Xem mẫu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
-
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI MIỀN NAM
ĐẶNG THANH LÂM
XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍCH HỢP CHO TÍNH TOÁN
HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH TỔNG HỢP TIÊU THOÁT
NƢỚC ĐÔ THỊ VÙNG ẢNH HƢỞNG TRIỀU
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
TP Hồ Chí Minh, 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
-
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI MIỀN NAM
ĐẶNG THANH LÂM
XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍCH HỢP CHO TÍNH TOÁN
HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH TỔNG HỢP TIÊU THOÁT
NƢỚC ĐÔ THỊ VÙNG ẢNH HƢỞNG TRIỀU
Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nƣớc
Mã ngành: 62 58 02 12
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Cán bộ hƣớng dẫn: GS.TS Nguyễn Tất Đắc
TP Hồ Chí Minh, 2015
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan tất cả các nội dung của Luận án này hoàn toàn đƣợc hình thành và
phát triển từ những quan điểm của chính cá nhân tôi, dƣới sự hƣớng dẫn khoa học
của Gs.Ts Nguyễn Tất Đắc. Các số liệu và kết quả có đƣợc trong Luận án là hoàn
toàn trung thực.
Tác giả luận án
ĐẶNG THANH LÂM
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i
MỤC LỤC ............................................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .............................................................................. vii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN NGẬP ÖNG ĐÔ THỊ, GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
CHỐNG NGẬP VÀ MÔ HÌNH TÍNH TIÊU THOÁT NƢỚC .... 5
1.1
NGẬP LỤT VÀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG NGẬP CHO MỘT SỐ THÀNH PHỐ . 5
1.1.1
Lịch sử phát triển kỹ thuật và quản lý tiêu thoát nƣớc đô thị trên thế giới ......... 5
1.1.2
Vài nét về tình hình ngập lụt trong và ngoài nƣớc.............................................. 5
1.1.3
Nguyên nhân ngập úng các thành phố ................................................................ 7
1.1.4
Giải pháp tổng hợp chống ngập đô thị ................................................................ 8
1.2
CÁC MÔ HÌNH TOÁN TÍNH TIÊU THOÁT NƢỚC ĐÔ THỊ ............................... 11
1.2.1
Một số khái niệm .............................................................................................. 11
1.2.2
Một số mô hình thủy văn đô thị ........................................................................ 15
1.2.3
Một số mô hình thủy lực đô thị ......................................................................... 19
1.3
NHẬN XÉT CHUNG VỀ TÍNH NĂNG CÁC MÔ HÌNH THỦY VĂN, THỦY LỰC
ĐÔ THỊ....................................................................................................................... 27
1.4
KẾT LUẬN CHƢƠNG .............................................................................................. 29
CHƢƠNG 2: MÔ HÌNH DELTA-P NỐI GHÉP THỦY LỰC ĐƢỜNG ỐNG
VỚI THỦY LỰC SÔNG KÊNH .................................................... 30
2.1
MÔĐUN THỦY LỰC DÒNG CHẢY TRONG SÔNG KÊNH DELTA .................. 30
2.1.1
Hệ phƣơng trình cơ bản cho dòng chảy ............................................................ 30
2.1.2
Điều kiện biên, điều kiện đầu, điều kiện tại các hợp lƣu .................................. 31
2.1.3
Thuật toán giải số hệ phƣơng trình Saint-Venant ............................................. 32
iii
2.1.4
Cách sơ đồ hóa hệ thống sông trong tính toán .................................................. 43
2.1.5
Công thức truy đuổi để tính mực nƣớc và lƣu lƣợng trong từng nhánh sông
trong trƣờng hợp tính toán hệ thống sông ......................................................... 45
2.1.6
Xây dựng hệ phƣơng trình có ẩn là mực nƣớc tại các nút hợp lƣu ................... 46
2.1.7
Vấn đề thực hành khi thiết lập các hệ số của phƣơng trình nút (2-36) và
phƣơng pháp giải............................................................................................... 51
2.1.8
Thuật toán cho dòng chảy qua công trình ......................................................... 54
2.1.9
Thuật toán cho dòng chảy trên những ô đồng ................................................... 62
2.1.10
Tính lƣợng mƣa trên ô ruộng ............................................................................ 70
2.2
MÔĐUN THỦY LỰC DÒNG CHẢY TRONG ĐƢỜNG ỐNG P ........................... 73
2.2.1
Phân tích quy luật dòng chảy trong cống ngầm ................................................ 75
2.2.2
Nối mạng ống với nhau hoặc mạng ống với kênh ............................................ 79
2.2.3
Cách giải số đối với bài toán đƣờng ống .......................................................... 80
2.2.4
Tính toán mƣa trong môđun P .......................................................................... 83
2.3
TÍCH HỢP CSDL VÀ GIS CỦA PHẦN MỀM DELTA-P ....................................... 84
2.3.1
Chức năng hệ thống .......................................................................................... 84
2.3.2
Tổng quan về cơ sở dữ liệu ............................................................................... 84
2.3.3
Thiết kế giao diện màn hình sử dụng ................................................................ 85
2.3.4
Tổ chức mạng lƣới sông kênh. .......................................................................... 87
2.3.5
Nhận xét: ........................................................................................................... 87
2.4
KẾT LUẬN CHƢƠNG .............................................................................................. 88
CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG DELTA-P MÔ PHỎNG SÔNG KÊNH TP HỒ CHÍ
MINH VÀ CỐNG LƢU VỰC TÂN HÓA – LÕ GỐM ............... 89
3.1
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH ......................................... 90
3.1.1
Vị trí địa lý ........................................................................................................ 90
3.1.2
Đặc điểm địa hình ............................................................................................. 90
3.1.3
Đặc điểm khí hậu .............................................................................................. 90
3.1.4
Hệ thống sông kênh .......................................................................................... 91
3.1.5
Hệ thống cống thoát nƣớc ................................................................................. 93
nguon tai.lieu . vn
-
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI MIỀN NAM
ĐẶNG THANH LÂM
XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍCH HỢP CHO TÍNH TOÁN
HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH TỔNG HỢP TIÊU THOÁT
NƢỚC ĐÔ THỊ VÙNG ẢNH HƢỞNG TRIỀU
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
TP Hồ Chí Minh, 2015
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
-
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI MIỀN NAM
ĐẶNG THANH LÂM
XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍCH HỢP CHO TÍNH TOÁN
HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH TỔNG HỢP TIÊU THOÁT
NƢỚC ĐÔ THỊ VÙNG ẢNH HƢỞNG TRIỀU
Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nƣớc
Mã ngành: 62 58 02 12
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Cán bộ hƣớng dẫn: GS.TS Nguyễn Tất Đắc
TP Hồ Chí Minh, 2015
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan tất cả các nội dung của Luận án này hoàn toàn đƣợc hình thành và
phát triển từ những quan điểm của chính cá nhân tôi, dƣới sự hƣớng dẫn khoa học
của Gs.Ts Nguyễn Tất Đắc. Các số liệu và kết quả có đƣợc trong Luận án là hoàn
toàn trung thực.
Tác giả luận án
ĐẶNG THANH LÂM
ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i
MỤC LỤC ............................................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .............................................................................. vii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN NGẬP ÖNG ĐÔ THỊ, GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
CHỐNG NGẬP VÀ MÔ HÌNH TÍNH TIÊU THOÁT NƢỚC .... 5
1.1
NGẬP LỤT VÀ CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG NGẬP CHO MỘT SỐ THÀNH PHỐ . 5
1.1.1
Lịch sử phát triển kỹ thuật và quản lý tiêu thoát nƣớc đô thị trên thế giới ......... 5
1.1.2
Vài nét về tình hình ngập lụt trong và ngoài nƣớc.............................................. 5
1.1.3
Nguyên nhân ngập úng các thành phố ................................................................ 7
1.1.4
Giải pháp tổng hợp chống ngập đô thị ................................................................ 8
1.2
CÁC MÔ HÌNH TOÁN TÍNH TIÊU THOÁT NƢỚC ĐÔ THỊ ............................... 11
1.2.1
Một số khái niệm .............................................................................................. 11
1.2.2
Một số mô hình thủy văn đô thị ........................................................................ 15
1.2.3
Một số mô hình thủy lực đô thị ......................................................................... 19
1.3
NHẬN XÉT CHUNG VỀ TÍNH NĂNG CÁC MÔ HÌNH THỦY VĂN, THỦY LỰC
ĐÔ THỊ....................................................................................................................... 27
1.4
KẾT LUẬN CHƢƠNG .............................................................................................. 29
CHƢƠNG 2: MÔ HÌNH DELTA-P NỐI GHÉP THỦY LỰC ĐƢỜNG ỐNG
VỚI THỦY LỰC SÔNG KÊNH .................................................... 30
2.1
MÔĐUN THỦY LỰC DÒNG CHẢY TRONG SÔNG KÊNH DELTA .................. 30
2.1.1
Hệ phƣơng trình cơ bản cho dòng chảy ............................................................ 30
2.1.2
Điều kiện biên, điều kiện đầu, điều kiện tại các hợp lƣu .................................. 31
2.1.3
Thuật toán giải số hệ phƣơng trình Saint-Venant ............................................. 32
iii
2.1.4
Cách sơ đồ hóa hệ thống sông trong tính toán .................................................. 43
2.1.5
Công thức truy đuổi để tính mực nƣớc và lƣu lƣợng trong từng nhánh sông
trong trƣờng hợp tính toán hệ thống sông ......................................................... 45
2.1.6
Xây dựng hệ phƣơng trình có ẩn là mực nƣớc tại các nút hợp lƣu ................... 46
2.1.7
Vấn đề thực hành khi thiết lập các hệ số của phƣơng trình nút (2-36) và
phƣơng pháp giải............................................................................................... 51
2.1.8
Thuật toán cho dòng chảy qua công trình ......................................................... 54
2.1.9
Thuật toán cho dòng chảy trên những ô đồng ................................................... 62
2.1.10
Tính lƣợng mƣa trên ô ruộng ............................................................................ 70
2.2
MÔĐUN THỦY LỰC DÒNG CHẢY TRONG ĐƢỜNG ỐNG P ........................... 73
2.2.1
Phân tích quy luật dòng chảy trong cống ngầm ................................................ 75
2.2.2
Nối mạng ống với nhau hoặc mạng ống với kênh ............................................ 79
2.2.3
Cách giải số đối với bài toán đƣờng ống .......................................................... 80
2.2.4
Tính toán mƣa trong môđun P .......................................................................... 83
2.3
TÍCH HỢP CSDL VÀ GIS CỦA PHẦN MỀM DELTA-P ....................................... 84
2.3.1
Chức năng hệ thống .......................................................................................... 84
2.3.2
Tổng quan về cơ sở dữ liệu ............................................................................... 84
2.3.3
Thiết kế giao diện màn hình sử dụng ................................................................ 85
2.3.4
Tổ chức mạng lƣới sông kênh. .......................................................................... 87
2.3.5
Nhận xét: ........................................................................................................... 87
2.4
KẾT LUẬN CHƢƠNG .............................................................................................. 88
CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG DELTA-P MÔ PHỎNG SÔNG KÊNH TP HỒ CHÍ
MINH VÀ CỐNG LƢU VỰC TÂN HÓA – LÕ GỐM ............... 89
3.1
ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH ......................................... 90
3.1.1
Vị trí địa lý ........................................................................................................ 90
3.1.2
Đặc điểm địa hình ............................................................................................. 90
3.1.3
Đặc điểm khí hậu .............................................................................................. 90
3.1.4
Hệ thống sông kênh .......................................................................................... 91
3.1.5
Hệ thống cống thoát nƣớc ................................................................................. 93