Chuong 2 nguồn nước công trình thu và trạm bơm

10/26/2013
1
Chương 2
CÔNG TRÌNH THU VÀ
TRẠM BƠM
2.1. Nguồn cung cấp nước và Công trình thu
2.1.1. Nguồn cung cấp nước
2.1.2. Công trình thu
2.2. Trạm bơm
2.2.1. Bơm
2.2.2. Trạm bơm
Nội dung
10/26/2013
2
2.1. NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC
VÀ CÔNG TRÌNH THU
Khi thiết kế một hệ thống cấp nước cho một đô thị, một khu công
nghiệp hoặc một đối tượng bất kỳ nào đó, việc đầu tiên và rất
quan trọng, đó là lựa chọn nguồn cung cấp nước.
 Nguồn nước có ý nghĩa quyết định đến giá thành sản xuất ra một mét
khối nước.
 Người thiết kế cần phải nắm vững đặc điểm, tính chất của các loại
nguồn nước, quy luật biến đổi chất lượng nước nguồn theo thời gian
để đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước và phương án cấp nước
hợp lý.
Trong kỹ thuật cấp nước, người ta thường sử dụng các loại nguồn
cung cấp nước sau:
 Nước ngầm;
 Nước mặt, và nước mưa.
2.1.1. NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC
10/26/2013

3
2.1.1. NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC (tt)
 Nguồn nước mặt
 Nguồn nước mặt là loại nguồn nước tồn tại lộ thiên
trên mặt đất như nước sông, suối, hồ đầm…
 Nguồn bổ cập cho nước mặt là nước mưa.
 Nguồn nước mặt của nước ta rất phong phú và được
phân bố ở khắp mọi nơi.
 Đây là loại nguồn nước quan trọng và được sử dụng
rộng rãi vào mục đích cấp nước.
a. Nước sông
Là loại nguồn nước mặt chủ yếu để
cấp nước
Đặc điểm của nước sông :
 Giữa các mùa có sự chênh lệch tương
đối lớn về mực nước, lưu lượng, hàm
lượng cặn và nhiệt độ nước.
 Hàm lượng muối khoáng và sắt nhỏ
nên rất thích hợp khi sử dụng cho công
nghiệp giấy, dệt và nhiệt điện.
 Độ đục cao nên việc xử lý phức tạp và
tốn kém.
 Nước sông cũng chính là nguồn tiếp
nhận nước mưa và các loại nước thải
xả vào. Vì vậy, nó chịu ảnh hưởng trực
tiếp của môi trường bên ngoài. So với
nước ngầm, nước mặt thường có độ
nhiễm bẩn cao hơn.
10/26/2013
4

b. Nước suối :
Nước suối cũng là một nguồn cấp nước
quan trọng, thường được dùng để cấp
nước ở miền núi
Đặc điểm của nước suối :
Trữ lượng và chất lượng thay đổi theo
mùa rất rõ rệt
Về mùa lũ:
Nước suối thường đục, cuốn theo nhiều
cây khô, củi khô, rác, cát , sỏi và thường
có những dao động đột biến về mức nước
và vận tốc dòng chảy.
Về mùa khô:
Nước suối lại rất trong nhưng mực nước
lại thấp. Nhiều khi mực nước thấp quá
mức, không đủ độ sâu cần thiết để thu
nước.
c. Nước ao, hồ, đầm:
Thường trong, có hàm lượng cặn nhỏ. Các hồ lớn, ven hồ
có sóng nên nước ven hồ có thể đục.
Nước hồ, đầm thường có vận tốc dòng chảy nhỏ nên rong
rêu và các thuỷ sinh vật phát triển, làm cho nước có độ
màu cao, có mùi và dễ bị nhiễm bẩn.
Ngoài ra, nước hồ, đầm cũng rất dễ bị ảnh hưởng bởi nước
thải sinh hoạt và công nghiệp, gây cho nước có màu, mùi
đặc trưng và có rất nhiều vi trùng.
10/26/2013
5
2.1.1. NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC (tt)
 Nguồn nước mưa

 Quy ước là nước sạch, tuy nhiên nó cũng bị nhiễm bẩn do đi
qua không khí, mái nhà … cuốn theo bụi và các chất bẩn
khác.
 Là nguồn nước quan trọng để cấp nước cho các đơn vị nhỏ
hay hộ gia đình ở các vùng cao, vùng nông thôn hay các vùng
hải đảo.
10/26/2013
6
2.1.1. NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC (tt)
 Nguồn nước ngầm
 Là nguồn nước nằm ngầm dưới mặt đất thiên nhiên, được bổ
cập bởi nguồn nước mưa và nguồn nước mặt.
 Nước ngầm ở nước ta được phân bố gần như ở khắp mọi nơi.
 Do nước ngầm nằm sâu trong lòng đất và được bảo vệ bởi các
tầng cản nước nên nước ngầm ở nước ta có chất lượng tốt:
• Hàm lượng cặn nhỏ, ít vi trùng
• Nhiệt độ ổn định ,
• Công nghệ xử lý nước đơn giản nên giá thành sản xuất nước rẻ.
 Nước ngầm thường có hàm lượng sắt tương đối lớn, đặc biệt
là sắt II. ở một số vùng, trong nước ngầm còn chứa một lượng
mangan đáng kể . Công nghệ xử lý nước ngầm chủ yếu là khử
sắt, đôi khi kèm theo cả khử mangan, silic,asen, xianua…
Có thể phân loại nước ngầm theo 4 cách sau:
 Phân loại theo vị trí tồn tại so với mặt đất:
- Nước ngầm mạch nông; Nước ngầm ở độ sâu trung bình;
Nước ngầm mạch sâu.
 Phân loại theo áp lực:
- Nước ngầm có áp; Nước ngầm không áp.
 Phân loại theo nhiệt độ:
- Nước lạnh; Nước ấm; Nước nóng.

 Phân loại theo thành phần hoá học
- Nước ngọt; Nước lợ; Nước mặn.
2.1.1. NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC (tt)
 Nguồn nước ngầm
10/26/2013
7
2.1.1. NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC (tt)
 Lựa chọn nguồn nước
 Lựa chọn nguồn cấp nước cấp phải dựa trên cơ sở so
sánh kinh tế kỹ thuật về nguồn nước, nhưng phải lưu
ý một số đặc điểm sau:
o Nguồn nước phải có lưu lượng trung bình nhiều năm theo
tần suất yêu cầu của đối tượng sử dụng.
o Chất lượng nước phải đáp ứng nhu cầu theo tiêu chuẩn vệ
sinh TCXD 33-2006 và các tiêu chuẩn có liên quan khác.
2.1.2. CÔNG TRÌNH THU NƯỚC
 Công trình thu nước có nhiệm
vụ thu nước từ các nguồn nước
thiên nhiên đưa tới công trình
xử lý.
 Công trình thu nước bao gồm :
• Công trình thu nước mặt
• Công trình thu nước ngầm
 Ngoài ra, ở những vùng hải đảo
hoặc những vùng khan hiếm cả
nước ngầm lẫn nước mặt, người
ta có thể thu nước mưa để sử
dụng cho từng hộ dùng nước
nhỏ.
10/26/2013

8
 Công trình thu nước mặt
 Thường là công trình thu nước sông
 Đặt ở đầu nguồn nước, trên khu dân cư và khu công nghiệp theo
chiều chảy của dòng sông.
 Vị trí hợp lý nhất là nơi bờ sông và lòng sông ổn định có điều
kiện địa chất công trình tốt.
 Thường được bố trí ở phía lõm của dòng sông, và phải được gia
cố bờ.
 Công trình thu nước sông thường chia ra các loại sau đây:
• Công trình thu nước bờ sông;
• Công trình thu nước lòng sông.
 Công trình thu nước mặt (tt)
Một số điểm lưu ý khi tính toán công trình thu nước mặt
(cửa thu nước):
 Tỷ lệ giữa lưu lượng thu và lưu lượng nước sông không quá
15%.
 Cần quan tâm đến MNCN và MNTN, tình hình biến động của
dòng chảy và bồi lắng phù sa.
 Các sông gần biển phải xét đến sự ảnh hưởng của thủy triều.
10/26/2013
9
Các dạng mặt cắt sông.
Thoải
Dốc
Dựng đứng
Bậc thềm
 Công trình thu nước bờ sông (ven bờ)
 Tùy theo độ bền vững và ổn định của đất mà người
ta quyết định xây dựng công trình thu nước mặt:

 Kết hợp với trạm bơm
 Tách biệt với trạm bơm.
 Thường chia ra nhiều gian để đảm bảo cấp nước liên
tục khi thau rửa, sửa chữa. Mỗi gian chia ra ngăn thu,
ngăn hút.
 Ngăn thu còn gọi là ngăn lắng, cửa thu nước đặt các
song chắn rác để ngăn các vật nổi trên sông.
 Ngăn hút là nơi bố trí các ống hút, máy bơm và các ống
đẩy đưa nước vào các công trình xử lý.
10/26/2013
10
 Công trình thu nước mặt kết hợp với TB
Mực nước mùa mưa
1- Nhà bao che
2- Ngăn thu nước
3- Ngăn hút nước
4- Cửa thu nước
mùa lũ
5- Cửa thu nước
mùa khô
6- Lưới chắn rác
7- Máy bơm
8- Ống hút
9- Ống đẩy
Khi bờ sông dốc sâu và chất lượng nước gần bờ tốt như giữa dòng.
 Công trình thu nước mặt tách biệt với TB
1- Ngăn thu nước
2- Ngăn hút nước
3- Đường ống hút nước
4. Máy bơm

5. Trạm bơm cấp 1.
10/26/2013
11
 Công trình thu nước lòng sông (xa bờ)
 Bờ sông quá nông, bờ sông thoải, mực nước dao động lớn;
 Nước được lấy từ các họng thu nước giữa lòng sông và dẫn qua
ống tự chảy vào công trình thu nước nằm gần bờ.
1- Nhà bao che (TB Cấp I); 2- Ngăn thu nước, 3- Ngăn hút nước, 4- Họng thu nước, 5- Bệ đỡ, 6- Ống
dẫn nước, 7- Lưới chắc rác, 8- Phao cờ báo hiệu, 9- Máy bơm, 10- Ống hút, 11- Ống đẩy.
 Kết hợp
hay tách
biệt với
trạm
bơm.
10/26/2013
12
 Áp dụng khi bờ thoải, nước nông, mức nước dao động
lớn.
 Khác với công trình thu nước bờ sông, công trình thu
nước lòng sông không có cửa thu nước ở bờ mà đưa ra
giữa lòng sông, rồi dùng ống dẫn nước đưa nước về
ngăn thu đặt ở bờ.
 Cửa thu nước lòng sông còn gọi là họng thu nước có
dạng phễu hoặc loe, đầu bịt song chắn và đc cố định
dưới đáy sông bằng hệ thống cọc gỗ hoặc bê tông.
 Ngay họng thu nước phải có phao cờ báo hiệu để tránh
cho tàu thuyền qua lại không va vào.
 Công trình thu nước lòng sông (xa bờ)
 Công trình thu nước kết hợp xa bờ và ven bờ
 Khi bờ sông tương đối dốc hoặc bậc thềm.

 Mùa lũ thu qua cửa thu nước, mùa kiệt lấy nước qua họng thu
nước.
10/26/2013
13
 Công trình thu nước ngầm
Công trình thu nước ngầm được sử dụng rất rộng rãi để
khai thác nước ngầm mạch nông hoặc mạch sâu, cung cấp
nước cho các khu vực dùng nước từ quy mô nhỏ đến quy
mô lớn.
• Giếng khơi
 Công trình thu nước ngầm mạch
nông; không áp hoặc áp lực yếu.
 D
giếng
=0,8-2,0m và L
giếng
=3-20m;
 Phục vụ cấp nước cho hộ gia
đình.
 Nước chảy vào giếng có thể từ
đáy hoặc từ thành bên qua các
khe hở ở thành hoặc các ống bê
tông xốp dùng làm thành giếng;
 Lát nền và xây bờ xung quanh
giếng cao 0,8m so với mặt đất,
bọc đất sét dày 0,5m quanh thành
giếng đến độ sâu 1,2m.
 Đặt cách xa chuồng trại, hố xí tối
thiểu 7-10m.
10/26/2013

14
• Đường hầm ngang thu nước
 Công trình thu nước ngầm mạch nông
với công suất lớn từ vài chục đến vài
trăm m
3
ngày;
 Độ sâu tầng nước không quá 8m;
 Cấu tạo:
 Gồm một hệ thống ống thu nước nằm
ngang đặt trong lớp chứa nước, có độ
dốc để tự chảy về giếng tập trung.
 Ống thu nước thường bằng sành hoặc
bê tông có lỗ d=8mm hay khe có kích
thước 10-100mm.
 Trên đường hầm thu nước cứ khoảng
25-30m lại xây dựng một giếng thăm
để kiểm tra nước, lấy cặn và thông hơi.
1. Đường hầm thu nước
2. Giếng tập trung
3. Mực nước trong giếng
4. Mực nước tĩnh trong
tầng chứa.
5. Lớp đất chứa nước
6. Tầng cản nước.
Sơ đồ cấu tạo
đường hầm
ngang thu nước.
Cấu tạo ống thu
nước nằm ngang

10/26/2013
15
• Giếng khoan
 Công trình thu nước ngầm mạch sâu với công suất lớn
từ 5-500l/s, sâu vài chục đến vài trăm mét,
 D
giếng
= 100-600mm;
 Có thể là giếng hoàn chỉnh (đáy giếng khoan đến tầng
cản nước đầu tiên), giếng không hoàn chỉnh (đáy
giếng khoan cao hơn tầng cản nước), có áp hay không
áp, ….
 Giếng thường gồm các bộ phận chính sau:
• Cửa/miệng giếng
• Thân giếng (ống vách)
• Ống lắng.
1- Ống thép khoan lỗ hoặc khe
2- Dây đồng
3- Lưới đan.
10/26/2013
16
2.2.1. Khái niệm
2.2.2. Phân loại
2.2.3. Chức năng
2.2.4. Phương pháp chọn máy bơm
2.2.5. Bố trí trạm bơm
2.2.6. Quản lý trạm bơm
2.2.7. Tính toán áp lực công tác máy bơm và công suất
máy bơm
2.2. BƠM VÀ TRẠM BƠM

10/26/2013
17
2.2. BƠM VÀ TRẠM BƠM (tt)
Để đưa nước từ công trình thu lên công trình xử lý nước,
từ bể chứa lên đài nước hoặc để vận chuyển nước đến nơi
tiêu thụ người ta thường dùng:
- Bơm: bơm ly tâm, bơm pittông, bơm tia, bơm khí nén,
bơm chạy bằng sức gió,…
- Các thiết bị dâng nước: ròng rọc, trục quay, …
Trạm bơm: là một ngôi nhà trong đó bố trí các máy bơm
và động cơ điện, các ống hút, ống đẩy, van khóa và các
thiết bị nâng phục vụ cho việc thay thế bảo trì máy bơm,
động cơ, … và ngoài ra còn có chỗ làm việc của công
nhân quản lý, kho dụng cụ phụ tùng khi cần thiết.
Bơm ly tâm
10/26/2013
18
Bơm ly tâm
Bơm piston
10/26/2013
19
 Chiếm đa số trên thị trường, dùng
bơm nước trong gia đình hoặc sản
xuất.
 Hoạt động theo nguyên tắc thủy
động lực, lực ly tâm tạo ra nhờ sức
quay của cánh bơm được dẫn động
từ một mô tơ điện.
 Dưới tác dụng của lực ly tâm, dòng
chất lỏng đẩy ra ngoài tạo ra vùng

áp suất thấp trong thân bơm, nhờ
đó nước được hút vào qua đường
ống hút và đẩy ra qua đường ống
đẩy.
Bơm ly tâm
 Là loại chuyên dụng trong sản xuất, ít được sử dụng rộng rãi trong sinh
hoạt và trong nông nghiệp.
 Nguyên tắc làm việc đơn giản, hiệu suất cao.
 Sự chuyển động qua lại của piston trong xilanh làm giảm hay tăng không
gian công tác trong xilanh, nhờ đó quá trình hút và đẩy xảy ra.
Bơm piston
10/26/2013
20
2.2. BƠM VÀ TRẠM BƠM (tt)
- Trạm bơm cấp I
- Trạm bơm cấp II
- Trạm bơm trung chuyển
- Trạm bơm tuần hoàn.
• Phân loại
Trạm bơm: là một ngôi nhà trong đó bố trí các máy bơm
và động cơ điện, các ống hút, ống đẩy, van khóa và các
thiết bị phục vụ cho việc thay thế bảo trì máy bơm, động
cơ, … và ngoài ra còn có chỗ làm việc của công nhân
quản lý, kho dụng cụ phụ tùng khi cần thiết.
10/26/2013
21
2.2. BƠM VÀ TRẠM BƠM (tt)
- Trạm bơm cấp I: đưa nước từ công trình thu lên công
trình xử lý.
- Trạm bơm cấp II: bơm nước từ bể chứa nước sạch để

cung cấp cho các nơi tiêu dùng.
- Trạm bơm trung chuyển: để chuyển tiếp nước khi khi
vận chuyển nước đi quá xa hoặc lên cao, tránh cho áp
lực trên đường ống nước quá cao làm vỡ ống.
- Trạm bơm tuần hoàn: dùng để bơm nước làm nguội
vào thiết bị, máy móc sản xuất.
• Chức năng
• Trạm bơm cấp I
 Trạm bơm cấp I thường đặt riêng biệt
bên ngoài trạm xử lý nước.
 Nếu sử dụng nguồn nước mặt, TBCI
có thể kết hợp với công trình thu hoặc
xây dựng riêng biệt.
 Công trình thu nước sông hoặc hồ, có
thể dùng cửa thu và ống tự chảy đến
trạm xử lý khi mức nước ở nguồn
nước cao hơn cao độ trạm xử lý.
 Khi sử dụng nước ngầm, trạm bơm
cấp I thường là các máy bơm chìm có
áp lực cao, bơm nước từ giếng khoan
đến trạm xử lý.
10/26/2013
22
• Trạm bơm cấp I (tt)
Bể chứa nước sạch: làm nhiệm vụ điều hoà lưu lượng nước
giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II.
Ngoài ra bể chứa còn có nhiệm vụ dự trữ 1 lượng nước chữa cháy
trong 3 giờ, nước xả cặn bể lắng, nước rửa bể lọc và nước dùng
cho các nhu cầu khác của trạm xử lý.
Có thể xây dựng nổi, chìm hoặc nửa nổi nửa chìm tùy theo cao

trình công nghệ xử lý nước và điều kiện địa chất.
• Bể chứa nước sạch
Nước
vào
Ống thông hơi
Cầu thang
công tác
Ống xả tràn
Nước ra/Ống hút
của máy bơm
Ống xả cặn
- Xây bằng gạch hoặc bêtông cốt thép.
- Hình tròn, vuông hoặc hình chữ nhật.
- H
bể
= 2-7m, D
bể
từ vài mét đến vài chục mét, có nắp đậy, ống
thông hơi và xung quanh được đắp đất có trồng cỏ để giữ cho
nhiệt độ nước ổn định.
10/26/2013
23
• Bể chứa nước sạch (tt)
V
bể
= V
đh
+ V
cc
3h

+ V
bt
(m
3
)
- Đáy bể có độ dốc i = 0,01 về phía hố cặn.
- Vận tốc nước:
+ Trong ống dẫn vào bể v = 1,2-1,5m/s,
+ Ống lấy nước ra/ống hút của máy bơm v = 1-1,6m/s
+ Ống xả tràn ≤ 4m/s.
- Thể tích bể:
• Trạm bơm cấp II
 Trạm bơm cấp II có nhiệm
vụ bơm nuớc đã được xử lý
từ bể chứa nước sạch đến
mạng lưới cấp nước của đô
thị. Hoặc cũng có thể là
trạm bơm tăng áp để nâng
áp lực trên mạng lưới cấp
nước đến các hộ tiêu dùng .
 Bể chứa nước sạch và trạm
bơm cấp II thường đặt
trong trạm xử lý nước.
10/26/2013
24
• Trạm bơm cấp II
 Đài nước: là công trình điều
hoà lưu lượng nước giữa
trạm bơm cấp II và mạng
lưới cấp nước.

 Đài nước được xây dựng ở
độ cao thích hợp để tạo ra áp
lực cần thiết vận chuyển
nước vào mạng.
 Ngoài ra, dung tích đài phải
đủ để dự trữ lượng nước
chữa cháy cho khu vực trong
thời gian tối thiểu là 10 phút.
• Đài nước
 Các hệ thống cấp nước không liên tục ngày đêm hay
nguồn điện không đảm bảo nhất thiết phải xây dựng đài
nước.
 Đài nước thường đặt ở những vị trí cao để giảm bớt chiều
cao thân đài và giá thành xây dựng.
 Giá thành xây dựng lớn hơn rất nhiều so với bể chứa nước
sạch.
 Cấu tạo: 3 phần chính
- Móng;
- Thân;
- Bầu đài có nắp đậy kín.
10/26/2013
25
• Đài nước (tt)
- Các đường ống dẫn nước
lên đài và xuống đài;
- Ống tràn,
- Ống xả cặn,
- Thước đo báo hiệu mực
nước,
- Đèn thắp sáng ban đêm,

- Cột thu lôi,
- Tỷ lệ H
đ
/D
đ
= 0,5-1,2;
- Thể tích đài:
V
đ
= V
đh
+ V
cc
10’
(m
3
)
- Theo kinh nghiệm, V
đ
= 2-
8%V
hệ thống.
2.2. BƠM VÀ TRẠM BƠM (tt)
• Phương pháp chọn máy bơm
Việc lựa chọn loại và số lượng máy bơm làm việc cũng
như dự trữ phải tính toán có xét đến:
- Sự hoạt động đồng thời giữa các máy bơm, ống dẫn và
mạng ống phân phối để đảm bảo chế độ làm việc của
trạm bơm và chế độ tiêu thụ nước.
- Nên chọn các máy bơm cùng loại để dễ quản lý và

giảm số bơm dự trữ.
- Trạm bơm cấp I có số lượng bơm không nhỏ hơn hai
và mỗi bơm có một ống hút riêng, và trạm bơm II có
nhiều bơm hơn và các ống hút có thể nối thông với
nhau qua các van khóa.