Tài liệu Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nâng cao hiệu quả cấp nước của hệ thống cấp nước thành phố đà nẵng

Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 5 1. Tính cấp thiết của đề tài : ....................................................................................... 5 2. Mục tiêu của đề tài : ............................................................................................... 7 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu : ........................................................................ 7 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu : .......................................................... 8 5. Nội dung nghiên cứu : ............................................................................................ 8 6. Dự kiến kết quả đạt được : ..................................................................................... 9 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CẤP NƯỚC ............................... 10 1.1. Nghiên cứu cấp nước hiệu quả: ......................................................................... 10 1.1.1. Nghiên cứu cấp nước hiệu quả các nước trên thế giới : ................................. 10 1.1.2. Nghiên cứu cấp nước hiệu quả tại Việt Nam : ............................................... 13 1.2. Khái quát về thành phố Đà Nẵng : .................................................................... 15 1.2.1. Giới thiệu chung về thành phố Đà Nẵng : ...................................................... 15 1.2.2. Thực trạng cấp nước thành phố Đà Nẵng :..................................................... 20 1.2.3. Thực trạng nguồn nước thô cấp cho thành phố Đà Nẵng :............................. 29 1.3. Quản lý cấp nước thành phố Đà Nẵng : ............................................................ 31 1.3.1. Thực trạng công tác quản lý cấp nước thành phố Đà Nẵng : ......................... 31 1.3.2. Đánh giá công tác quản lý cấp nước thành phố Đà Nẵng : ............................ 32 1.3.3. Bài học kinh nghiệm cấp nước hiệu quả cho thành phố Đà Nẵng : ............... 34 CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ....................................... 35 2.1. Cơ sở pháp lý : ................................................................................................... 35 2.1.1. Các văn bản pháp luật của nhà nước : ............................................................ 35 2.1.2. Các văn bản pháp luật của thành phố Đà Nẵng :............................................ 35 2.2. Cơ sở thực tiễn :................................................................................................. 36 HVTH: PHAN THÁI LÊ 1 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ 2.2.1. Định hướng quy hoạch cấp nước thành phố Đà Nẵng : ................................. 36 2.2.2. Nguồn nước, hệ thống cấp nước trong tương lai :.......................................... 37 2.2.3. Nhu cầu dùng nước trong tương lai :.............................................................. 41 2.3. Cơ sở khoa học : ................................................................................................ 42 2.3.1. Ứng dụng phần mềm Epanet để mô phỏng HTCN, 2020 : ............................ 44 2.3.2. Xây dựng hệ thống cấp nước trên mô hình Epanet : ...................................... 44 2.3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình Epanet : .................................................... 52 CHƯƠNG 3 : GIẢI PHÁP ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ .................................. 56 3.1. Xây dựng kịch bản rủi ro trên hệ thống cấp nước : ........................................... 56 3.1.1. Rủi ro nhiễm mặn nguồn nước thô tại nhà máy nước Cầu Đỏ :..................... 56 3.1.2. Ứng dụng rủi ro vào mô hình Epanet : ........................................................... 58 3.1.3. Đánh giá tác động rủi ro trên mô hình : ......................................................... 58 3.2. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật ứng phó kịch bản rủi ro :.................................. 62 3.2.1. Đề xuất các giải pháp cho hệ thống cấp nước trên mô hình : ........................ 62 3.2.2. Phân tích lựa chọn giải pháp tối ưu : .............................................................. 64 3.2.3. Ứng dụng giải pháp vận hành thực tế :........................................................... 67 3.3. Đề xuất các giải pháp tổ chức, quản lý :............................................................ 67 3.3.1. Giải pháp về cơ chế tổ chức : ......................................................................... 67 3.3.2. Giải pháp về quản lý và tham gia cộng đồng : ............................................... 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ :.............................................................................. 69 PHỤ LỤC : .............................................................................................................. 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 71 HVTH: PHAN THÁI LÊ 2 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức bộ máy quản lý của ARISU................................................ 11 Hình 1.2. Tình hình hoạt động của ARISU ............................................................... 11 Hình 1.3. Thành tích đạt được của ARISU ............................................................... 12 Hình 1.4. Quy hoạch phát triển không gian đô thị thành phố Đà Nẵng .................. 15 Hình 1.5. Tổng quan vị trí các nhà máy cấp nước thành phố Đà Nẵng .................. 20 Hình 1.6. Vị trí nhà máy nước Cầu Đỏ .................................................................... 21 Hình 1.7. Vi trí nhà máy nước Sân Bay .................................................................... 21 Hình 1.8. Vị trí nhà máy nước Sơn Trà .................................................................... 22 Hình 1.9. Vị trí nhà máy nước Hải Vân.................................................................... 23 Hình 1.10. Sơ đồ bộ máy tổ chức của công ty .......................................................... 31 Hình 2.1. Sơ đồ các bước thực hiện cấp nước an toàn ............................................ 43 Hình 2.2. Mạng lưới đường ống thể hiện trên file (.DWG) ...................................... 45 Hình 2.3. Hệ thống cấp nước trên mô hình Epanet.................................................. 45 Hình 2.4. Bản đồ cao độ của thành phố Đà Nẵng ................................................... 47 Hình 2.5. Tên (ID) và khai báo mẫu hình sử dụng nước theo giờ trong ngày ......... 48 Hình 2.6. Mô phỏng thử 24h HTCN trên mô hình Epanet ....................................... 53 Hình 2.7. Mô hình báo lỗi khi khai báo bất hợp lý .................................................. 54 Hình 2.8. Áp lực âm toàn hệ thống khi khai báo bất hợp lý ..................................... 55 Hình 3.1. Biểu đồ mặn tại nhà máy nước Cầu Đỏ 2018 .......................................... 56 Hình 3.2. Biểu đồ mặn tại nhà máy nước Cầu Đỏ 2019 .......................................... 57 Hình 3.3. Áp lực khi rủi ro tại các giờ dùng nước thấp ........................................... 58 Hình 3.4. Lưu lượng khi rủi ro tại các giờ dùng nước thấp ..................................... 59 Hình 3.5. Áp lực khi rủi ro tại các giờ dùng nước cao nhất .................................... 59 Hình 3.6. Lưu lượng khi rủi ro tại các giờ dùng nước cao nhất .............................. 60 Hình 3.7. Áp lực khi không rủi ro tại các giờ dùng nước cao nhất.......................... 61 Hình 3.8. Tuyến ống đề xuất D315 đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa.............................. 62 Hình 3.9. Mô hình hệ thống cấp nước thành phố Đà Nẵng tối ưu ........................... 63 Hình 3.10. Lỗi mô hình áp lực âm và bơm vượt lưu lượng giải pháp 1 ................... 64 Hình 3.11. Áp lực khi đề xuất giải pháp 1 tại các giờ dùng nước cao nhất............. 65 Hình 3.12. Áp lực khi đề xuất giải pháp 2 tại các giờ dùng nước cao nhất............. 66 HVTH: PHAN THÁI LÊ 3 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Diện tích, dân số, các đơn vị hành chính thành phố Đà Nẵng ................ 19 Bảng 1.2. Dân số tính toán cho từng Quận, Huyện thành phố Đà Nẵng 2020........ 19 Bảng 2.1. Liệt kê khai thác nguồn nước thô TP Đà Nẵng........................................ 38 Bảng 2.2. Công suất quy hoạch các nhà máy nước ................................................. 39 Bảng 2.3. Tổng hợp nhu cầu dùng nước đô thị (ngày max) ..................................... 42 Bảng 2.4. Xác định Roughness, hệ số nhám Epanet .......................................... 47 Bảng 2.5. Thống kê số lượng máy bơm - bể chứa .................................................... 50 Bảng 2.6. Thay đổi Q bơm bất hợp lý tại nhà máy nước Cầu Đỏ ............................ 54 Bảng 3.1. So sánh lưu lượng đoạn ống C2 đến C3 với 2 kịch bản .......................... 61 HVTH: PHAN THÁI LÊ 4 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài : Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng đối với sự phát triển, tồn tại của con người và tất cả các sinh vật trên Trái Đất. Nước là nguồn tài nguyên quý giá nhưng không phải là bất tận. Ngày nay, với sự gia tăng dân số cũng như sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật dẫn đến nhu cầu nước sạch càng ngày càng tăng dẫn đến tình trạng khan hiếm nước ở nhiều quốc gia nói chung trong đó có Việt Nam. Đà Nẵng hiện nay là đô thị loại I trực thuộc trung ương. Trong những năm qua thành phố Đà Nẵng là đô thị tiên phong trong việc đô thị hóa, tạo dựng không gian phát triển đô thị với nhiều khu dân cư, khu du lịch, khu công nghiệp, khu công nghệ cao, khu đô thị mới,… được đầu tư xây dựng theo quy hoạch đã được duyệt. Hệ thống hạ tầng kỹ thuật phục vụ cho cư dân đô thị được xây dựng mới, cải tạo, nâng cấp chỉnh trang góp phần tích cực thúc đẩy sự phát triển của thành phố trở thành trung tâm kinh tế, văn hóa xã hội của khu vực Miền trung và Tây nguyên. Trong những năm gần đây, thành phố Đà Nẵng tập trung chú trọng đầu tư phát triển các khu du lịch, khu đô thị mới, khu vực ngoại thành kết hợp với việc chỉnh trang nâng cấp cải tạo các khu vực nội thành, tiến tới một đô thị văn minh hiện đại, bền vững đáp ứng các nhu cầu phát triển của thành phố. Công tác quy hoạch và quản lý xây dựng đô thị theo quy hoạch được duyệt vẫn gặp nhiều khó khăn, bất cập. Đặc biệt là vấn đề đầu tư xây dựng phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị. Hệ thống hạ tầng kỹ thuật, là nền tảng của sinh hoạt đô thị, nó cung cấp các nhu cầu thiết yếu cho đời sống đô thị, trong đó cấp nước giữ vị trí quan trọng. Thành Phố Đà Nẵng đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, tốc độ đô thị hóa gia tăng khá nhanh, dẫn đến cơ cấu kinh tế xã hội liên tục phải điều chỉnh sao cho phù hợp với tình hình phát triển chung. Các hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật trong đó có cấp nước phục vụ nhu cầu cho sinh hoạt và sản xuất trong các đô thị chưa đạt được trình độ quản lý tốt, dẫn đến cấp nước cho từng khu vực chưa đồng bộ, làm thiệt hại kinh tế đáng kể cho doanh nghiệp cấp nước. Mặc khác, không đáp ứng được nhu cầu dùng nước tốt nhất cho các đối tượng dùng nước. HVTH: PHAN THÁI LÊ 5 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ Cụ thể, sự phát triển mạnh mẽ về hạ tầng một số khu vực trọng điểm như quận Liên Chiểu, quận Sơn Trà, Ngũ Hành Sơn, các dự án khu du lịch , các nhà hàng , khách sạn , cao ốc phát triển mạnh, các khu dân cư mới hình thành... nên nhu cầu sử dụng nước ngày càng cao, việc đầu tư hạ tầng kỹ thuật cấp nước chưa theo kịp. Nắng nóng kéo dài khiến thủy triều sông Hàn xuống thấp, lượng nước ngọt từ thượng nguồn chảy về ít do các nhà máy thủy điện thượng nguồn dừng sản xuất điện cũng như xả nước khiến nguồn cung cấp nước thô chính tại sông Cầu Đỏ nhiễm mặn, công suất cấp nước chỉ đạt 70%, thiếu nước vẫn xảy ra thường xuyên tại các mùa cao điểm, đặc biệt là các mùa nắng nóng. Áp lực trong mạng lưới hệ thống đang ở mức 0,3 - 2,7 bar tương đương với 3 - 27 mét cột nước, một số điểm phía cuối mạng lưới chỉ đạt chưa đến 0,1 bar (DAWACO,2018), áp lực nước như vậy là chưa lý tưởng. Người dân vẫn thường xuyên sử dụng nước khó khăn, cuộc sống sinh hoạt bị đảo lộn, cùng là người dân một thành phố, cùng đóng một giá tiền nước sạch như nhau, nhưng ở các vùng còn lại thì được sử dụng nước nhiều, áp lực mạnh, còn các khu vực trên thì luôn gặp phải tình trạng thiếu nước như vậy. Thực trạng việc quản lý hệ thống cấp nước thành phố vẫn trong tình trạng chưa toàn diện và chưa đạt hiệu quả cao. Công việc phân tích, đầu tư và quản lý mạng lưới đường ống chưa chính xác, chưa ứng phó được với các kịch bản xảy ra trên toàn hệ thống cấp nước cũng là nguyên nhân chính dẫn đến những khó khăn và thách thức của Công ty cổ phần cấp nước Đà Nẵng (DAWACO). Trong nhiều năm qua, Công ty Cổ phần Cấp nước Đà Nẵng (DAWACO) đã có nhiều kinh phí đầu tư cho hệ thống cấp nước của mình, từ nâng cấp cải tạo các nhà máy, phát triển mạng lưới cấp nước, thiết bị điện tử, phần mềm quản lý… Tuy nhiên, vẫn chưa mở ra được một một bức tranh quản lý tối ưu nhất cho hệ thống cấp nước của mình. Nhận thức được tầm quan trọng này, trung ương và chính quyền thành phố đã ban hành một số cơ chế chính sách, thông qua các chương trình, dự án với sự hỗ trợ tích cực và hiệu quả của các tổ chức trong và ngoài nước, nhằm cải thiện hiệu quả, chất lượng về cấp nước trên địa bàn, với tình hình mới về phát triển đô thị như hiện nay, cấp nước của thành phố Đà Nẵng phải đạt được trình độ quản lý tiên tiến nhất để HVTH: PHAN THÁI LÊ 6 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ đáp ứng kịp thời sự phát triển kinh tế - xã hội của khu vực. Việc lựa chọn nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu nâng cao hiệu quả cấp nước của hệ thống cấp nước thành phố Đà Nẵng ” là hết sức cần thiết, đáp ứng nhu cầu thiết thực, điều kiện thực tế của hệ thống cấp nước thành phố Đà Nẵng hiện tại và trong tương lai. 2. Mục tiêu của đề tài : Nghiên cứu, phân tích hệ thống cấp nước chính xác bằng các" mô hình thủy lực " mô phỏng toàn diện hệ thống cấp nước năm 2020, qua đó sẽ đánh giá với tất cả các kịch bản cấp nước, đối với một số trường hợp rủi ro, có thể phát hiện trước được sự cố xảy ra, đề xuất giải pháp kỹ thuật tối ưu để ứng phó kịp thời với những vấn đề thách thức, loại bỏ các kịch bản xấu, từ đó sẽ làm cơ sở để giải quyết các vấn đề thực tế " Nâng cao hiệu quả cấp nước cho hệ thống cấp nước thành phố Đà Nẵng ". Hệ thống cấp nước thành phố Đà Nẵng sẽ có những cách làm mới chính xác nhất, sáng tạo và hiệu quả hơn, đáp ứng được nhu cầu dùng nước cho mọi đối tượng trên địa bàn được luôn luôn " đồng bộ ", hạn chế được tình trạng khu vực dùng nước yếu và khu vực dùng nước mạnh góp phần ổn định cho cuộc sống của người dân và cho sự phát triển mạnh mẽ, nhanh chóng của Thành phố trong tương lai. Tinh gọn được bộ máy quản lý, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho doanh nghiệp cấp nước thành phố Đà Nẵng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu : Đối tượng nghiên cứu : Hệ thống cấp nước đô thị bao gồm các nhà máy và mạng lưới đường ống cấp 1&2. Phạm vi nghiên cứu : Hệ thống cấp nước đô thị thành phố Đà Nẵng. HVTH: PHAN THÁI LÊ 7 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu : Tiếp cận lý thuyết : Tổng hợp nghiên cứu về cấp nước hiệu quả cho hệ thống cấp nước tại Việt Nam và các nước trên thế giới. Hiện trạng cấp nước của hệ thống cấp nước thành phố Đà Nẵng. Ngoài ra, tiếp cận các phần mềm mô phỏng hệ thống cấp nước đô thị và những phần mềm chuyên ngành cần sử dụng. Tiếp cận thực tế : Khảo sát, thu thập, điều tra các số liệu cần thiết trong thực tế , bao gồm các số liệu đã được cập nhập và chưa được cập nhập để phục vụ công tác nghiên cứu một cách chính xác nhất . Phương pháp nghiên cứu : + Tiếp cận các mô hình cấp nước hiệu quả trong và ngoài nước. + Kế thừa các nội dung chọn lọc. + Phương pháp khảo sát, điều tra, thu thập số liệu (bao gồm số liệu hiện trạng và số liệu quy hoạch). + Cập nhập các khó khăn thách thức, tính cấp thiết của phạm vi nghiên cứu. + Phương pháp hệ thống hóa, mô hình hóa. + Phương pháp tổng hợp và phân tích dữ liệu. + Đề xuất các giải pháp kỹ thuật. + Đánh giá kết quả. + Phương pháp vận dụng có tính kế thừa giá trị khoa học và các đề xuất mới. 5. Nội dung nghiên cứu : - Đánh giá thực trạng cấp nước tại thành phố Đà Nẵng. - Xây dựng cơ sở khoa học, thực tiễn để nâng cao hiệu quả công tác cấp nước. - Đề xuất các giải pháp cấp nước hiệu quả tại thành phố Đà Nẵng 2020. HVTH: PHAN THÁI LÊ 8 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ 6. Dự kiến kết quả đạt được : Thông qua nghiên cứu mới, đánh giá chính xác công tác cấp nước tại thành phố qua đó chỉ ra những bất cập tồn tại trong hệ thống cấp nước. Dựa trên cơ sở khoa học để đề xuất các giải pháp hợp lý triển khai thực hiện cấp nước trên địa bàn thành phố. Trong quá trình nghiên cứu, luận văn căn cứ vào các yêu cầu về tiêu chuẩn kỹ thuật đã được nhà nước quy định và ban hành, hệ thống các văn bản pháp quy của nhà nước, của thành phố, đồng thời áp dụng, học tập những kinh nghiệm phù hợp về công tác cấp nước của các đô thị trong và ngoài nước. Những đề xuất giải pháp của luận văn về công tác cấp nước hiệu quả cho thành phố Đà Nẵng, sẽ làm cơ sở cho doanh nghiệp cấp nước Đà Nẵng nghiên cứu và đưa vào áp dụng, triển khai thực hiện trên địa bàn thành phố. HVTH: PHAN THÁI LÊ 9 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CẤP NƯỚC 1.1. Nghiên cứu cấp nước hiệu quả: 1.1.1. Nghiên cứu cấp nước hiệu quả các nước trên thế giới : Trên thế giới, vào những năm 800 trước Công Nguyên (tr.CN), hệ thống cấp nước đô thị xuất hiện sớm nhất tại La Mã. Điển hình là công trình dẫn nước vào thành phố bằng kênh tự chảy, trong thành phố nước được đưa đến các bể tập trung, từ đó theo đường ống đến các lâu đài của nhà quyền quý và đến bể chứa công cộng cho người dân sử dụng. Vào những năm 1800 các thành phố ở châu Âu, châu Mỹ đã có những hệ thống cấp nước khá đầy đủ với các thành phần như : công trình thu, trạm xử lý, mạng lưới,....Ngày nay, trên thế giới, vấn đề cấp nước hiệu quả, an toàn và liên tục là một bài toán khó với nhiều thách thức, ảnh hưởng bởi điều kiện tự nhiên, do tác động của môi trường, sự phát triển bùng nổ nhanh chóng của đô thị, do công tác quản lý cấp nước của đơn vị cung cấp nước,....và các nguyên nhân khác khiến việc cấp nước chưa hiệu quả. Nhưng tại một số nước với nhiều thách thức khó khăn, nhưng bằng năng lực quản lý tốt về nhân sự, về quản lý mô hình,.... họ định hướng được các tình huống xấu, ứng phó trước được các phương án cấp nước để giải quyết các thách thức, nâng cao hiệu quả cấp nước của mình. Điển hình tại một số nơi trên thế giới. Tại thành phố Seoul của Hàn Quốc : (seoulsolution.kr,2017) ARISU là đơn vị cấp nước lớn nhất Hàn Quốc, và chiếm 20% thị trường nước của Hàn Quốc. ARISU cũng đã trải qua tốc độ đô thị hóa nhanh của thành phố Seoul và sự phát triển dân số, nhưng với sự quản lý chặt chẽ và cải cách liên tục ARISU được công nhận là đơn vị cấp nước tiêu chuẩn hàng đầu thế giới. Để đạt được những thành công to lớn như vậy ARISU đã quản lý hiệu quả kỹ thuật và cải cách chế độ tinh giảm tổ chức, để nâng cao hiệu quả cấp nước sạch của mình. HVTH: PHAN THÁI LÊ 10 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức bộ máy quản lý của ARISU Hình 1.2. Tình hình hoạt động của ARISU HVTH: PHAN THÁI LÊ 11 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ Hình 1.3. Thành tích đạt được của ARISU Các công tác để cấp nước hiệu quả của ARISU : Trong hoàn cảnh khó khăn với mức chênh lệch cao thấp của địa hình rất lớn, và chênh lệch nhiệt độ theo từng mùa cao, chế độ nước thô không ổn định, với sự quản lý tỉ mỉ mang tính hệ thống hóa mô hình, quản lý chặt chẽ kỹ thuật cấp nước từ nguồn nước thô đến vòi nước, mô phỏng thủy lực và đánh giá chính xác cùng với sự ứng dụng vận hành khoa học ARISU đã cung cấp nước sạch cho người dân thành phố Seoul một cách ổn định, bền vững. ARISU còn thực hiện một số công tác khác như : HVTH: PHAN THÁI LÊ 12 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ Ngoài ra, ARISU luôn gửi các cán bộ chuyên môn đến các thành phố nước ngoài để học tập, trao đổi kinh nghiệm, tiến hành tư vấn và chẩn đoán kỹ thuật về tổng thể hệ thống cấp nước. Tại Việt Nam các tỉnh Thừa Thiên Huế, Tỉnh Hải Dương là các đơn vị đã hợp tác với ARISU để nghiên cứu tối ưu cấp nước hiệu quả địa phương. Tại thành phố New York, Mỹ : (Soha.vn,2016) Nguồn nước được xử lý tại các lưu vực Catskill và Delaware nằm cách trung tâm thành phố 201km về phía Tây cung cấp hơn 90% lượng nước cho thành phố. Tất cả lượng nước đó được dẫn đến thành phố nhờ trọng lực " nguồn năng lượng hiệu quả ". Áp lực nước đủ để đưa nước đến tầng thứ 6 của hầu hết các tòa nhà. Là một thành phố lớn bậc nhất thế giới với công suất hoạt động liên tục nhưng New York chưa từng xảy ra một đợt thiếu nước nào. Có thể thấy New York rất chú trọng đến hiệu quả cấp nước sinh hoạt. Để đạt được các hiệu quả này New York đã nghiên cứu ứng dụng vận hành rất nhiều các giải pháp kỹ thuật, trong đó đặc biệt là mô phỏng phân tích thủy lực chính xác bằng các phần mềm thủy lực nội địa của hãng ( Benley - Mỹ ) và các phần mềm của tổ chức bảo vệ môi trường Mỹ ( US EPA ). 1.1.2. Nghiên cứu cấp nước hiệu quả tại Việt Nam : Tại Việt Nam, năm 1894 hệ thống cấp nước đô thị đã được bắt đầu từ việc khoan giếng mạch nông tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh (Sài Gòn cũ). Năm 1896 hệ HVTH: PHAN THÁI LÊ 13 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ thống cấp nước tại Hà Nội được chính thức đưa vào vận hành. Ngày nay, ở nước ta, nhìn chung vấn đề cấp nước hiệu quả, an toàn và liên tục là chưa thực sự tối ưu. Các đơn vị cấp nước tại các tỉnh thành hầu hết vẫn giải quyết các khó khăn thách thức, các tình huống bằng các biện pháp tức thời, sau khi có sự cố mới bắt đầu tìm hướng khắc phục, chưa thực hiện rộng rãi các phương hướng ứng phó chính xác chuẩn bị trước bằng cách nghiên cứu mô hình, quản lý kỹ thuật mô hình. Các mô hình vẫn được ứng dụng nhưng chỉ quản lý một số kỹ thuật như chống thất thoát hoặc quản lý vùng,.... Chưa tổng quan để đánh giá quy mô lớn. Nhưng vẫn có một số tỉnh thành với nhiều thách thức khó khăn, nhưng bằng năng lực quản lý tốt về nhân sự, về quản lý mô hình tổng quan quy mô lớn,.... họ định hướng được các tình huống xấu, ứng phó trước được các phương án cấp nước để giải quyết tốt các thách thức, nâng cao hiệu quả cấp nước của mình. Cấp nước tỉnh Thừa Thiên Huế (HUEWACO,2018) : là đơn vị tiên tiến trong việc ứng dụng công nghệ, khoa học kỹ thuật, đổi mới công nghệ được hưởng ứng rộng rãi trong toàn đơn vị và đạt được nhiều giải thưởng cấp Tỉnh cấp quốc gia, hiệu quả cấp nước cao. Cụ thể là riêng thành phố Huế cấp nước đạt 100% và cấp nước an toàn, hiệu quả bền vững, ít rủi ro từ trước đến nay. Để đạt được các thành tích trên thì HUEWACO đã chú trọng nhiều lĩnh vực như phát huy phong trào tiết kiệm nước, có nhiều sáng kiến và ứng dụng nhiều đề tài nghiên cứu khoa học sáng tạo trong cấp nước, khơi dậy tinh thần hăng say lao động và đam mê nghiên cứu trong toàn thể cán bộ công nhân viên, không ngừng hội nhập học tập với các khu vực và đặc biệt là Quốc Tế. Ngoài ra HUEWACO cũng nghiên cứu xây dựng mô hình hóa quy mô lớn toàn tỉnh để quản lý, tìm hiểu, nghiên cứu chính xác tình trạng cũng như các phương án tối ưu hiện tại và trong tương lai. Chính đây là điều quan trọng để HUEWACO có được những thành tựu cấp nước hiệu quả đáng học hỏi. Cấp nước thành phố Hồ Chí Minh (SAWACO) : Là thành phố đô thị bậc nhất nước ta, với mạng lưới cấp nước rộng, đa nguồn cấp, công suất cấp nước lớn, nhưng nhìn chung SAWACO vẫn đảm bảo cấp nước cho toàn địa bàn thành phố. Có rất nhiều nghiên cứu, giải pháp được thực hiện để cấp nước được bền vững về áp lực, lưu lượng cho thành phố Hồ Chí Minh bằng các mô hình thủy lực, cụ thể như các HVTH: PHAN THÁI LÊ 14 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ nghiên cứu (Bùi Xuân Khoa,2016) bằng mô hình thủy lực WaterGems đã phân tích tính toán các yếu tố thủy lực để đề xuất các giải pháp phân phối nước đều cho thành phố Hồ Chí Minh đáp ứng được lưu lượng, áp lực trên địa bàn. Và có rất nhiều nghiên cứu khác tại Việt Nam bằng các mô hình thủy lực để phân tích đánh giá, đề xuất tối ưu hệ thống cấp nước, cấp nước hiệu quả. 1.2. Khái quát về thành phố Đà Nẵng : 1.2.1. Giới thiệu chung về thành phố Đà Nẵng : Hình 1.4. Quy hoạch phát triển không gian đô thị thành phố Đà Nẵng A. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN : 1.2.1.1. Vị trí địa lý : Thành phố Đà Nẵng trải dài từ 15°15' đến 16°40' Bắc và từ 107°17' đến 108°20' Đông, nằm ở trung độ của đất nước, trên trục giao thông Bắc - Nam về đường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không. Đà Nẵng cách Thủ đô Hà Nội 764 km HVTH: PHAN THÁI LÊ 15 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ về phía Bắc, cách thành phố Hồ Chí Minh 964 km về phía Nam, cách kinh đô thời cận đại của Việt Nam là thành phố Huế 108 km về hướng Tây Bắc. 1.2.1.2. Địa hình : Địa hình thành phố Đà Nẵng vừa có đồng bằng vừa có núi, vùng núi cao và dốc tập trung ở phía Tây và Tây Bắc, từ đây có nhiều dãy núi chạy dài ra biển, một số đồi thấp xen kẽ vùng đồng bằng ven biển hẹp. Địa hình đồi núi chiếm diện tích lớn, độ cao khoảng từ 700m-1.500m, độ dốc lớn (>40%), là nơi tập trung nhiều rừng đầu nguồn và có ý nghĩa bảo vệ môi trường sinh thái của thành phố. Hệ thống sông ngòi ngắn và dốc, bắt nguồn từ phía Tây, Tây Bắc và tỉnh Quảng Nam. Đồng bằng ven biển là vùng đất thấp chịu ảnh hưởng của biển bị nhiễm mặn, là vùng tập trung nhiều cơ sở nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ, quân sự, đất ở và các khu chức năng của thành phố. 1.2.1.3. Khí Hậu : Khí hậu của Đà Nẵng khắc nghiệt, mùa mưa và mùa khô phân biệt rõ rệt và đến muộn hơn các tỉnh phía Bắc 2 tháng. Mùa khô hạn kéo dài trong 6 tháng gây nên tình trạng hạn hán nghiêm trọng, mực nước các dòng sông xuống thấp, nước mặn xâm nhập sâu vào các dòng sông, ảnh hưởng lớn đến vị trí lấy nước cấp cho Thành phố. Do vị trí địa lý và đặc điểm địa hình Thành phố, phía Bắc có đèo Hải Vân chắn nên Đà Nẵng ít chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc, chế độ nhiệt ít chênh lệch giữa mùa hè và mùa Đông, ở mức khoảng 3-5°C. Nhiệt độ: trung bình từ 22°C đến 29°C. Độ ẩm không khí: trung bình từ 75% đến 90%. Mưa : Lượng mưa trung bình năm là 2.066. Nắng : Số giờ nắng trung bình: 2.158 giờ/năm. Bốc hơi mặt nước : Lượng bốc hơi trung bình: 2.107mm/năm. Mây : Trung bình lưu lượng toàn thể : 5,3; Trung bình lưu lượng hạ tầng : 3,3. Gió : Hướng gió B: Bắc, N: Nam, Đ: Đông, T: Tây, TB: Tây Bắc, ĐB: Đông Bắc, TN: Tây Nam. 1.2.1.4. Đặc điểm thủy văn : Thành phố Đà Nẵng có diện tích tự nhiên không lớn, nhưng lại có mạng lưới sông rất phức tạp. Các sông thuộc Thành phố chủ yếu là các sông thuộc hạ lưu hệ thống HVTH: PHAN THÁI LÊ 16 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ sông Vu Gia - Thu Bồn, chế độ thuỷ văn trên các sông này chịu sự chi phối trực tiếp bởi chế độ mưa trên toàn lưu vực, mà phần lớn diện tích lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn nằm trên địa phận tỉnh Quảng Nam, chỉ có lưu vực sông Cu Đê và Tuý Loan là có lưu vực nằm trọn trong địa phận của TP Đà Nẵng. Theo báo cáo của Đài KTTVTTB (2008), dòng chảy trên các sông Đà Nẵng nhìn chung diễn biến khá phức tạp, có sự khác thường so với trung bình nhiều năm (TBNN). Vào mùa cạn, dòng chảy trên hầu hết các sông khá ổn định, riêng thời kỳ cuối tháng 4 và giữa tháng 5 dòng chảy đã có sự biến động mạnh. Trong năm đã xuất hiện 6 đợt lũ vừa và nhỏ, mực nước đỉnh lũ lớn nhất năm trên sông Hàn đạt trên mức báo động 2 hầu hết các sông đạt mức báo động 3. Mực nước trung bình năm trên các sông ở mức xấp xỉ và cao hơn TBNN. 1. Tình hình thủy văn mùa cạn : Mực nước trung bình : Mực nước trung bình vùng sông trong những năm gần đây (từ năm 2010 đến 2014) nhìn chung có xu thế giảm dần từ tháng 1 đến giữa tháng 8, cuối tháng 9 được nâng cao dần và rất cao vào tháng 10 đến tháng 12. Mực nước trung bình tháng thấp nhất trên hầu hết các sông tập trung chủ yếu vào tháng 5 đến tháng 8. Mực nước thấp nhất : Mực nước thấp nhất năm thể hiện mức độ cạn kiệt của dòng chảy trong năm. Theo số liệu đo đạc tại các trạm vùng sông không ảnh hưởng triều, mực nước thấp nhất năm 2014 xuất hiện vào cuối tháng 6 và tháng 8 và mực nước thấp nhất năm vùng sông ảnh hưởng triều xuất hiện chủ yếu vào tháng 6. 2. Tình hình thủy văn mùa lũ : Mực nước trung bình : Mực nước trung bình các tháng mùa lũ (tháng 9-12) trên hầu hết các sông đều ở mức xấp xỉ, cao hơn trung bình nhiều năm cùng thời kỳ, riêng tháng 12 mực nước trung bình tháng trên sông Thu Bồn tại Giao Thủy, Câu Lâu ở mức thấp hơn TBNN. Mực nước cao nhất năm : Đặc trưng mực nước cao nhất năm (đỉnh lũ năm) thể hiện mức độ lũ lớn hay nhỏ trong năm. Mùa lũ năm 2008, trên hầu hết các sông đã xuất HVTH: PHAN THÁI LÊ 17 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ hiện lũ đạt trên mức báo động BĐ3, riêng sông Hàn tại Cẩm Lệ ở trên mức BĐ2. Mực nước cao nhất năm 2008 tại Trạm Cẩm Lệ, các trạm ở thượng nguồn như Thành Mỹ, Hội Khách, Hiệp Đức ở mức thấp hơn mực nước cao nhất TBNN, các trạm khác ở mức cao hơn. B. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI : 1.2.1.5. Vị trí chiến lược : Thành phố Đà Nẵng có một vị trí địa lý đặc biệt thuận lợi cho sự phát triển nhanh chóng và bền vững, nằm ở vị trí trung độ của Việt Nam, nằm trên trục giao thông Bắc – Nam của quốc gia về đường bộ, đường sắt, đường hàng không; cách thành phố Hà Nội 764km về phía Bắc, cách thành phố Hồ Chí Minh 964km về phía Nam. Đà Nẵng có vị trí thuận lợi về các tuyến đường biển, đường hàng không quốc tế. Đà Nẵng - Cửa ngõ phía Đông của Hành lang Kinh tế Đông – Tây (EWEC). 1.2.1.6. Dân số : Theo (Niên giám thống kê,2015), Hiện nay nếu tính cả diện tích huyện Hoàng Sa thì mật độ dân số là 784 người/km2, nếu không tính diện tích huyện Hoàng Sa thì mật độ dân số vào thời điểm 2015 là 1027 người/km2, bằng 1/2 mật độ dân số của Hà Nội (2134 người/km2), bằng 1/4 mật độ dân số của TP Hồ Chí Minh (3.809) người/km2). Quận có mật độ cao nhất là quận Thanh Khê : 19.890 người/km2. Quận có mật độ thấp nhất quận Ngũ Hành Sơn : 1.906 người/km2. Như vậy, Đà Nẵng đã nằm ở mức cao về mặt tập trung đô thị hóa. Mật độ dân số có sự chênh lệch khá lớn giữa các quận, huyện. Hơn 4/5 dân số tập trung trên một diện tích bằng 1/4 diện tích toàn thành phố. Trong đó, quận Thanh Khê và quận Hải Châu chiếm 39% dân số thành phố nhưng diện tích đất chỉ chiếm 3,1% diện tích thành phố. Dân số toàn đô thị : 1.007.425 người. Dân số đô thị ở 6 quận : 897.524 người (chiếm 89,1%). Dân số của huyện Hòa Vang : 127.901 người (chiếm 10,9%). HVTH: PHAN THÁI LÊ 18 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ Bảng 1.1. Diện tích, dân số, mật độ dân số các đơn vị hành chính thành phố Đà Nẵng. (Niên giám thống kê,2015) STT ĐƠN VỊ HÀNH CHÍNH DiỆN TÍCH (km2) * 1 2 3 4 5 6 * 1 2 * Các quận nội thành Quận Hải Châu Quận Thanh Khê Quận Liên Chiểu Quận Cẩm Lệ Quận Sơn Trà Quận Ngũ Hành Sơn Các huyện ngoài thành Huyện Hòa Vang Huyện Hoàng Sa Tổng số 245,54 23,28 9,44 79,13 35,25 59,32 39,12 1.039,89 734,89 305,00 1.285,43 DÂN SỐ (người) MẬT ĐỘ DÂN SỐ (người/km2) 879.524 205.380 187.766 153.793 108.805 149.212 74.568 127.901 127.901 0 1.007.425 3.582 8.822 19.890 1.944 3.087 2.515 1.906 123 174 0 784 Tốc độ tăng dân số thành phố Đà Nẵng cho giai đoạn 2015 - 2020 trung bình vào khoảng 2% / 1 năm, các đơn vị hành chính tăng dao động từ 1,33 - 3,21% /1 năm. Bảng 1.2. Dân số tính toán cho từng Quận, Huyện thành phố Đà Nẵng 2020. (theo Niên giám thống kê,2015) STT ĐƠN VỊ HÀNH CHÍNH DÂN SỐ 2015 (người) * 1 2 3 4 5 6 * 1 2 * Các quận nội thành Quận Hải Châu Quận Thanh Khê Quận Liên Chiểu Quận Cẩm Lệ Quận Sơn Trà Quận Ngũ Hành Sơn Các huyện ngoài thành Huyện Hòa Vang Huyện Hoàng Sa Tổng số 879.524 205.380 187.766 153.793 108.805 149.212 74.568 127.901 127.901 0 1.007.425 HVTH: PHAN THÁI LÊ 19 TỐC ĐỘ DÂN SỐ TĂNG DÂN SỐ TÍNH TOÁN TRUNG BÌNH 2020 (người) (%/năm) 2,02 980.770 1,33 219.406 1,30 200.292 3,12 179.329 3,21 127.426 2,93 172.391 1,90 81.926 1,19 135.694 1,19 135.694 0,00 0 2,02 1.116.465 Lớp : 25CTN11 - CS2 Trường Đại Học Thủy Lợi Luận Văn Thạc Sĩ 1.2.2. Thực trạng cấp nước thành phố Đà Nẵng : Hiện nay, toàn thành phố Đà Nẵng được cấp nước sạch chủ yếu từ hệ thống cấp nước đô thị do Công ty cổ phần Cấp Nước Đà Nẵng (Dawaco) quản lí vận hành khai thác. Hệ thống cấp nước đô thị là một tổ hợp các công trình thu nước, làm sạch nước, điều hòa, dự trữ, vận chuyển và phân phối nước đến các nơi tiêu thụ. A. Vị trí, công suất các nhà máy nước : (DAWACO,2018). Thành phố Đà Nẵng được cấp nước sạch với 04 nhà máy sản xuất nước chính có tổng công suất thiết kế 210.000 m3/ngày, vị trí các nhà máy như sau : NM HẢI VÂN NM SƠN TRÀ NM SÂN BAY NM CẦU ĐỎ Hình 1.5. Tổng quan vị trí các nhà máy cấp nước thành phố Đà Nẵng * Nhà máy nước Cầu Đỏ : Nhà máy nước Cầu Đỏ nằm trên địa bàn phường Hòa Thọ Tây, quận Cẩm Lệ, thành phố Đà Nẵng, công suất thiết kế : 170.000 m3/ngày, trong đó : cụm xử lý cũ : 50.000 m3/ngày, cụm xử lý mới : 120.000 m3/ngày, công suất thực phát : Qtb = 160.000 m3/ngày, Qmax = 199.500 m3/ngày. Hiện tại một số giờ cao điểm trong năm, trạm bơm cấp 2 hoạt động với công suất 9.253 m3/h ( 29/05/2015 ). Điều này HVTH: PHAN THÁI LÊ 20 Lớp : 25CTN11 - CS2