Luận văn Thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung, kết hợp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý Gis quản lý mạng lưới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

TRẦN MINH BÌNH

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RỘNG MẠNG LƯỚI
CẤP NƯỚC HUYỆN CÙ LAO DUNG, KẾT HỢP ỨNG DỤNG HỆ
THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

TRẦN MINH BÌNH

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RỘNG MẠNG LƯỚI
CẤP NƯỚC HUYỆN CÙ LAO DUNG, KẾT HỢP ỨNG DỤNG HỆ
THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ SỞ HẠ TẦNG
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐOÀN THU HÀ

TP HỒ CHÍ MINH - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Họ và tên: TRẦN MINH BÌNH
Ngày sinh: 27/02/1984
Cơ quan công tác: Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh mơi trường nơng thơn
tỉnh Sóc Trăng.
Tác giả đề tài: “nghiên cứu đề xuất giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước
huyện Cù Lao Dung, kết hợp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý Gis quản lý
mạng lưới ”.
Học viên lớp cao học: 25CTN12-CS2
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng
Mã số: 17813047
Tơi xin cam đoan cơng trình này là cơng trình nghiên cứu thực sự của cá
nhân học viên dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Đoàn Thu Hà. Tất cả
các nội dung tham khảo đều được trích dẫn nguồn đúng theo quy định.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nội dung và lời cam đoan này.
Học viên thực hiện luận văn

Trần Minh Bình

i


LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sỹ với đề tài: nghiên cứu đề xuất giải pháp mở rộng mạng

lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung, kết hợp ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý
Gis quản lý mạng lưới” được hồn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đoàn
Thu Hà.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy Cơ Bộ mơn Cấp
Thốt nước-Trường Đại học Thủy lợi, đặc biệt là PGS.TS Đồn Thu Hà. Cơ đã
tận tình hướng dẫn, bổ sung cho em những kiến thức quý báu về GIS và mơ hình
hình thủy lực chun ngành cấp nước từ lý thuyết đến thực tiễn đã giúp em hồn
thành đề tài luận văn.
Bên cạnh đó, em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến phía lãnh đạo
Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thơn tỉnh Sóc Trăng đã tạo
điều kiện cho em thu thập những dữ liệu quan trọng và số liệu cần thiết để em có
thể hồn thành đề tài này.
Với những nỗ lực và cố gắng của bản thân trong quá trình thực hiện đề tài
cũng khó tránh khỏi những sai sót và khuyết điểm trong q trình thực hiện
luận văn. Chính vì vậy những ý kiến đóng góp từ Thầy Cơ và kiến thức được
trang bị trong q trình học tập tại Trường sẽ là nền tảng, hành trang quý báu
giúp em hồn thiện hơn chun mơn nghiệp vụ phục vụ cơng tác tại đơn vị góp
phần hồn thành nhiệm vụ chung của Đơn vị về thực hiện cấp nước sạch sinh
hoạt cho người dân nơng thơn tỉnh Sóc Trăng.
Em xin chân thành cảm ơn.
Sóc Trăng, ngày

tháng

năm 2019

Học viên thực hiện

Trần Minh Bình

ii


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ..........................................................................................5
1.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu .......................................................................5
1.1.1 Giới thiệu về vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Cù
Lao Dung .................................................................................................................5
1.1.2 Hiện trạng quản lý, vận hành hệ thống tuyến ống truyền dẫn nước sạch
huyện Cù Lao Dung.................................................................................................6
1.1.3 Những ưu điểm và hạn chế trong công tác quản lý, vận hành hệ thống tuyến
ống truyền dẫn nước sạch huyện Cù Lao Dung tại Trung tâm Nước sạch và Vệ
sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng ............................................................. 9
1.1.4 Những vấn đề đặt ra cần nghiên cứu ........................................................... 10
1.1.5 Tính thực tiễn của đề tài ..............................................................................11
1.2 Tổng quan về việc ứng dụng GIS và mô hình thủy lực trong quản lý và vận
hành mạng lưới tuyến ống truyền dẫn nước sạch ...................................................... 12
1.2.1 Các khái niệm liên quan ...............................................................................12
1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về ứng dụng GIS và mơ
hình thủy lực trong quản lý và vận hành mạng lưới tuyến ống cấp nước .............13
1.3 Kinh nghiệm quản lý hệ thống cấp nước trong và ngoài nước ........................... 16
1.3.1 Kinh nghiệm quản lý hệ thống cấp nước ở Singapore .................................16
1.3.2 Kinh nghiệm quản lý hệ thống cấp nước ở Phần Lan ..................................19
1.3.3 Kinh nghiệm quản lý cấp nước ở Thừa Thiên Huế .....................................22
1.3.4 Kinh nghiệm quản lý cấp nước của Công ty cổ phần cấp nước Bà Rịa-Vũng
Tàu. ........................................................................................................................ 27
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHOA HỌC ....................................................... 30
2.1 Cơ sở khoa học về hệ thống thông tin địa lý (GIS) ............................................30
2.1.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS) ...................................................30

2.1.2 Chức năng của GIS. .....................................................................................30
2.1.3 Cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS ..........................................................................31
2.2 Lựa chọn phần mềm thủy lực .............................................................................31
2.2.1 Một số phần mềm mô phỏng thủy lực đang được ứng dụng ........................ 31
2.2.2 So sánh tính năng phần mềm thủy lực......................................................... 38
2.2.3 Lựa chọn phần mềm .....................................................................................42
2.3 Các thành phần vật lý của mạng lưới cần khai báo khi chạy mơ hình ...............42
2.3.1 Mối nối (Juction) ..........................................................................................42
2.3.2 Bể chứa (Reservoirs) ....................................................................................43

iii


2.3.3 Ống nước (Pipe) ........................................................................................... 43
2.3.4 Máy bơm (Pump)..........................................................................................44
2.3.5 Van (Valves) .................................................................................................45
2.4 Các cơng thức tính tốn trong mơ hình .............................................................. 45
2.4.1 Xác định lưu lượng trên đường ống ............................................................. 45
2.4.2 Cơng thức tính năng lượng dịng chảy/cột áp. .............................................46
2.4.3 Tổn thất thủy lực ..........................................................................................47
2.4.4 Cơng thức tính tốc độ phản ứng trong đường ống. ......................................50
CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MỞ RỘNG MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC VÀ
ỨNG DỤNG GIS, MƠ HÌNH THỦY LỰC TRONG QUẢN LÝ MẠNG LƯỚI ........52
3.1 Thu thập, xây dựng dữ liệu mạng lưới tuyến ống truyền dẫn và ứng dụng Gis
trong quản lý ..............................................................................................................52
3.1.1 Thu thập, xây dựng dữ liệu mạng lưới tuyến ống truyền dẫn ...................... 52
3.1.2 Ứng dụng Gis trong quản lý mạng lưới cấp nước ........................................54
3.2 Khảo sát, thu thập dữ liệu để thực hiện mô phỏng thủy lực ...............................57
3.2.1 Dữ liệu thu thập được trong quá trình khảo sát ............................................57
3.2.2. Cập nhật hệ thống mạng lưới cấp nước thể hiện vào bản đồ số ..................58

3.3 Mô phỏng trên phần mềm thủy lực hiện trạng hệ thống cấp nước huyện Cù Lao
Dung ..........................................................................................................................58
3.3.1 Khai báo các thông số đầu vào ....................................................................58
3.3.2 Kết quả mô phỏng trên Watergems. ............................................................. 60
3.3.3 Nhận xét........................................................................................................65
3.4 Đề xuất các giải pháp kỹ thuật để mở rộng mạng lưới cấp nước cho huyện Cù
Lao Dung ...................................................................................................................65
3.4.1 Giải pháp kỹ thuật mạng lưới cấp nước ....................................................... 65
3.4.2 Kết quả mô phỏng kiểm nghiệm giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước
huyện Cù Lao Dung trên Watergems. ...................................................................67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 75
Kết luận...................................................................................................................... 75
Kiến nghị ...................................................................................................................75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 77

iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức Trung tâm Nước sạch và VSMTNT
Hình 1.2 Sơ hiện trạng cấp nước Chi nhánh nước sạch huyện Cù Lao Dung
Hình 1.3 Quản lý tổng hợp tài nguyên nước
Hình 2.1 Cấu trúc cơ sở dữ liệu
Hình 3.1 Lớp dữ liệu tuyến ống cấp 1,2 Trạm cấp nước thị trấn Cù Lao Dung
Hình 3.2 Lớp dữ liệu tuyến ống cấp 3 Trạm cấp nước thị trấn Cù Lao Dung
Hình 3.3 Tuyến ống cấp 1,2 và 3 Trạm cấp nước An Thạnh 3
Hình 3.4 Mơ hình quản lý và khai thác dữ liệu GIS trên mạng lưới cấp nước
Hình 3.5 Sơ đồ mơ phỏng hiện trạng tuyến ống Chi nhánh Cù Lao Dung
Hình 3.6 Kết quả mơ phỏng áp lực mơ hình tại thời điểm 7h
Hình 3.7 Kết quả mơ phỏng áp lực mơ hình tại thời điểm 12h

Hình 3.8 Bảng Time Browser
Hình 3.9 Kết quả biểu diễn áp lực dạng đồ thị và dạng số nút J116
Hình 3.10 Kết quả mơ phỏng lưu lượng, vận tốc và tổn thất tại thời điểm 7h
Hình 3.11 Kết quả mô phỏng lưu lượng, vận tốc và tổn thất tại thời điểm 12h
Hình 3.12 Giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước Phương án 1
Hình 3.13 Giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước Phương án 2
Hình 3.14 Sơ đồ mơ phỏng tuyến ống Phương án 1
Hình 3.15 Sơ đồ mơ phỏng tuyến ống Phương án 2
Hình 3.16 Kết quả mô phỏng áp lực Phương án 1 lúc 12h
Hình 3.17 Kết quả mơ phỏng áp lực Phương án 2 lúc 12h
Hình 3.18 Kết quả mơ phỏng lưu lượng, vận tốc và tổn thất PA1 lúc 12h
Hình 3.19 Kết quả mô phỏng lưu lượng, vận tốc và tổn thất PA1 lúc 12h

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các mơ hình thủy lực trên thế giới
Bảng 2.1 So sánh phần mềm EPANET và WaterCAD/WaterGEMS
Bảng 2.2 Các cơng thức tính tổn thất cột nước trong ống chảy đầy
Bảng 2.3 Các hệ số nhám cho ống
Bảng 2.4 Bảng tra Hệ số tổn thất cục bộ
Bảng 3.1 Hệ số sử dụng nước khơng điều hịa trên mạng lưới
Bảng 3.2 Điểm tổng hợp theo từng tiêu chí có gắn với trọng số

vi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

CTCN

Cơng trình cấp nước

TCNTT

Trạm cấp nước tập trung

VSMTNT

Vệ sinh môi trường nông thơn

AutoCAD

Computer Aided Design

CSDL

Thiết kế được hỗ trợ của máy tính
Cơ sở dữ liệu

GPS

Global Positioning System

Hệ thống định vị toàn cầu

GIS

Geographic Information

Hệ thống thông tin địa lý

System

WaterGEMS

Water Geographic

Phần mềm thủy lực WaterGEMS

Engineering
Modeling Systems
Giải pháp Client – Server cho

WebGIS

phép quản lý, phân tích, cập
nhật, phân phối thơng tin bản đồ
và GIS trên Internet.

vii

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài
Nước sạch sinh hoạt là nhu cầu thiết yếu của con người. Đặc biệt đối với vùng nơng
thơn tỉnh Sóc Trăng nói chung và huyện Cù Lao Dung nói riêng thì đảm bảo nhu cầu
nước sạch phục vụ cho các mục đích sử dụng sinh hoạt, sản xuất của người dân là rất
cần thiết và cấp bách. Bên cạnh đó, thực hiện Tiêu chí 17 mơi trường, trong đó chỉ tiêu
17.1 nơng thôn mới tỷ lệ dân nông thôn được cấp nước sạch đạt quy chuẩn quốc gia từ
65% là tiêu chí bắt buộc khi công nhận xã đạt chuẩn nông thôn mới. Vì vậy, Tỉnh ủy
Sóc Trăng đã ban hành Nghị quyết số 04-NQ/TU ngày 2-8-2016 về xây dựng nông
thôn mới tỉnh Sóc Trăng giai đoạn 2016 – 2020.
Huyện Cù Lao Dung tỉnh Sóc Trăng có diện tích tự nhiên là 249,4 km2 với 16.144 hộ,
dân số khoảng 64.500 người, tỷ lệ hộ nghèo đạt 14,66%. Mật độ dân số 258
người/km2 (mật độ dân số bình qn tồn tỉnh 395 người/ km2). Huyện Cù Lao Dung
gồm có 8 đơn vị hành chính trực thuộc, gồm 1 thị trấn Cù Lao Dung và 7 xã: An
Thạnh 1, An Thạnh 2, An Thạnh 3, An Thạnh Đông, An Thạnh Nam, An Thạnh Tây,
Đại Ân 1. Trên địa huyện Cù Lao Dung hiện có 3 cơng trình cấp nước tập trung do
Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh mơi trường nơng thơn tỉnh Sóc Trăng quản lý vận
hành, phục vụ cấp nước sạch cho 2.676 hộ, trong đó:
02 trạm cấp nước tại Thị trấn Cù Lao Dung phục vụ cấp nước cho 1.784 hộ thuộc: thị
trấn CLD, xã An Thạnh Tây, xã An Thạnh 1, xã An Thạnh 2. Đoạn ống ngang xã An
Thạnh Tây dài 3.200 m, với 85 hộ đang sử dụng, đoạn ống chính ngang xã An Thạnh 1
dài 6.805 mét km với 880 hộ sử dụng.
01 trạm cấp nước ở xã An Thạnh 3 phục vụ cấp nước cho 726 hộ của xã An Thạnh 3
và 1 phần xã An Thạnh Nam.
Trong quá trình phát triển hệ thống cấp nước nơng thơn tỉnh Sóc Trăng, nhiều cơng
trình cấp nước, đặc biệt là các cơng trình cấp nước tại huyện Cù Lao Dung đến nay hồ
sơ thiết kế, bản vẽ tuyến ống bị thất lạc; các cơng trình di dời, nâng cấp mở rộng mạng
đường ống do nhiều bộ phận lưu trữ khác nhau chưa được thống nhất quản lý. Do đó,

1

gặp nhiều khó khăn trong cơng tác quản lý mạng lưới đường ống khi tiếp tục đầu tư
nâng cấp, mở rộng.
Mặt khác, trước q trình phát triển đơ thị hóa của huyện Cù Lao Dung, nhu cầu sử
dụng nước sạch sinh hoạt của người dân ngày càng tăng, do đó cần thiết mở rộng về
quy mô mạng lưới cấp nước cho hệ thống cấp nước huyện Cù Lao Dung. Tuy nhiên
việc mở rộng mạng lưới cấp nước sẽ đồng thời kéo theo sự phức tạp trong cơng tác
quản lý. Vì vậy, trong thời gian tới Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh mơi trường nơng
thơn tỉnh Sóc Trăng cần phải nâng cao công tác quản lý mạng lưới đường ống cấp
nước theo hướng áp dụng công nghệ thông tin trong quản lý, quy hoạch phát triển
mạng lưới cấp nước, đặc biệt là ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công cụ
quản lý đang ngày càng phổ biến và sử dụng hiệu quả, không chỉ đối với Trung tâm
Nước sạch và VSMTNT tỉnh Sóc Trăng mà cả các Đơn vị cấp nước nông thôn tỉnh
khác. Qua thực trạng khó khăn trong quản lý mạng lưới đường ống cấp nước hiện nay,
ứng dụng thông tin địa lý (GIS) . Bên cạnh đó, ứng dụng các mơ hình thủy lực hiện có
nhằm mục đích giúp các cán bộ quản lý, thiết kế, mơ hình hóa, định hướng phát triển
mạng lưới cấp nước nhằm phục vụ công tác quản lý vận hành hiệu quả, tiết kiệm chi
phí đầu tư, quản lý. Sự kết hợp ứng dụng GIS và xây dựng mô hình thủy lực được xem
là xu hướng mới trong cơng tác quản lý của các đơn vị ngành cấp nước hiện nay.
Xuất phát từ những nhu cầu cấp bách trên, với đề tài “nghiên cứu đề xuất giải pháp mở
rộng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung, và ứng dụng hệ thống thông tin địa lý
Gis quản lý mạng lưới đường ống” sẽ góp phần nâng cao tỷ lệ người dân nông thôn
được sử dụng nước sạch, thực hiện hồn thành chỉ tiêu 17.1 nơng thơn mới, đồng thời
nâng cao năng lực, hiệu quả trong quản công tác quản lý mạng lưới đường ống cấp
nước đảm bảo nguồn nước sạch cung cho người dân.
2. Mục đích của Đề tài:
Lựa chọn được giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung;
Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý Gis để quản lý mạng lưới đường ống cấp nước
huyện Cù Lao Dung;

2


3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: điều kiện tự nhiên và đặc điểm kinh tế xã hội huyện Cù Lao
Dung; mạng lưới truyền dẫn nước sạch đang hoạt động tại huyện Cù Lao Dung do
Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Sóc Trăng quản lý.
Phạm vi nghiên cứu: phạm vi nghiên cứu của đề tài là ứng dụng GIS và phần mềm
thủy lực để phục vụ quản lý, vận hành mạng cấp nước nước sạch trên địa bàn huyện
Cù Lao Dung của Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nơng thơn tỉnh Sóc
Trăng, mà cụ thể là thiết lập được một hệ thống có khả năng mơ phỏng áp lực, lưu
lượng nước. Từ kết quả mô phỏng phần mềm thủy lực đưa ra đề xuất giải pháp quản lý
và mở rộng, phát triển mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung.
4. Nội dung nghiên cứu
Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Cù Lao Dung, tỉnh Sóc
Trăng.
Thu thập thơng tin, phân tích đánh giá hiện trạng tình hình quản lý và vận hành mạng
tuyến ống truyền dẫn nước sạch tại huyện Cù Lao Dung.
Đánh giá khả năng cung cấp và nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của người dân huyện
Cù Lao Dung ở hiện tại và tương lai.
Nghiên cứu, tìm hiểu ứng dụng mơ hình thủy lực WaterGEMS, EPANET trong việc
mơ phỏng thủy lực, chuẩn hóa và xây dựng dữ liệu mạng tuyến ống truyền dẫn nước
sạch thông qua ứng dụng GIS.
Đề xuất giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung và đề xuất các
giải pháp quản lý vận hành.
5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp thu thập và đánh giá thông tin;
Phương pháp phân tích, tổng hợp;
Phương pháp thống kê và xử lý số liệu;

3


Phương pháp ứng dụng GIS;
Phương pháp sử dụng mơ hình;
Phương pháp nghiên cứu thực tiễn và so sánh
Ngoài ra, sử dụng phương pháp thực nghiệm để kiểm chứng hiệu quả của mơ hình và
các phương pháp lý thuyết về quản lý.
6. Kết quả dự kiến đạt được:
Đánh giá được hiện trạng và dự báo nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt của người dân
huyện Cù Lao Dung;
Chuẩn hóa và xây dựng dữ liệu về mạng tuyến ống truyền dẫn nước sạch huyện Cù
Lao Dung trên nền dữ liệu GIS.
Đề xuất được giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện Cù Lao Dung và quản lý
mạng lưới đường ống bằng hệ thống thơng tin địa lý Gis;
Xây dựng mơ hình quản lý và vận hành trên phần mềm thủy lực trong kiểm soát áp
lực, lưu lượng nước.
Kết quả của đề tài nghiên cứu góp phần bổ sung tài liệu tham khảo khi thực hiện đầu
tư xây dựng các cơng trình cấp nước huyện Cù Lao Dung trong thời gian tới.

4


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu
1.1.1 Giới thiệu về vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Cù
Lao Dung
Cù Lao Dung là một huyện thuộc tỉnh Sóc Trăng. Huyện lỵ đặt tại thị trấn Cù Lao
Dung. Huyện như một hịn cù lao lớn, nằm giữa 2 tỉnh Sóc Trăng và Trà Vinh, nhưng
thực sự là bao gồm 3 hòn cù lao nhỏ gộp lại: Cù lao Tròn, Cù lao Dung và Cù lao Cồn

Cộc. Trước năm 2002, địa bàn huyện Cù Lao Dung ngày nay nằm trong huyện Long
Phú cùng thuộc tỉnh Sóc Trăng. Ngày 11 tháng 1 năm 2002, Chính phủ ban hành Nghị
định số 04/2002/NĐ-CP về việc điều chỉnh địa giới hành chính huyện Long Phú để
thành lập huyện Cù Lao Dung; thành lập xã, thị trấn thuộc huyện Cù Lao Dung. Sau
khi điều chỉnh địa giới hành chính để thành lập các xã và thị trấn, huyện Cù Lao Dung
có 8 đơn vị hành chính gồm các xã An Thạnh 1, An Thạnh 2, An Thạnh 3, Đại Ân 1,
An Thạnh Tây, An Thạnh Đông, An Thạnh Nam và thị trấn Cù Lao Dung.
Huyện Cù Lao Dung nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có nhiệt độ cao
đều trong năm và hai mùa mưa – khô rõ rệt. Mùa mưa được bắt đầu từ tháng 5 tới
tháng 11, lượng mưa hàng năm 2.000mm , cịn mùa khơ từ tháng 12 đến tháng 4 năm
sau, nhiệt độ trung bình hằng năm 27,5°C. Cù Lao Dung có diện tích tự nhiên là
261,43 km2 với dân số 63.233 người. Phía Đơng giáp tỉnh Trà Vinh; Tây giáp huyện
Long Phú; Nam giáp Biển Đông; Bắc giáp tỉnh Trà Vinh. Do vị trí địa lý cách biệt đất
liền, nên ảnh hưởng lớn đến việc giao thương trao đổi hàng hóa và nhu cầu đi lại của
người dân; trong khi đó do ảnh hưởng triều cường, lụt bão làm cho đời sống và sản
xuất của người dân còn gặp khó khăn. Thu nhập bình qn đầu người gần 30 triệu
đồng/năm.
Trên lĩnh vực văn hóa - xã hội huyện Cù Lao Dung có nhiều thành tựu mới, hệ thống
trường lớp, cơ sở y tế, các thiết chế văn hóa được đầu tư nâng cấp và xây dựng; nhu
cầu về học hành, chữa bệnh, đi lại, vui chơi giải trí của người dân được nâng lên; các
chính sách an sinh xã hội luôn được thực hiện đầy đủ, kịp thời… An ninh chính trị, trật
tự an tồn xã hội giữ vững ổn định. Hệ thống chính trị được kiện tồn và phát huy hiệu

5


quả hoạt động. về tiềm năng, Cù Lao Dung có mối quan hệ chặt chẽ trong phát triển
kinh tế - xã hội với các huyện Long Phú, Kế Sách của tỉnh Sóc Trăng và một số huyện
lân cận của tỉnh Trà Vinh. Đặc biệt, tuyến quốc lộ 60, quốc lộ Nam sông Hậu là những
kết nối quan trọng giữa huyện với các khu công nghiệp lớn của tỉnh như: Trần Đề, Đại

Ngãi, Cái Côn và kết nối với khu công nghiệp Hưng Phú của Thành phố Cần
Thơ… Đây sẽ là động lực, mở ra hướng phát triển mới cho kinh tế của huyện trong
tương lai, cả về cung cấp nguyên liệu cho chế biến xuất khẩu và thu hút du khách nghỉ
dưỡng.
Điều kiện đất đai, thổ nhưỡng của huyện màu mỡ rất thích hợp cho xây dựng nền nơng
nghiệp có chất lượng cao. Đặc biệt là với diện tích mặt nước lớn, môi trường sinh thái
tốt rất phù hợp cho nuôi trồng nhiều loại thủy hải sản đặc sản (cả nước ngọt, lợ và
mặn). Lợi thế này sẽ đáp ứng nhu cầu phục vụ nguyên liệu nông, lâm, thủy sản cho các
khu cơng nghiệp trong và ngồi tỉnh. Ngồi ra, với hệ sinh thái tự nhiên đa đạng,
khơng khí trong lành yên tĩnh kết hợp với các điểm di tích lịch sử - văn hóa như: Đền
thờ Bác Hồ, Trường chính trị đầu tiên của tỉnh, các di tích chiến thắng… sẽ là ưu thế
cho phát triển nhiều loại hình du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng, về nguồn… Huyện có hệ
thống giao thông đường sông, biển thuận lợi với 2 cửa sông lớn ra biển Đông là Trần
Đề và Định An, đảm bảo cho yêu cầu vận tải lớn, chi phí rẻ và tính an tồn cao.
1.1.2 Hiện trạng quản lý, vận hành hệ thống tuyến ống truyền dẫn nước sạch
huyện Cù Lao Dung
a. Tổng quan về Trung tâm Nước sạch và VSMTNT tỉnh Sóc Trăng
Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh mơi trường nơng thơn tỉnh Sóc Trăng là đơn vị sự
nghiệp công lập trực thuộc Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn. Trung tâm được
thành lập theo Quyết định số 239/QĐ-UBND ngày 19/11/2010 của Chủ tịch UBND
tỉnh Sóc Trăng. Trung tâm là đơn vị sự nghiệp có thu, tự chủ và tự chịu trách nhiệm về
tài chính, tự đảm bảo 100% chi phí hoạt động thường xuyên theo Nghị định số
43/2006/NĐ-CP ngày 25 tháng 4 năm 2006 của Chính phủ quy định quyền tự chủ, tự
chịu trách nhiệm về thực hiện nhiệm vụ, tổ chức bộ máy, biên chế và tài chính đối với
đơn vị sự nghiệp công lập; nay là Nghị định số 16/2015/NĐ-CP, ngày 14/02/2015 của
Chính phủ quy định cơ chế tự chủ của đơn vị sự nghiệp công lập.
6


Chức năng, nhiệm vụ của Trung tâm được ban hành theo Quyết định số 504/QĐTCNN ngày 20/12/2010, điều chỉnh tại Quyết định số 390/QĐ-SNN ngày 30/5/2016 và

927/QĐ-SNN ngày 31/10/2016 của Giám đốc Sở Nơng nghiệp và PTNT tỉnh Sóc
Trăng về việc Ban hành Quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn và cơ cấu tổ chức
của Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn thuộc Sở Nông nghiệp và
PTNT; Chức năng, nhiệm vụ chính của Trung tâm là: Tham gia xây dựng quy hoạch,
kế hoạch, cơ chế chính sách lĩnh vực Nước sạch và VSMTNT; Thực hiện các Dự án
lĩnh vực Nước sạch và VSMTNT được cấp thẩm quyền phê duyệt; Thực hiện các dịch
vụ: phân tích chất lượng nước, khảo sát thiết kế, giám sát thi công, sữa chữa, cung cấp
các sản phẩm vật tư thiết bị ngành nước và VSMTNT; Quản lý vận hành, khai thác các
cơng trình cấp nước tập trung nơng thơn trên địa bàn toàn tỉnh.
Về tổ chức bộ máy Trung tâm gồm: Ban Giám đốc; 07 phòng chức năng: Tổ chức –
Hành chính, Kế tốn – Tài vụ, Kế hoạch – Truyền thông, Quản lý cấp nước, Kinh
doanh và Hợp tác quốc tế, Kỹ thuật, Kiểm nghiệm chất lượng nước; 10 chi nhánh cấp
nước huyện/thị xã. Tổng số cán bộ viên chức, người lao động của Trung tâm đến cuối
năm 2017 là 178 người, trong đó trình độ chun mơn: thạc sĩ 01 người, đại học 65
người, cao đẳng 07 người, trung cấp và trình độ khác 105 người.
Về quản lý, vận hành, khai thác các cơng trình CNTT trên địa bàn tỉnh Sóc Trăng hiện
nay đang được quản lý vận hành từ 2 đơn vị là Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi
trường nông thôn và Công ty TNHH MTV cấp nước Sóc Trăng. Trung tâm Nước quản
lý 142 cơng trình cấp nước ở nơng thơn, Cơng ty Cấp nước quản lý các cơng trình cấp
nước ở các địa bàn phường, thị trấn tập trung đông dân cư.
Trong số 142 cơng trình do Trung tâm đang quản lý có 80 CTCN có cơng suất thiết kế
từ 480 – 960 m3/ngày đêm, cịn lại 64 CTCN có cơng suất nhỏ 168 m3/ngày đêm. Tất
cả các CTCN do Trung tâm quản lý đều khai thác nguồn nước dưới đất, chất lượng
nước cấp đạt theo QCVN 02:2009 của Bộ Y tế. Tổng chiều dài tuyến ống cấp nước
trên 1.648 km. Tỷ lệ người dân nông thôn sử dụng nước từ các CTCN là 51% tương
đương khoảng 663.000 người. Có 82/tổng số 92 xã, thị trấn có cơng trình cấp nước
sạch tập trung, đạt 89%. (Xem Phụ lục 1: Bảng các Cơng trình Cấp nước do Trung tâm
Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn đang quản lý).
7

Giám đốc

Các Phó giám đốc

Phịng Tổ
chức Hành chính

P.Kế hoạch
– Truyền
thơng

Phịng kế
tốn - tài
vụ

Phịng
Quản lý
cấp nước

Phịng kiểm
nghiệm chất
lượng nước

Phịng
Kỹ
thuật

Chi nhánh
cấp nước

các huyện

Các trạm
cấp nước
Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức Trung tâm Nước sạch và VSMTNT
b. Hiện trạng mạng lưới cấp nước của Trung tâm Nước sạch và VSMTNT và của
Chi nhánh nước sạch huyện Cù Lao Dung
Mạng lưới cấp nước sạch tại các CTCN do Trung tâm Nước sạch và VSMTNT tỉnh
Sóc Trăng quản lý bao gồm các loại ống nhựa có đường kính từ 60mm, 76mm,
90mm, 114mm, 140mm, 168mm, 200mm, 220mm, 250mm. Tổng chiều dài đường
ống 1.648 km trải rộng trên địa bàn 82 xã, phường, thị trấn thuộc tỉnh Sóc Trăng.
Trên địa huyện Cù Lao Dung hiện có 3 cơng trình cấp nước tập trung do Trung tâm
Nước sạch và Vệ sinh mơi trường nơng thơn tỉnh Sóc Trăng quản lý vận hành, phục vụ
cấp nước sạch cho 2.676 hộ, trong đó:
+ 02 trạm cấp nước tại Thị trấn Cù Lao Dung phục vụ cấp nước cho 1.784 hộ thuộc:
thị trấn CLD, xã An Thạnh Tây, xã An Thạnh 1, xã An Thạnh 2.

8


Đoạn ống ngang xã
An Thạnh Tây dài
3.200 m, với 85 hộ

Trạm cấp nước
Thị trấn Cù Lao Dung
CS 20 m3/ngđ

đang sử dụng, đoạn
ống chính ngang xã

An

Thạnh

1

dài

6.805 mét km với
880 hộ sử dụng.

Trạm cấp nước
An Thạnh III
CS 20 m3/ngđ

+ 01 trạm cấp nước
ở xã An Thạnh 3
phục vụ cấp nước
cho 726 hộ của xã
An Thạnh 3 và 1
phần xã An Thạnh

Trạm cấp nước
Cù Lao Dung
CS 40 m3/ngđ

Nam.

Hình 1.2 Sơ đồ hiện trạng cấp nước Chi nhánh nước sạch Cù Lao Dung
1.1.3 Những ưu điểm và hạn chế trong công tác quản lý, vận hành hệ thống tuyến

ống truyền dẫn nước sạch huyện Cù Lao Dung tại Trung tâm Nước sạch và Vệ
sinh mơi trường nơng thơn tỉnh Sóc Trăng
1.1.3.1 Đối với việc quản lý dữ liệu mạng cấp nước
a. Quản lý dữ liệu mạng cấp nước trên CAD
Dữ liệu mạng cấp nước hầu hết được quản lý và lưu trữ bản vẽ trên AutoCAD nên khó
khăn trong việc liên kết, chuyển dữ liệu. Độ chính xác về kích thước của đường ống
rất cao tuy nhiên độ chính xác về vị trí đường ống chưa tốt. Nguyên nhân là do vị trí
9


ống được cập nhật so với các mốc như làn đường, nhà dân… nên khi có sự thay đổi
mốc thì độ chính xác khơng cịn nữa. Dữ liệu khơng gian đường ống chưa được
cập nhật thường xuyên nên độ chính xác bị giảm theo thời gian.
b. Dữ liệu mạng cấp nước quản lý trên file Excel
Dữ liệu về thời gian khởi cơng và hồn thành cơng trình, nguồn vốn đầu tư, chiều dài
tuyến ống truyền dẫn được quản lý trên file excel. Một số khác vẫn còn thiếu cần phải
tiến hành kiểm tra và bổ sung theo file Excel.
c. Quản lý dữ liệu mạng cấp nước trên giấy
Nguồn dữ liệu được sử dụng trong công tác quản lý và vận hành trạm cấp nước, mạng
lưới cấp nước tại Trung tâm Nước sạch và VSMTNT tỉnh Sóc Trăng bằng tài liệu giấy
rất phổ biến. Nguồn dữ liệu này đã cũ và xuất hiện nhiều hư hỏng. Thêm vào đó, việc
lưu trữ dữ liệu ở dạng giấy là nguyên nhân khiến các dữ liệu dễ bị thất lạc, khó kiểm
tra, việc trích xuất thông tin khi cần không kịp thời.
1.1.3.2 Mô phỏng bằng phần mềm thủy lực.
Hiện nay Trung tâm Nước sạch và VSMTNT tỉnh Sóc Trăng sử dụng phần mềm thủy
lực Epanet trong việc mô phỏng thủy lực trên mạng lưới đường ống, tuy nhiên mơ
hình chỉ được vẽ phác họa tương đối trên phần mềm, vị trí khơng gian khơng chính
xác so với thực tế. Ngồi ra, việc mơ phỏng thủy lực trên mạng lưới đường ống bằng
phần mềm thủy lực Epanet vẫn chưa được sử dụng phổ biến tại Trung tâm.
1.1.4 Những vấn đề đặt ra cần nghiên cứu

Trong q trình phát triển hệ thống cấp nước nơng thơn tỉnh Sóc Trăng, nhiều cơng
trình cấp nước, đặc biệt là các cơng trình cấp nước tại huyện Cù Lao Dung đến nay hồ
sơ thiết kế, bản vẽ tuyến ống bị thất lạc; các cơng trình di dời, nâng cấp mở rộng mạng
đường ống do nhiều bộ phận lưu trữ khác nhau chưa được thống nhất quản lý. Do đó,
gặp nhiều khó khăn trong cơng tác quản lý mạng lưới đường ống khi tiếp tục đầu tư
nâng cấp, mở rộng.
Mặt khác, trước q trình phát triển đơ thị hóa của huyện Cù Lao Dung, nhu cầu sử
dụng nước sạch sinh hoạt của người dân ngày càng tăng, do đó cần thiết mở rộng về
10


quy mô mạng lưới cấp nước cho hệ thống cấp nước huyện Cù Lao Dung. Tuy nhiên
việc mở rộng mạng lưới cấp nước sẽ đồng thời kéo theo sự phức tạp trong công tác
quản lý.
Trên cơ sở đánh giá hiện trạng, trong thời gian tới Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh
mơi trường nơng thơn tỉnh Sóc Trăng cần phải nâng cao công tác quản lý mạng lưới
đường ống cấp nước theo hướng áp dụng công nghệ thông tin trong quản lý, quy
hoạch phát triển mạng lưới cấp nước, đặc biệt là ứng dụng hệ thống thông tin địa lý
(GIS) là công cụ quản lý đang ngày càng phổ biến và sử dụng hiệu quả, không chỉ đối
với Trung tâm Nước sạch và VSMTNT tỉnh Sóc Trăng mà cả các Đơn vị cấp nước
nơng thơn tỉnh khác. Bên cạnh đó, ứng dụng các mơ hình thủy lực hiện có nhằm mục
đích giúp các cán bộ quản lý, thiết kế, mơ hình hóa, định hướng phát triển mạng lưới
cấp nước nhằm phục vụ công tác quản lý vận hành hiệu quả, tiết kiệm chi phí đầu tư,
quản lý. Sự kết hợp ứng dụng GIS và xây dựng mơ hình thủy lực được xem là xu
hướng mới trong công tác quản lý của các đơn vị ngành cấp nước hiện nay.
1.1.5 Tính thực tiễn của đề tài
Xuất phát từ những yêu cầu đặt ra cần nghiên cứu trong quản lý mạng cấp nước như
đã nêu trên, đề tài “nghiên cứu đề xuất giải pháp mở rộng mạng lưới cấp nước huyện
Cù Lao Dung, và ứng dụng hệ thống thông tin địa lý Gis quản lý mạng lưới đường
ống” sẽ góp một phần không nhỏ trong việc đáp ứng, giải quyết yêu cầu đã đặt ra. Đó

là góp phần nâng cao tỷ lệ người dân nông thôn được sử dụng nước sạch, thực hiện
hồn thành chỉ tiêu 17.1 nơng thơn mới, nâng cao năng lực, hiệu quả trong quản công
tác quản lý mạng lưới đường ống cấp nước đảm bảo nguồn nước sạch cung cho người
dân.
Trong nghiên cứu này, đề tài đề cập vấn đề cập nhật nhằm số hóa và xây dựng lại tồn
bộ mạng cấp nước chính xác, sau đó với dữ liệu mạng lưới này, tiến hành thực hiện
mô phỏng thủy lực trên phần mềm WaterGEMS và đưa ra so sánh và lựa chọn phần
mềm tối ưu, hiệu quả nhất cho việc mơ phỏng mạng cấp nước. Thực hiện tích hợp
GIS với phần mềm thủy lực được lựa chọn, nhằm tạo ra một hệ thống thống nhất góp
phần hạn chế việc quản lý rời rạc, chưa có hệ thống trong mạng lưới, giúp cho việc

11


quản lý dễ dàng hơn, cũng như rút ngắn thời gian cập nhật dữ liệu mạng lưới và truy
cập thông tin mạng lưới thông qua các thiết bị thông minh một cách nhanh chóng.
Với mục tiêu gắn liền với thực tiễn, kết quả của mơ hình này sẽ được sử dụng để theo
dõi diễn biến thủy lực tại các CTCN huyện Cù Lao Dung do Trung tâm Nước sạch và
VSMTNT tỉnh Sóc Trăng quản lý. Ngày nay, khoa học cơng nghệ ngày càng phát triển
việc ứng dụng mơ hình thủy lực vào công tác quản lý, giám sát, nghiên cứu mạng lưới
cấp nước ngày càng trở nên quan trọng. Điều này khơng những giúp tiết kiệm chi phí
quản lý mà cịn giúp giảm bớt cơng sức lao động của con người.
1.2 Tổng quan về việc ứng dụng GIS và mô hình thủy lực trong quản lý và vận
hành mạng lưới tuyến ống truyền dẫn nước sạch
1.2.1 Các khái niệm liên quan
* Khái niệm về mạng truyền dẫn nước sạch: là hệ thống mạng tuyến ống dẫn có
chức năng truyền dẫn nước từ các Trạm cấp nước vào mạng lưới. Trên mạng truyền
dẫn sẽ có nhiều vị trí đưa nước vào mạng phân phối để cấp nước đến các hộ tiêu thụ.
* Khái niệm về mạng phân phối nước sạch: là hệ thống các đường ống phân phối
lấy nước từ các đường ống chính và ống nối dẫn nước tới các khách hàng sử dụng

nước.
* Khái niệm về GIS (Geographic Information Systems): Trong khoảng 40 năm
vừa qua, nhiều tác giả (Dept of the Environment, 1987; Rhind, 1988 và Bolstad,
2002) đã định nghĩa về GIS và đa số những định nghĩa này đều có những điểm chính
tương tư nhau có thể được định nghĩa ngắn gọn như sau: Hệ thống thông tin địa lý
(GIS) là một hệ thống dựa vào máy tính để trợ giúp cho công tác thu thập, bảo vệ, lưu
trữ, phân tích, hiển thị và phân phối dữ liệu về thơng tin khơng gian.
* Khái niệm về mơ hình thủy lực: Mơ hình thủy lực là một mơ hình tốn học mơ
phỏng lại quy luật, diễn biến, hoạt động của hệ thống thủy lực và phân tích các hoạt
động của hệ thống thủy lực. Mơ hình thủy lực mạng lưới cấp nước là một công cụ để
mô phỏng sự vận động của các đại lượng xảy ra trong dòng chảy có áp đối với các
tuyến ống trên mạng. Từ các dữ liệu của đường ống (cấu tạo và hoạt động), phần

12


mềm tính tốn được vận tốc, lưu lượng và áp lực, vv... Việc giải bài tốn có thể thực
hiện cho một thời điểm hoặc trên một khoảng thời gian được chia thành các đoạn.
* Khái niệm về phần mềm thủy lực EPANET và WaterGEMS: EPANET và
WaterGEMS là hai mơ hình thủy lực được sử dụng phổ biến trong việc mô phỏng
mạng lưới cấp nước vì những tính năng nhất định của nó.
1.2.1.1 Mơ hình EPANET
EPANET là một phần mềm được phát triển bởi kho cung cấp nước và nguồn nước
thuộc tổ chức Bảo vệ môi trường của Mỹ (US EPA). Là chương trình tính tốn mạng
lưới cấp nước, có khả năng mơ phỏng thủy lực và chất lượng nước có xét đến yếu tố
thời gian. EPANET mô phỏng bao gồm các đoạn ống, các nút, các máy bơm, các van,
các bể chứa, đài nước và tính tốn được lưu lượng trên mỗi đoạn ống, áp suất tại các
nút, chiều cao nước ở từng bể chứa, đài nước, nồng độ của các chất trên mạng trong
suốt thời gian mô phỏng nhiều thời đoạn.
1.2.1.2 Mơ hình WaterGEMS

WaterGEMS là phần mềm của hãng Bentley cho phép ứng dụng mơ hình hóa thủy lực,
mơ phỏng chất lượng nước trong hệ thống phân phối nước với khả năng tương tác
tiên tiến, xây dựng mơ hình khơng gian địa lý và tích hợp các cơng cụ quản lý.
WaterGEMS cung cấp một môi trường làm việc dễ dàng cho phép người dùng có thể
phân tích, thiết kế, tối ưu hóa hệ thống cấp nước.
1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới về ứng dụng GIS và mơ
hình thủy lực trong quản lý và vận hành mạng lưới tuyến ống cấp nước
Sử dụng phần mềm mơ hình mơ phỏng thủy lực giúp cơng tác cập nhật và tra cứu các
thơng tin về dịng chảy và áp suất nước một cách nhanh chóng. Nhờ đó, các nhà quản
lý có thể xác định được nguyên nhân xảy ra tình trạng áp lực yếu cũng như chất
lượng nước kém tại một số vị trí khơng gian xác định. Các ứng dụng cụ thể của mơ
hình thủy lực như sau:
Công tác vận hành mạng lưới:
- Nghiên cứu hiệu chỉnh: Tình trạng tuyến ống, van và bơm, xác định các thiết bị
chưa được cập nhật.
13


- Nghiên cứu tính chất: Thành lập các bản đồ thể hiện ảnh hưởng của cặn Clo,
nghiên cứu các vùng bị ảnh hưởng bởi bể chứa, nghiên cứu các vùng nước giao nhau.
- Nghiên cứu chuẩn đốn: Phân tích hoạt động mạng lưới, nghiên cứu di chuyển áp
lực, nghiên cứu thay đổi mực nước của bể chứa, nghiên cứu về áp lực yếu, nghiên cứu
về vận tốc dịng chảy.
Cơng tác hoạch định và quản lý:
- Nghiên cứu bản vẽ tổng quát để dự đoán các nhu cầu trong tương lai: sản lượng
mới, đường ống mới và thay thế đường ống cũ.
- Nghiên cứu các trường hợp: thực hiện chia vùng, trường hợp có cháy và mơ phỏng
bể.
- Đánh giá chi phí vận hành của trạm bơm, chi phí châm Clo.
- Hoạch định kế hoạch súc rửa đường ống.

1.2.2.1 Các mô hình thủy lực trên thế giới
Bảng 1.1 Các mơ hình thủy lực trên thế giới
TT
1

Chức năng

Tên mơ hình thủy lực

Mơ phỏng chất lượng

BEMUS (Belgrade Model of Urban Sewers).

nước/thốt nước đơ thị

SWMM (Storm Water Manegement Model).
HYDROWORKS/ INFORWORKS
MOUSE – Modelling of Urban Sewers.
SEWERCAD.
STORMCAD.
SIMPOL3
COMOSS
DORA/DOUBLE ORDER APPOXIMATION
METHOD PRE – COMPETITIVE URBAN
DRAINAGE FLOW MODELS

2

Mơ hình hóa nguồn

ISIS

14


nước tiếp nhận

MIKE 11
WASP6

3

Mơ hình phân tích xử

STOAT

lý nước thải

WEST – WORDWIDE ENGINE FOR
SIMULATION

4

Mơ hình tương tác

MICROFEM (V3.5)

nước dưới đất

GMSC- GROUND WATER MODELING

SYSTEM-4

5

Mơ hình thủy lực mơ

EPANET (EPA)

phỏng mạng lưới cấp

WaterCAD (Bentley); WaterGEMS (Bentley)

nước

H2OMap (MWH soft)
SynerGEE (Advantica)

1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Trong nước đã có những nghiên ban đầu về sự kết hợp của GIS và phần mềm thủy lực
nhưng chỉ tiến hành mô phỏng dữ liệu trong các khoảng thời gian trong lịch sử chưa
kết hợp hệ thống giám sát theo thời gian thực. Một số nghiên cứu đã được thực hiện
như:
- Nghiên cứu 1: Cơng trình nghiên cứu về ứng dụng công nghệ thông tin địa lý GIS
(Geography Information System) giám sát chất lượng nước, giảm thất thốt nước trên
đường ống tại TP.HCM, Ths. Lưu Đình Hiệp cùng nhóm nghiên cứu ĐH Bách
Khoa, Tạp chí Hội nghị Khoa học và công nghệ lần 12, 2011. Bước đầu, ứng dụng
phần mềm WaterGEMS kết nối với hệ thống SCADA để chạy mơ hình và giám sát
chất lượng nước tại phịng Kỹ thuật – cơng nghệ SAWACO, Cơng ty Cổ phần cấp
nước Chợ lớn.
- Nghiên cứu 2: “Thiết kế mạng lưới cấp nước với chức năng Darwin Design của phần

mềm GIS-BENTLEY WATERGEMS”, Nguyễn Văn Phú,

Đồn Minh Thành,

Nguyễn Đình Un - Công ty TNHH Kỹ thuật môi trường Việt An (2012). Nghiên cứu
mới dừng lại ở việc thiết kế mạng lưới trên lý thuyết.

15


- Nghiên cứu 3: Nghiên cứu, phát triển và cung cấp các giải pháp ứng dụng công nghệ
di động, công nghệ bản đồ số (GIS), cơng nghệ điện tốn đám mây cho các cơ quan
chính phủ, doanh nghiệp của Cơng ty Cổ

phần Công nghệ Thông tin Địa eK

(Citywork, Govone, Mobiwork, Cloud gis)
- Nghiên cứu 4: Ứng dụng GIS và mô hình thuỷ lực trong việc kiểm sốt và giảm
thất thốt nước trên đường ống nghiên cứu thí điểm tại Cơng ty Cổ phần Cấp nước
Chợ Lớn. Bằng việc tích hợp hệ thống thơng tin địa lý (GIS) và mơ hình thuỷ lực hỗ
trợ cơng tác kiểm sốt và giảm thất thoát nước trên đường ống tại CTCP cấp nước
Chợ Lớn.
- Nghiên cứu 5: Nghiên cứu ứng dụng mơ hình quản lý mạng lưới cấp nước thơng
minh tại Tp. Hồ Chí Minh. Nghiên cứu bước đầu đã trình bày và đưa ra một cái nhìn
tổng quan về mơ hình tích hợp các hệ thống GIS, WaterGEMS, SCADA trong quản lý
mạng cấp nước.
1.3 Kinh nghiệm quản lý hệ thống cấp nước trong và ngoài nước
1.3.1 Kinh nghiệm quản lý hệ thống cấp nước ở Singapore
Singapore là thành phố có hơn 5 triệu dân, với tổng diện tích tự nhiên: 710.2 km2.
Hiện tại 100% dân được cấp nước với chất lượng uống thẳng từ vịi. Ban quản lý dịch

vụ cơng cộng (PUB): có quyền lực về quản lý nước quốc gia. Singapore là một một
quốc đảo ln gặp khó khăn về nguồn nước ngọt. Nguồn nước của Singapore rất hạn
chế, một phần thu từ nước mưa. Khoảng 1/2 diện tích đảo được sử dụng làm lưu vực
thu nước mưa. Nước mặt được thu vào 14 hồ chứa. Trước đây, nguồn nước ngọt ở
Singapore chủ yếu phụ thuộc vào việc mua từ Malaysia (chiếm khoảng 50% nhu cầu
nước của cả nước). Ngày nay, nguồn nước mua từ Malaysia chỉ còn chiếm chưa đầy
1/3 nhu cầu sử dụng nước của quốc gia.
* Thành tựu của Singapore đến từ các chính sách.
- Tìm kiếm, phát triển thêm các nguồn cung cấp nước.
Singapore đầu tư phát triển 3 nguồn cấp nước quan trọng khác là: Nước thu từ thiên
nhiên, nước tinh khiết lọc từ nước thải, nước ngọt lọc từ nước biển. Trên 2/3 diện tích
16