Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thành phố Biên Hòa giữ vai trò là trung tâm công nghiệp, thương mại và đầu mối giao thông huyết mạch của vùng kinh tế trọng điểm phía Nam và tỉnh Đồng Nai. Trong chiến lược phát triển không gian đô thị, phường Thống Nhất được xác định là một trong những khu vực trọng điểm đầu tư, xây dựng trung tâm hành chính, văn hóa và thương mại mới. Khu vực này có lợi thế lớn khi được quy hoạch và xây dựng đồng bộ mới hoàn toàn. Tuy nhiên, việc thiếu hụt một hệ thống hạ tầng kỹ thuật hoàn chỉnh, đặc biệt là mạng lưới cấp nước sạch và thu gom nước thải độc lập, đặt ra yêu cầu cấp thiết phải thiết kế hệ thống cấp thoát nước hiện đại nhằm phục vụ sự phát triển kinh tế – xã hội và nâng cao đời sống dân cư đến năm 2035.

Mục tiêu nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Hoàn thành các phương án thiết kế mạng lưới cấp thoát nước tỷ lệ 1/2000 và phương án thiết kế chi tiết mạng lưới cấp thoát nước tỷ lệ 1/500 đối với hệ thống cấp nước và thoát nước thải.
  2. Đưa ra giải pháp kỹ thuật, thiết kế thi công mạng lưới cấp thoát nước, các biện pháp an toàn lao động và kiểm soát rủi ro trong quá trình thi công.
  3. Mang lại hiệu quả kinh tế – xã hội, tạo tiền đề hạ tầng kỹ thuật vững chắc để đưa phường Thống Nhất trở thành khu đô thị trọng tâm của thành phố Biên Hòa.

Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể theo 5 nội dung:

  1. Thu thập tài liệu, số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội và quy hoạch liên quan đến khu vực thiết kế.
  2. Nghiên cứu, phân tích và đánh giá hiện trạng hệ thống hạ tầng kỹ thuật, đặc biệt là hiện trạng cấp nước và thoát nước.
  3. Xác định các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật và tính toán tổng nhu cầu dùng nước, lưu lượng nước thải theo quy chuẩn.
  4. Tính toán thủy lực và thiết kế mạng lưới cấp thoát nước tỷ lệ 1/2000.
  5. Tính toán và thiết kế chi tiết các công trình kỹ thuật chuyên ngành Nước – Môi trường trên mạng lưới tỷ lệ 1/500.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Các hạng mục thuộc hệ thống hạ tầng kỹ thuật chuyên ngành, trọng tâm là mạng lưới đường ống phân phối nước sạch, mạng lưới cống thu gom nước thải và các công trình phụ trợ liên quan.
  • Phạm vi không gian: Khu đất quy hoạch phường Thống Nhất, thành phố Biên Hòa với tổng diện tích tự nhiên 160 ha. Ranh giới tiếp giáp: phía Bắc giáp Quốc lộ 1 và Quốc lộ 51; phía Tây giáp phường Quyết Thắng; phía Nam giáp sông Đồng Nai; phía Đông giáp phường Tân Mai. Về kết nối kỹ thuật, mạng lưới cấp nước 1/500 được đấu nối từ đường ống 1/2000; hệ thống thoát nước 1/2000 bao quanh khu đất tiếp nhận toàn bộ nước thải từ mạng 1/500.
  • Phạm vi thời gian: Đồ án được thực hiện từ ngày 04/03/2019 đến ngày 29/07/2019, mốc thời gian quy hoạch và tính toán nhu cầu công trình đến năm 2035.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật và văn bản pháp lý áp dụng trong đồ án:

  • QCXDVN 01:2008: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy hoạch xây dựng.
  • QCVN 07:2010: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia các công trình hạ tầng kỹ thuật đô thị.
  • TCVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 7957:2008: Thoát nước – Mạng lưới và công trình bên ngoài – Tiêu chuẩn thiết kế.
  • TCVN 2622:1995: Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế.
  • Quyết định số 227/2003/QĐ-TTg ngày 06/11/2003 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt điều chỉnh quy hoạch chung TP. Biên Hòa đến năm 2020.
  • Bản đồ quy hoạch TP. Biên Hòa đến năm 2030 và Đồ án "Định hướng quy hoạch chi tiết phường Thống Nhất" năm 1996.

Nguồn tài liệu giáo trình và sổ tay chuyên ngành:

  • Chuẩn bị kỹ thuật cho khu đất xây dựng đô thị – KS. Trần Thị Hường (NXB Xây dựng).
  • Đường và giao thông đô thị (Tập 1 & 2) – TS. Nguyễn Khải (NXB Giao thông vận tải).
  • Cấp nước đô thị – TS. Nguyễn Ngọc Dung (NXB Xây dựng).
  • Mạng lưới thoát nước – PGS. Hoàng Huệ (NXB Khoa học và Kỹ thuật).

Phương pháp nghiên cứu thực tế đã sử dụng:

  • Phương pháp thu thập tài liệu và số liệu: Khai thác các dữ liệu về điều kiện tự nhiên, địa hình, dân số, hạ tầng và quy hoạch sử dụng đất từ các cơ quan quản lý chuyên trách tại địa phương.
  • Phương pháp đo đạc, quan sát: Khảo sát thực địa nhằm xác định cao độ tự nhiên, vị trí kết nối nguồn nước và các chướng ngại vật kỹ thuật.
  • Phương pháp phân tích, so sánh và thống kê: Thiết lập các phương án vạch tuyến mạng lưới cấp – thoát nước, lập bảng ma trận so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế và quản lý vận hành để chọn phương án tối ưu.
  • Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: Tiếp thu các góp ý chuyên môn từ giảng viên hướng dẫn để chuẩn hóa quy trình tính toán.
  • Phương pháp ứng dụng công cụ tính toán và đồ họa: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để tính toán bảng biểu thủy lực, phần mềm EPANET để mô phỏng mạng lưới cấp nước và AutoCAD để thể hiện bản vẽ kỹ thuật.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC CHO KHU ĐẤT THIẾT KẾ

Chương này đánh giá toàn diện các yếu tố tự nhiên và hiện trạng kỹ thuật của khu vực nghiên cứu có diện tích 160 ha:

  • Điều kiện tự nhiên và địa hình: Khu vực mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau; nhiệt độ trung bình năm dao động từ 25,4 °C đến 27,2 °C. Địa hình phức tạp, dốc từ Quốc lộ 15 xuống sông Cái với nhiều kênh rạch, ao hồ. Khu vực Tây Bắc có cao độ biến động từ 3,5 m đến 9,1 m (một số vị trí đạt 1,4 m đến 10,5 m), trong khi khu vực phía Bắc, Đông Nam và Tây Nam thấp dần; trong khu vực có rạch sâu trung bình -2,0 m.
  • Hiện trạng dân cư và nhà ở: Dân số năm 2004 đạt khoảng 10.500 người, dự kiến năm 2020 khoảng 50.000 người. Cơ cấu nhà ở gồm: nhà kiên cố chiếm 10% (424 căn), nhà bán kiên cố chiếm 20% (848 căn) và nhà tạm chiếm 70% (2.964 căn) tập trung dày đặc ở ven trục đường sắt, Quốc lộ 15 và tự phát ven sông Cái.
  • Hiện trạng hạ tầng kỹ thuật: Trục giao thông chính hiện hữu là đường Võ Thị Sáu nối dài có lộ giới 9 – 11 m, còn lại là các hẻm nhỏ. Chưa có hệ thống thu gom chất thải rắn tập trung, chủ yếu xử lý bằng đốt tiêu hủy.
  • Hiện trạng cấp – thoát nước: Khu vực chỉ có tuyến ống gang D100 đi ngang Quốc lộ 15 cấp nước cho các hộ mặt tiền, các hộ còn lại dùng nước giếng khoan không đảm bảo vệ sinh. Hệ thống thoát nước gồm tuyến cống bê tông cốt thép D1000 dọc Quốc lộ 15 thu gom chung cả nước mưa lẫn nước thải sinh hoạt. Kết luận chương khẳng định toàn bộ hệ thống cấp và thoát nước cần phải được đầu tư xây mới hoàn toàn và tách riêng biệt.

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC CHO PHƯỜNG THỐNG NHẤT TỶ LỆ 1/2000

Chương này tập trung xác định quy mô, tính toán nhu cầu dùng nước và thiết kế thủy lực mạng lưới cấp nước tỷ lệ 1/2000:

  • Quy mô dân số và nguồn cấp: Dân số tính toán đến năm 2035 là 87.500 người (đô thị loại II). Nguồn nước cấp lấy từ Nhà máy nước Thiện Tân với công suất 300.000 $\text{m}^3/\text{ngày}$, cách khu đất quy hoạch 12,6 km về phía Tây Bắc.
  • Tính toán lưu lượng dùng nước:
    • Nước sinh hoạt: Tiêu chuẩn cấp nước $q = 200\text{ l/người.ngày}$, tỷ lệ cấp nước $100%$, lưu lượng trung bình $Q_{\text{SH}}^{\text{TB}} = 17.500\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Hệ số không điều hòa ngày $K_{\text{ngày.max}} = 1,15 \rightarrow Q_{\text{SH}}^{\text{ngày.max}} = 20.125\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
    • Nước công trình công cộng: Cơ quan hành chính ($S_{\text{sàn}} = 6,48\text{ ha}$, $q_0 = 4\text{ l/m}^2\text{.ngđ}$) cần $259,2\text{ m}^3/\text{ngđ}$; Đất công cộng ($S_{\text{sàn}} = 24,32\text{ ha}$, $q_0 = 4\text{ l/m}^2\text{.ngđ}$) cần $972,8\text{ m}^3/\text{ngđ}$; Thương mại dịch vụ ($S_{\text{sàn}} = 6,64\text{ ha}$, $q_0 = 4\text{ l/m}^2\text{.ngđ}$) cần $265,6\text{ m}^3/\text{ngđ}$; Giáo dục ($S_{\text{sàn}} = 5,76\text{ ha}$, $3.840\text{ học sinh}$, $q = 20\text{ l/hs.ngđ}$) cần $76,8\text{ m}^3/\text{ngđ}$. Tổng nhu cầu công cộng $Q_{\text{CTCC}} = 1.574,4\text{ m}^3/\text{ngđ}$.
    • Nước tưới cây và rửa đường: Tận dụng trực tiếp nguồn nước mặt từ rạch Suối Lớn và sông Đồng Nai, không sử dụng nước sạch từ mạng lưới.
    • Lưu lượng nước thất thoát: Tính bằng $15%$ tổng lưu lượng sử dụng, tương đương $Q_{\text{TT}} = 3.254,9\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
    • Tổng lưu lượng toàn mạng lưới: $Q_{\text{ML}} = 24.954,3\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$.
    • Nước chữa cháy: Tiêu chuẩn $q_{\text{cc}} = 30\text{ l/s}$, số đám cháy xảy ra đồng thời $n = 2$, hệ số phục hồi $k = 1$, tổng lưu lượng cấp chữa cháy trong 3 giờ là $Q_{\text{CC}} = 648\text{ m}^3$.
  • Chế độ làm việc và công trình điều hòa:
    • Hệ số không điều hòa giờ $K_{\text{giờ.max}} = 1,554$ ($\alpha_{\text{max}} = 1,4$; $\beta_{\text{max}} = 1,11$). Giờ dùng nước lớn nhất rơi vào khung 18h – 19h với $6,3% Q_{\text{ngđ}}$, tương đương $1.569,3\text{ m}^3/\text{h}$ ($435,9\text{ l/s}$).
    • Trạm bơm cấp II chia làm 2 bậc làm việc: Bậc I (22h – 5h, 1 bơm hoạt động, công suất $2,66% Q_{\text{ngđ}}$); Bậc II (5h – 22h, 2 bơm hoạt động song song với hệ số giảm lưu lượng $\alpha = 0,9$, công suất $5,32% Q_{\text{ngđ}}$). Bố trí 2 bơm công tác và 1 bơm dự phòng.
    • Bể chứa nước sạch: Dung tích điều hòa lớn nhất $W_{\text{đh}} = 10,57% Q_{\text{ngđ}} = 2.637,7\text{ m}^3$; dung tích dự trữ chữa cháy $W_{\text{cc}} = 648\text{ m}^3$. Tổng dung tích tính toán $W_{\text{bc}} = 3.285,7\text{ m}^3$, chọn $3.400\text{ m}^3$, chia làm 2 bể kích thước $17\text{ m} \times 17\text{ m} \times 6\text{ m}$.
    • Đài nước: Dung tích điều hòa $W_{\text{đh}} = 11,46% Q_{\text{ngđ}} = 2.859,76\text{ m}^3$; lượng nước dự trữ chữa cháy 10 phút đầu $W_{\text{cc}} = 36\text{ m}^3$. Tổng dung tích đài $W_{\text{đ}} = 2.895,76\text{ m}^3$, thiết kế đài hình trụ tròn đường kính $D = 18\text{ m}$, chiều cao $h_{\text{đ}} = 9\text{ m}$.
  • So sánh phương án vạch tuyến và tính thủy lực:
    • Phương án 1: Gồm 11 vòng, 20 nút, tổng chiều dài mạng lưới $11.075\text{ m}$, chiều dài tính toán $L_{\text{tt}} = 8.540\text{ m}$. Ưu điểm: Đảm bảo cấp nước an toàn, các đoạn ống gần nhau, khi có sự cố không bị cô lập diện rộng, duy trì ổn định vận tốc và tổn thất áp lực.
    • Phương án 2: Gồm 8 vòng, 15 nút, tổng chiều dài $10.056\text{ m}$. Dù chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn nhưng độ an toàn cấp nước kém, dễ gây cô lập mạng lưới khi xảy ra sự cố.
    • Lựa chọn: Chọn Phương án 1. Lưu lượng đơn vị dọc đường tính được $Q_{\text{đvdđ}} = 0,049\text{ l/s.m}$ (với tổng lưu lượng dọc đường $Q_{\text{dđ}} = 409,4\text{ l/s}$). Mạng lưới sử dụng ống nhựa HDPE đường kính từ D100 đến D600 (các đoạn qua cầu dùng ống gang xám).

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC CHO PHƯỜNG THỐNG NHẤT TỶ LỆ 1/2000

Chương này thực hiện thiết kế mạng lưới cống thu gom nước thải độc lập tỷ lệ 1/2000:

  • Xác định nguồn tiếp nhận nước thải và phân chia các lưu vực thoát nước trên toàn bộ diện tích 160 ha.
  • Tính toán lưu lượng nước thải sinh hoạt và nước thải các công trình công cộng dựa trên định mức dùng nước và hệ số thải nước tương ứng theo từng khung giờ trong ngày.
  • Thiết lập và so sánh hai phương án vạch tuyến mạng lưới cống thoát nước theo nguyên tắc tự chảy bám sát địa hình dốc về sông Đồng Nai.
  • Tính toán thủy lực chi tiết: Xác định mô-đun lưu lượng đơn vị, lưu lượng tính toán cho các tuyến cống chính (tuyến từ đoạn 26 đến 10, đoạn 19 đến 10) và 16 tuyến cống nhánh (đoạn 41–23, 27–21, 49–22, 30–4, 38–23, 31–7, 34–8, 37–25, 40–22, 39–18, 43–17, 44–13, 45–16, 48–12, 29–25...).
  • Xác định các thông số kỹ thuật cống: Đường kính cống, độ dốc thủy lực ($i$), độ đầy tối đa ($h/D$), vận tốc dòng chảy tự làm sạch ($v$), cao độ mặt đất, cao độ đáy cống, chiều sâu chôn cống và tổng hợp khối lượng hố ga, đoạn cống.

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC CHO PHƯỜNG THỐNG NHẤT TỶ LỆ 1/500

Chương này triển khai thiết kế chi tiết kỹ thuật cho hệ thống phân phối nước sạch tỷ lệ 1/500:

  • Vạch tuyến chi tiết mạng lưới cấp nước phân phối tỷ lệ 1/500 kết nối đồng bộ từ các tuyến ống chính của mạng lưới 1/2000.
  • Tính toán thủy lực chi tiết lưu lượng và tổn thất áp lực cho từng đoạn ống phục vụ trực tiếp các công trình và khu nhà ở.
  • Thiết kế định hình các phụ tùng và công trình phụ trợ trên mạng lưới: Bố trí van 2 chiều, van bướm 2 chiều, van xả khí gang mặt bích/đồng ren tại các điểm cao, van xả cặn mặt bích tại các điểm thấp trũng, hố van chờ, phụ tùng gang mặt bích (tê gang, thập gang, cút $90^\circ$).
  • Thiết lập hệ thống đồng hồ đo nước cấp phường (DMA) phục vụ quản lý áp lực và chống thất thoát nước; bố trí trụ cứu hỏa trên các tuyến ống $D \ge 100\text{ mm}$ với bán kính phục vụ không quá $150\text{ m}$.
  • Xây dựng bản vẽ trắc dọc kỹ thuật mạng lưới cấp nước và lập bảng tổng hợp khối lượng vật tư ống HDPE và phụ kiện.

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC CHO PHƯỜNG THỐNG NHẤT TỶ LỆ 1/500

Chương này hoàn thiện thiết kế chi tiết hệ thống thu gom nước thải tỷ lệ 1/500:

  • Vạch tuyến mạng lưới cống thoát nước chi tiết tỷ lệ 1/500 dọc theo vỉa hè các tuyến đường nội bộ, đảm bảo thu gom toàn bộ nước thải từ các ô đất chức năng dẫn về hệ thống cống 1/2000.
  • Tính toán thủy lực cống chi tiết, xác định độ dốc đặt cống tối thiểu, độ sâu chôn cống đầu mạng và cuối mạng.
  • Thiết kế chi tiết cấu tạo các công trình trên tuyến: Hố ga thu nước, hố ga thăm bằng bê tông cốt thép, đấu nối ống nhựa HDPE thoát nước thải.
  • Lập bảng tổng hợp khối lượng công tác đào đắp, vật tư ống cống, hố ga và bản vẽ thiết kế điển hình kèm trắc dọc thoát nước.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã tính toán và thiết lập đầy đủ các thông số kinh tế – kỹ thuật phục vụ xây dựng hạ tầng cấp thoát nước cho phường Thống Nhất đến năm 2035:

Thông số / Hạng mục Giá trị tính toán Đơn vị tính Ghi chú kỹ thuật
Quy mô diện tích 160 ha Quy hoạch xây mới
Dân số tính toán đến năm 2035 87.500 người Đô thị loại II
Nhu cầu nước cấp sinh hoạt ($Q_{\text{SH}}^{\text{ngày.max}}$) 20.125 $\text{m}^3/\text{ngày.đêm}$ $q = 200\text{ l/ng.ngđ}$, $K_{\text{ngay.max}} = 1,15$
Nhu cầu nước công trình công cộng 1.574,4 $\text{m}^3/\text{ngày.đêm}$ Hành chính, công cộng, TMDV, giáo dục
Lưu lượng nước thất thoát ($15%$) 3.254,9 $\text{m}^3/\text{ngày.đêm}$ Định mức thất thoát kỹ thuật
Tổng lưu lượng cấp nước toàn mạng 24.954,3 $\text{m}^3/\text{ngày.đêm}$ Nguồn NMN Thiện Tân ($300.000\text{ m}^3/\text{ngđ}$)
Lưu lượng nước cấp chữa cháy 648 $\text{m}^3$ 2 đám cháy đồng thời $\times 30\text{ l/s}$ trong 3 giờ
Dung tích bể chứa nước sạch ($W_{\text{bc}}$) 3.400 $\text{m}^3$ Gồm 2 bể kích thước $17\text{ m} \times 17\text{ m} \times 6\text{ m}$
Dung tích đài nước ($W_{\text{đ}}$) 2.895,76 $\text{m}^3$ Hình trụ tròn ($D = 18\text{ m}$, $H = 9\text{ m}$)
Quy mô mạng lưới cấp nước 1/2000 (PA1) 11 vòng, 20 nút Hệ thống Tổng chiều dài $11.075\text{ m}$, $L_{\text{tt}} = 8.540\text{ m}$
Lưu lượng đơn vị dọc đường ($Q_{\text{đvdđ}}$) 0,049 $\text{l/s.m}$ $Q_{\text{dđ}} = 409,4\text{ l/s}$

Các giải pháp kỹ thuật do tác giả đề xuất:

  • Tách riêng nguồn nước dịch vụ công cộng: Đề xuất tận dụng trực tiếp nguồn nước mặt tự nhiên từ rạch Suối Lớn và sông Đồng Nai để phục vụ công tác tưới cây xanh công viên và rửa đường đô thị, giúp giảm tải công suất cấp nước sạch của mạng lưới.
  • Tối ưu hóa chế độ vận hành trạm bơm: Phân chia chế độ hoạt động trạm bơm cấp II thành 2 bậc công tác linh hoạt (Bậc I: 1 bơm; Bậc II: 2 bơm song song), đảm bảo điều hòa lưu lượng và tiết kiệm điện năng tiêu thụ.
  • Bố trí mạng lưới trong hào kỹ thuật: Đặt các tuyến ống cấp nước HDPE dưới vỉa hè trong hào kỹ thuật kết hợp hài hòa với hệ thống thoát nước, điện và thông tin liên lạc, hạn chế tối đa việc đào cắt mặt đường giao thông.
  • Quản lý thất thoát bằng phân vùng DMA: Bố trí các đồng hồ đo nước khu vực (DMA) trên mạng lưới chi tiết 1/500 phục vụ quản lý áp lực, phân vùng tiêu thụ và giám sát thất thoát.

Đóng góp của đồ án:

  • Cung cấp giải pháp quy hoạch và hồ sơ thiết kế kỹ thuật đồng bộ từ tỷ lệ quy hoạch 1/2000 đến tỷ lệ thi công 1/500 cho hệ thống cấp nước và thoát nước thải độc lập tại phường Thống Nhất.
  • Xác lập cơ sở số liệu thủy lực cụ thể làm căn cứ chuẩn bị đầu tư xây dựng các dự án hạ tầng kỹ thuật đô thị của thành phố Biên Hòa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Đồ án tập trung giải quyết phương án mạng lưới đường ống cấp nước và cống thu gom nước thải bên ngoài công trình; chưa đi sâu thiết kế chi tiết công nghệ các hạng mục trong trạm xử lý nước thải tập trung.
  • Phạm vi nghiên cứu mới chỉ thiết kế chi tiết mạng lưới thoát nước thải riêng, hệ thống thoát nước mưa chủ yếu được tính toán ở mức quy hoạch tuyến thoát chính dọc trục giao thông.
  • Số liệu địa chất công trình và san nền ven sông Cái có biến động độ cao lớn và nền đất yếu, đòi hỏi phải tiếp tục bổ sung các kết quả khoan khảo sát địa chất thực tế khi lập dự án đầu tư xây dựng chi tiết.

Hướng nghiên cứu mở rộng:

  • Thiết kế chi tiết trạm xử lý nước thải sinh hoạt cho phường Thống Nhất áp dụng công nghệ xử lý sinh học tiên tiến.
  • Ứng dụng phần mềm mô phỏng chuyên sâu để tính toán hiện tượng búa nước và kiểm soát sự cố rò rỉ trên toàn bộ mạng lưới phân phối cấp nước.
  • Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống mạng lưới thoát nước mưa và các công trình điều tiết ngập úng đô thị cho lưu vực ven sông Đồng Nai.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Kỹ thuật Hạ tầng Đô thị, Cấp thoát nước và Kỹ thuật Xây dựng công trình thủy.
  • Kỹ sư thiết kế và cán bộ kỹ thuật tại các ban quản lý dự án quy hoạch hạ tầng đô thị.

Các nội dung có giá trị chuyên môn nổi bật:

  • Trình tự thiết lập bảng cân bằng nhu cầu dùng nước theo giờ cho nhiều đối tượng sử dụng đất đô thị theo tiêu chuẩn TCVN 33:2006.
  • Phương pháp xác định dung tích điều hòa của bể chứa nước sạch và đài nước dựa trên biểu đồ tiêu thụ nước và biểu đồ bơm 2 bậc.
  • Quy trình phân bổ lưu lượng nút, tính toán lưu lượng đơn vị dọc đường và tính thủy lực mạng lưới cấp nước vòng trong hai trường hợp: giờ dùng nước lớn nhất không có cháy và có cháy.
  • Phương pháp lập bảng tính thủy lực cống thoát nước tự chảy cho mạng lưới cống chính và cống nhánh.

Câu hỏi thường gặp

1. Tổng nhu cầu cấp nước tính toán cho phường Thống Nhất đến năm 2035 là bao nhiêu và nguồn nước lấy từ đâu?
Tổng lưu lượng nước cấp cho toàn mạng lưới là $24.954,3\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ (bao gồm $20.125\text{ m}^3/\text{ngđ}$ nước sinh hoạt cho 87.500 dân, $1.574,4\text{ m}^3/\text{ngđ}$ nước công trình công cộng và $3.254,9\text{ m}^3/\text{ngđ}$ nước thất thoát $15%$). Nguồn nước được lấy từ Nhà máy nước Thiện Tân với công suất $300.000\text{ m}^3/\text{ngày}$, nằm cách khu vực nghiên cứu 12,6 km về hướng Tây Bắc.

2. Phương án vạch tuyến mạng lưới cấp nước tỷ lệ 1/2000 nào đã được lựa chọn và các thông số cơ bản ra sao?
Phương án 1 được lựa chọn với quy mô 11 vòng, 20 nút, tổng chiều dài thực tế $11.075\text{ m}$ và tổng chiều dài tính toán $L_{\text{tt}} = 8.540\text{ m}$. Phương án này được chọn vì đảm bảo an toàn cấp nước cao, các đoạn ống gần nhau, hạn chế tối đa việc cô lập khu dân cư khi xảy ra sự cố trên tuyến ống, duy trì ổn định vận tốc và áp lực dòng chảy.

3. Trạm bơm cấp II được thiết kế vận hành với chế độ như thế nào?
Trạm bơm cấp II hoạt động theo 2 bậc làm việc: Bậc I hoạt động từ 22h đến 5h sáng hôm sau sử dụng 1 bơm công tác (công suất $2,66% Q_{\text{ngđ}}$); Bậc II hoạt động từ 5h đến 22h sử dụng 2 bơm công tác hoạt động song song (công suất $5,32% Q_{\text{ngđ}}$, hệ số giảm lưu lượng $\alpha = 0,9$). Trạm được bố trí tối đa 2 bơm công tác và 1 bơm dự phòng.

4. Kích thước và dung tích của bể chứa nước sạch và đài chứa nước được xác định như thế nào?
Bể chứa nước sạch có dung tích tính toán $3.285,7\text{ m}^3$, thiết kế chọn $3.400\text{ m}^3$ gồm 2 bể đơn nguyên kích thước $17\text{ m} \times 17\text{ m} \times 6\text{ m}$ (gồm $2.637,7\text{ m}^3$ dung tích điều hòa và $648\text{ m}^3$ dự trữ chữa cháy 3 giờ). Đài nước có tổng dung tích $2.895,76\text{ m}^3$ (gồm $2.859,76\text{ m}^3$ dung tích điều hòa và $36\text{ m}^3$ dự trữ chữa cháy 10 phút), thiết kế hình trụ tròn đường kính $D = 18\text{ m}$, chiều cao đài $h_{\text{đ}} = 9\text{ m}$.

5. Đồ án đưa ra giải pháp kỹ thuật gì đối với nhu cầu nước tưới cây và rửa đường đô thị?
Tác giả đề xuất không sử dụng nguồn nước sạch từ mạng lưới cấp nước đô thị cho công tác tưới công viên cây xanh và rửa đường; thay vào đó tận dụng trực tiếp nguồn nước mặt tự nhiên từ rạch Suối Lớn và sông Đồng Nai chảy qua khu vực để phục vụ các nhu cầu này, nhằm tiết kiệm chi phí xử lý và giảm tải công suất cho hệ thống cấp nước sạch.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Quốc Huy đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế mạng lưới cấp thoát nước cho phường Thống Nhất, thành phố Biên Hòa đến năm 2035 ở cả hai cấp độ quy hoạch 1/2000 và chi tiết kỹ thuật 1/500. Nghiên cứu đưa ra các giải pháp đồng bộ về phân chia lưu lượng, tối ưu hóa chế độ bơm cấp II, bố trí công trình điều hòa và thiết lập hệ thống thu gom nước thải độc lập tự chảy bám sát địa hình tự nhiên. Đây là công trình kỹ thuật có phương pháp luận rõ ràng, số liệu tính toán chi tiết theo quy chuẩn xây dựng hiện hành và mang tính ứng dụng thực tiễn cao cho quy hoạch hạ tầng đô thị.