Chuong 3 hướng dẫn bài tập toán lưu lượng và thủy lực

1/2/2014
1
Thiết kế MLTN cho một khu dân cư biết các dữ liệu sau:
- Mặt bằng quy hoạch như hình vẽ
Bài 2:
10
Diện tích các tiểu khu:
- 1,2,3,4,5,6a,b,c,d = 4 ha,
- 7a = 4 ha, 7b = 3,5 ha, 7c = 3 ha, 7d = 3 ha,
- 8a = 2,5 ha, 8b = 3,0 ha, 8c = 1,5 ha, 8d = 2,5 ha
T
G
Bài 2 (tt):
Thiết kế MLTN cho một khu dân cư biết các dữ liệu sau:
- Mặt bằng quy hoạch như hình vẽ
- Mật độ dân số 220 người/ha
- Tiêu chuẩn thải nước: q
0
= 273L/người.ngđ
- Các công trình công cộng:
+ 3 trường học, mỗi trường có q
tt
= 1,17 L/s
+ 1 nhà tắm công cộng, q
tt
= 2,5 L/s
+ 1 xưởng giặt là, q
tt
= 7,5 L/s
- Các XNCN, q
tt

= 55 L/s, NTSX của XNCN sau xử lý đạt QCVN
40:2010/BTNMT (loại A) cho phép chảy vào MLTN chung của
thành phố.
1/ Tính lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống:
Giải bài tập 2:
- Giả sử tính toán lưu lượng cho tuyến cống góp chính về trạm xử
lý, tức đoạn từ nút số 16 đến TXL.
- Lập bảng tính lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống:
Thứ tự
đoạn
ống
Ký hiệu Tiểu
khu
Diện tích (ha)
Mod
un
lưu
lượn
g
(l/s)
Lưu lượng trung bình của
khu dân cư (l/s)
K
ch
Lưu lượng lớn nhất (l/s)
Dọc
đường
Nhánh
bên
Dọc

đường
Nhánh
bên
Dọc
đường
Nhánh
bên
Vận
chuyển
Tổng
cộng
Khu
dân cư
Lưu lượng tập
trung
Lưu
lượng
tính
toán
(l/s)
Cục bộ
Chuyển
qua
16
-
15
15
-
14
14

-
13
13
-
12
12
-
11
11
-
10
10
-
TXL
694,0
400.86
220273
400.86
0





Pq
q
tc
- Xác định modun lưu lượng:
(l/s.ha)
- Xác định q

vận chuyển
(tiểu khu): q
vc
n
= q
dđ
n-1
+ q
nb
n-1
+ q
vc
n-1
= q
tổng
n-1
- Xác định q
chuyển qua
(XNCN, công cộng, …):
q
chuyển qua
n
= q
cục bộ
n-1
+ q
chuyển qua
n-1
Thứ tự
đoạn ống

Ký hiệu Tiểu khu
Diện tích (ha)
Modun
lưu
lượng
(l/s)
Lưu lượng trung bình của khu dân cư
(l/s)
K
ch
Lưu lượng lớn nhất (l/s)
Dọc
đường
Nhánh
bên
Dọc
đường
Nhánh
bên
Dọc
đường
Nhánh
bên
Vận
chuyển
Tổng
cộng
Khu dân
cư
Lưu lượng tập trung

Lưu lượng
tính toán
(l/s)
Cục bộ
Chuyển
qua
(1)
(2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12)
(13) (14) (15)
16
-
15
0 0 0 0
0,694
- - - - -
-
55,00
-
55,00
15
-
14
5d
1a, 5a
4 8
0,694
2,78
5,55
-
8,33

2,80
23,32
-
55,00
78,32
14
-
13
6d
1b, 1c,
1d, 2a,
5b, 5c,
6a
4 28
0,694
2,78
19,43
8,33
30,54
1,80
54,88
2,34
55,00
112,22
13
-
12
7d
2b, 2c,
2d, 3a,

6b, 6c,
7a
3 28
0,694
2,08
19,43
30,54
52,05
1,70
88,27
10,00
57,34
155,61
12
-
11
8d
3b, 3c,
3d, 4a,
7b, 7c,
8a
2,5 25
0,694
1,74
17,35
52,05
71,14
1,66
117,92
1,17

67,34
186,43
11
-
10
0
4b, 4c,
4d, 8b,
8c
0 16,5
0,694
-
11,45
71,14
82,59
1,63
135,01
-
68,51
203,52
10
-
TXL
0
0
0 0
0,694
- -
82,59
82,59

1,63
135,01
-
68,51
203,52
- Bảng tính lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống:
(+)
(+)
2/ Tính toán thủy lực cho từng đoạn ống:
- Giả sử tính toán lưu lượng cho tuyến cống góp chính về
trạm xử lý, tức đoạn từ nút số 16 đến TXL.
- Những thông số thủy lực đã biết:
+ Lưu lượng tính toán, L/s
+ Đường kính ống, mm
+ Chiều dài đoạn ống tính toán, m
+ Độ dốc i, ‰
+ Vận tốc, m/s
+ Độ đầy h/d
+ Độ sâu chôn cống đầu tiên, (1,5 ÷ 2m)
+ Cao độ mặt đất tại điểm đầu và điểm cuối của mỗi đoạn ống, m.
1/2/2014
2
 Thông số thủy lực cần tính toán:
+ Chiều cao mực nước trong cống, m
+ Tổn thất áp lực theo chiều dài đường ống, m
+ Cao độ:
• Cốt mực nước: tại điểm đầu, điểm cuối
• Cốt đáy ống: tại điểm đầu, điểm cuối
• Chiều sâu chôn ống: tại điểm đầu, điểm cuối.
2/ Tính toán thủy lực cho từng đoạn ống:

- Chiều cao mực nước trong ống = độ đầy * đường kính ống.
- Tổn thất áp lực = độ dốc * chiều dài đoạn ống.
- Cốt mặt đất = đường đồng mức trên bản đồ.
- Cốt mực nước = cốt đáy ống + chiều cao mực nước trong ống.
- Cốt đáy ống cuối = cốt đáy ống điểm đầu – tổn thất áp lực đoạn ống.
- Chiều sâu chôn ống = cốt mặt đất – cốt đáy ống.
Đoạn
ống
Chiều
dài (m)
Lưu
lượng
tính
toán
(L/s)
Đường
kính D
(mm)
Độ
dốc i,
‰
Tốc
độ
(m/s)
Độ
đầy,
h/d
Chiều
cao
mực

nước
(m)
Tổn
thất áp
lực
theo
chiều
dài (m)
Cao độ (m)
Chiều sâu chôn
ống (m)
Mặt đất Mực nước Đáy ống
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
16
-
15
280 55 350
0,003
0,87
0,62 96,5
96,20
2,00
15

-
14
400
78,32
400
0,0025
0,87
0,63 96,2
95,60
14
-
13
400
112,22
500
0,002
0,9 0,62 95,6
95,00
13
-
12
410
155,61
500
0,002
0,94
0,77 95
94,20
12
-

11
410
186,43
600
0,0017
0,94
0,65 94,2
93,00
11
-
10
200
203,52
600
0,0018
0,98
0,69 93
92,00
10-
TXL
500
203,52
600
0,0018
0,98
0,69 92
91,50
Đoạn
ống
Chiều

dài (m)
Lưu
lượng
tính
toán
(L/s)
Đường
kính D
(mm)
Độ
dốc i,
‰
Tốc
độ
(m/s)
Độ
đầy,
h/d
Chiều
cao
mực
nước
(m)
Tổn
thất áp
lực
theo
chiều
dài (m)
Cao độ (m)

Chiều sâu chôn
ống (m)
Mặt đất Mực nước Đáy ống
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
16
-
15
280 55 350
0,003
0,87
0,62
0,217
0,84 96,5
96,20
2,00
15
-
14
400
78,32
400
0,0025
0,87

0,63
0,252
1 96,2
95,60
14
-
13
400
112,22
500
0,002
0,9 0,62 0,31 0,8 95,6
95,00
13
-
12
410
155,61
500
0,002
0,94
0,77
0,385
0,82 95
94,20
12
-
11
410
186,43

600
0,0017
0,94
0,65 0,39
0,697
94,2
93,00
11
-
10
200
203,52
600
0,0018
0,98
0,69
0,414
0,36 93
92,00
10-
TXL
500
203,52
600
0,0018
0,98
0,69
0,414
0,9 92
91,50

Đoạn
ống
Chiều
dài (m)
Lưu
lượng
tính
toán
(L/s)
Đường
kính D
(mm)
Độ
dốc i,
‰
Tốc
độ
(m/s)
Độ
đầy,
h/d
Chiều
cao
mực
nước
(m)
Tổn
thất áp
lực
theo

chiều
dài (m)
Cao độ (m)
Chiều sâu chôn
ống (m)
Mặt đất Mực nước Đáy ống
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
Đầu Cuối Đầu
Cuối
(1)
(2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17)
16
-
15
280 55 350
0,003
0,87
0,62
0,217
0,84 96,5
96,20
94,717
93,877
94,5 93,66 2,00
2,54
15
-

14
400
78,32
400
0,0025
0,87
0,63
0,252
1 96,2
95,60
14
-
13
400
112,22
500
0,002
0,9 0,62 0,31 0,8 95,6
95,00
13
-
12
410
155,61
500
0,002
0,94
0,77
0,385
0,82 95

94,20
12
-
11
410
186,43
600
0,0017
0,94
0,65 0,39
0,697
94,2
93,00
11
-
10
200
203,52
600
0,0018
0,98
0,69
0,414
0,36 93
92,00
10-
TXL
500
203,52
600

0,0018
0,98
0,69
0,414
0,9 92
91,50
(15) = (14) – (9)
(14) = (10) – (16)
(13) = (15) + (8)
(12) = (14) + (8)
- Xét đoạn ống đầu tiên:
- Chiều sâu chôn cống = cốt mặt đất – cốt đáy cống
+ (16) = (10) – (14)
+ (17) = (11) – (15)
Đoạn
ống
Chiều
dài (m)
Lưu
lượng
tính
toán
(L/s)
Đường
kính D
(mm)
Độ
dốc i,
‰
Tốc

độ
(m/s)
Độ
đầy,
h/d
Chiều
cao
mực
nước
(m)
Tổn
thất áp
lực
theo
chiều
dài (m)
Cao độ (m)
Chiều sâu chôn
ống (m)Mặt đất Mực nước Đáy ống
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
Đầu Cuối Đầu
Cuối
(1)
(2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17)
16
-
15

280 55 350
0,003
0,87
0,62
0,217
0,84 96,5
96,20
94,717
93,877
94,5 93,66 2,00
2,54
15
-
14
400
78,32
400
0,0025
0,87
0,63
0,252
1 96,2
95,60
14
-
13
400
112,22
500
0,002

0,9 0,62 0,31 0,8 95,6
95,00
13
-
12
410
155,61
500
0,002
0,94
0,77
0,385
0,82 95
94,20
12
-
11
410
186,43
600
0,0017
0,94
0,65 0,39
0,697
94,2
93,00
11
-
10
200

203,52
600
0,0018
0,98
0,69
0,414
0,36 93
92,00
10-
TXL
500
203,52
600
0,0018
0,98
0,69
0,414
0,9 92
91,50
93,625
92,877 92,625
2,575
2,97
(14) = (12) - (8)
(15) = (14) - (9)
(13) = (15) + (8)
93,877
- Xét đoạn ống kế tiếp:
- Chiều sâu chôn cống = cốt mặt đất – cốt đáy cống
+ (16) = (10) – (14)

+ (17) = (11) – (15)
Đoạn
ống
Chiều
dài (m)
Lưu
lượng
tính
toán
(L/s)
Đường
kính D
(mm)
Độ
dốc i,
‰
Tốc
độ
(m/s)
Độ
đầy,
h/d
Chiều
cao
mực
nước
(m)
Tổn
thất áp
lực

theo
chiều
dài (m)
Cao độ (m)
Chiều sâu chôn
ống (m)
Mặt đất Mực nước Đáy ống
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
Đầu Cuối Đầu
Cuối
16
-
15
280 55 350
0,003
0,87
0,62
0,217
0,84 96,5
96,20
94,717
93,877
94,5 93,66 2,00
2,54
15
-
14

400
78,32
400
0,0025
0,87
0,63
0,252
1 96,2
95,60
93,877
92,877
93,625
92,625
2,575
2,97
14
-
13
400
112,22
500
0,002
0,9 0,62 0,31 0,8 95,6
95,00
92,877
92,077
92,567
91,767
3,033
3,23

13
-
12
410
155,61
500
0,002
0,94
0,77
0,385
0,82 95
94,20
92,077
91,257
91,692
90,872
3,308
3,33
12
-
11
410
186,43
600
0,0017
0,94
0,65 0,39
0,697
94,2
93,00

91,257
90,56
90,867
90,17
3,333
2,83
11
-
10
200
203,52
600
0,0018
0,98
0,69
0,414
0,36 93
92,00
90,56 90,2
90,146
89,786
2,854
2,21
10-
TXL
500
203,52
600
0,0018
0,98

0,69
0,414
0,9 92
91,50
90,2 89,3
89,786
88,886
2,214
2,61
Bảng tính thủy lực cho các tuyến ống:
Bảng tính thủy lực cho các tuyến ống cho tuyến cống với chiều sâu
chôn cống > 6m.:
Đoạn
ống
Chiều
dài (m)
Lưu
lượng
tính
toán
(L/s)
Đường
kính D
(mm)
Độ
dốc i,
‰
Tốc
độ
(m/s)

Độ
đầy,
h/d
Chiều
cao
mực
nước
(m)
Tổn
thất áp
lực
theo
chiều
dài (m)
Cao độ (m)
Chiều sâu chôn
ống (m)
Mặt đất Mực nước Đáy ống
Đầu
Cuối
Đầu
Cuối
Đầu Cuối Đầu
Cuối
16
-
15
280 55 350
0,003
0,87

0,62 96,5
96,20
15
-
14
400
78,32
400
0,0025
0,87
0,63 96,2
95,60
14
-
13
400
112,22
500
0,002
0,9 0,62 95,6
95,00
13
-
12
410
155,61
500
0,002
0,94
0,77 95

94,20
12
-
11
410
186,43
600
0,0017
0,94
0,65 94,2
93,00
11
-
10
200
203,52
600
0,0018
0,98
0,69 93
92,00
10-
TXL
500
203,52
600
0,0018
0,98
0,69 92
91,50

Chiều
cao
mực
nước
(m)
Tổn
thất áp
lực
theo
chiều
dài (m)
0,217
0,84
0,252
1
0,31 0,8
0,385
0,82
0,39
0,697
0,414
0,36
0,414
0,9
94,717
93,877
94,5 93,66 2,00 2,54
93,877
92,877
93,625

92,625
2,575
2,97
92,877
92,077
92,567
91,767
3,033
6,23
2,00