Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước

Chia sẻ: Nguyễn Kim | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:42

Thêm vào BST

Báo xấu

1.096
lượt xem 211
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mô hình toán SWMM (Storm Water Management Model ) là mô hình động lực học mô phỏng mưa – dòng chảy cho các khu vực đô thị cả về chất và lượng, và tính toán quá trình chảy tràn từ mỗi lưu vực bộ phận đến cửa nhận nước của nó. Mô hình vừa có thể mô phỏng cho từng sự kiện ( từng trận mưa đơn lẻ ), vừa có thể mô phỏng liên tục. Mô hình này do Metcalf và Eddy xây dựng năm 1971, là sản phẩm của 1 hợp đồng kinh tế giữa trường ĐH Florida và tổ chức bảo vệ môi...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước

Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI –CS2 BỘ MÔN CẤP THOÁT NƯỚC Biên soạn:sv. Tống Đình Quyết --------- ---------- HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM SWMM THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC LỜI GIỚI THIỆU Tp Hoà Chí Minh. Tháng 5 năm 2008 Mục lụ Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 2 PHẦN III : GIỚI THIỆU PHẦN MỀM I . Giới thiệu phần mềm SWMM : Mô hình toán SWMM (Storm Water Management Model ) là mô hình động lực học mô phỏng mưa – dòng chảy cho các khu vực đô thị cả về chất và lượng, và tính toán quá trình chảy tràn từ mỗi lưu vực bộ phận đến cửa nhận nước của nó. Mô hình vừa có thể mô phỏng cho từng sự kiện ( từng trận mưa đơn lẻ ), vừa có thể mô phỏng liên tục. Mô hình này do Metcalf và Eddy xây dựng năm 1971, là sản phẩm của 1 hợp đồng kinh tế giữa trường ĐH Florida và tổ chức bảo vệ môi trường Hoa kỳ EPA (The U.S.Environment Protection Agency ). Khi mới ra đời mô hình chạy trên môi trường DOS. Mô hình liên tục được cập nhập và phiên bản mới nhất là SWMM 5.0 chạy trên môi trường WINDOW. Phiên bản mới này được viết lại bởi một bộ phận trong phòng thí nghiệm nghiên cứu Quản lý rủi ro Quốc gia của EPA. Các phiên bản đã qua của SWMM : 1969 – 1971 : Version 1 1975 : Version 2 1981 : Version 3 1988 : Version 4 2004 : Version 5 Phần mềm này được cung cấp miễn phí có thể Download tại : http://www.epa.gov/ednnrmrl/swmm/ II . Khả năng của phần mềm SWMM : Mô hình SWMM là một mô hình toán học toàn diện, dùng để mô phỏng khối lượng và tính chất dòng chảy đô thị do mưa và hệ thống cống thoát nước thải chung. Mọi vấn đề về thuỷ văn đô thị và chu kỳ chất lượng đều được mô phỏng, bao gồm dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm, vận chuyển qua mạng lưới hệ thống tiêu thoát nước, hồ chứa và khu xử lý. Mô hình SWMM mô phỏng các dạng mưa thực tế trên cơ sở lượng mưa (biểu đồ quá trình mưa hàng năm) và các số liệu khí tượng đầu vào khác cùng với hệ thống Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 3 mô tả (lưu vực, vận chuyển, hồ chứa / xử lý) để dự đoán các trị số chất lượng và khối lượng dòng chảy. Doøng chaûy (Khoái Runoff) Truyeàn taûi chaûy maët (Khoái transport) Chaûy trong Tröõ / Xöû lyù heä thoáng (Khoái torage/Treatment) (Khoái Extran) Nhaän nöôùc (KhoáiReceiving) Hình 1: Các khối xử lý chính trong mô hình SWMM Trong sơ đồ trên bao gồm các khối sau: Khối “dòng chảy” (Runoff block) tính toán dòng chảy mặt và ngầm dựa trên biểu đồ quá trình mưa (và/hoặc tuyết tan) hàng năm, điều kiện ban đầu về sử dụng đất và địa hình. Khối “truyền tải” (Transport block) tính toán truyền tải vật chất trong hệ thống nước thải. Khối “chảy trong hệ thống” (Extran block) diễn toán thủy lực dòng chảy phức tạp trong cống, kênh… Khối “Trữ/xử lý“ (Strorage/Treatment block) biểu thị các công trình tích nước như ao hồ…và các công trình xử lý nước thải, đồng thời mô tả ảnh hưởng của Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 4 các thiết bị điều khiển dựa trên lưu lượng và chất lượng - các ước toán chi phí cơ bản cũng được thực hiện. Khối “nhận nước” (Receiving block) Môi trường tiếp nhận. Mục đích ứng dụng mô hình toán SWMM cho hệ thống thoát nước được triển khai nhằm : o Xác định các khu vực cần xây mới hoặc mở rộng cống thoát nước để giảm tình trạng ngập lụt đường phố hoặc cung cấp dịch vụ thoát nước thải cho những khu vực mới phát triển. o Ước tính lưu lượng nước lũ trong kênh và các chi lưu để xác định vị trí của kênh cần cải thiện nhằm giảm thiểu tình trạng tràn bờ. o Cung cấp công cụ quy hoạch để đánh giá việc thực hiện các cống chắn dòng dọc kênh. * Những ứng dụng điển hình của SWMM : o Quy hoạch hệ thống thoát nước mưa. o Quy hoạch ngăn tràn cống chung. o Quy hoạch hệ thống thoát nước lũ ở kênh hở. o Quy hoạch cống ngăn lũ. o Quy hoạch hồ chứa phòng lũ. SWMM xem xét mọi quá trình thủy văn tạo dòng chảy trên lưu vực đô thị như : o Quá trình mưa. o Bốc hơi bề mặt nước. o Tuyết tan. o Tổn thất tích tụ trên tán lá cây và tổn thất điền trũng. o Tổn thất thấm. o Thẩm thấu của nước vào các tầng nước ngầm. o Dòng chảy sát mặt. o Dòng chảy tràn trên bề mặt. Sự biến đổi về mặt không gian trong mọi quá trình được khắc phục bởi việc chia nhỏ khu vực nghiên cứu thành nhiều lưu vực con đồng nhất. SWMM cũng có tất cả những tính năng mền dẻo của một mô hình thủy lực dùng để diễn toán dòng chảy, nhập lưu trong cống, kênh, hồ, trạm xử lý nước, các công trình phân nước của hệ thống tiêu thoát nước như : Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 5 o Tính toán được các hệ thống lớn phức tạp. o Sử dụng nhiều loại cống có hình dạng và kích thước khác nhau và các kênh hở. o Mô hình hóa được các bộ phận phức tạp trong hệ thống như: hồ chứa, các trạm xử lý nước, trạm bơm tiêu … o Có thể xét đến nhập lưu hay dòng chảy từ bên ngoài vào cống như dòng chảy mặt, sát mặt, ngầm, nước thải sinh hoạt và nhiều dạng khác của dòng chảy. o Có thể sử dụng phương pháp diễn toán dòng chảy sóng động học hay sóng động lực học. o Mô phỏng được nhiều loại chế độ dòng chảy như nước vật, chảy ngược, nước nhảy do cống đóng mở đột ngột … SWMM cũng có thể ước tính chất ô nhiễm liên quan đến dòng chảy trên lưu vực đô thị : o Chất ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt, từ các khu vực khác nhau. o Ô nhiễm do dòng chảy cuốn đi khi mưa. o Nguồn ô nhiễm khác chảy từ bên ngoài vào hệ thống tiêu thoát nước. o Diễn toán chất lượng nước trong hệ thống kênh. o Ước tính sự giảm chất ô nhiễm từ các bể lắng đọng hoặc trạm xử lý nước. III . Các thuật toán trong SWMM : Cơ sở toán học của SWMM : Phần mền SWMM này gồm 2 modun chính đó là : Modun Runoff trong SWMM là modun tính dòng chảy từ mưa, các chất ô nhiễm trên các lưu vực. Modun Transport trong SWMM diễn toán dòng chảy trên / trong hệ thống các đường ống, kênh dẫn, các hồ điều hòa, trạm bơm, trạm xử lý của hệ thống tiêu thoát nước đô thị . SWMM cho phép tính toán dòng chảy cả về chất và lượng trong từng lưu vực con, tốc độ chảy, chiều sâu chảy, chất lượng nước trong từng đoạn ống cống, kênh dẫn trong quá trình mô phỏng bao gồm nhiều bước thời gian. Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 6 1.Tính toán lượng mưa hiệu quả. Việc tính toán lượng mưa hiệu quả được thực hiện bằng phương pháp khấu trừ tổn thất do thấm, điền trũng, bốc hơi từ bề mặt đất, điền trũng, và do thấm. PEF (t) = N (t) – VP (t) – F (t) – W (t) (2.2) Trong đó : PEF : Lượng mưa hiệu quả (mm). N : Lượng mưa (mm). P : Lượng bốc hơi bề mặt (mm). F : Lượng thấm vào trong đất (mm). W(t) : Lượng trữ bề mặt – tổn thất điền trũng (mm). t : Thời gian. Lượng mưa : được đưa vào mô hình bằng giá trị lượng mưa hoặc cường độ mưa theo thời đoạn. Lượng bốc hơi bề mặt : lượng bốc hơi bề mặt được người sử dụng nhập vào mô hình, có thể được tính theo phương pháp sau: - Phương pháp cân bằng năng lượng: Er = 0,0353Rn Trong đó: Er : Lượng bốc hơi(mm/ngày). Rn : Bức xa thực(W/m2). - Phương pháp khí động lực: Ea = B(eas − ea ) (2.3) 0,102u2 ⎛ 17,27T ⎞ với B = ; eas = 611exp⎜ ⎟ ; ea = Rh eas ⎝ 273,3 + T ⎠ 2 ⎡ ⎛ z2 ⎞⎤ ⎢ln⎜ ⎟⎥ ⎜ ⎟ ⎢ ⎝ z0 ⎠ ⎥ ⎣ ⎦ Trong đó: Ea : Lượng bốc hơi (mm/ngày). u2 : Tốc độ gió (m/s) đo tại chiều cao z2 (cm). z0 : Chiều cao mẫu nhám (cm). Rh : Độ ẩm tương đối (%). Lượng trữ bề mặt : là lượng nước bị tích tụ lại khi dòng chảy di chuyển qua vùng có địa hình âm như ao, hồ, chỗ trũng trên mặt đường… Lượng trữ bề mặt rất khó xác định do tính phức tạp của lưu vực đô thị, do vậy thành phần này thường được đánh giá qua điều tra và sau đó hiệu chỉnh qua mô hình. Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 7 2.Tính toán thấm, lượng thấm: Thấm là quá trình có tính quyết định với vai trò là đại lượng vào cho hệ thống đất thoáng khí. Ý nghĩa quan trọng của quá trình thấm trong các quá trình động lực của quá trình trao đổi nước trong đất là phân chia lượng mưa thành nước bề mặt và nước trong đất do ảnh hưởng đến quá trình thủy văn, đặc biệt sự hình thành dòng chảy trên lưu vực. Để tính toán dòng chảy đạt độ chính xác và phù hợp với các quy luật vật lý, đã có nhiều mô hình thấm được xây dựng. Trong mô hình SWMM có 2 phương pháp để lựa chọn: Phương pháp mô hình thấm HORTON (1940) : là mô hình thấm 1 giai đoạn. Horton nhận xét rằng quá trình thấm bắt đầu từ một tốc độ thấm f 0 không đổi nào đó, sau đó giảm dần theo quan hệ số mũ cho đến khi đạt tới một giá trị không đổi f ∞ . Mô hình thấm Horton được áp dụng cho để tính cho trận mưa 1 đỉnh và dạng đường cong mưa biến đổi không lớn. f p = f 0 + ( f 0 − f ∞ )e -kt (2.4) Trong đó: fp (mm/s): Cường độ thấm vào đất. f∞ (mm/s): Cường độ thấm nhỏ nhất tại thời điểm bão hòa. f0 (mm/s): Cường độ thấm lớn nhất tại thời điểm ban đầu t=0. t (s) : Thời gian tính từ lúc bắt đầu trận mưa rơi. k (T-1): Hằng số chiết giảm. Các thông số f∞, f0, k hoàn toàn xác định đường cong thấm fp và được người sử dụng đưa vào tính toán. Phương pháp mô hình thấm Green-Ampt (1911) : xây dựng dựa trên phương trình thấm Darcy. Mein - Lason (1973) đã cải tiến phương pháp này để tính toán quá trình thấm theo hai giai đoạn: giai đoạn bão hoà và giai đoạn sau bão hoà. Trong giai đoạn bão hòa, đường cong cường độ thấm là đường quá trình mưa thực do lượng mưa trong giai đọan này chỉ tham gia vào quá trình thấm. Trong giai đoạn sau bão hòa, lớp đất bề mặt đã bão hòa nước, đường cong thấm giảm theo quy luật thấm trọng lực. Phương trình thấm Green-Ampt được viết dưới dạng: Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 8 V = K.J (2.5) Trong đó: V: Cường độ thấm vào đất (mm/s). K: Hệ số thấm thuỷ lực bão hoà (mm/s). J: Độ dốc thủy lực, J=Sf. S .IDM • Khi F < Fs thì f = i và F= với i> Ks; và f = i i −1 Ks S.IDM • Khi F ≥ Fs thì f = f p và fp=Ks (1+ ) F Trong đó: f: Cường độ thấm vào đất (mm/s). fp: Cường độ thấm tiềm năng (mm/s). i: Cường độ mưa (mm/s). F: Lượng thấm tích luỹ (mm). F s: Cường độ thấm tích luỹ đến trạng thái bão hoà (mm). S: Sức hút mao dẫn trung bình (mm). IDM: Độ thiếu hụt ẩm ban đầu. Ks: Hệ số thấm thuỷ lực bão hoà (mm/s). Theo EULER (1989) lượng bốc hơi ngày được tính theo công thức VP(mm)=1,58 +(0,96+0,0033i)sin{2 π /365(i-148)] (2.6) Trong đó i: Ngày tính theo nămthủy văn. i=1 Ngày 1 tháng 1. i=365 Ngày 31 tháng 10 năm sau. VP : Lượng bốc hơi ngày thứ i Lượng trữ bề mặt rất khó xác định do tính phức tạp của lưu vực đô thị, do vậy thành phần này thường được đánh giá qua điều tra và sau đó hiệu chỉnh qua mô hình. Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 9 3.Tính toán dòng chảy mặt Phương trình mô phỏng dòng chảy tràn trên mặt bao gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng. - Phương trình liên tục dV dd =A = A.i * − Q (2.7) dt dt Trong đó: V : Thể tích nước trên bề mặt lưu vực. d : Chiều sâu lớp dòng chảy mặt. t : Thời gian. A : Diện tích lưu vực bộ phận. i* : Cường độ mưa hiệu quả= cường độ mưa rơi trừ đi tổn thất và bốc hơi bề mặt. Q : Lưu lượng dòng chảy ra khỏi lưu vực đang xét. - Phương trình động lực: Phương trình Manning : 1 Q =W (d − dp)5 / 3 S 1 / 2 (2.8) n Trong đó: W : Chiều rộng trung bình lưu vực (m). n: Hệ số nhám Manning. Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 10 IV. Cấu tạo mạng lưới thoát nước trong SWMM SWMM dùng tập hợp các nút ( node ), các đoạn ống nối với các nút, hồ điều hòa, cửa xả, bơm…. Để mô tả hệ thống mạng lưới thoát nước. Cấu tạo mạng lưới hệ thống thoát nước bao gồm các thành phần : Subcatchment( lưu vực), Raingage(trạm mưa), Junction(nút),Storage Units( hồ điều hòa),Conduits(đường ống), Pumps(bơm), Regulatiors(van điều khiển hay van một chiều ), Outfalls(cửa xả), mối liên hệ của từng bộ phân được thể hiện trong sơ đồ sau đây Hình 2: Sơ đồ mô phỏng mạng lưới thoát nước trong SWMM Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 11 V. Giao diện làm việc của mô hình SWMM Hình 3: Sơ đồ mô phỏng mạng lưới chạy với SWMM Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 12 2. Các bước thực hiện mô phỏng một Project : Bước 1: Khai báo các thông số mặc định và các tùy chọn. Bước 2: Vẽ sơ đồ lưu lượng và mạng lưới công trình thoát nước. Bước 3: Khai báo các thông số của hệ thống. Bước 4: Chạy mô phỏng. Bước 5: Xem xét kết quả. Bước 6: Hiệu chỉnh thông số đầu vào và mô phỏng lại (nếu cần). a) Bước 1: Khai báo các thông số mặc định và các tùy chọn (Project/Defaults): o Khai báo các ký hiệu cho từng đối tượng Traïm ño möa Tieåu löu vöïc Nuùt Cöûa xaû Cöûa chia nöôùc Vuøng tröõ taïm nöôùc OÁng daãn ( keânh, oáng, soâng ) Bôm Tuyø choïn ñeå giöõ nguyeân caùc kyù hieäu duøng cho caùc project khaùc Hình 5: Khai báo các ký hiệu cho từng đối tượng Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 13 o Khai báo các giá trị mặc định cho tiểu lưu vực Dieän tích löu vöïc ( ha) Beà roäng löu vöïc ( m) Ñoä doác trung bình % tyû leä dieän tích khoâng thaám Heä soá nhaùm Maning cuûa phaàn khoâng thaám & vuøng thaám Löôïng nöôùc tröõ laïi treân vuøng khoâng thaám Löôïng nöôùc tröõ laïi treân vuøng thaám Phaàn hoaøn toaøn khoâng thaám Hình 6: Khai báo các giá trị mặc định cho tiểu lưu vực o Khai báo các giá trị mặc định cho nút, đường dẫn. Giaù trò cho nuùt Chieàu saâu max cuûa nuùt Chieàu daøi conduit (m) Loaïi Conduit Heä soá nhaùm cuûa Conduit Ñôn vò tính ( CMS – m3/s ) Phöông phaùp tính : Dynamic Wave cho doøng chaûy khoâng oån ñònh Hình 7: Khai báo các giá trị mặc định cho nút, đường dẫn. Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 14 o Khai báo Map Option ( View / Map Options ) hoặc kích chuột phải tại hộp thoại Study Area Map Options. Khai baùo kyù hieäu tieåu löu vöïc Khai baùo bieåu töôïng nuùt Kyù hieäu bieåu töôïng ñöôøng oáng Kyù hieäu nhaõn Theå hieän caùc giaù trò treân maøn hình Theå hieän kyù hieäu oáng Loaïi muõi teân Maøu neàn Hình 8: Khai báo các giá trị mặc định cho Map Option b) Bước 2: Vẽ sơ đồ lưu vực và mạng lưới công trình thoát nước View Back drop Load File mặt bằng đô thị cần đồ ok đồ lại đô thị theo mặt bằng trên. Hình 9: Trình tự vẽ sơ đồ lưc vực Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 15 Có thể nhập 1 sơ đồ dạng File hay tạo sơ đồ biểu diễn ( trong đề tài này là tạo sơ đồ biểu diễn hoàn toàn mới ). Để xóa File mặt bằng đô thị vừa dẫn ta vào View Back drop Unload. Dùng các biểu tượng của lưu vực, cống, nút…. Mô phỏng mặt bằng khu vực. Do đặc điểm khu vực ở phía bắc có 1 con kênh dùng để dẫn nước thải nên dựa vào đặc điểm này ta vạch hai tuyến thoát nước chính thu toàn bộ nước thải và nước mưa của lưu vực sau đó thải ra kênh, nhằm tận dụng khả năng tự làm sạch của hồ và điều tiết lưu lượng nước thải trong khu vực trước khi thải ra kênh thì nức thải sẽ dược dẫn vào hồ điều tiết. Hình 10: Sơ đồ mô phỏng mạng lưới thoát nước trong mô hình SWMM c) Bước 3: Khai báo các thông số của hệ thống c.1. Khai báo đối tượng tiểu lưu vực – Subcatchments Lưu vực con là một khu vực hứng nước nhỏ trong lưu vực đô thị, trong đó dòng chảy hình thành trong khu vực này đều chảy ra 1 điểm nào đó gọi là cửa ra của lưu vực. Người sử dụng phải chia khu vực nghiên cứu thành các khu vực con, nhỏ cho phù hợp và xác định cửa ra của từng lưu vực. Lưu vực con có thể bao gồm các khu vực thấm nước hoặc không thấm nước. Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 16 Quá trình thấm trong lưu vực con xuống tầng chưa bão hòa được mô phỏng bằng 1 trong 3 mô hình thấm khác nhau :Horton infiltration, Green- Ampt infiltration, SCS Curve number infiltration (trong đề tài này chọn mô hình thấn Horton). Bảng thống kê diện tích lưu vực (ha) Lưu vực 1 1.60 Lưu vực 10 1.61 Lưu vực 2 1.27 Lưu vực 11 1.36 Lưu vực 3 0.83 Lưu vực 12 0.75 Lưu vực 4 1.10 Lưu vực 13 0.71 Lưu vực 5 1.02 Lưu vực 14 1.08 Lưu vực 6 1.55 Lưu vực 15 1.19 Lưu vực 7 1.89 Lưu vực 16 0.82 Lưu vực 8 1.37 Lưu vực 17 0.77 Lưu vực 9 0.88 Bảng 2 : Diện tích các lưc vực Vì đây là khu đô thị mới được trải nhựa ở tất cả các con đường nên diện tích vùng thấm gần như chủ yếu trong các nhà dân do đó ta chọn diên tích này bằng 25% diện tích toàn bộ lưu vực, việc phân chia lưu vực dựa vào mặt bằng và cao trình mặt đất. Traïm möa phuï traùch Nuùt nhaän nuôùc Dieän tích löu vöïc ( ha) Chieàu roäng chaûy traøn (m) Ñoä doác maët ñaát ( %) Tyû leä dieän tích khoâng thaám Heä soá nhaùm Maning cuûa vuøng khoâng thaám & vuøng thaám Lôùp nöôùc tröõ treân vuøng khoâng thaám & vuøng thaám ( mm) Tyû leä dieän tích hoaøn toaøn khoâng tröõ (%) Kieåu traøn Tyû leä tham gia traøn Phöông trình thaám ( Horton , Grenn-Apt) Hình 11:Giao diện nhập số liệu cho lưu vực Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 17 c.2. Khai báo thông số đo mưa - Rain Gages Đối với những lưu vực rộng lớn thì sử dụng nhiều cơn mưa khác nhau, ở đây khu vực tính toán trong đề tài là khu vực nhỏ ( 31 ha ) nên chỉ cần lấy một cơn mưa cho toàn lưu vực. Số liệu của mưa thiết kế được lấy từ trạm đo Tân Sơn Nhất là trạm đo mưa tương đối nằm gần quận Bình Chánh. SWMM cho phép vào số liệu mưa cho một hoặc nhiều lưu vực con trong khu vực nghiên cứu. Số liệu mưa được đưa vào dưới dạng chuỗi số hoặc có thể dưới dạng File. Hình 12: Giao diện khai báo thông số đo mưa Các thông số chính của dữ liệu mưa : o Tên trận mưa (Name) o Kiểu mưa (Rain Format): bao gồm mưa thời đoạn, mưa thể tích, mưa tích lũy. Trong đề tài sử dụng số liệu mưa theo giờ ( Intensity – mm/h). o Khoảng thời gian mưa (Rain Interval): là đoạn thời gian giữa các lần ghi giá trị đo mưa. o Số liệu của trận mưa (Data sourse – Timeseries) Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 18 o Đơn vị tính ( mm, inch ) o Nhập giá trị trận mưa thiết kế : curves Time Series Hình 13: Chuỗi thời gian mưa Hình 14: Đường đặc tính của trận mưa c.3. Khai báo đối tượng Nút – Junction ( nút thu nước ) Là điểm kết nối giữa các kênh hở, các hố ga chính trong hệ thống cống, hoặc là điểm nối giữa các đường ống cống, dòng chảy bên ngoài có thể đổ vào các Junctions này. Nút thu nước là nơi thu nhận toàn bộ lượng nước trên tiểu lưu vực đó (bao gồm nước mưa chảy tràn trên lưu vực, nước thải). Độ sâu chôn cống được nhập Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 19 thông qua độ sâu ban đầu của nút, thông thường cống thoát nước phải đặt sâu là để đảm bảo cho nó không bị phá hoại do tác động cơ học gây nên đồng thời cũng nhằm để đảm bảo 1 độ dốc cần thiết, sơ bộ có thể lấy bằng 1,5 m. Surcharge depth Z maët ñaát Max depth Initial depth Invert Elev Hình 15 : Sơ đồ chôn cống Löu löôïng nhaäp theâm vaøo nuùt Trạm xử lý Cao ñoä ñaùy hoá ga (m) Chieàu saâu max cuûa hoá ga = Zgr – Z inv Chieàu saâu nöôùc ban ñaàu cuûa hoá ga Chieàu saâu lôùp nöôùc ngaäp khi traøn ra ngoaøi Dieän tích bò ngaäp khi H > Hmax + H surcharge Hình 16: Giao diện nhập dữ liệu cho nút thu nước Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79
Hướng dẫn sử dụng SWMM – Thiết kế hệ thống thoát nước 20 o Khai báo thông số Inflow của Junction ( lưu lượng nhập thêm vào nút ) - Q chaûy vaøo heä thoáng ñeán töø nôi khaùc - Khai baùo baèng chuoãi thôøi gian Nöôùc thaûi sinh hoaït Khai baùo baèng giaù trò trung bình Khai baùo baèng Time Pattern Doøng chaûy phaùt sinh töø löu vöïc khaùc, coù nguoàn goác töø möa, Ñöôïc khai baùo baèng Thuûy ñoà ñôn vò (Unit Hydrograph) vaø dieän tích löu vöïc. Hinh17: Giao diện nhập giá trị lưu lượng cho nút Designer by : Tống Đình Quyết – S7_46H - Đại Học Thủy Lợi – Cs2 Email : tongquyetdhtl@yahoo.com Tel : 0977.78.43.79