CẤP THOÁT NƯỚC - CHƯƠNG 3 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT KHU VỰC pot

1
1
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng - BM KTTNN
Giảng viên: PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
E-mail: or
Web: />Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719
2
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
NỘI DUNG MƠN HỌC
CHƯƠNG 1: Tổng quan về cấp nước
CHƯƠNG 2: Nguồn nước & Cơng trình thu nước.
CHƯƠNG 3:
M
M
ạ
ạ
ng
ng
lư
lư
ớ
ớ
i
i
c

c
ấ
ấ
p
p
nư
nư
ớ
ớ
c
c
khu
khu
v
v
ự
ự
c
c.
CHƯƠNG 4: Mạng lưới cấp nước bên trong.
CHƯƠNG 5: Mạng lưới thốt nước bên trong.
CHƯƠNG 6: Mạng lưới thốt nước khu vực.
CHƯƠNG 7: Tổng quan về xử lý nước thải.
CHƯƠNG 8: Phần mềm EPANET và SWMM
3
3
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Chương

Chương
3
3
M
M
Ạ
Ạ
NG LƯ
NG LƯ
Ớ
Ớ
I C
I C
Ấ
Ấ
P
P
NƯ
NƯ
Ớ
Ớ
C KHU V
C KHU V
Ự
Ự
C
C
4
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
ðỊNH NGHĨA
Là hê thống đường ống & các hạng
mục c/trình liên quan xây dựng theo
hê thống trục giao thơng chính của
khu vực cấp nước.
NHIỆM VỤ
Nước trong mạng lưới sẽ được lấy ra
cung cấp cho các đơn vị sư dụng
nước cuối cùng (hơ dân, nha máy, xí
nghiệp, cơng sơ,…).
5
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
PHÂN LOẠI
Có 3 loại mạng lưới:
 Mạng lưới vòng.
 Mạng lưới hở (cụt).
 Mạng lưới hỗn hợp (vòng +
hở).
6
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
MỘT SỐ ðỊNH NGHĨA
Nút: Là nơi giao nhau các đường ống.
Nút i
D
d

ðoạn ống 1
ðoạn ống 2
ðoạn ống j
2
7
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
MỘT SỐ ðỊNH NGHĨA
Đoạn ống: Giới hạn bởi 2 nút kề nhau với quy
ước là d=hs. và không có lưu lượng vào, ra
dọc đoạn ống (trong trường hợp có lưu
lượng dọc tuyến 

 biến đổi lưu lương
“tương đương” về nút 2 đầu đoạn ống).
Nút
i
Nút
j
ðoạn ống có d=hs.
8
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
MỘT SỐ ðỊNH NGHĨA
Điểm lấy nước: là vò trí nút ở đó nước được
lấy ra (hoặc đưa vào) mạng lưới để vào
đơn vò sử dụng nước cuối cùng.
i

j
ðiểm lấy nước
q
j
9
9
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
M
M
Ạ
Ạ
NG LƯ
NG LƯ
Ớ
Ớ
I
I
VỊNG
VỊNG
10
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC
MẠNG LƯỚI VỊNG
Nguồn nước
ðài nước
ðiểm lấy nước

1
2
3
4
5
6
7
8
9
131211
10
q
3
I
II III
IV
V
VI
11
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Nhận xét: Nước từ nguồn đến điểm lấy
nước có thể đi bằng nhiều tuyến khác
nhau.
ƯU KHUYẾT ĐIỂM
MẠNG LƯỚI VÒNG
Ưu điểm: Bảo đảm an toàn cấp lưu lượng
đến các điểm lấy nước khi có sự cố xảy
ra trên đường ống mạng lưới.

Khuyết điểm: Giá thành cao.


 tính thủy lực phức tạp.
12
12
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
M
M
Ạ
Ạ
NG
NG
LƯ
LƯ
Ớ
Ớ
I H
I H
Ở
Ở
3
13
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
1
2 3

4
5
q
5
6
7
8 9 10
Nguồn nước
MẠNG LƯỚI CỤT (HỞ)
q
1
ðài nước
ðiểm lấy nước
14
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Nhận xét: Nước từ nguồn đến điểm lấy nước chỉ
có thể đi bằng một tuyến.
ƯU KHUYẾT ĐIỂM
MẠNG LƯỚI CỤT
Ưu điểm: Giá thành thấp.


 tính thủy lực đơn giản.
Khuyết điểm: KHÔNG bảo đảm an toàn cấp lưu
lượng đến các điểm lấy nước khi có sự cố xảy
ra trên đường ống mạng lưới.
15
15

CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
M
M
Ạ
Ạ
NG LƯ
NG LƯ
Ớ
Ớ
I
I
H
H
Ỗ
Ỗ
N H
N H
Ợ
Ợ
P
P
(VỊNG + H
(VỊNG + H
Ở
Ở
)
)
16

CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC
MẠNG LƯỚI HỔN HỢP
Nguồn nước
ðài nước
ðiểm lấy nước
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1211
10
q
3
I
II
1-2; 4-5;…: ðoạn ống
Mạng
lưới hở
17
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống

Nhận xét: Phát huy được ưu
điểm của 2 loại mạng lưới
và khắc phục một phần các
khuyết điểm của hai loại
trên.
18
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
MỘT SỐ NGUN TẮC &
LƯU Ý KHI THIẾT KẾ MẠNG
LƯỚI CẤP NƯỚC KHU VỰC
Xác định vị trí nguồn nước.
(Chú ý: Nguồn nước thơ, nguồn
nước đã được xử lý)


 Nên chọn vị trí có lợi về mặt
năng lượng (áp suất, thế năng
lớn).
4
19
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống


 Từ vị trí nguồn nước 

 Bơ

trí tuyến cấp 1 trước.
Bơ trí tuyến cấp 2,3,…
 Thơng thường d cấp nhỏ
nhất >=150mm.
20
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CÁC NGUN TẮC & LƯU Ý
ðầy đu đê có thê lấy nước
vào bất ky đơn vị sư dụng
nước cuối cùng nào cho khu
thiết kế hệ thống cấp nước.


 Theo hê thống quy hoạch
giao thơng.

21
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CÁC NGUN TẮC & LƯU Ý
Cần AN TỒN cấp nước cao


 dạng mạng lưới vòng. Nếu
khơng 

 mạng lưới cụt.

 Ưu tiên xem xét mạng lưới
hỗn hợp.
22
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
ðỘ TIN CẬY HỆ THỐNG
PGS. Dr. Nguyễn Thống
23
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
THƠNG SỐ U CẦU


 Cột nước tự do h (áp lực nước tự do) :
- ðối với nhà dân cư:
h
min


 tùy theo u cầu khu vực (10m


40m)
p: áp suất tại điểm lấy nước


 Lưu lượng Q(t) >= Q
u cầu

.
min
h
g
p
h >=
ρ
=
(ρ
ρρ
ρ=1000kg/m
3
: khối
lượng riêng của nước
24
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
LỰA CHỌN
CUỐI CÙNG
Khảo sát c/t hiện hữu:
- mạng lưới thóat nước
- mạng lưới phân phối gaz
- mạng lưới phân phối
điện
- mạng luới điện thọai
- đòa hình.
- đòa chất.
- nguồn nước.

- quy hoạch đô thò.
- dân số.
- đối tượng tiêu
thụ nước.
- quy hoạch giao
thông.
Nghiên cứu các phương án khả thi
và so sánh kinh tế các p/án 

 l/chọn.
5
25
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
LƯU Ý
Chọn sơ bộ ñường kính ống:
d
min
>= 150mm.
(
)
0,42
d(m) 0,8 1,2 Q= →
Q(m
3
/s): lưu lượng qua ống
26
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
LƯU Ý
Thông số tham khảo:


V
tb
= (0.5 

1.5) m/s


 L
max
= (350 

900)m


 p
max
= 500 kPa (kN/m
2
)


 p
min
= 150 kPa
27

CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
• Khái niệm về ñường kính kinh tế:
D (m)
T
1
=f(D)
T
2
=f(D)
T
1
+ T
2
T
1
: chi phí ñường ống
T
2
: chi phí năng lượng
T($)
T
min
d
opt
28
28
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
ðƯ
ðƯ
Ờ
Ờ
NG
NG
Ố
Ố
NG
NG
C
C
Ấ
Ấ
P NƯ
P NƯ
Ớ
Ớ
C
C
29
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
30
30
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống

ðƯ
ðƯ
Ờ
Ờ
NG
NG
Ố
Ố
NG NH
NG NH
Ự
Ự
A
A


O
O
Á
Á
ng
ng
nh
nh
öï
öï
a
a
φ∈
φ∈φ∈

φ∈
φ∈
φ∈φ∈
φ∈
(150
(150






500)
500)


p= 20 N/cm
p= 20 N/cm
2
2
6
31
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Ống nhựa uPVC
L=5.5m, p=6bar
1bar 

 10mH

2
O
32
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Ống nhựa HDPE
L=5

6m, p=10

 12bar
33
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Ống nhựa HDPE
L=5

6m, p=10

 12bar
34
34
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Ố
Ố
ng

ng
nh
nh
ự
ự
a
a
PVC
PVC
35
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
36
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
7
37
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
38
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
39
39
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
Ố
Ố
NG
NG
BÊ TÔNG
BÊ TÔNG
40
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
ỐNG BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC, NÒNG THÉP
PGS. Dr. Nguyễn Thống
L=4 

 5m, 6bar
41
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
ỐNG BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC
L=4.5 

 7m, 5

7bar
42
42
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
Ố
Ố
NG
NG
GANG
GANG
8
43
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
ỐNG GANG D
ẺO
L=6m, p=10bar
44
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
ỐNG GANG D
ẺO
L=6m, p=10bar
45
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
ỐNG
PUSH TO JOINT
NỐI ỐNG
CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
46
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
KHUỶU (CHUYỂN HƯỚNG DÒNG CHẢY)
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
47
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
BÙ (CHUYỂN DẠNG LIÊN KẾT)
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
48
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
ỐNG NỐI
9
49
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
50
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
ỐNG NỐI T, NỐI THẬP

51
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
QUY LUẬT THỦY LỰC TRONG
ỐNG CHẢYCĨ ÁP
K hệ số phụ thuộc đường ống; dh(m) tổn thất
năng lượng trên đoạn ống dài L(m); Q(m
3
/s)
lưu lượng qua ống; m=1 (c. tầng)

2 (c. rối).
m
dh KQ
=
Tổn thất
năng lượng
(mH
2
O)
Lưu lượng
trong ống
52
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
QUY LUẬT THỦY LỰC
TRONG ỐNG CHẢY CĨ ÁP
Hazen-Williams 



1.85
4.87 1.85
HW
10.68L(m)
dh(m) Q
d(m) C
=
140-150140-150120-140100-14050-120C
HW
Ống
thép
Ống
nhựa
Ống
b/tông
Ống sắt
cũ
Ống cũ
53
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Manning 


λ 

 Hệ số tổn thất năng lượng đường

dài (biểu đồ Moody or Nicurade)
L 

 chiều dài ống
d 

 đường kính ống
V 

 vận tốc trung bình mặt cắt
)OmH(
g2
V
.
d
L
dh
2
2
λ=
54
54
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
QUY
QUY
ðỔ
ðỔ
I

I
LƯU L
LƯU L
ƯỢ
ƯỢ
NG
NG
DỌ
DỌ
C ð
C ð
OẠ
OẠ
N
N
Ố
Ố
NG
NG
10
55
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CHÚ Ý
Khi tính tốn thủy lực mạng
lưới cấp nước khu vực 

 Nếu
có lưu lượng phân bố trên các

đoạn ống 

 Phải quy đổi về
lưu lượng nút tương đương ở
2 đầu đoạn ống trước.
56
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Quy đổi lưu lượng phân bố đều q
theo chiều dài 

 l/lượng nút 2 đầu.
A
B
q (l/s/m)
L (m)
A
B
Q (l/s)
Q=qL/2 (l/s)
Quy đổi
Q (l/s)
qL (l/s)
qL (l/s)
V=hs.
V(x)
x
57
CẤP THỐT NƯỚC

Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập: Tính tổn thất năng lượng (mH
2
O)
của đoạn ống AB. Mất năng theo
Manning
có λ
λλ
λ=1.10
-3
.
a. Tính theo lưu lượng quy đổi ra nút.
b. Tính chính xác với pp. tích phân.
q=0.2 l/s/m
L=150m, d=120mm
Q=30 l/s
A
B
58
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN
- Nguyên lý bảo toàn khối lượng vật chất 


Phương trình liên tục tại nút.
N số đường ống hội tụ vào nút i của mạng lưới.
− − − −

=
= ⇔ =
∑ ∑ ∑
N
j,i vao nut i ra nut i
j 1 k m
Q 0 Q Q
i
Q
1
Q
2
Q
3
Xét cân bằng
lưu lượng nút i:
Q
1
= Q
2
+Q
3
59
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
TRONG TRƯỜNG HỢP TẠI NÚT CĨ LƯU
LƯỢNG VÀO (RA) MẠNG LƯỚI
i
Q

1
Q
2
Q
3
Q
1
= Q
2
+Q
3
+ C
i
C
i
60
60
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
M
M
Ấ
Ấ
T NĂNG LƯ
T NĂNG LƯ
Ợ
Ợ
NG
NG

TRONG M
TRONG M
Ạ
Ạ
NG LƯ
NG LƯ
Ớ
Ớ
I
I
C
C
Ấ
Ấ
P NƯ
P NƯ
Ớ
Ớ
C
C
KHU V
KHU V
Ự
Ự
C
C
11
61
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống


 Tính thủy lực mạng lưới
cấp nước khu vực thường
chỉ kể đến tổn thất “đường
dài” (bỏ qua tổn thất cục
bộ vì nó thường bé so với
đường dài).
62
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
PHƯƠNG TRÌNH NĂNG LƯỢNG CHO
MỘT ðOẠN ỐNG ðƠN GIẢN
Xét một đoạn ống đơn giản (d=hs.,
khơng có lưu lượng ra, vào dọc
tuyến):
A
B
Q
AB
B
B
A
A
dh
g
p
Z

g
p
Z +
ρ
+=
ρ
+
O
O
Z
A
p
A
Mặt chuẩn
Mất năng
lượng
A

 B
H
A
63
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
PHƯƠNG TRÌNH NĂNG
LƯỢNG CHO MỖI VỊNG
KHÉP KÍN



 Tổng đại sơ các tổn thất
năng lượng của các đoạn
ống trong 1 vòng khép kín
bằng 0.
64
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CHÚ Ý
Tổn thất năng lượng đường
dài (dh) ln cùng dấu với
chiều dòng chảy (nó có thể
mang dấu âm hoặc dương
tùy theo chiều dương quy
ước).
65
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
- Phương trình năng lượng cho mỗi vòng khép kín:
(
)
m
L i i
i
i i
dh 0 K Q 0
= ⇒ =
∑ ∑
(dh

L
)
i
: tổn thất năng lượng trên đoạn thứ i.
1
2
3
dh
12
dh
23
dh
13
H
1
H
2
H
3
+
dh
12+
+dh
23
+dh
13
=0
dh
12
=H

1
-H
2
H
i
=z
i
+p
i
/γ
γγ
γ
E
i
=H
i
+V
2
/2g


Tổn thất năng lượng cùng chiều dòng chảy
66
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Chứng minh: Tổng đại số các tổn thất cột
nước cho 1 vòng khép kín ln bằng 0.
A
B

C
dh
BC
dh
AB
dh
AC
H
A
H
B
H
C
dh
AB
=H
A
- H
B
dh
BC
=H
B
- H
C
dh
AC
=H
C
- H

A

Σ
ΣΣ
Σdh
i
= 0
+
12
67
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
A
B
z
A
Z
B
Q
p
A
/γ
p
B
/γ
dh
AB
Đường cột
nước đo áp H

H
A
= H
B
+dh
AB
Với H
A
=Z
A
+p
A
/γ :
Cột nước đo áp toàn phần
Và H
B
=Z
B
+p
B
/γ
O O
Mặt chuẩn
H
A
V
2
/2g
68
68

CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
T
T
Í
Í
NH M
NH M
Ạ
Ạ
NG LƯ
NG LƯ
Ớ
Ớ
I
I
C
C
Ấ
Ấ
P NƯ
P NƯ
Ớ
Ớ
C
C
KHU V
KHU V
Ự

Ự
C V
C V
Ớ
Ớ
I
I
MẠ
MẠ
NG L
NG L
ƯỚ
ƯỚ
I H
I H
Ở
Ở
69
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
TÍNH THUỶ LỰC MNG LƯỚI HỞ
A
B
C D
E
F
D
CB
A

q
D
q
F
q
E
TRẮC DỌC
BÌNH ðỒ
TRẮC DỌC
ðÀI NUỚC
ðIỂM LẤY NUỚC
H
đài
q
AB
Vị trí
bất
lợi
p/γ
q
CD
70
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Đặt vấn đề: Xác đònh đường kính ống d
i
, và chiều cao
đài nước A (áp lực nước tại nguồn, cột nước đo áp
tại A). Các số liệu khác giả thiết đã biết.

Bước 1: Xác đònh lưu lượng trong mỗi đoạn ống d
i
. Bắt
đầu từ ống nhánh trước và từ cuối mạng tiến dần
về hướng nguồn. Dùng p/t điều kiện cân bằng về lưu
lượng tại nút “sau”. Ví dụ cho sơ đồ trên:
Tính Q
CD
: Xét cân bằng l/lượng nút D:
q
D
Q
CD
D
DCD
j
)j(
i
)i(
qQQQ
DraDvao
=⇒=
∑∑
−−
C
71
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Tương tự:



 Tính Q
BE
: Xét cân bằng l/lượng nút
E: Q
BE
= Q
E
& Q
CF


 Tính Q
BC
và Q
AB
: Xét cân bằng
l/lượng lần lượt nút C và B:


 Q
BC
= Q
CD
+ Q
CF
và Q
AB
= Q

BC
+
Q
BE
72
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CHÚ Ý


 Khi tìm lưu lượng trong đoạn ống
về ngun tắc ta chưa biết chiều
lưu lượng nên có thể giả định
chiều bất kỳ (lời giải ra có thể -
hoặc +).


 Sau Bước 1, vectơ lưu lượng
trong các đoạn ống PHẢI biểu diễn

ðÚNG với chiều thực tế.
13
73
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bước 2: Có Q
i
cho mỗi đoạn ống sẽ xác đònh d

i
(chọn 2a or 2b):
2a. Trường hợp toàn bộ các đoạn ống (bước
5a).
2b. Trường hợp trên tuyến đường ống chính
(bước 5b).
Công thức kinh nghiệm: d
i
(m)=(0,8

1,2)Q
i
0,42


 So sánh và chọn d theo sản phẩm có
trên thị trường!
74
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bước 3: Có Q
i
, L
i
, d
i
xác đònh tổn thất cột
nước dh
i

:
Theo Hazen-Williams:
Theo Manning:
852.1
852.1871.4
*679.10
Q
Cd
L
dh
HW
i
i
=
i
i
i
L
K
Q
dh
2
2
=
RCK
i
ω
=
với
75

CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
KHÁI NIỆM VỀ TUYẾN
ðƯỜNG ỐNG CHÍNH
Gia thiết ABCD tuyến chính


 H
A
=H
D
+dh
ABCD
va các điểm còn lại 

 H
A
-
dh
AB I
> H
i (=E or F)
: Cột nước u cầu tại i.
E (Z
e
,p
E
/γ
γγ

γ)
A
F (Z
F
,p
F
/γ
γγ
γ)
D (Z
D
,p
D
/
B
C
76
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
TUYẾN ỐNG CHÍNH
Nối từ NGUỒN nước đến:
 điểm lấy nước “XA NGUỒN”
 điểm lấy nước có thế năng (z)
“LỚN”
 điểm lấy nước có u cầu cột
nước áp suất tự do “LỚN”

dẫn lưu lượng “LỚN”
77

CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bước 4 :Tính chiều cao đài H
đài
.
Để tính H
đài,
ta sẽ tính H
A
và
từ đó suy ra H
đài
 H
đài
=p
A
/ρ
ρρ
ρg= H
A
- z
A
78
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Chiều cao đài nước: H
đài
= p

A
/γ
A (có áp suất p
A
)
H
đài
= p
A
/ρ
ρρ
ρg
ÁP SUẤT TỈNH TẠI A
(p
A
) DO H
đài
TẠO RA
14
79
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
XÉT TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG ỐNG CHÍ
NH
ABCD (GỈA THIẾT):
BẮT ðẦU TỪ CUỐI TUYẾN 


điểm D



 H
D
= p
D
/γ + z
D
= (p
D
/γ)
min
+ z
D
Theo chiều dòng chảy từ C đến D:


 H
C
= H
D
+ dh
CD


 H
B
=H
C
+ dh

BC


 H
A
=H
B
+ dh
AB
80
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Có H
A


 H
đài
=
p
A
/ρ
ρρ
ρg = H
A
- Z
A
Nhận xét:
H

A
=H
D
+ Σ
ΣΣ
Σdh
i
với i là các đoạn
trên tuyến đường ống chính
ABCD (AB, BC, CD).
81
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bước 5:
Mục đích 

 Kiểm tra cột nước
đo áp u cầu tại các điểm lấy
nước còn lại trong mạng lưới.
(nếu khơng thỏa 

 chọn lại
tuyến ống chính, tính lại
chiều cao đài nước H
đài
).
82
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
Bước 5: Có 2 trường hợp (từ bước 2):
5a. Trường hợp d
i
ống nhánh đã có: Cột
nước đo áp tại cuối các ống nhánh sẽ là (ví
dụ nhánh BE):
H
E
= H
B
– dh
BE


 p
E
/γ
So sánh p
E
/γ và (p
E
/γ)
min
. Có 2 khả năng:
(i) Nếu p
E
/γ >= (p
E
/γ)

min
(tương tự tại tất cả
các ống nhánh khác còn lại) 

 Ok.
83
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CHÚ Ý
E
F
DCB
A
q
D
q
F
q
E
q
AB
q
CD
dh
BE
H
B
= H
E

+dh
BE


 H
E
= H
B
- dh
BE


 p
E
/γ
γγ
γ = H
E
- z
E
84
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
(ii) Nếu p
E
/γ < (p
E
/γ)
min



 về
lại bước 4, giả thiết lại
tuyến đường ống chính 


Tính lại H
A
(chiều cao đài
nước mới).
15
85
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CHÚ Ý
Giả sử nếu kiểm tra tại F có p
min
KHƠNG THỎA 

 Tuyến đường ống
chính mới giả thiết sẽ là ABCF.
 Nếu cả tại E lẫn F có p
min
đều
khơng thỏa 

 Chọn tuyến chính mới
nối từ nguồn đến điểm có áp lực

nước so với p
min
tương ứng “bất
lợi” nhất.
86
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
5b: Trường hợp d
i
ống nhánh chưa có:
Đối với các đoạn ống nhánh (ví dụ BE), với
H
B
và H
E
đã biết, do đó tổn thất cột nước
sẽ là: dh
BE
= H
B
-H
E
Với H
E
lấy theo cột nước yêu cầu.
• 

 Từ đó, ta sẽ xác đònh đường kính đường
ống nhánh.

• Ví du:ï


 d
BE
4.871 1.852
i
BE
1.852
BE HW
10.679*L
d Q
dh *C
=
87
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Chú ý:
- Tuyến đường ống chính: Là tuyến
nối nguồn nước và điểm lấy nước có
p/γ
γγ
γ =h
min
& cột nước đo áp tại các
điểm lấy nước còn lại đạt u cầu.
(h
min
là cột áp u cầu tại điểm lấy

nước)
88
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Chú ý:
Theo dòng chảy 


H
đầu
= H
cuối
+ dh
đầu

cuối
(Quan điểm năng lượng khi áp
dụng phương trình Bernoulli
cho dòng chảy từ m/c đầu đến
m/c cuối của 1 đoạn ống).
89
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 1. Lấy sơ đồ ví dụ trên với các số liệu như
sau
: AB=CD=BC=500m; BE=CF=350m;
q
D

=0.1m
3
/s; q
F
=0.1m
3
/s; q
E
=0.2m
3
/s. Cao trình
mặt đất tự nhiên là như nhau tại mọi vò trí trên
mạng lưới (z
i
=z
0
), ngoại trừ A có cao độ
Z
A
=7m+z
0
. Yêu cầu cột nước tự do (p/γ
γγ
γ)
min
tại
các điểm lấy nước ít nhất là 14 mH
2
O. Quy luật
tổn thất năng lượng dòng chảy:

85.1
i
87.4
i
i
i
120
Q
d
L68.10
)m(dh






=
90
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Đường kính ống d (m) sơ bộ:
Thò trường có d(mm) : 200, 315, 355, 400, 450,
500, 560, 600. Chọn d theo đường ống gần nhất
trong thò trường.
a. Giả thiết ABCD là tuyến đường ống chính.
Xác đònh d
i
và cột nước đo áp tại vò trí nút A 



H
đài
(chiều cao đài nước). Kiểm tra cột nước đo
áp tại các điểm lấy nước còn lại E, F.
b. Trở lại Bước 5, xét trường hợp cột nước yêu
cầu tại F là 16m, cao độ của F bây giờ là z
0
+1m.
42.0
*8.0 Qd =
16
91
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
A
B
C D
E
F
D
CB
A
q
D
q
F
q

E
TRẮC DỌC
BÌNH ðỒ
TRẮC DỌC
H
đài
q
AB
q
CD
SƠ ĐỒ MẠNG LƯỚI
q
CF
q
BC
q
BE
92
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 2: Cho sơ đồ mạng lưới cụt như sau. Cột nước đo
áp yêu cầu tối thiểu tại 3,4,6 là (p/γ)
min
=14m và tại
5
là (p/γ)
min
=18m. (a) Xác đònh lưu lượng trong các ống
và cột nước cần có tại nút 1. Tổn thất năng lượng

theo Hazen-Williams có C
HW
=120. Cao độ các nút là
như nhau (z
0
) ngoại trừ nút 1 là (z
0
+8m) .
1
2
3
5
4
q
5
=12l/s
q
6
=10l/s
q
3
=15l/s
6
q
4
=10l/s
93
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống

Số liệu đường ống
Giả thiết tuyến đường ống chính là 1-2-4-5.
(b) Trở lại Bước 5, giả thiết bây giờ cột
nước u cầu tại nút 6 là 18m. Hãy giải
quyết vấn đề nếu có.
200200200200250
d(mm)
400400400400400
L(m)
4-64-52-42-31-2
94
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 3: Cho sơ đồ mạng lưới như sau. Cột nước đo áp
yêu cầu tối thiểu tại nút 4,6,7 là p/γ=14m, tại 5 là
p/γ=18m, tại 3 là p/γ=20m. Xác đònh lưu lượng trong
các ống và áp lực nước cần có tại nút 1 vào giờ cao
điểm. Tổn thất có C
HW
=120. Cao độ các nút là như
nhau (z
0
) ngoại trừ nút 1 là (z
0
+2m) .
1
2
3
5

4
q
5
=10l/s
q
6
=12l/s
6
q
4
=10l/s
7
q
7
=14l/s
Khu dân cư: 4000 dân,
q
tb
=120l/ng/ngđ,
K
ngđ-max
=1,2 & K
h-max
=1,5
95
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Số liệu đường ống
Giả thiết tuyến đường ống chính là 1-2-4-6.

(Tuyến ống chính đúng 1-2-3 !!!)
200
200200250200250
d(mm)
400
400400400400400
L(m)
2-7
4-64-52-42-31-2
96
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 4: Cho sơ đồ mạng lưới cấp nước khu vực như
sau. Cột nước đo áp yêu cầu tối thiểu tại nút 3 là
p/γ=18m và tại nút 4, 5, 6 là p/γ=20m. Tổn thất năng
lượng theo Hazen-Williams có C
HW
=120. Cao độ các
nút là như nhau (z
0
) ngoại trừ nút 1 là (z
0
+6m) .
1
2
3
5
4
q

5
=12l/s
q
6
=14l/s
6
Khu dân cư: 6000 dân,
q
tb
=100l/ng/ngđ,
K
ngđ-max
=1,2 & K
h-max
=1,4
q=0.04 l/s/m
q
4
=4l/s
17
97
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Số liệu đường ống
Giả thiết tuyến đường ống chính là 1-2-4-6.
200200200200250
d(mm)
400400400400400
L(m)

4-64-52-42-31-2
98
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
a. Tính lưu lượng (l/s) nước sinh hoạt giờ dùng nước lớn
nhất.
b. Quy đổi lưu lượng trên 2-4. Tính lưu lượng (l/s) trong
các đoạn ống giờ dùng nước lớn nhất.
c. Giả thiết 1-2-4-6 là tuyến đường ống chính. Tính cột
nước cần có tại nút 1 

 chiều cao đài nước tại nút
1
(lấy tròn số đến 0.5m). Kiểm tra các điểm lấy nước
còn lại.
d. Lấy chiều cao đài nước câu (c), giả sử khu dân cư
dân số gia tăng lên 9000 người. Tiêu chuẩn dùng
nước không đổi, đánh giá sự thay đổi cột nước áp
suất tại các điểm lấy nước.
99
99
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
T
T
Í
Í
NH C

NH C
Ấ
Ấ
P NƯ
P NƯ
Ớ
Ớ
C
C
KHU V
KHU V
Ự
Ự
C V
C V
Ớ
Ớ
I
I
M
M
Ạ
Ạ
NG LƯ
NG LƯ
Ớ
Ớ
I VỊNG
I VỊNG
Phương

Phương
ph
ph
á
á
p
p
gi
gi
ả
ả
i
i
đ
đ
ú
ú
ng
ng
d
d
ầ
ầ
n
n
HARDY CROSS
HARDY CROSS
100
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
ðẶT VẤN ðỀ
Khi nhu cầu đã biết & lưu lượng vào
mạng lưới đã biết:
Nếu là mạng lưới HỞ 

 xác định lưu
lượng trong các đoạn ống trực tiếp
“dễ dàng”
 Nếu là mạng lưới VỊNG 

 xác định
lưu lượng trong các đoạn ống khơng
thể “trực tiếp” như mạng lưới cụt 


101
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
q
AB
, q
AC
, q
BC
???
A
B
C

q
AB
=?
q
BC
=?
q
AC
=?
Q
A
Q
B
Q
C
Q
A
=q
AB
+q
AC
(1)
q
AB
=Q
B
+q
BC
(2)
q

BC
+
q
AC
=
Q
C
(3)
(hệ p/t phụ thuộc !!!)
Q
A
=Q
B
+Q
C
: đ/k cân bằng
q
AB
, q
BC
, q
AC
: ẩn số
???
102
102
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
LÝ THUY

LÝ THUY
Ế
Ế
T
T
PP. GI
PP. GI
Ả
Ả
I
I
ð
ð
Ú
Ú
NG D
NG D
Ầ
Ầ
N
N
18
103
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
• Gọi Q
i
là lưu lượng ước lượng (biết) trong đường
ống thứ i và ∆

∆∆
∆Q là lưu lượng hiệu chỉnh cho vòng
kín tương ứng này; lưu lượng trong đường ống sau
lần lặp sẽ là:
Q = Q
i
+ ∆
∆∆
∆Q
Q lưu lượng cần tìm.
Quy luật thủy lực:
m
ii
m
ii
)QQ(KQKdh ∆+==
Tổn thất
cột nước
Lưu
lượng
Tham sơ m=1

 2
104
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
với khai triển đa thức trên trong đó loại
bỏ các số hạng bé bậc cao sẽ cho ta (giả
thiết ∆

∆∆
∆Q<<Q):
]0[
Q
Q
1QKdh
m
i
m
iii






∆
+=
)1()
Q
Q
m1(QKdh
i
m
iii
∆
+=
105
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
TÍNH CHẤT
TỔNG ðẠI SỐ CÁC TỔN THẤT
NĂNG LƯỢNG CỦA CÁC ðOẠN
ỐNG TRONG 1 VỊNG KHÉP KÍN
LN LN BẰNG 0.
106
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
• Tính chất: Tổng đại số các tổn thất cột
nước cho 1 vòng khép kín ln bằng 0.
A
B
C
dh
BC
dh
AB
dh
AC
H
A
H
B
H
C
dh
AB
=H

A
-H
B
dh
BC
=H
B
-H
C
dh
CA
=H
C
-H
A

Σ
ΣΣ
Σdh = 0
+
107
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Do đó, xét cho mỗi vòng khép
kín 

 pt. (1) 



0)
Q
Q
m1(QKdh
i
i
m
ii
i
i
=
∆
+=
∑∑
∑∑
−=∆⇒
i
m
ii
i
i
m
ii
QK
Q
QK
Qm
108
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
Từ đó lưu lượng hiệu chỉnh ∆
∆∆
∆Q được tính như
sau:
với m = 1.85 (phương trình Hazen-Williams)
Có ∆
∆∆
∆Q sẽ bơ sung vào Q
i


 Q
)2(
Q
dh
m
dh
Q
Q
Km
QK
Q
i
i
i
i
i
i
m

i
i
i
i
m
ii
∑
∑
∑
∑
−
=
−
=∆
19
109
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
PHƯƠNG PHÁP
HARDY CROSS
Phương pháp Hardy Cross sẽ
dùng ∆
∆∆
∆Q vừa chứng minh trên
để tính lặp tìm lời giải đúng của
mạng lưới theo trình tự như
sau.
110
CẤP THỐT NƯỚC

Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CÁC BƯỚC ÁP DỤNG P/P HARDY-CROSS
Bước 1: Kiểm tra (tính) điều kiện cân bằng
vó mô về lưu lượng của toàn hệ thống:
. . . .
vao mang luoi ra mang luoi
i i
Q Q=
∑ ∑
A
B
C
Q
A
= Q
B
+Q
C
Q
A
Q
B
Q
C
D
q
AB
q
CD

q
BC
q
AD
111
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CHÚ Ý 

 CÂN BẰNG VĨ MƠ ?
Xem xét sự cân bằng tổng lưu
lượng VÀO mạng lưới & tổng
lưu lượng RA khỏi mạng lưới
(KHƠNG quan tâm đến lưu
lượng chạy trong các đoạn ống
của mạng lưới).
112
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CÁC BƯỚC ÁP DỤNG
P/P HARDY-CROSS
Bước 2: Giả thiết 1 phân phối lưu lượng
ban đầu trong các đoạn ống. Chú ý tại
mỗi nút phải đảm bảo điều kiện:
Trong thực hành việc giả thiết các giá trị q trong
ống như sau:
∑
∑

−−−−
=
j
Knutra
i
Knutvao
QQ
113
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
• Gọi M là số đọan ống và N là số nút trong mạng lưới,
số giá trò lưu lượng THỰC SỰ được giả thiết trong
mạng lưới chỉ là (M-N+1) giá trò.
1 2
3
4
H
1
H
2
H
3
H
4
+
q
12
+
M =5 (đoạn ống) ;

N =4 (nút)
 M-N+1 = 2
 Giả thiết 2 giá trò
(ví dụ q
12
& q
34
)
Q
1
Q
2
q
34
Q
3
Q
4
114
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
• Các giá trò lưu lượng trong các ống
còn lại sẽ xác đònh bằng các phương
trình cân bằng lưu lượng tại nút.


 Nên bắt đầu từ các nút “đơn
giản” trước (nút đơn giản là nút mà
tất cả các đoạn ống hội tụ về nút

xét, chỉ còn 1 đoạn ống chưa biết
lưu lượng).
20
115
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CHÚ Ý
Từ kết quả tính 

 Vectơ chỉ giá trị
lưu lượng BAN ðẦU trong các ống
PHẢI trình bày đúng với chiều dòng
chảy thực của nó.
 Ví dụ: Kết quả tính ra dấu (+) 

 đã
giả thiết đúng chiều của q
ij


 ok
 Kết quả tính ra dấu (-) 

 CẦN đổi
chiều dòng chảy trên hình vẽ.
116
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống

VÍ DỤ: Xét cân bằng lưu lượng tại A để tính q
AB
Q
A
=100l/s
A
B
D
C
q
AD
=60l/s
q
AB
= - 40l/s !!!
SAI
A
D
B
C
Q
A
=100l/s
q
AD
=60l/s
q
AB
= +40l/s
ðÚNG

Lặp lần n: Vòng ABCD
117
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CÁC BƯỚC ÁP DỤNG P/P HARDY-CROSS
Bước 3:
Xác đònh các vòng khép kín, chọn
chiều dương quy ước theo chiều kim đồng
hồ.
Xem giải thích ảnh hưởng của sự lựa chọn chiều
dương ở sau:
1
+
q
23
<0
q
12
>0
3
2
118
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU DƯƠNG QUY ƯỚC
LÊN DẤU CỦA GIÁ TRỊ LƯU LƯNG
TRONG ỐNG
1 2

3
4
H
1
H
2
H
3
H
4
+
q
12
+
q
12
> 0
q
23
> 0
q
13
< 0
Xét vòng
khép kín 1-2-3
Xét vòng khép
kín 1-3-4:
q
13
>0

q
13
119
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bước 4: Lập bảng tính (tham
khảo trong tài liệu).
Chú ý
:
Mỗi vòng khép kín sẽ
lập 1 bảng tính
RIÊNG BIỆT
.
120
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
BẢNG MẪU TÍNH CHO
MỖI VÒNG KHÉP KÍN
885,4933,45Tổng
60,33-3,0210000,305-0,05YZ

705,42+35,2715000,200+0,05XY
(s/m
2
)(m)(m)(m)(m
3
/s)
dh/QdhLDLưu lượng,

Q
Đoạn
Lặp lần n: Vòng XYZ
21
121
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống


 Tính tổn thất cột nước cho các đường ống
dẫn nhờ vào quan hệ theo Hazen-Williams:
(Chú ý: Lấy dấu của dh
Li
luôn luôn cùng dấu với
Q
i
)


 Tính giá trò lưu lượng hiệu chỉnh ∆
∆∆
∆Q cho từng
vòng khép kín nhờ vào công thức sau đây:
1.852
L i i
i
dh K Q=
122
CẤP THỐT NƯỚC

Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Kiểm tra điều kiện sai số cho phép.
• sai số cho phép, theo yêu cầu bài toán
1. Trường hợp (1) không thỏa 

 Bổ sung lưu
lượng hiệu chỉnh vào các ống của từng vòng
khép kín. Nguyên tắc áp dụng hiệu chỉnh lưu
l
ư
ơ
ï
ng
nh
ư
sau
:
[
]
QQmax
i
∆≤∆
(1)
∑
∑
∑
∑
−
=

−
=∆
i
i
i
i
i
i
m
i
i
i
i
m
ii
Q
dh
m
dh
Q
Q
Km
QK
Q
[
]
Q∆
123
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
1 2
3
4
H
1
H
2
H
3
H
4
+
(1)
q
12
+
(2)
1-2, 1-4, 3-4, : ống riêng.
1-3 : ống chung.
124
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Ví dụ xét vòng khép kín 1


 Trường hợp ống riêng :



 Trường hợp ống chung :
∆
∆∆
∆Q
1
, ∆
∆∆
∆Q
2
: lưu lượng hiệu chỉnh lần
lượt cho vòng khép kín 1 và 2.
1
cu
i
moi
i
QQQ ∆+=
21
cu
i
moi
i
QQQQ ∆−∆+=
125
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Sau khi bổ sung lưu lượng hiệu chỉnh vào
các ống, lập bảng tính mới cho dh
i

của
các vòng khép kín 

 ∆
∆∆
∆Q
i
mới.
Chú ý: Mỗi lần lặp phải tính lại cho tất cả
các vòng khép kín (kể cả vòng khép kín
đã có < ).


 Trở lại các bước (4).
2. Nếu (1) thỏa 

 KẾT THÚC 

 Giá trò
lưu lượng các ống trong bảng lặp cuối
cùng.
[
]
Q∆
i
Q∆
126
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống

CHÚ Ý
Nên tham khảo giá trị sai số [
∆
∆∆
∆
∆
∆∆
∆Q] để
làm tròn số của giá
tr
tr
ị
ị
∆
∆∆
∆
∆
∆∆
∆Q tính từ kết
quả lập bảng.
 Ln ln có tính chất max[∆
∆∆
∆Q
i
] lần
lặp sau NHỎ hơn max[∆
∆∆
∆Q
i
] lần lặp

trước.
 Giá trị q
ij
trong đường “chung” ln
BẰNG NHAU & TRÁI DẤU trong 2
vòng khép kín mà nó là thành viên !
22
127
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
CHÚ Ý
 ðiều kiện cân bằng lưu
lượng nút LN LN đúng
tại bất kỳ NÚT ở bất kỳ vòng
tính lặp nào !
128
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
VÍ DỤ
A
B
D
C
q
AD
q
CD
Lặp lần n: Vòng ABCD

Q
D
Pt. q
AD
= Q
D
+ q
CD
Ln ln đúng
ở bất kỳ vòng
tính lặp nào
129
129
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
BA
BA
Û
Û
NG T
NG T
Í
Í
NH LA
NH LA
Ë
Ë
P
P

THAM KHA
THAM KHA
Û
Û
O
O
130
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
BẢNG MẪU TÍNH CHO MỖI VÒNG KHÉP KÍN
885,4933,45Tổng
60,33-3,0210000,305-0,05YZ

705,42+35,2715000,200+0,05XY
(s/m
2
)(m)(m)(m)(m
3
/s)
dh/QdhLDLưu lượng,
Q
Đoạn
Lặp lần n: Vòng XYZ
Dùng để tính l/l
hiệu chỉnh ∆
∆∆
∆Q
i
Cùng dấu !!!

Luôn luôn dương
131
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 1: Cho một mạng lưới cấp nước như sau:
Đặc trưng các đường ống như sau:
100010001500L(m)
300200200D(mm)
ACBCABĐoạn ống
Q
B
=40l/s
B
A
C
Q
C
=60l/s
s/l35q
0
AB
=
Gia trị l/l gia
thiết ban đầu
Q
A
132
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
Sử dụng phương pháp Hardy-Cross để xác
đònh lưu lượng trong các đường ống. Sai số
tối đa cho phép = 0.1 l/s. Cho biết tổn
thất năng lượng cột nước dh do ma sát đường
dài:
trong đó Q chỉ lưu lượng (m
3
/s) và d đường kính
ống (m) và L chỉ chiều dài đoạn ống (m).
 
=
 
 
1.85
4.87
10.68L Q
dh(m)
d 100
[
]
Q∆
23
133
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 2: Cho mạng lưới cấp nước sau:
1
2

3
4
5
q
3
=25 l/s
q
5
=35 l/s
q
l
=0.04 l/s/m
q
2
=10 l/s
0
42
q
−
Q
1
0,51110,5L (km)
250250250250300D(mm)
4-53-42-42-31-2Ống
134
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
• Quy luật thủy lực theo H-W:
L(m) chiều dài, d(m) đ/kính. Cột nước tự do yêu

cầu tối thiểu tại nút 5 là 14m, tại nút 3 là 16m.
a. Quy đổi lưu lượng phân bố q
l
thành lưu lượng
nút.
b. Xét cân bằng lưu lượng vó mô mạng lưới 

 Q
1


 Lưu lượng trong đường ống 1-2 tại nút 2.
85,1
87,4
120
Q
d
L68,10
)m(dh






=
135
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống

• Xét cân bằng lưu lượng đoạn ống 4-5 

 tính
lưu lượng trong đoạn ống 4-5 tại nút 4.


 LOẠI các đoạn 1-2 & 4-5 ra khỏi mạng lưới
và thay vào các giá trò q
i
tương ứng.


 Tính lưu lượng vào, ra khỏi mạng vòng 2-3-4.
c. Giả thiết q
2-4
0
=40 l/s, tính phân phối lưu lượng
trong mạng 2-3-4 với sai số 0,15 l/s bằng p/p
Hardy Cross.
d. Tính cột nước áp suất cần thiết tại nút 1. Cho
biết cao độ của 1 là 17m, các điểm còn lại là
10m.
136
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 3: Cho một mạng lưới cấp nước như sau:
Đặc trưng các đường ống như sau:
750750750L(m)
300200200D(mm)

ACBCABĐoạn ống
Q
B
=30l/s
B
A
C
s/l25q
0
AB
=
Khu dân cư có
12000dân, k
ngđ
=1.2
và k
h_max
=1.2,
q
tb
=120l/ng/ngđ
O
L
OA
=250m
D
OA
=300mm
q=0.04l/s/m
137

CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
• Cho biết tổn thất năng lượng cột nước
dh do ma sát đường dài:
trong đó Q chỉ lưu lượng (m
3
/s) và d
đường kính ống (m) và L chỉ chiều dài
đoạn ống (m).
 
=
 
 
1.85
4.87
10.68L Q
dh(m)
d 100
138
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
a. Biến đổi lưu lượng phân phối thành lưu
lượng nút.
b. Tính lưu lượng nước sinh hoạt giờ dùng
nước cao điểm của khu dân cư.
c. Loại bỏ OA ra khỏi mạng lưới và thay
thế lưu lượng tương ứng. Xác đònh lưu
lượng phân phối ban đầu trong mạng

lưới vòng ABC vào giờ dùng nước cao
điểm, với giả thiết q
AB
0
=25l/s.
24
139
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
d. Sử dụng phương pháp Hardy-Cross để
xác đònh lưu lượng trong các đường ống.
Sai số tối đa cho phép 0.25 l/s.
e. Giả thiết áp lực nước tự do yêu cầu tại
điểm lấy nước khu dân cư C là 16m.
Tính áp lực nước tại O. Cho cao độ tất
cả các điểm như nhau Z
0
, ngoại trừ O là
Z
0
+3m
140
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 4: Cho mạng lưới cấp nước
như hình sau. Cho biết tổn thất năng
lượng dh(m) tính theo cơng thức:
L(m) chiều dài ống, d(m) là đường

kính ống và Q(m
3
/s) lưu lượng chảy
qua ống.
85.1
87.4
140
Q
d
L68.10
)m(dh






=
141
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
a. Dùng p/p Hardy Cross tính lưu
lượng trong các đoạn ống với độ
chính xác u cầu là 0.6 l/s.
b. Giả thiết cột nước áp suất u cầu
tại D và G lần lượt là 16m và 14m.
Tính cột nước áp suất cần có tại A.
Biết rằng cao độ các nút là 10m,
ngoại trừ nút A là 14m.

142
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
500500500
100010005005001000
L(m)
0.20.20.20.30.30.20.20.3
d(m)
GCFGBF
EADECDBCAB
202020301020q (l/s)
GFE
DCBNút
A
B
C
D
E
F
G
q
AB
=60l/s
q
BC
=10l/s
143
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.

PGS. TS. Nguyễn Thống
Lần lặp 1, 2: 3.58l/s, -6.47l/s ; -1.69l/s, 1.04l/s
ðS: Sau 3 lần lặp – Xem . / CTN-DH / Hardy3-5.xls
-58.1EA
-38.1DE
-8.1CD
17.3BC
61.9AB
Q (l/s)
ðoạn
ABCDE
-17.3CB
-15.4GC
4.6FG
24.6BF
Q (l/s)
ðoạn
BFGC
144
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 5: Cho mạng luới cấp nước sau. Tính
phân phối lưu lượng trong các đoạn ống
với sai số 0.05l/s (C
HW
=100).
A
C
E

B
F
D
q
AE
=60l/s
q
EB
=35l/s
Q
A
=50l/s
Q
C
=75l/s
Q
B
=40l/s
Q
E
=30l/s
Q
F
=30l/s
Q
D
=25l/s
25
145
CẤP THỐT NƯỚC

Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Data: (Xem Excel 

 Hardy3_4):


 Xem kết quả sau 3 lần lặp 

.
0.30.20.30.250.30.20.3D(m)
1000500100050010005001000L(m)
DFBDEBCAFCEFAE
146
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
0.177-0.006l/s0.02delQ =
0.014-0.0315000.200-2.1EF
0.072-4.54910000.300-63.3FC
0.0210.2425000.25011.7CA
0.0704.33210000.30061.7AE
m/(l/s)(m)(m)(m)l/s
h/QhLDQĐoạn
0.1320.003l/s-0.01delQ =
0.0140.0315000.2002.1FE
0.039-1.22810000.300-31.2DF
0.036-0.2235000.200-6.21BD
0.0421.42310000.30033.8EB
m/(l/s)(m)(m)(m)l/s

h/QhLDQĐoạn
147
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Bài tập 6: Mạng lưới cấp nước như sau. Cho biết:
với D(m) là đường kính ống. Q (m
3
/s) lưu lượng. Xác
đònh lưu lượng với độ chính xác ±0.3 (l/s).
Q
A
B
C
D
Q
B
=0.02m
3
/s
Q
c
=0.05m
3
/s
Q
D
=0.03m
3
/s

q
AD
=0.049m
3
/s
q
DC
=0.012m
3
/s
A
85,1
87,4
120
Q
d
L68,10
)m(dh






=
148
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
50003000500040004000L(m)

200350200350350D(mm)
BDDACDBCAB
SỐ LIỆU ðƯỜNG ỐNG
149
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
Kết quả sau 2 lần lặp
0.5 l/sdel
ABD
=
414.929-0.366
57.472-2.76230000.350-0.0481DA
275.575-1.85850000.200-0.0067BD
81.8824.25440000.3500.0519AB
m/m**3/smmmm**3/s
dh/QdhLDQĐoạn
0.4 l/sdel
BCD
=III
766.946-0.511
275.5751.85850000.2000.0067DB
427.628-4.83550000.200-0.0113CD
63.7432.46640000.3500.0387BC
m/m**3/smmmm**3/s
dh/QdhLDQĐoạn
150
CẤP THỐT NƯỚC
Chương 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống

Bài tập 7: Cho mạng luới sau. Tính phân
phối lưu lượng trong các đoạn ống sau
2 lần lặp (C
HW
=100).
A
B
D E
C
F
q
AD
=50l/s
q
DE
=20l/s