THÍ NGHI M TH Y L C C SỆ Ủ Ự Ơ Ở
I. LÝ THUY T MÔ HÌNH SWMM.Ế
1. Gi i thi u ph n m m SWMM :ớ ệ ầ ề
Mô hình toán SWMM (Storm Water Management Model ) là mô hình đng l cộ ự
h c mô ph ng m a – dòng ch y cho các khu v c đô th c v ch t và l ng, và tínhọ ỏ ư ả ự ị ả ề ấ ượ
toán quá trình ch y tràn t m i l u v c b ph n đn c a nh n n c c a nó.ả ừ ỗ ư ự ộ ậ ế ử ậ ướ ủ
Mô hình v a có th mô ph ng cho t ng s ki n ( t ng tr n m a đn l ), v a cóừ ể ỏ ừ ự ệ ừ ậ ư ơ ẻ ừ
th mô ph ng liên t c.ể ỏ ụ
Mô hình này do Metcalf và Eddy xây d ng năm 1971, là s n ph m c a 1 h pự ả ẩ ủ ợ
đng kinh t gi a tr ng ĐH Florida và t ch c b o v môi tr ng Hoa k EPA (Theồ ế ữ ườ ổ ứ ả ệ ườ ỳ
U.S.Environment Protection Agency ).
Khi m i ra đi mô hình ch y trên môi tr ng DOS. Mô hình liên t c đc c pớ ờ ạ ườ ụ ượ ậ
nh p và phiên b n m i nh t là SWMM 5.0 ch y trên môi tr ng WINDOW. Phiênậ ả ớ ấ ạ ườ
b n m i này đc vi t l i b i m t b ph n trong phòng thí nghi m nghiên c u Qu n lýả ớ ượ ế ạ ở ộ ộ ậ ệ ứ ả
r i ro Qu c gia c a EPA.ủ ố ủ
2 . Kh năng c a ph n m m SWMM :ả ủ ầ ề
Mô hình SWMM là m t mô hình toán h c toàn di n, dùng đ mô ph ng kh iộ ọ ệ ể ỏ ố
l ng và tính ch t dòng ch y đô th do m a và h th ng c ng thoát n c th i chung.ượ ấ ả ị ư ệ ố ố ướ ả
M i v n đ v thu văn đô th và chu k ch t l ng đu đc mô ph ng, bao g mọ ấ ề ề ỷ ị ỳ ấ ượ ề ượ ỏ ồ
dòng ch y m t và dòng ch y ng m, v n chuy n qua m ng l i h th ng tiêu thoátả ặ ả ầ ậ ể ạ ướ ệ ố
n c, h ch a và khu x lý.ướ ồ ứ ử
Mô hình SWMM mô ph ng các d ng m a th c t trên c s l ng m a (bi uỏ ạ ư ự ế ơ ở ượ ư ể
đ quá trình m a hàng năm) và các s li u khí t ng đu vào khác cùng v i h th ngồ ư ố ệ ượ ầ ớ ệ ố mô tả
(l u v c, v n chuy n, h ch a / x lý) đ d đoán các tr s ch t l ng và kh iư ự ậ ể ồ ứ ử ể ự ị ố ấ ượ ố
l ng dòng ch y.ượ ả
Hình 1: Các kh i x lý chính trong mô hình SWMM ố ử
Trong s đ trên bao g m các kh i sau:ơ ồ ồ ố
Kh i ố“dòng ch y” (Runoff block) ảtính toán dòng ch y m t và ng m d a trênả ặ ầ ự
bi u đ quá trình m a (và/ho c tuy t tan) hàng năm, đi u ki n ban đu v s d ngể ồ ư ặ ế ề ệ ầ ề ử ụ
đtấ và đa hình.ị
Kh i ố“truy n t i” (Transport block)ề ả tính toán truy n t i v t ch t trong hề ả ậ ấ ệ
th ng n c th i.ố ướ ả
Kh i ố“ch y trong h th ng” (Extran block) ả ệ ố di n toán th y l c dòng ch yễ ủ ự ả
ph c t p trong c ng, kênh…ứ ạ ố
Kh i ố“Tr /x lý“ (Strorage/Treatment block) ữ ử bi u th các công trình tíchể ị
n c nh ao h …và các công trình x lý n c th i, đng th i mô t nh h ng c aướ ư ồ ử ướ ả ồ ờ ả ả ưở ủ
các thi t b đi u khi n d a trên l u l ng và ch t l ng - các c toán chi phí c b nế ị ề ể ự ư ượ ấ ượ ướ ơ ả
cũng đc th c hi n.ượ ự ệ
Kh i ố“nh n n c” (Receiving block)ậ ướ Môi tr ng ti p nh n.ườ ế ậ
M c đích ng d ng mô hình toán SWMM cho h th ng thoát n c đc tri nụ ứ ụ ệ ố ướ ượ ể
khai nh m :ằ
Xác đnh các khu v c c n xây m i ho c m r ng c ng thoát n c đị ự ầ ớ ặ ở ộ ố ướ ể
gi m tình tr ng ng p l t đng ph ho c cung c p d ch v thoát n c th i cho nh ngả ạ ậ ụ ườ ố ặ ấ ị ụ ướ ả ữ
khu v c m i phát tri n.ự ớ ể
c tính l u l ng n c lũ trong kênh và các chi l u đ xác đnh vƯớ ư ượ ướ ư ể ị ị
trí c a kênh c n c i thi n nh m gi m thi u tình tr ng tràn b .ủ ầ ả ệ ằ ả ể ạ ờ
Cung c p công c quy ho ch đ đánh giá vi c th c hi n các c ng ch nấ ụ ạ ể ệ ự ệ ố ắ
dòng d c kênhọ.
Nh ng ng d ng đi n hình c a SWMM :ữ ứ ụ ể ủ
Quy ho ch h th ng thoát n c m a.ạ ệ ố ướ ư
Quy ho ch ngăn tràn c ng chung.ạ ố
Quy ho ch h th ng thoát n c lũ kênh h .ạ ệ ố ướ ở ở
Quy ho ch c ng ngăn lũ.ạ ố
Quy ho ch h ch a phòng lũ.ạ ồ ứ
SWMM xem xét m i quá trình th y văn t o dòng ch y trên l u v c đô th nh :ọ ủ ạ ả ư ự ị ư
Quá trình m a.ư
B c h i b m t n c.ố ơ ề ặ ướ
Tuy t tan.ế
T n th t tích t trên tán lá cây và t n th t đi n trũng.ổ ấ ụ ổ ấ ề
T n th t th m.ổ ấ ấ
Th m th u c a n c vào các t ng n c ng m.ẩ ấ ủ ướ ầ ướ ầ
Dòng ch y sát m t.ả ặ
Dòng ch y tràn trên b m t.ả ề ặ
S bi n đi v m t không gian trong m i quá trình đc kh c ph c b i vi cự ế ổ ề ặ ọ ượ ắ ụ ở ệ
chia nh khu v c nghiên c u thành nhi u l u v c con đng nh t.ỏ ự ứ ề ư ự ồ ấ
SWMM cũng có t t c nh ng tính năng m n d o c a m t mô hình th y l cấ ả ữ ề ẻ ủ ộ ủ ự
dùng đ di n toán dòng ch y, nh p l u trong c ng, kênh, h , tr m x lý n c, cácể ễ ả ậ ư ố ồ ạ ử ướ
công trình phân n c c a h th ng tiêu thoát n c nh :ướ ủ ệ ố ướ ư
Tính toán đc các h th ng l n ph c t p.ượ ệ ố ớ ứ ạ
S d ng nhi u lo i c ng có hình d ng và kích th c khác nhau và cácử ụ ề ạ ố ạ ướ
kênh h .ở
Mô hình hóa đc các b ph n ph c t p trong h th ng nh : h ch a,ượ ộ ậ ứ ạ ệ ố ư ồ ứ
các tr m x lý n c, tr m b m tiêu …ạ ử ướ ạ ơ
Có th xét đn nh p l u hay dòng ch y t bên ngoài vào c ng nhể ế ậ ư ả ừ ố ư
dòng ch y m t, sát m t, ng m, n c th i sinh ho t và nhi u d ng khác c a dòngả ặ ặ ầ ướ ả ạ ề ạ ủ
ch y.ả
Có th s d ng ph ng pháp di n toán dòng ch y sóng đng h c hayể ử ụ ươ ễ ả ộ ọ
sóng đng l c h c.ộ ự ọ
Mô ph ng đc nhi u lo i ch đ dòng ch y nh n c v t, ch yỏ ượ ề ạ ế ộ ả ư ướ ậ ả
ng c, n c nh y do c ng đóng m đt ng t …ượ ướ ả ố ở ộ ộ
SWMM cũng có th c tính ch t ô nhi m liên quan đn dòng ch y trên l uể ướ ấ ễ ế ả ư
v c đô th :ự ị
Ch t ô nhi m t n c th i sinh ho t, t các khu v c khác nhau.ấ ễ ừ ướ ả ạ ừ ự
Ô nhi m do dòng ch y cu n đi khi m a.ễ ả ố ư
Ngu n ô nhi m khác ch y t bên ngoài vào h th ng tiêu thoát n c.ồ ễ ả ừ ệ ố ướ
Di n toán ch t l ng n c trong h th ng kênh.ễ ấ ượ ướ ệ ố
c tính s gi m ch t ô nhi m t các b l ng đng ho c tr m x lýƯớ ự ả ấ ễ ừ ể ắ ọ ặ ạ ử
n cướ
3 . Các thu t toán trong SWMM :ậ
C s toán h c c a SWMM :ơ ở ọ ủ
Ph n m n SWMM này g m 2 modun chính đó là :ầ ề ồ
Modun Runoff trong SWMM là modun tính dòng ch y t m a, các ch t ôả ừ ư ấ
nhi m trên các l u v c.ễ ư ự
Modun Transport trong SWMM di n toán dòng ch y trên / trong h th ngễ ả ệ ố
các đng ng, kênh d n, các h đi u hòa, tr m b m, tr m x lý c a h th ng tiêuườ ố ẫ ồ ề ạ ơ ạ ử ủ ệ ố
thoát n c đô th .ướ ị
SWMM cho phép tính toán dòng ch y c v ch t và l ng trong t ng l u v c con, t cả ả ề ấ ượ ừ ư ự ố
đ ch y, chi u sâu ch y, ch t l ng n c trong t ng đo n ng c ng, kênh d n trong quáộ ả ề ả ấ ượ ướ ừ ạ ố ố ẫ
trình mô ph ng bao g m nhi u b c th i gian.ỏ ồ ề ướ ờ
II. NG D NG PH N M M SWMM TÍNH TOÁN CHO CÁC ĐNG NGỨ Ụ Ầ Ề ƯỜ Ố
B c 1: T o m t Project m i.ướ ạ ộ ớ
-Ch n đn v trong mô hình là LPS (l/s)ọ ơ ị
Hình 1: Ch n đn v cho l u l ng.ọ ơ ị ư ượ
-Khai báo các thông s c a vào, c a ra, và đng ng ( ng thép, ng nh a, ng đng,ố ử ử ườ ố ố ố ự ố ồ
…)
-Trong bài thí nghi m này ch s d ng các công c đn gi n nh nút l y n c và ệ ỉ ử ụ ụ ơ ả ư ấ ướ
đng ng. S d ng các công c trên thanh công c đ t o các nút, đng ng.ườ ố ử ụ ụ ụ ể ạ ườ ố
Hình 2: Thanh công c ( T trái ụ ừ ph i: t o m a, l u v c thoát n c, nút thoát n c, c a x ,ả ạ ư ư ự ướ ướ ử ả
nút chia n c, h đi u ti t, b m,….)ướ ồ ề ế ơ