) của Th Nguyễn Tuin Anh. Sử dụng phương pháp mô hình, mô phòng và tdi ưu hoá, tác giả đ thiết lập được bai toán tim phương án thết kế tr trạm bơm tưới vũng cao qua chỉ tiêu tối vụ là tổng chỉ phí quy về năm đầu nhỏ nhắc ĐỀ tài “Nghiên cứu xác định đường lính ông tối wu trong hệ thẳng cắp nước bing bơm "của Th.
Sử dụng phương pháp mô hình, mô phỏng và ti uu hoá, tác giả đã thiết lập được bài toán xác định đường kính tối wu trông hệ thông. cắp thoát nước bằng bơm, Trong luận văn này, phương pháp tối ưu hoá sẽ được áp dụng để xây dụng bit toán xác định đường kính tối vu trong dng mạng he ip nước. Phần mềm tính toán mạng lưới cắp nước EPANET Hiện nay có một số thiết kế mạng lưới cấp nước như: Loop, Epanet, WaterCad.nhung phần mềm Epanet có tính trực quan và phương pháp điều chỉnh don giản chính xác, Nên tác giả lựa chọn Epanet là phần mém dé tính toán, 3. Khái niệm EPANET là chương trình tỉnh toán mạng lưới cắp nước, có khả năng mô phỏng thủy lực và chất lượng nước có xét đến yếu tố thời gian.
Mạng lưới cấp nước. được EPANET mô phỏng bao gồm các đoạn ống, các nút, cúc máy bơm, các van, các bể chứa và di nước. EPANET tính được lưu lượng trên mỗi đoạn ông, áp suất tại các nút, chiều cao nước ở từng bé chứa, đãi nước, nồng độ của các chất tên mạng trong suốt thồi gian mô phỏng nhiều thời đoạn Chạy trên nền Windows, EPANET tạo được một môi trưởng hoà hợp cho. việc vào dữ liệu của mạng, chạy mô hình mô phỏng quá tình thủy lực và chit lượng nước, quan sắt kết quả theo nhiều cách khác nhau EPANET được phát triển bởi Bộ phận Cép nước và nguồn nước thuộc Viện Nghiên cứu quan lý các rủi ro quốc gia của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỷ: a.
Ủng dung cia EPANET Ngoài việc mô hình hoa thủy lực, EPANET cho phép mô hình hoá chit lượng nước với các khả hăng sau .Mô hình hoá sự chuyển động của chất không phản ứng trong mạng Mô hình hoá chuyển động và sự biển đổi của các chất có phản ứng trong mạng như sự gia tăng (vi dụ như sản phẩm khử tring) hoặc sự suy giảm (như dự lượng Clo) theo thi gian. Mô hình hoá thời gian lưu nước trong khắp mạng. “Theo doi được phần trim lưu lượng nước từ một nút cho trước đến các nit khác theo thời gian Xô hình hoá phản ứng cả trong dòng chảy lẫn trên thành ống Sử dung động học bậc 'n' để mô hình hoá phan ứng trong đồng chảy. Sit đụng động học bộc hoc bậc nhất để mô hình hoá phản ứng tại thành ống.
KỈ đến việc cân trở sự vận chuyển nước khi mô hình hoá phân ứng ti thình ông Cho phép các phản ứng gia ting hoặc suy giảm đến một nỗng độ giới hạn. Sit dụng các hệ số mức phản ứng chung, uy nhiễn cũng có thể thay đổi rng cho từng đoạn ông “Cho phép hệ số phản ứng của thinh ông liên hệ được với độ nhắm của ống. “Cho phép nồng độ hoặc khối lượng vật chất biển đổi theo thời gian đưa vào một vị trí bắt kỳ trong mạng. Mô hình hoá các bể chứa như là bể phản ứng ði cic kiểu trộn khắc nhau Với các đặc điểm như vậy, EPANET có thé xem xét được các vin dé về chất lượng nước như: Sự pha trộn nước từ các nguồn khác nhau; “Thời gian lưu nước trong hệ thông; Sự suy giảm du lượng Clo; Sự gia tăng các sản phẩm khử trùng; ‘Theo đối sự lan truyề các chất ô b,U nhược điểm EPANET có.
uu điểm là mô phòng. tính toán thủy lực một cách trực quan và có cả yếu tổ thời gian va chất lượng nước, “Chương trình tính cho độ chính xác cao, kết quả đễ sử dụng và có thể linh với các phin mém khác. C6 thể tinh toán được nhiễu thông số và mô phỏng tắt cả các chỉ tiết của mạng lưới Khi dùng chương trình này ta có thé tinh toán các thông số của mạng lưới trong bất cứ giờ nảo trong ngày ma không cin nhập lại số liệu. “Tính wu việt nhất của EPANET là dũng để tính toán mỡ rộng mạng lưới cắp nước hoặc mạng lưới có nhiều nguồn nước cắp đồng thời vào mạng lưới “Chương tinh này cũng ding cho tinh toán, sữa chữa, nâng cấp và quản lý vận hành mạng lưới cũng rt tốt Gio diện với chương trình "ANI trực quan dễ hiểu EPANET cỏ nhược điểm là đồi hỏi người chạy chương trinh phải có trình độ và đôi hỏi nhiều số iệu 1.
Mô phỏng mạng lưới bằng phần mềm EPANET EPANET mô hình hoá bệ thông phân phổi như là một tập hợp các đường nổi được nổi với các nút. Các đường nối miêu tả các én; “Các nit migu tả các mỗi nối, đài nước và bể chứa. Hình đưới đây mình hoạ các đối tượng này được nổi với nhau như thế nào để tạo thành một mạng lưới. Các thành phan vột lý rong một hệ thẳng phân phỏi nước Các mỗi nối Junctions) Mỗi m là những điểm trong mạng lưới noi các đường nổi được nối lại với nhau và nơi nước đi vào hoặc đi ra khỏi mạng lưới.
Các igu đầu vảo cơ bản của. mỗi nỗi là = _ Độ cao trên một mức chuẳn nào đó (hường mức chu là mục nước biển trúng bình): ~ Lama lượng yêu cầu (lưu lượng nước lấy ra khỏi mạng): = Chait lượng nước ban đầu. Cie kết quả đầu ra được tính toán cho các mỗi nổi trong moi khoảng thai gian mô phỏng là -__ Cột nước (năng lượng trên một đơn vị trọng lượng chất lỏng): - Apsu = Chấ lượng nước. “Các mỗi nỗi cũng có thể - Có lưu lượng yêu cẩu thay đối theo thời gian; = _ Có các mẫu hình khác nhau của lưu lượng yêu cẫu gắn cho ching: ~ _ Có các lu lượng âm biểu thi nước đi vào mạng lưới; ~ _ Chứa các vòi phn (hoặc bình phun) cho la lượng chảy a phụ thuộc vào ấp lực Bé chứa (Reservoirs) Bề chứa là những nút biểu thị cho nguồn nước bên ngoài không xác định tới 10 mạng lưới.
Chúng được sử dung để mô hình hoá cho những vt thể như hồ, sông.