Nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của các tham số trong mô hình SWMM đến kết quả tính toán mô phỏng hệ thống thoát nước

M CL C
M

U .....................................................................................................................1

1. TệNH C P THI T C A

TÀI .........................................................................1

2. M C ệCH VÀ PH M VI NGHIÊN C U .........................................................2
3. CÁCH TI P C N VÀ PH
4. K T QU D
CH

KI N

NG PHÁP NGHIÊN C U ...................................2

T

NG 1: T NG QUAN V

THOÁT N

C ......................................................................3
CÁC MÔ HỊNH MÔ PH NG H

C Ô TH ............................................................................................4

1.1T ng quan v các mô hình mô ph ng h th ng thoát n
1.2T ng quan các mô hình mô ph ng h th ng thoát n

CH

TH NG

c đô th trên th gi i ....4

c đô th

Vi t Nam. ......11

NG 2: GI I THI U MÔ HỊNH SWMM .....................................................13

2.1 Gi i thi u chung .................................................................................................13
2.2 Các tính n ng c a mô hình .................................................................................13
2.3 C s lỦ thuy t ....................................................................................................16
2.3.1 Tính toán l

ng m a hi u qu . ........................................................................18

2.3.2 Tính toán th m, l

ng th m:............................................................................19

2.3.3 Mô hình h ch a phi tuy n (SWMM):..............................................................21
CH

NG 3:

ÁNH GIÁ

MÔ HỊNH SWMM

NH H

NG C A CÁC THAM S

CHệNH TRONG

N K T QU TệNH TOÁN .................................................36

3.1T ng quan v l u v c nghiên c u ng d ng .......................................................36
3.1.1

i u ki n t nhiên ...........................................................................................36

3.1.2

i u ki n kinh t xã h i ...................................................................................43

3.1.3 Ph

ng h

ng phát tri n kinh t , xã h i trong vùng ......................................44

3.2 L p mô hình tính toán h th ng thoát n

c qu n Thanh Xuơn ậ HƠ N i ........50

3.2.1 D li u đ u vào ................................................................................................50

3.2.2 Xây d ng mô hình SWMM ..............................................................................52
3.2.3 Mô ph ng hi n tr ng h th ng b ng SWMM ..................................................55


3.3 Ch n các tham s chính đ phơn tích ................................................................56
3.4 Tính toán m a thi t k .......................................................................................57
3.4.1 Xây d ng đ

ng quan h DDF ........................................................................57

3.4.2 Xây d ng mô hình m a thi t k ........................................................................58
3.5 ánh giá nh h ng c a các tham s chính đ n l u l ng đ nh tính toán c a
l u v c .......................................................................................................................60
3.5.1 Các b

c th c hi n .........................................................................................60

3.5.2 Mô ph ng m a dòng ch y s d ng SWMM v i t ng tr

ng h p ..................61

3.6 Phơn tích k t qu ................................................................................................66
3.6.1 Bi u đ quan h gi a % Slope & %L u l

ng ................................................66

3.6.2 Bi u đ quan h gi a % Imperv & %L u l

ng .............................................67

3.6.3 Bi u đ quan h gi a N-Imperv & %L u l

ng ..............................................68

3.6.4 Bi u đ quan h gi a Dstore-Imperv & %L u l

ng .....................................68

3.6.5 Bi u đ quan h gi a %Zezo-Imperv & %L u l

ng .....................................70

3.6.5 Bi u đ quan h gi a %Zezo-Imperv & %L u l

ng .....................................70

PH L C ......................................................................................................................
Ph l c 1: Th ng kê di n tích các tuy n c ng ..............................................................
Ph l c 2: Tính toán th y l c các tuy n c ng...............................................................
Ph l c 3: Kích th

c các tuy n c ng ..........................................................................

Ph l c 4: K t qu mô ph ng b ng mô hình SWMM ..................................................
Ph l c 5: Thay đ i đ d c ...........................................................................................
Ph l c 6: Thay đ i ph n tr m di n tích không th m n

c ..........................................

Ph l c 7: Thay đ i h s nhám Manning n .................................................................

Ph l c 8: Thay đ i chi u sơu c a vùng tr ng tr n

c ..............................................

Ph l c 9: Thay đ i ph n tr m di n tích không th m không tr đ
Ph l c 10: Thay đ i h s nhám c a c ng l n l

cn

c ................

t 0,011 => 0,015 ...........................


DANH M C HỊNH V
Hình 5: Khai báo các kỦ hi u cho t ng đ i t

ng

Hình 6: Khai báo các giá tr m c đ nh cho ti u l u v c
Hình 7: Khai báo các giá tr m c đ nh cho nút, đ

ng d n.

Hình 8: Khai báo các giá tr m c đ nh cho Map Option
Hình 9: Trình t v s đ l c v c
Hình 10: S đ mô ph ng m ng l

i thoát n

c trong mô hình SWMM

Hình 11: Giao di n nh p s li u cho l u v c
Hình 13: Chu i th i gian m a
Hình 14:

ng đ c tính c a tr n m a

Hình 15: S đ chôn c ng
Hình 16: Giao di n nh p d li u cho nút thu n
Hình 17: Giao di n nh p giá tr l u l

c

ng cho nút

Hình 18: Giao di n nh p d li u cho c ng
Hình 19: S đ t ng quát di n toán dòng ch y qua h ch a
Hình 20: M i quan h gi a chi u sơu vƠ di n tích c a h -

ng đ c tính c a h

Hình 21: Giao di n nh p d li u cho h
Hình 22: Giao di n nh p d li u c a c a x
Hình 3.1: B n đ h th ng thoát n

c qu n Thanh Xuơn l u v c sông Tô L ch

Hình 3.1: Khai báo các thông s m c đ nh trong SWMM
Hình 3.2: Các thông s c b n trong SWMM

Hình 3.3: Mô ph ng l u v c thoát n

c b ng ph n m m SWMM


DANH M C B NG BI U
B ng 2: Di n tích các l u v c ......................................................................................
B ng 3.1: Nhi t đ trung bình tháng t i HƠ N i (0C) ..................................................
B ng 3.2:

mt

ng đ i trung bình tháng t i HƠ N i (%) ......................................

B ng 3.3: L

ng m a 1, 3, 5, 7 ngƠy max ng v i t n su t P = 5% vƠ 10% ..............

B ng 3.4: Phơn ph i tr n m a 3 ngƠy max ng v i t n su t P = 10% ........................
B ng 3.5: L

ng m a 72 gi t i tr m Láng (mm) .......................................................

B ng 3.6: L

ng m a 3 ngƠy c a tr n m a đ c bi t l n n m 2008 (mm) ..................

B ng 3.7: L

ng b c h i trung bình tháng t i HƠ N i (mm) ......................................

B ng 3.8: Các m c n

c sông H ng t i tr m HƠ N i ng v i các t n su t tính toán

(li t s li u 1970-2008) ................................................................................................
B ng 3.9: M c n

c th p nh t sông H ng t i HƠ N i (cm) ........................................

B ng 3.11: Tình hình dơn c vùng nghiên c u ............................................................
B ng 3.12: Th ng kê các tuy n c ng hi n tr ng ..........................................................
B ng 3.13: Th ng kê l

ng m a t i tr m Láng ...........................................................

B ng 3.14: Th ng kê di n tích các ti u khu .................................................................


1
M
TÍNH C P THI T C A

1.

U

TÀI

Mô hình toán SWMM (Storm Water Management Model) lƠ mô hình đ ng l c

h c mô ph ng m a ậ dòng ch y cho các khu v c đô th v c ch t vƠ l
toán quá trình ch y tràn t m i l u v c b ph n đ n c a nh n n

ng, và tính

c c a nó.

Mô hình có th mô ph ng cho t ng tr n m a đ n l v a có th mô ph ng liên
t c.
Mô hình này do Metcalf và Eddy xây d ng n m 1971. Khi m i ra đ i mô hình
ch y trên môi tr

ng DOS. Mô hình liên t c đ

nh t là SWMM 5.1 ch y trên môi tr
Mô hình qu n lỦ n
mô ph ng kh i l
n

c truy c p nh p và phiên b n m i

ng WINDOW.

c m a SWMM lƠ m t mô hình toán h c toàn di n, dùng đ

ng và tính ch t dòng ch y đô th do m a vƠ h th ng c ng thoát

c th i chung. M i v n đ v th y v n đô th và chu k ch t l

ng đ u đ

ph ng, bao g m dòng ch y m t và dòng ch y ng m, v n chuy n qua m ng l
th ng tiêu thoát n

c mô
ih

c, h ch a và khu x lý.

Mô hình SWMM mô ph ng các d ng m a th c t trên c s l
quá trình m a hƠng n m ) vƠ các s li u khí t

ng m a (bi u đ

ng đ u vào khác cùng v i h th ng

mô t (l u v c, v n chuy n, h ch a/ x lỦ) đ d đoán các tr s ch t l

ng dòng

ch y.
Nh ng ng d ng đi n hình c a SWMM:
-

Quy ho ch h th ng thoát n

-

Quy ho ch ng n trƠn c ng chung.

-

Quy ho ch h th ng thoát n

-

Quy ho ch c ng ng n l .

-

Quy ho ch h ch a phòng l .

Trong mô hình SWMM ng

c m a.
cl

kênh h .

i s d ng ph i nh p r t nhi u tham s c a ti u l u

v c (subcatchment) nh đ d c trung bình, t l di n tích không th m, h s nhám
Manning c a ph n không th m & vùng th m,l

ng n

th m, l

i s d ng r t khó kh n trong vi c

ng n

c tr l i trên vùng th m ầNg

c tr l i trên vùng không


2
xác đ nh chính xác các tham s này do thi u s li u v đ a hình, đ a ch t, s d ng
đ tầ d n đ n k t qu tính toán khó đ

c chính xác. H n n a vi c thi u s li u đo

đ c dòng ch y trong l u v c đô th d n đ n không th đi u ch nh b tham s c a
mô hình SWMM.
đánh giá nh h
ngh cho ng

ng c a các tham s nƠy đ n k t qu tính toán, t đó ki n

i s d ng mô hình toán SWMM nh m nơng cao đ chính xác c a k t

qu thì vi c nghiên c u đ tài này là c n thi t.
M C ÍCH VÀ PH M VI NGHIÊN C U

2.

1. M c đích nghiên c u:
-

ánh giá nh h

ng c a các tham s chính c a mô hình SWMM (đ nh y

c a các tham s đ i v i bƠi toán ) trên c s
th ng thoát n
-

ng d ng mô hình đ mô ph ng cho h

c Thanh Xuân - Hà N i.

xu t m t s ki n ngh cho vi c l a ch n các tham s c a mô hình
SWMM.

2. Ph m vi nghiên c u:
-

Nghiên c u m t s tham s chính c a l u v c thoát n

c và h s nhám c a

c ng.
-

Nghiên c u đi n hình cho h th ng thoát n

c qu n Thanh Xuơn l u v c

sông Tô L ch ậ Hà N i.

CÁCH TI P C N VÀ PH

3.

NG PHÁP NGHIÊN C U

1. Cách ti p c n:
thoát n
-

Ti p c n th c t : đi kh o sát, nghiên c u, thu th p các s li u c a h th ng
c.
Ti p c n mô hình toán: Ti p c n, tìm hi u, phân tích mô hình toán SWMM

t t ng th đ n chi ti t, đ y đ và h th ng.
- Ti p c n các ph
2. Ph

ng pháp nghiên c u m i v thoát n

c đô th trên th gi i.

ng pháp nghiên c u:

-

Ph

ng pháp nghiên c u lý thuy t c a mô hình SWMM.

-

Ph

ng pháp cách s d ng mô hình và ng d ng mô hình SWMM.


3
-

Ph

ng pháp phơn tích, th ng kê.

-

Ph

ng pháp đi u tra, kh o sát th c đ a.

-

Ph

ng pháp k th a.

-

Ph

ng pháp mô hình th y v n, th y l c.

K T QU D

4.
-

ánh giá s

KI N
nh h

T

C

ng c a các tham s chính trong mô hình SWMM.

xu t m t s ki n ngh cho vi c l a ch n tham s c a mô hình SWMM.


4
CH

NG 1

T NG QUAN V CÁC MÔ HỊNH MÔ PH NG
H TH NG THOÁT N

C Ô TH

1.1T ng quan v các mô hình mô ph ng h th ng thoát n

c đô th trên th gi i

Trong nh ng n m g n đơy, cùng v i s phát tri n c a công ngh thông tin c ng
nh khoa h c k thu t nói chung, các mô hình toán ng d ng c ng ngƠy cƠng đ

c

phát tri n nhi u h n. Các mô hình toán v i các u đi m nh cho k t qu tính toán
nhanh, giá thành r , d dƠng thay đ i các k ch b n bƠi toán,vv... đang tr thành là
m t công c m nh, ph c v đ c l c trong nhi u l nh v c, trong đó có l nh v c qu n
lỦ tƠi nguyên vƠ môi tr
trong ph

ng. L a ch n mô hình lƠ khơu đ u tiên r t quan tr ng

ng pháp mô hình toán, nó ph thu c vào yêu c u công vi c, đi u ki n v

tài li u c ng nh ti m n ng tƠi chính vƠ ngu n nhân l c s n có. Trên th gi i hi n
nay có r t nhi u mô hình toán đang đ
ph ng h th ng thoát n
-

c s d ng. D

i đơy lƠ m t s mô hình mô

c đi n hình.

Mô hình WENDY: do Vi n th y l c Hà Lan (DELFT) xây d ng cho phép

tính th y l c dòng ch y h , xói lan truy n, chuy n t i phù sa và xâm nh p m n.
-

Mô hình HEC-RAS: do Trung tâm Th y v n k thu t quơn đ i Hoa K xây

d ng đ
đƣ đ

c áp d ng đ tính toán th y l c cho h th ng sông. Phiên b n m i hi n nay
c b sung thêm modul tính v n chuy n bùn cát và t i khu ch tán. Mô hình

HEC-RAS đ

c xây d ng đ tính toán dòng ch y trong h th ng sông có s t

ng

tác 2 chi u gi a dòng ch y trong sông và dòng ch y vùng đ ng b ng l . Khi m c
n

c trong sông dơng cao, n

n

c trong sông h th p n
-

c s tràn qua bãi gây ng p vùng đ ng b ng, khi m c
c s ch y l i vào trong sông.

B mô hình SOBEK: Deltares đƣ xơy d ng m t b mô hình SOBEK tích

h p s n kh n ng mô ph ng t ng th h th ng TƠi nguyên n
toán d báo l , t i u hóa h th ng thoát n
k c ng thoát n
l

ng n

c. Là công c đ tính

c, đi u khi n h th ng d n n

c, thi t

c, mô ph ng hình thái sông, mô ph ng xâm nh p m n và ch t

c m t. T vi c tính toán dòng ch y cho m t l u v c t nhiên, c ng nh


5
nghiên c u các bài toán th y đ ng l c h c 1D/2D. Bên c nh đó SOBEK lƠ công c
lỦ t

ng đ nghiên c u các bài toán v đ p, v đê, s ng p l t trong đô th ...
S khác bi t c a b mô hình SOBEK là có kh n ng cho phép mô ph ng h

th ng theo th i gian th c (Real Time Control - RTC) d a các các s li u, đo đ c
quan tr c trên h th ng vƠ đ

c c p liên t c giúp qu n lý, giám sát v n hành các

công trình khai thác h th ng TƠi nguyên n

c m t cách t t nh t. Ví d nh đi u

khi n v n hành h th ng công trình đi u ti t l , ng n tri u ki m soát ng p l t; ho c
lên ph

ng án c p n

ho c giám sát ch t l

c cho m t h th ng công trình khai thác TƠi nguyên n
ng n

c cho m t h th ng đ có ph

B mô hình SOBEK đƣ đ

ng án v n hành t xa.
các n

c áp d ng ph bi n

gi i quy t các bài toán Tính toán, d báo TƠi nguyên n
n

c

c trên th gi i đ

c; Qu n lý ch t l

ng

c; Qu n lỦ l l t h n hán; V n hành h th ng cho c l u v c t nhiên vƠ l u v c

đô th . Do v y mô hình SOBEK là m t công c h u ích nh m đ a ra các gi i pháp
qu n lý và phát tri n tƠi nguyên n
B mô hình MUSIC đ

c mang tính t ng th .

c phát tri n b i trung tâm eWater, Úc là b ph n

m m h tr ra quy t đ nh ph c v cho công tác qu n lỦ n
th . Ph n m m giúp ng

c m a t i khu v c đô

i s d ng xây d ng và mô ph ng h th ng qu n lỦ n

c

m a hi u qu cho các khu đô th . MUSIC cung c p kh n ng tính toán dòng ch y và
s lan truy n ô nhi m sinh ra t n

t ng đ i t

ng riêng bi t ho c c a toàn b h th ng x lỦ n

MUSIC cho phép ng
l

ng và ch t l

và x lỦ n

c m a, t đó mô ph ng quá trình v n hành c a

i s d ng đánh giá đ

c m a. Thông qua đó,

c hi u qu x lỦ n

cm ac v s

ng c a t ng m t xích riêng l ho c c a toàn b h th ng tiêu thoát

c m a c a đ th .

MUSIC đ

c thi t k chuyên bi t đ mô ph ng quá trình hình thƠnh c ng

nh quá trình lan truy n ch t trong các dòng ch y sinh ra do m a trên l u v c đƣ đô

th hóa. Ph n m m đ

c áp d ng ph bi n cho các khu v c đô th nh kh n ng mô

ph ng linh ho t s thay đ i trong s d ng đ t và tính t

ng tác gi a các y u t th y

v n trong đi u ki n đô th . Bên c nh đó, v i kh n ng tích h p x lý thông tin trên


6
n n GIS, MUSIC là l a ch n t i u cho đánh giá hi u qu c a nh ng ph
quy ho ch h th ng x lỦ n
-

c m a cho các l u v c đƣ phát tri n.

MIKE URBAN là ph n m m l p mô hình n

ho t cao, tính m , đ

ng án

c đô th , kh d ng, đ linh

c tích h p v i h th ng GIS, s d ng mô hình tính toán hi u

n đ nh và tin c y v khoa h c.

qu

MIKE URBAN có th tính toán và mô ph ng toàn b m ng l
thành ph bao g m h th ng c p n

c, h th ng thoát n

c m a vƠ n

in

c trong

c th i trong

m t h th ng thoát th i g p ho c riêng bi t.
-

Mô hình đánh giá đ t vƠ n

c SWAT đ

c phát tri n b i B Nông nghi p

Hoa Kì (USDA) vƠo đ u nh ng n m 90 c a th k XX (Susan L. Neitsch et al.,
2009). Mô hình đ

c xây d ng nh m đánh giá vƠ d đoán các tác đ ng c a th c

ti n qu n lỦ đ t đai đ n ngu n n

c, l

ng bùn vƠ l

ng hóa ch t trong nông

nghi p sinh ra trên m t l u v c r ng l n và ph c t p v i s không n đ nh v các
y u t nh đ t, s d ng đ t vƠ đi u ki n qu n lý trong m t th i gian dài. SWAT cho
phép mô hình hóa nhi u quá trình v t lí trên cùng m t l u v c, theo cách th c m t
l uv cs đ

c chia thành các ti u l u v c, trong m i ti u l u v c đ

c chia thành

các đ n v th y v n ậ có nh ng đ c tr ng riêng duy nh t v đ t và s d ng đ t.V i
s h tr c a GIS, mô hình SWAT có th phác h a ti u l u v c và m ng l
ch y t d li u đ cao s (DEM) và tính toán cân b ng n
khí t

ng, đ t và s d ng đ t. Dòng ch y m t đ

hàng ngày d a trên ph
l

ng theo ph
-

ng pháp đ

i dòng

c hàng ngày t d li u

c tính toán theo kho ng th i gian

ng cong s (SCS) vƠ đ nh dòng ch y đ

c

c

ng pháp h u t (Rational method).

Mô hình BEMUS ậ BElgrade Model of Urban Sewers (Maksimovic and

Radojkovic, 1984)
+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu
+ S d ng mô hình m a: Tr n m a th c ho c m a gi t

ng

+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Có
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: Green ậ Ampt

+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: Sóng đ ng l c


7
+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

it

i tiêu: Sóng đ ng l c + Muskingum

ậ Cunge
+ Di n toán dòng ch y có áp: PP Prissmann
+ PP di n toán t i các nút c a m ng l

i: S d ng ph

ng trình liên t c không

xét đ n dung tích c a gi ng
-

Mô hình CHICAGO HYDROGRAPH (Tholin và Keifer, 1960)

+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu
+ S d ng mô hình m a: M a thi t k d ng Chicago
+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Không
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: Horton

+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: Ph

ng trình liên

t c + PT c a Izzard
+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

it

i tiêu: H ch a tuy n tính

+ Di n toán dòng ch y có áp: Không đ c p
+ PP di n toán t i các nút c a m ng l

i: S d ng ph

ng trình liên t c không

xét đ n dung tích c a gi ng
-

Mô hình CTH (Arnell, 1980)

+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu
+ S d ng mô hình m a: Tr n m a th c ho c m a gi t

ng

+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Không
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: Horton

+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: Sóng đ ng h c

+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

it

i tiêu: Sóng đ ng h c

+ Di n toán dòng ch y có áp: Không cho phép
+ PP di n toán t i các nút c a m ng l

i: S d ng ph

ng trình liên t c không

xét đ n dung tích c a gi ng
-

Mô hình HYDROWORKS ậ Wallingford Software, Hydraulics Research

Ltd, UK
+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu

8
+ S d ng mô hình m a: Tr n m a th c ho c m a gi t

ng

+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Có
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: Horton, SCS, h s dòng ch y (t l %)

+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: Rational

+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

it

i tiêu: Sóng đ ng l c

+ Di n toán dòng ch y có áp: PP Preissmann
+ PP di n toán t i các nút c a m ng l

i: S d ng ph

ng trình liên t c không

xét đ n dung tích c a gi ng
+ Có th mô ph ng đ

-

c ch t l

ng n

c

Mô hình ILLUDAS ậ ILLinois Urban Drainage Area Simulator (Terstriep và

Stall, 1974)
+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu
+ S d ng mô hình m a: Tr n m a th c ho c m a gi t

ng ho c nhi u tr n

m a liên t c
+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Không
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: Horton, SCS

+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: PP đ

ng đ ng

th i
+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

it

i tiêu: H ch a phi tuy n

+ Di n toán dòng ch y có áp: Không cho phép
+ PP di n toán t i các nút c a m ng l

i: S d ng ph

ng trình liên t c có xét

đ n dung tích c a gi ng
+ Có th mô ph ng đ
-

c ch t l

ng n

c

Mô hình ILSD ậ Illinois Least cost Sewer system Design (Yen, 1984)

+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu
+ S d ng mô hình m a: Tr n m a th c ho c m a gi t
+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Không
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: Horton

ng


9
+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: PP đ

ng đ ng

th i
+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

it

i tiêu: D ng khái ni m (gi nguyên

bi u đ Q ~ t t đ u đ n cu i kênh, có xét đ n th i gian ch m t i
+ Di n toán dòng ch y có áp: Không cho phép
+ PP di n toán t i các nút c a m ng l

i: S d ng ph

ng trình liên t c có xét

đ n dung tích c a gi ng
+ Có th mô ph ng đ
-

c ch t l

ng n

c

Mô hình MOUSE ậ Modelling of Urban Sewers (DHI, 1987)

+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu
+ S d ng mô hình m a: Tr n m a th c ho c m a gi t

ng, mô hình mô

ph ng liên t c
+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Không
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: H s dòng ch y, Horton

+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: Sóng đ ng

h c/

ng đ ng th i

+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

it

i tiêu: Sóng đ ng h c/Sóng đ ng l c

+ Di n toán dòng ch y có áp: PP Preissmann
+ PP di n toán t i các nút c a m ng l

i: S d ng ph

đ n dung tích c a gi ng vƠ PTBT n ng l
+ Có th mô ph ng đ
-

c ch t l

ng n

ng trình liên t c có xét

ng
c

Mô hình SOCS ậ Simulation Of Channel System (Fugazza, 1996)

+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu
+ S d ng mô hình m a: Tr n m a th c ho c m a gi t

ng

+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Không
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: Green-Ampt, Horton, SCS, h s dòng

ch y
+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: H ch a phi

tuy n, Nash, IUH


10
+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

it

i tiêu: Sóng đ ng l c

+ Di n toán dòng ch y có áp: PP Preissmann
+ PP di n toán t i các nút c a m ng l

i: S d ng ph

xét đ n dung tích c a gi ng vƠ PTBT n ng l
-

ng trình liên t c không

ng

Mô hình SWMM ậ Storm Water Management Model (Metcalf và Eddy,

1971); (Huber và Heaney, 1982); (Huber và nnk, 1984).
+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu
+ S d ng mô hình m a: Tr n m a th c ho c m a gi t

ng, mô ph ng liên t c

+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Có
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: Green-Ampt, Horton, SCS

+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: H ch a phi

tuy n (PT liên t c + PT Manning)
+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

it

i tiêu: Sóng đ ng h c/sóng đ ng l c/

dòng n đ nh
+ Di n toán dòng ch y có áp: Có cho phép
+ PP di n toán t i các nút c a m ng l
đ n dung tích c a gi ng và m c n
+ Có th mô ph ng ch t l
-

ng n

i: s d ng ph

ng trình liên t c có xét

c t i nút
c

Mô hình MUAD ậ Mixed Urban and Agricultural Drainage (Tu n Anh,

2007)
+ Kh n ng c a mô hình: Ki m tra ho c thi t k h th ng tiêu cho vùng đô th ,
nông nghi p ho c h n h p đô th và nông nghi p.
+ S d ng mô hình m a: Tr n m a th c ho c m a gi t

ng

+ K đ n s bi n đ i theo không gian c a m a: Không
+ Ph

ng pháp tính toán t n th t th m: H s dòng ch y, SCS

+ Ph

ng pháp tính toán m a dòng ch y cho các ti u l u v c: H ch a phi

tuy n, Nash (vùng đô th ), Di n toán h ch a t nh (vùng nông nghi p)
+ Di n toán dòng ch y trong m ng l

+ Di n toán dòng ch y có áp: Không

it

i tiêu: Sóng đ ng h c


11
1.2 T ng quan các mô hình mô ph ng h th ng thoát n
Ngày nay gi i quy t các qu n lỦ TƠi nguyên n
thu t, kinh t xã h i và th ch - chính sách. V i h

c đô th

Vi t Nam.

c d a trên các khía c nh k
ng ti p c n t ng h p thì vi c

l a ch n m t công c m nh, có th gi i quy t t ng h p nh ng bài toán v Tài
nguyên n

c là c n thi t. Trên th gi i hi n nay có r t nhi u các mô hình mô

ph ng h th ng thoát n

c đ h tr các nhà qu n lý, các Vi n nghiên c u.

Mô hình SWMM: dùng đ tính toán th y v n, th y l c dòng ch y cho h

-

th ng sông ngòi, kênh, r ch, đ
thoát n

ng ng.

c c a h th ng kênh r ch, đ

t bi t, SWMM mô ph ng bài toán tiêu

ng ng đô th ho c ven đô ch u nh h

ng c a

th y tri u cho k t qu r t chính xác. Ngoài ra trong ph n m m SWMM các phiên b n
m i còn kèm theo modul phân tích ô nhi m và lan truy n. SWMM là mô hình đƣ đ
ng d ng r ng rãi trên th gi i c ng nh

c

Vi t Nam, phù h p v i nhi u công vi c

nh thi t quy ho ch phòng ch ng ng p úng cho đô th , gi i các bài toán v ô nhi m
đô th .
-

Mô hình SWAT: mô hình đánh giá đ t vƠ n

c ( Soid and Water Assessmen

Tool - SWAT ) đơy lƠ mô hình th y v n bao g m nhi u thành ph n và ch c n ng
h u ích cho phép mô ph ng cân b ng n
l

ng n

c, bi n đ i khí h u, sinh tr

c và các quá trình th y v n khác nh ch t

ng cây tr ng và th c ti n qu n lỦ đ t đai v i

giao di n s d ng thân thi n. T i Vi t Nam SWAT b t đ u du nh p t n m 1998.
T nh ng nghiên c u nh l , r i rác

m t s khu v c ban đ u đ n nay đƣ đ

c ng

d ng r ng rƣi trong l nh v c qu n lỦ l u v c sông c 3 mi n: B c, Trung, Nam v i
quy mô và m c đ khác nhau.
L c

Mô hình MIKE11: là m t ph n m m k thu t chuyên d ng do Vi n Th y
an M ch (DHI) xây d ng và phát tri n trong 20 n m l i đơy, đ

đ mô ph ng ch đ th y l c, ch t l
trong sông, h th ng t

ng n

c ng d ng

c, và v n chuy n bùn cát c a sông,

i, kênh d n, và các h th ng d n n

c khác. MIKE v i giao

di n thân thi n, d dùng, tích h p GIS nên truy xu t d li u d dàng, trích xu t k t
qu tr c quan, quá trình l p mô hình nhanh.MIKE đ

c ng d ng r ng rãi v i m c

tiêu mô ph ng và tính toán ch đ th y v n, th y l c và ch t n

c

Vi t Nam.


12
-

Mô hình KOD-01 và KOD-02 c a GS.TSKH Nguy n Ân Niên phát tri n d a

trên k t qu gi i h ph

ng trình Saint-Venant d ng rút g n, ph c v tính toán th y

l c, d báo l ...
-

B mô hình SOBEK đƣ đ

c áp d ng ph bi n

gi i quy t các bài toán Tính toán, d báo TƠi nguyên n
n

các n

c trên th gi i đ

c; Qu n lý ch t l

ng

c; Qu n lỦ l l t h n hán; V n hành h th ng cho c l u v c t nhiên vƠ l u v c

đô th . Do v y mô hình SOBEK là m t công c h u ích nh m đ a ra các gi i pháp
qu n lý và phát tri n tài nguyên n
nguyên Môi tr

c mang tính t ng th . Tr

ng

i h c Tài

ng Hà N i c ng đƣ nghiên c u ng d ng thành công b mô hình

vào nghiên c u đi n hình xây d ng ph c v qu n lỦ l , ng p úng cho h th ng công
trình khai thác TƠi nguyên n

c t nh V nh Phúc n m 2013, hay nghiên c u d báo

tính toán dòng ch y l đ n h K G n m 2014.
H n n a, s .phát tri n t t yêu c a các mô hình th

ng m i hi n nay, SOBEK

có ti m n ng phát tri n thành mô hình mã ngu n m cho phép ng
thi t l p, l a ch n ph

i s d ng có th

ng th c gi i quy t bƠi toán liên quan đ n TƠi nguyên n

phù h p v i đi u ki n, ph m vi nghiên c u c a Vi t Nam

c


13
CH

NG 2

GI I THI U MÔ HỊNH SWMM
2.1 Gi i thi u chung
Mô hình qu n lỦ n
m t do n

c m t SWMM c a EPA lƠ mô hình đ ng l c h c dòng ch y

c m a t o nên, dung đ mô ph ng dòng ch y m t th i đo n ho c dòng

ch y nhi u đo n (th i gian dài) c v l

ng và ch t. SWMM ch y u đ

c dùng

cho các vùng đô th . Thành ph n runoff c a SWMM đ c p đ n m t t h p các ti u
l u v c nh n l

ng m a (k c tuy t), t o thành dòng ch y và v n chuy n ch t ô

nhi m. Ph n mô ph ng dòng ch y tuy n c a SWMM đ c p đ n s v n chuy n
dòng ch y n
đi u ti t n
kh i l

c m t qua m t h th ng các ng, các kênh, các công trình tr ho c
c, các máy b m vƠ các công trình đi u ch nh n

ng và ch t l

c. SWMM xem xét

ng c a dòng ch y sinh ra t các ti u l u v c, l u l

ch y, đ sâu dòng ch y, ch t l

ng c a n

c trong m i đ

trong su t m t th i gian mô ph ng bao g m nhi u b

ng dòng

ng ng và kênh d n

c th i gian.

SWMM ra đ i b t đ u t n m 1971 vƠ đ n nay đƣ tr qua m t s l n nâng c p
l n, SWMM luôn luôn đ

c s d ng r ng rãi kh p th gi i cho các công tác quy

ho ch, phân tích và thi u k lien quan đ n dòng ch y do n
l

i thoát n

c m a, m ng l

i thoát n

c m a, bao g m m ng

c th i và các h th ng tiêu n

c khác

trong các vùng đô th , trong đó c ng có th bao g m c nh ng di n tích không ph i
lƠ đ t đô th . Ch y d

i Windows, SWMM 5 t o ra m t môi tr

ng hòa h p cho

vi c so n th o s li u đ u vào c a vùng nghiên c u, ch y các mô ph ng th y l c và
ch t l

ng n

c, xem k t qu

tiêu và h th ng đ

nhi u d ng khác nhau. Có th quan sát b n đ vùng

ng d n theo mã màu; xem các dãy s theo th i gian, các b ng

bi t, hình v m t c t d c tuy n d n n
Phiên b n m i nh t c a SWMM đ

tƠi nguyên n

c và các phân tích xác su t th ng kê.
c xu t trình b i Phòng C p thoát n

c, Vi n nghiên c u qu n lý r i ri qu c gia, C c B o v môi tr

c và
ng

Hoa K v i s giúp đ t công ty t v n CMD Inc.
2.2 Các tính n ng c a mô hình
SWMM tính toán đ
bao g m:

c nhi u quá trình th y l c khác nhau t o thành dòng ch y,


14
-

L

ng m a bi n đ i theo th i gian;

-

B c h i trên m t n

-

S tích t và tan tuy t;

-

S c nn

-

Ng m c a n

c m a xu ng các l p đ t ch a bƣo hòa;

-

Th m c a n

c ng m xu ng các t ng n

-

S trao đ i gi a n

-

Chuy n đ ng tuy n c a dòng ch y trên m t đ t và

c t nh;

c m a t i các ch đ a hình lõm có kh n ng ch a n

c;

c ng m;

c ng m và h th ng tiêu;
các h ch a phi tuy n.

Tính bi n thiên theo không gian trong t t c các quá trình này có th đ t đ

c

thông qua vi c phân chia vùng nghiên c u thành m t t p h p các v ng nh h n, các
ti u l u v c đ ng nh t mà m i ti u l u v c đó ch a các ti u di n tích th m và ti u
di n tích không th m. Dòng ch y tràn trên m t đ t có th đi theo m t tuy n gi a các
ti u di n tích, gi a các ti u l u v c, ho c gi a các đi m vào m t h th ng tiêu.
SWMM c ng ch a đ ng m t t p h p các kh n ng mô ph ng linh ho t v th y
l c dòng ch y theo tuy n thong qua m t h th ng tiêu n
các đ

ng ng, các kênh, các công trình tr n

c g m nhi u thành ph n:

c và x lỦ n

c, các công trình

phân dòng. Các thành ph n này có th là:
-

M ng đi u khi n v i quy mô không h n ch .

-

Các đ

-

ng d n n

c v i nhi u d ng m t c t khác nhau, có th là kín ho c

h , có th là m t c t tiêu chu n ho c phi tiêu chu n

d ng t nhiên.

Mô hình các ph n t đ c bi t nh : công trình tr n

c ho c x lỦ n

c, công

trình phơn dòng, máy b m, đ p tràn và c ng.
-

Các dòng ch y t bên ngoƠi vƠo vƠ các đi m nh p ch t l

ng n

c t dòng

ch y m t, dòng ch y ng m hòa tr n vào, dòng th m ho c dòng ch y vào ph
thu c m a, dòng ch y n
ch y vƠo do ng
-

Áp d ng ph

c th i (còn g i là dòng ch y khi tr i khô), và dòng

i s d ng xác đ nh.

ng pháp tính dòng ch y tuy n theo song đ ng h c ho c theo

sóng đ ng l c h c.
-

Mô hình các ch đ dòng ch y khác nhau nh : n
dòng ch y ng

c đ ng, n

c, s hình thƠnh v ng ng p trên m t đ t.

c ng p tràn,


15
-

Các quy t c đi u khi n do ng

i s d ng đ nh ra đ mô ph ng ho t đ ng c a

máy b m, cánh c a van c a ng, cao đ ng

ng trƠnầ

Ngoài vi c mô hình s hình thành và v n chuy n dòng ch y m t, SWMM còn
có kh n ng tính toán đ

c s v n chuy n ch t ô nhi m có liên h v i dòng ch y

m t. Các quá trình sau đơy có th đ
n

c do ng

c mô hình hóa cho m t s ph n t ch t l

ng

i s d ng xác đ nh:

-

S tích t ch t ô nhi m khi r i khô trên kh p các lo i đ t dung khác nhau.

-

S r a trôi ch t ô nhi m t các lo i đ t dung riêng bi t trong su t tr n m a.
óng góp tr ti p c a s l

-

ng m a r i.

Suy gi m s tích t ch t ô nhi m khi tr i khô do ho t đ ng quét r a đ

ng

ph .
-

Suy gi m s v n t i ch t r a trôi do ho t đ ng BMP (qu n lý th c hành t t
nh t).

-

S xâm nh p c a dòng ch y v sinh khi tr i khô và dòng ch y t bên ngoài
vƠo do ng

-

i s d ng ch đ nh t i đi m nƠo đó trong h th ng tiêu.

Chuy n đ ng theo tuy n c a các ph n t ch t l

ng n

c trên kh p h th ng

tiêu.
-

Suy gi m n ng đ ch t qua quá trình x lý trong các công trình tr n
ho c b i các quá trình t nhiên trong các đ

 T khi b t đ u đ

ng ng vƠ đ

c l p ra, SWMM đƣ đ

nghiên c u v thoát n

c th i vƠ thoát n

c

ng kênh.

c s d ng trong hàng nghìn

c m a trên kh p th gi i. Các ng

d ng đi n hình c a SWMM là:
-

Thi t k và b trí các thành ph n c a h th ng tiêu đ ki m soát l .

-

B trí các công trình tr n
ki m soát l vƠ b o v ch t l

c (đi u hòa n
ng n

c) và các thi t b c a chúng đ

c.

-

L p b n đ ng p l t c a các h th ng kênh t nhiên.

-

V ch ra các ph
n

c h n h p.

ng án lƠm gi m hi n t

ng ch y tràn c a m ng l

i thoát

16
-

ánh giá tác đ ng c a dòng ch y vào và dòng th m lên s ch y tràn c a h
th ng thoát n

-

c th i.

T o ra các hi u ng BMP đ làm gi m s t i ch t ô nhi m khi tr i m a.

2.3 C s lỦ thuy t
SWMM là mô hình mô ph ng các quá trình theo các b
SWMM mô ph ng s l

ng và ch t l

ng n

c th i gian r i r c.

c qua các quá trình v t lý sau: Quá

trình sinh dòng ch y m t; Quá trình th m; Dòng ng m; Tuy t tan; Di n toán dòng
ch y; Di n toán ch t l
-

ng n

c.

Dòng ch y m t (Surface Runoff)
M i Subcatchment đ

c xem nh lƠ m t h ch a phi tuy n. Dòng ch y vào

Subcatchment g m m a vƠ tuy t tan (n u có). Dòng ch y ra kh i Subcatchment
g m: th m, b c h i vƠ dòng ch y m t. L u l
hi n khi chi u sơu n

c trong “h ch a” v

Quá trình th m đ

ng Q c a dòng ch y m t ch xu t
t quá chi u sâu tr n

c SWMM mô t theo 3 ph

Ampt; SCS. Quá trình tính toán dòng ch y m t đ
RUNOFF d a trên ph
-

c (dp).

ng pháp: Horton; Green-

c th c hi n b i modul Block

ng trình liên t c vƠ PT Manning-Strickler

Di n toán dòng ch y (Flow routing)
Di n toán dòng ch y trong h th ng tiêu đ

c th c hi n b i gi i h ph

ng

trình Saint Venant.
Ng

i s d ng SWMM có s l a ch n v m c đ chính xác đ

đ gi i các ph

c s d ng

ng trình nƠy theo các cách sau: Di n toán dòng ch y n đ nh; Di n

toán sóng đ ng h c; Di n toán sóng đ ng l c.
- Di n toán dòng ch y sóng đ ng h c (kinematic wave routing):
Gi i h ph

ng trình Saint Venant không hoƠn ch nh. Dòng ch y l n nh t có

th v n chuy n qua m t đ

ng ng/ kênh là giá tr c a dòng ch y đ y tính theo

công th c Manning. Khi dòng ch y nh p vào các nút có tr s l n h n tr s đó thì


17
có hình thành m t ao trên đ nh c a nút ho c m t ph n l

ng dòng ch y b t n th t

kh i h th ng.
Di n toán dòng ch y sóng đ ng h c cho phép dòng ch y và di n tích m t c t
bi n đ i theo c không gian và th i gian trong ph m vi m t đ
này có th làm ch m vƠ lƠm thay đ i bi u đ quá trình l u l
ch y vƠo đ

ng ng/kênh. i u
ng (Q~t) khi dòng

c d n qua kênh.

Hình th c di n toán dòng ch y này không th tính toán nh h
v t, t n th t

c a vào và c a ra, dòng ch y

ch y có áp, vƠ nó c ng đ
h

đo n kênh có đ d c ng

c h n ch đ i v i m ng l

ng trên là không đáng k thì ph

ng c a n

c

c, dòng

i hình cây. N u nh ng nh

ng pháp di n toán này là chính xác và hi u

qu (t n ít th i gian), đ c bi t là mô ph ng v i th i đo n dài.
- Di n toán sóng đ ng l c (Dynamic wave routing):
Gi i h ph

ng trình Saint Venant hoƠn ch nh và vì v y cho k t qu chính

xác v m t lý thuy t. H ph
ph

ng trình nƠy bao g m ph

ng trình liên t c cho các đ

ng ng/kênh vƠ ph

ng trình đ ng l

ng và

ng trình liên t c t i các nút.

V i hình th c di n toán này, nó có th mô t dòng ch y có áp khi m t đ
ng kín b đ y. Úng ng p có th x y ra khi chi u sâu

m t nút l n h n chi u sâu

l n nh t, vƠ khi đó l

ng dòng ch y v

là hình thành m t ao

trên đ nh c a nút và quay tr l i h th ng khi có th .

t quá ho c là b t n th t kh i h th ng ho c

Di n toán sóng đ ng l c có th tính toán kh n ng tr n
v t, t n th t

c a vào/c a ra, dòng ch y ng v i đ d c ng

ơy lƠ ph
h

ng pháp đ

ng đáng k c a n

ng

c c a kênh, n

c

c, và dòng ch y có áp.

c l a ch n đ mô ph ng cho h th ng ch u s

nh

c v t do s h n ch c a dòng ch y h l u vƠ s đi u ti t

dòng ch y qua tràn ho c c ng.
Cách di n toán dòng ch y nƠy đ

n đ nh v m t s h c đòi h i b

gian mô ph ng nh , kho ng ch ng 10 giây ho c nh h n.

c th i


18
- S hình thành ao/v ng (Surface ponding):
Thông th

ng trong di n toán dòng ch y, khi dòng ch y vào m t nút v

quá kh n ng c a h th ng v n chuy n nó v phía h l u thì ph n th tích v
s ch y tràn ra kh i h th ng và b t n th t. Ao là ph n di n tích
đ tr l i ph n th tích v
th tích v

t
t quá

trên đ nh c a nút

t quá đó, vƠ khi kh n ng c a h th ng có th thì ph n

t quá đó l i quay tr l i h th ng.

Khi di n toán dòng ch y n đ nh và di n toán dòng ch y sóng đ ng h c thì
n

c ao đ

c tr ch đ n gi n là ph n th tích n

cv

t quá.

i v i di n toán sóng đ ng l c thì ph n th tích n
thi t hình thành ao

cv

t quá đ

c gi

phía trên nút v i di n tích b m t không thay đ i. L

ng di n

tích b m t này là m t thông s đ u vào cung c p cho m t nút.
2.3.1 Tính toán l
Vi c tính toán l

ng m a hi u qu .
ng m a hi u qu đ

c th c hi n b ng ph

ng pháp kh u tr

t n th t do th m, đi n tr ng, b c h i t b m t đ t, đi n tr ng, vƠ do th m.
PEF (t) = N (t) ậ VP (t) ậ F (t) ậ W (t)
Trong đó :

(2.2)

PEF

:L

ng m a hi u qu (mm).

N

:L

ng m a (mm).

P

:L

ng b c h i b m t (mm).

F

:L

ng th m vƠo trong đ t (mm).

W(t): L

ng tr b m t ậ t n th t đi n tr ng (mm).

t: Th i gian.
L

ng m a : đ

c đ a vƠo mô hình b ng giá tr l

ng m a ho c c

ng đ m a

theo th i đo n.
L

ng b c h i b m t : l

hình, có th đ
-

Ph

c tính theo ph

ng b c h i b m t đ

c ng

i s d ng nh p vào mô

ng pháp sau:

ng pháp cơn b ng n ng l

ng:

Er = 0,0353Rn
Trong đó:

Er

:L

ng b c h i(mm/ngày).


19
: B c xa th c(W/m2).

Rn
Ph

-

ng pháp khí đ ng l c:
Ea = B(eas −ea )

v i

ea = Rheas

;

Trong đó:

L

(2.3)

Ea

:L

u2

: T c đ gió (m/s) đo t i chi u cao z2 (cm).

z0

: Chi u cao m u nhám (cm).

Rh

:

ng tr b m t : lƠ l

ng b c h i (mm/ngày).

mt
ng n

ng đ i (%).
c b tích t l i khi dòng ch y di chuy n qua

vùng có đ a hình ơm nh ao, h , ch tr ng trên m t đ

ngầ L

ng tr b m t r t

khó xác đ nh do tính ph c t p c a l u v c đô th , do v y thành ph n nƠy th
đ

ng

c đánh giá qua đi u tra vƠ sau đó hi u ch nh qua mô hình.

2.3.2 Tính toán th m l

ng th m

Th m là quá trình có tính quy t đ nh v i vai trò lƠ đ i l

ng vào cho h th ng

đ t thoáng khí. ụ ngh a quan tr ng c a quá trình th m trong các quá trình đ ng l c
c a quá trình trao đ i n
n

c trong đ t do nh h

ch y trên l u v c.

c trong đ t lƠ phơn chia l

c b m t và

ng đ n quá trình th y v n, đ c bi t s hình thành dòng

tính toán dòng ch y đ t đ chính xác và phù h p v i các quy

lu t v t lý, đƣ có nhi u mô hình th m đ
ph

ng m a thƠnh n

c xây d ng. Trong mô hình SWMM có 2

ng pháp đ l a ch n:
 Ph

ng pháp mô hình th m HORTON (1940) : là mô hình th m 1 giai

đo n. Horton nh n xét r ng quá trình th m b t đ u t m t t c đ th m f0 không đ i
nƠo đó, sau đó gi m d n theo quan h s m cho đ n khi đ t t i m t giá tr không
đ i f∞ . Mô hình th m Horton đ
d ng đ

c áp d ng cho đ tính cho tr n m a 1 đ nh và

ng cong m a bi n đ i không l n.


20

Trong đó: fp (mm/s): C
f∞ (mm/s): C
f0 (mm/s):

C

ng đ th m vào đ t.
ng đ th m nh nh t t i th i đi m bão hòa.
ng đ th m l n nh t t i th i đi m ban đ u

t= 0.
t (s) :

Th i gian tính t lúc b t đ u tr n m a r i.

k (T-1):

H ng s chi t gi m t c đ th m (decay const).

Các thông s f∞, f0, k hoƠn toƠn xác đ nh đ

ng cong th m fp vƠ đ

c ng

is

d ng đ a vƠo tính toán.
 Ph
ph

ng pháp mô hình th m Green-Ampt (1911) : xây d ng d a trên

ng trình th m Darcy. Mein - Lason (1973) đƣ c i ti n ph

ng pháp nƠy đ tính

toán quá trình th m theo hai giai đo n: giai đo n bƣo hoƠ vƠ giai đo n sau bão hoà.
Trong giai đo n bƣo hòa, đ
do l

ng cong c

ng đ th m lƠ đ

ng quá trình m a th c

ng m a trong giai đ an này ch tham gia vào quá trình th m. Trong giai đo n

sau bão hòa, l p đ t b m t đƣ bƣo hòa n

c, đ

ng cong th m gi m theo quy lu t

th m tr ng l c.
Ph

ng trình th m Green-Ampt đ

Trong đó:

K:

:
F:
f:
 Ph

c mao d n.

Thayđ i hàm l

ng m.

sâu th m tích l y.
t cđ th m.

ng pháp mô hình th m SCS: C quan b o v th nh

(1972) đƣ phát tri n m t ph
ph

i d ng:

d n th y l c.
C tn

:

c vi t d

ng pháp SCS).

ng Hoa K

ng pháp đ tính t n th t dòng ch y t m a rƠo (g i là


21

Trong đó:

Ia :

sâu th m ban đ u

Pe:

sơu m a hi u qu

Fa:

sâu th m liên t c

P:

T ng đ sơu m a
sơu n

S:

c c m gi ti m n ng t i đa

S = 1000/CN ậ 10
2.3.3 Mô hình h ch a phi tuy n SWMM
Trong mô hình này, m i ti u l u v c đ

c xem nh lƠ m t h ch a phi tuy n.

Dòng ch y vào ti u l u v c ậ TLV (Subcatchment) lƠ m a (i). Dòng ch y ra kh i
TLV bao g m: th m (f) và dòng ch y m t Q. Dòng ch y m t ch xu t hi n khi chi u
sơu n

c trên b m t l u v c v

t quá chi u sơu đi n tr ng yd.

Quá trình tính toán dòng ch y m t đ

c d a trên ph

ng trình liên t c và công

th c th c nghi m Manning-Strickler nh sau:

Trong đó:

i:

C

ng đ m a;

L:

Chi u dài dòng ch y tràn;