ĐỒ án MẠNG lưới THOÁT nước p4
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (657.26 KB, 21 trang )
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
Mở đầu:
Tổng quan về mặt bằng và điều kiện tự nhiên khu vực thiết kế
Theo số liệu yêu cầu thiết kế, ta thấy Thành phố được thiết kế hệ thống thoát
nước có hai khu vực dân cư có mật độ dân số và tiêu chuẩn thải nước khác nhau.
Công tác thiết kế được tiến hành bằng việc coi đây là thiết kế hệ thống thoát
nước mới cho một Thành phố đang trong giai đoạn xây dựng.
Trong Thành phố có hai nhà máy công nghiệp có quy mô và tiêu chuẩn thải
nước khác nhau.
Dựa trên bản đồ thiết kế quy hoạch mặt bằng, ta đã biết được các khu vực và đã
xác định diện tích biên giới diện tích khu vực, dân số, hướng gió chủ đạo, các công
trình phục vụ công cộng, bệnh viện, trường học, vườn hoa,...
Có một con sông chạy dọc theo chiều dài Thành phố làm nhiệm vụ vận chuyển
nước thải cũng như nước mưa của toàn bộ hệ thống thoát nước.
Lựa chọn sơ đồ hệ thống thoát nước cho Thành phố
Theo yêu cầu, ta đi thiết kế hệ thống thoát nước cho một khu đô thị mới hoàn
toàn và trong giai đoạn cải tạo mở rộng.
Thiết kế hệ thống thoát nước có thể là kiểu chung, riêng hoàn toàn hay nửa
riêng. Mỗi kiểu hệ thống thoát nước đều có những ưu nhược điểm nhất định.
Với hệ thống thoát nước chung, khi khu vực xây dựng gồm nhiều khu nhà thấp
tầng thì có nhiều khuyết điểm. Chế độ thuỷ lực của hệ thống không ổn định, mùa
mưa nước chảy đầy cống có thể gây ngập lụt, nhưng mùa khô chỉ có nước thải sinh
hoạt và nước thải sản xuất thì độ đầy và tốc độ dòng chảy nhỏ không đảm bảo điều
kiện kỹ thuật gây nên lắng cặn làm giảm khả năng chuyển tải, tăng số lần nạo vét.
Ngoài ra do nước thải chảy tới trạm bơm, trạm xử lý không điều hoà về mặt lưu
lượng và chất lượng nên công tác điều phối trạm bơm và trạm xử lý trở nên phức
tạp và khó đạt hiệu quả mong muốn.
Với hệ thống thoát nước nửa riêng, vốn đầu tư xây dựng ban đầu cao vì phải
xây dựng song song hai hệ thống mạng lưới đồng thời. Ngoài ra, những chỗ giao
nhau của hai mạng lưới phải xây dựng giếng tách nước mưa, thường không đạt hiệu
quả m ong muốn về vệ sinh.
Theo quy hoạch phát triển của Thành phố, hệ thống thoát nước cần đảm bảo có
khả năng xả toàn bộ lượng nước mưa vào nguồn tiếp nhận (nước mặt). Đồng thời ta
thấy kệ điều kiện địa hình không thuận lợi đòi hỏi phải xây dựng nhiều trạm bơm
nước thải khu vực, khu vực thiết kế lại được quy hoach để trở thành một Thành phố
hiện đại trong tương lai. Do đó ta chọn hệ thống thoát nước riêng cho Thành phố.
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
1
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
Hệ thống có những ưu điểm thấy rõ so với hai hệ thống thoát nước kể trên là:
-
Giảm được vốn đầu tư xây dựng đợt đầu
-
Chế độ làm việc thuỷ lực của hệ thống ổn định
- Công tác quản lý duy trì hiệu quả.
Vây, ta đi tính toán thiết kế hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn cho Thành
phố.
PHầN I: CHUẩN Bị Số LIệU TíNH TOáN
Tiêu chuẩn nước thải của khu dân cư:
Diện tích
F (ha)
576,78
508,49
Khu vực
I
II
Mật độ
(người/ha)
300
350
Tiêu chuẩn thải
nước (l/ng.ngđ)
250
220
1. Lưu lượng nước thải sinh hoạt từ các khu nhà ở:
Xác định dân số tính toán theo công thức:
N = FiNi
Trong đó:
: Tỷ số diện tích nhà ở đối với diện tích toàn Thành phố, lấy:
+ Khu vực I: =0,9
+ Khu vực I: =0,85
Fi: Diện tích của các khu vực tính toán, theo số liệu đo được thì:
+ Diện tích của khu vực I là FI =576,78 (ha)
+ Diện tích của khu vực II là FII =508,49 (ha)
Ni: mật độ dân số của các khu vực tính toán
Từ công thức trên ta có dân số tính toán của các khu vực là:
Khu vực I: N1= 0,9.576,78.300 =155730 (người)
Khu vực II: N2= 0,85. 508,49.350 =151275 (người)
Vậy tổng dân số của cả Thành phố là: N = N1 + N2 =307005 (người)
Xác đinh lưu lượng trung bình ngày:
Theo công thức:
q i .N
Qtbngày = 0 = (m3/ngđ)
1000
Trong đó
qi0 là tiêu chuẩn thải nước của khu vực dân cư i.
q10 .N1 250.155730
Khu vực I : Qtb-ngày1=
=
38932,5 (m3/ngđ)
1000
1000
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
2
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
q 20 .N2 220.151275
=
33280,5 (m3/ngđ)
1000
1000
Vậy, tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt thải ra tại Thành phố trong một ngày
Khu vực II: Q tb-ngày2=
đêm là:
Qsh-tp = Qtb-ngày1 + Qtb-ngày2 = 72213 (m3/ngđ)
Xác định lưu lượng trung bình giây:
tb
Theo công thức: qitb = Q ngày (l/s)
24.3,6
tb - 1
38932,5
Khu vực I: qtb-s1 = Q ngày =
=450,6 (l/s) k1ch = 1,275
24.3,6
24.3,6
tb - 2
33280,5
Khu vực II: qtb-s2 = Q ngày =
=385,2 (l/s) k2ch = 1,3
24.3,6
24.3,6
Lưu lượng trung bình giây của toàn bộ Thành phố là:
qtb-TPs = qtb-s1 + qtb-s2 = 450,6 +385,2 = 835,8 (l/s)
Từ lưu lượng trung bình giây, để có lưu lượng tính toán cho toàn Thành phố ta
phải đi tìm hệ số không điều hòa kch. Nội suy theo bảng Trị số kch phụ thuộc qtbs,
ta có: kch = 1,2
Lưu lượng tính toán là lưu lượng giây max:
q10max = qtb-s1. k1ch = 1,275.450,6 = 574,5 (l/s)
q20max = qtb-s2. k2ch = 1,3.385,2 = 500,76(l/s)
Lưu lượng trung bình lớn nhất của toàn Thành phố là:
qmax = qtb-TPs.kch = 835,8.1,2= 1002,96 (l/s)
Kết qủa tính toán được cho theo bảng sau:
Bảng 1: Lưu lượng nước thải tính toán của khu dân cư
Khu
vực
Diện
tích
(ha)
Số dân
(người)
Mật độ
(người/ha)
T/c thoát
nước: q0
(l/ng.ngđ)
Q
(m3/ng.đ)
q
(l/s)
kch
qmax
(l/s)
I
II
576,78
508,49
155730
151275
300
350
250
220
38932,5
33280,5
450,6
385,2
1,275
1,3
574,5
500,76
Tổng 1085,27
307005
-
-
72213
835,8
1,2
1075,26
2. Xác định lưu lượng tập trung có trong tiêu chuẩn thải nước:
a. Bệnh viện
Số giường bệnh nhân lấy theo quy phạm là 0,09 %N
0,9
0,9
B=
.N =
307005 =276 (người)
1000
1000
Lấy số bệnh nhân là 300người, vậy ta thiết kế 2 bệnh viện mà mỗi bệnh viện có
150 giường.
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
3
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
- Tiêu chuẩn thải nước: qbv0 =500 (l/ng.ngđ)
- Hệ số không điều hòa giờ: kh = 2,5
- Bệnh viện làm việc 24/24 giờ trong ngày
Do vậy ta tính được các số liệu cơ bản đối với 1 bệnh viện như sau:
- Lưu lượng thải trung bình trong ngày là:
B.q bv
0
Qtbngày =
= 500.150 =75(m3/ngày)
1000
1000
- Lưu lượng thải trung bình giờ là:
tb
75
Qtbgiờ= Q ngày =
3,125 (m3/h)
24
24
- Lưu lượng Max giờ là:
Qhmax= kh. Qtbgiờ = 2,5.3,125 = 7,8125 (m3/h)
- Lưu lượng Max giây là:
h
qsmax = Q max = 2,2 (l/s)
3,6
b. Trường học:
- Số học sinh lấy theo quy phạm là 18%N
18
18
H=
.N =
.307005 55261 (người)
100
100
Thiết kế 19 trường học, mỗi trường có 3000 học sinh (nghĩa là h = 3000 người)
- Tiêu chuẩn thải nước: qth0 = 20 (l/ng.ngđ)
- Hệ số không điều hòa giờ kh = 1,8
- Trường học làm việc 12 giờ trong ngày
Do vậy ta tính được các số liệu cơ bản đối với 1 trường học như sau:
- Lưu lượng thải trung bình ngày là:
h.q th
0
Qtbngày =
3000.20 60 (m3/ngày)
1000
1000
- Lưu lượng thải trung bình giờ là:
tb
Qtbgiờ= Qng 60 5 = (m3/h)
12
12
- Lưu lượng Max giờ là:
Qhmax=kh. Qtbgiờ = 1,8.5= 9 (m3/h)
-
Lưu lượng Max giây là:
h
9
qsmax = Q max =
2,5 (l/s)
3,6
3,6
c. Nhà tắm công cộng:
Quy mô thải nước:
Số người đến nhà tắm công cộng lấy theo tiêu chuẩn là3% dân số tính toán
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
4
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
trong khu vực đô thị. T = 3%N = 0,03. 307005 = 9210,15 (người), lấy tròn
bằng9210 người.
- Tiêu chuẩn thải nước: q0 = 150 (l/người -lần)
- Thời gian dùng nước: T = 10 (h)
- Hệ số điều hòa: kh = 1
- Lưu lượng thải trung bình ngày các nhà tắm công cộng:
Qtbngày = 9210.150 = 1382(m3/ngày)
1000
- Lưu lượng thải trung bình giờ:
tb
Qtbgiờ= Q ngày 1382 = 138,2 (m3/h)
T
10
- Lưu lượng max giờ là:
Qmaxgiờ= Qtbgiờ.kh =138,2. 1= 138,2 (m3/h)
- Lưu lượng thải max giây:
max
Qtbgiây= Q giờ 138,2 = 38,4 (l/s)
3,6
3,6
Quy mô của các công trình công cộng được lấy như sau:
2 Bệnh viện
19 Trường học
7 Nhà tắm công cộng
Ta có bảng tổng hợp nước thải tập trung từ các công trình công cộng như sau:
Bảng 2: Lưu lượng tập trung từ các công trình công cộng
Nơi thoát
nước
Qui mô
thải
nước
1 Bệnh viện
2 Bệnh viện
1 Trường học
19Trường học
1 Nhà tắm
7 Nhà tắm
150
300
3000
57000
1400
9800
Số giờ
làm
việc
24
12
10
Tiêu
chuẩn
thải
nước
500
20
150
-
Lưu lượng
kh
2,5
1,8
1
TB ngày
(m3/ngày)
TB giờ
(m3h)
Max giờ
(m3/h)
Max giây
(l/s)
75
150
60
1140
1382
9674
3,125
6,25
5
95
138,2
967,4
7,8
15,6
9
171
138,2
967,4
2,2
4,4
2,5
47,5
38,4
268,8
3.Lưu lượng nước thải từ các nhà máy xí nghiệp:
a, Tổng lượng nước thải sản xuất:
Lưu lượng nước thải sản xuất chiếm 20% lưu lượng nước thải của khu dân cư
được xác định theo công thức:
Qsx = 20 .72213 = 14442,6 (m3/ng.đ)
100
Lượng nước thải này được tính đều đối với các nhà máy, mỗi nhà máy được tính
toán với một lưu lượng nước thải sản xuất là 7221,3 (m3/ng.đ). Trong đó,Nhà máy I
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
5
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
có 75% nước thải bẩn phải xử lý (tức Qngày =5416 m3/ng.đ) và 25% nước thải quy
ước sạch không cần phải xử lý. Nhà máy I I có 60% nước thải bẩn phải xử lý (tức
Qngày =4334 m3/ng.đ) và 40% nước thải quy ước sạch không cần phải xử lý.
Nhà máy I:
Nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ.
Lưu lượng ngày Qngày = 5416 (m3/ng.đ), phân phối theo các ca như sau:
Ca I:
40%
tức
2166,4 (m3/ca)
Ca II:
30%
tức
1624,8 (m3/ca)
Ca III:
30%
tức
1624,8(m3/ca)
Hệ số không điều hoà trong mỗi ca là kh =1, như vậy lưu lượng giờ đều bằng
nhau.
Ca I:
QIgiờ =
2166,4
=270 (m3/h)
8
Ca II:
QIIgiờ =
1624,8
203 (m3/h)
8
Ca III:
QIIIgiờ =
1624,8
203 (m3/h)
8
Do đó, lưu lượng giây lớn nhất là: qsmax-XNI =
270
75 (l/s)
3,6
Nhà máy II:
Nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ.
Lưu lượng ngày Qngày = 4334 (m3/ng.đ), phân phối theo các ca như sau:
Ca I:
0%
tức
0 (m3/ca)
Ca II:
50%
tức
2167 (m3/ca)
Ca III:
50%
tức
2167 (m3/ca)
Hệ số không điều hoà trong mỗi ca là kh =1, như vậy lưu lượng giờ đều bằng
nhau.
Ca I:
QIgiờ =
0
=0 (m3/h)
8
Ca II:
QIIgiờ =
2167
270 (m3/h)
8
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
6
Đồ án mạng lưới thoát nước
Ca III:
QIIIgiờ =
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
2167
270 (m3/h)
8
Do đó, lưu lượng giây lớn nhất là: qsmax-XNII =
270
75 (l/s)
3,6
Từ các số liệu trên đây ta có bảng thống kê lưu lượng nước thải sản xuất cho các
nhà máy xí nghiệp như sau:
Bảng 3: Lưu lượng nước thải sản xuất thải ra từ các nhà máy
Nhà máy
I
Tổng
II
Tổng
Lưu lượng
Ca
I
II
III
Nhà máy I
I
II
III
Nhà máy II
%Q
m3/ca
40
30
30
100
0
50
50
100
2166,4
1624,8
1624,8
5416
0
2167
2167
1200
Hệ số
không điều
hoà kh
1
1
1
0
1
1
-
Lưu lượng
Qh (m3/h)
qtính toán
(l/s)
270
203
203
676
0
270
270
540
75
0
75
-
b, Tổng lượng nước thải sinh hoạt và nước tắm của công nhân:
Tổng số công nhân của cả hai nhà máy chiếm 19% tổng dân số Thành phố
19
Wcn =
.307005 = 58332(người)
100
- Số công nhân trong nhà máy I chiếm 70% tổng số công nhân trong toàn
Thành phố:
N1 =
50
.58332 = 29166 (người)
100
- Số công nhân trong nhà máy II chiếm 30% tổng số công nhân trong toàn
Thành phố:
N2 =
50
.58332 = 29166 (người)
100
Theo các số liệu đã cho, ta có bảng xác định lưu lượng nước thải sinh hoạt và
nước tắm cho công nhân trong các nhà máy như sau:
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
7
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
Bảng 4: Biên chế công nhân trong các nhà máy, xí nghiệp
Trong PX
nóng
Trong PX
nguội
Số
người
%
Số
người
Số người được tắm trong
các PX
PX nóng
PX nguội
Số
Số
%
%
người
người
I
70 20416 30
8750
75 21875 60 17500 40 11666 30
II
40 11666 60 17500 80 23333 60 17500
Tên
nhà
máy
%
Biên chế công nhân theo các ca
Ca I
Số
%
người
0
0
Ca II
Số
%
người
8750
Ca III
Số
%
người
30
8750
50 14583 50 14583
Dưới đây là bảng xác định nước thải bẩn sinh hoạt và nước tắm cho công nhân
cùng bảng phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt trong các nhà máy - Bảng 5 và
Bảng 6.
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
8
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
Theo bảng thống kê lưu lượng nước thải của Thành phố (Bảng 7) ta đi tính được
lưu lượng nước thải tính toán qtt của các xí nghiệp công nghiệp như sau:
Lưu lượng thải tập trung từ xí nghiệp I:
Ta thấy tại xí nghiệp I vào 14 - 15 giờ, lưu lượng nước thải (gồm cả sản xuất,
tắm và sinh hoạt) là lớn nhất và bằng 205,34 + 15,75 + 45 = 266,09 (m3/h) hay:
q0XNI-max 266,09.1000 =73,9 (l/s)
3600
Do vậy, lưu lượng tập trung tính toán của xí nghiệp I là:
qXN-Itt = 73,9 (l/s)
Lưu lượng thải tập trung từ xí nghiệp II:
Ta thấy tại xí nghiệp II vào 14 - 15 giờ, lưu lượng nước thải (gồm cả sản xuất,
tắm và sinh hoạt) là lớn nhất và bằng 75,54 + 7 + 45 =127,54 (m3/h) hay:
q0XNI-max 127,54.1000 =35,43 (l/s)
3600
Do vậy, lưu lượng tập trung tính toán của xí nghiệp I là:
qXN-Itt = 35,43 (l/s)
Sở dĩ ta chọn lưu lượng tính toán là lưu lượng lớn nhất trong các giờ thải nước
của xí nghiệp vì như vậy sau khi thiết kế, đương nhiên hệ thống ống đảm bảo thoát
thoát nước an toàn.
4. Lập bảng tổng hợp lưu lượng nước thải cho toàn Thành phố:
Nước thải từ khu dân cư:
Từ hệ số không điều hòa kch =1,4 ta xác định được sự phân bố nước thải theo các
giờ trong ngày (Xem bảng tổng hợp lưu lượng nước thải của Thành phố).
Nước thải từ các bệnh viện:
Từ hệ số không điều hòa kch =1,25 ta xác định được sự phân bố nước thải theo các
giờ trong ngày.
Nước thải từ trường học:
Từ hệ số không điều hòa kch =1,8 ta xác định được sự phân bố nước thải theo 12
tiếng hoạt động theo các giờ trong ngày.
Nước thải từ các nhà tắm công cộng:
Từ hệ số không điều hòa kch =1,00 ta xác định được sự phân bố nước thải theo các
giờ trong ngày.
Nước thải sản xuất từ các nhà máy:
Nước thải sản xuất của các nhà máy thải điều hòa trong các giờ trong ngày
Nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca của nhà máy:
Lượng nước thải này được tính theo bảng 6 - trang 8.
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
9
§å ¸n m¹ng líi tho¸t níc
GVHD: THS. NguyÔn H÷u Hßa
Tõ c¸c sè liÖu ®ã, ta cã b¶ng tæng hîp lu lîng níc th¶i Thµnh phè vµ biÓu
®å dao ®éng níc th¶i cña Thµnh phè nh sau:
2.77
1.71
1.84
1.84
1.73
1.7
2
1.7
3
2.75
4.21
4.43
5.26
5.31
3.6
4
3.98
5
5.25
4.69
5.55
5.77
5.76
5.53
6
5.7
6.42
7
6.86
8
5.64
%Qng.®
BiÓu ®å dao ®éng níc th¶i TP
1
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
13 14 15 16 17
18 19 20
21 22 23 24
Giê trong ngµy
Cßn trang sau lµ B¶ng tæng hîp lu lîng níc th¶i cña Thµnh phè
sv: NguyÔn Xu©n Lîi 49MN3 - Ms: 2890.49
10
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
Phần II: vạch tuyến và tính toán mạng lưới
I. Vạch tuyến mạng lưới thoát nước và xác định vị trí Trạm xử lý
Vạch tuyến mạng lưới thoát nước là một khâu rất quan trọng trong công tác
thiết kế mạng lưới thoát nước, nó ảnh hưỏng trực tiếp đến giá thành xây dựng và giá
thành hệ thống nói chung.
Công tác vạch tuyến mạng lưới được tiến hành theo nguyên tắc sau:
1. Triệt để lợi dụng địa hình để sao cho mạng lưới thoát nước tự chảy là chủ
yếu, đảm bảo thu nước nhanh nhất vào đường ống chính của lưu vực và của
toàn Thành phố.
2. Mạng lưới thoát nước phải phù hợp với hê thống thoát nước đã chọn.
3. Vạch tuyến hợp lý để chiều dài cống là nhỏ nhất, giảm độ sâu đặt cống
nhưng cũng tránh đặt nhiều trạm bơm.
4. Đặt đường ống phải phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn và tuân theo
các quy định về khoảng cách đối với hệ thống công trình ngầm.
5. Hạn chế đặt đường ống thoát nước qua các sông, hồ và qua các công trình
giao thông như đường sắt, đê, kè, Tuynen,...
6. Các cống góp chính phải đổ về trạm làm sạch và cống xả nước ra hồ chứa.
Trạm xử lý đặt ở phía thấp so với địa hình Thành phố, nằm ở cuối nguồn
nước, cuối hướng gió chính, đảm bảo khoảng cách vệ sinh đối với các khu
dân cư và các xí nghiệp công nghiệp.
Do vậy, với địa hình có độ dốc giảm dần theo hướng Tây - Nam... ta vạch tuyến
theo phương án tập trung. Nước thải được các ống góp lưu vực, ống góp chính chảy
cào ống chính rồi về trạm bơm để bơm vào trạm xử lý trước lúc đổ ra sông. Cống
chính được đặt dọc theo triền thấp nhất của Thành phố, gần song song với sông.
Căn cứ vào mặt bằng mạng lưới thoát nước, ta có 2 phương án vạch tuyến mạng
lưới thoát nước (Xem hình vẽ trang sau).
Từ đây ta có nhận xét như sau về hai phương án:
Phương án 1: Độ dài ống chính và các ống nhánh từ các lưu vực đổ vào tương
đối ngắn, đáp ứng được về độ dốc cũng như việc tính toán thuỷ lực. Do các
tuyến chính ngắn và ít nên khả năng đào bới cũng như bơm chuyển bậc ít nên
giá thành xây dựng mạng lưới giảm.
Phương án 2: Độ dài các tuyến nhánh ở các lưu vực dài, cũng tận dụng được độ
dốc địa hình. Nhưng do tuyến cống từ các lưu vực dài nên khả năng đào bới
tăng, số trạm bơm chuyển bậc tăng dẫn đến giá thành xây dựng mạng lưới tăng.
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
12
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
So sánh hai phương án ta thấy phương án 1 có nhiều thuận lợi hơn cả, do đó ta
chọn phương án tính toán là phương án 1vì nó vừa đáp ứng yêu cầu về kinh tế lẫn kỹ
thuật.
II. Tính toán mạng lưới thoát nước
1. Lập bảng tính toán diện tích các ô thoát nước
Diện tích các ô đất xây dựng và các lưu vực thoát nước được tính toán dựa trên
đo đạc trực tiếp trên bản đồ quy hoạch Thành phố. Các kết quả tính toán được thể
hiện trong các bảng sau:
Bảng 8: Bảng diện tích các lưu vực thoát nước
Khu vực I
Số
thứ tự
ô
1
2
3
4
11
12
13
Khu vực II
Ký hiệu
ô
Diện
tích
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
10.19
7.89
8.18
9.03
6.23
2.79
6.48
1.91
6.77
4.22
6.69
2.82
6.65
3.93
6.28
4.95
2.25
4.89
2.55
4.83
2.12
7.51
2.23
2.26
2.36
6.70
2.15
7.01
Số thứ
tự ô
5
6
7
8
9
10
17
18
Khu vực II
Ký hiệu
ô
Diện
tích
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
a
b
c
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
5.98
11.52
6.88
10.94
4.65
2.22
5.00
3.49
2.61
4.08
5.24
2.05
5.34
5.82
2.34
3.90
2.20
5.21
2.28
8.41
2.11
7.34
2.47
7.84
2.45
7.25
2.82
6.39
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
Số thứ
tự ô
40
41
42
43
44
45
46
Ký hiệu
ô
Diện
tích
a
b
c
a
b
c
a
b
c
d
a
b
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
1.85
3.83
3.2
3.68
2.88
2.28
4.56
4.85
6.76
3.1
3.87
5.16
2.81
2.1
2.18
6.23
2.06
4.32
2.65
4.32
3.3
2.47
4.53
1.77
15
§å ¸n m¹ng líi tho¸t níc
14
15
16
20
21
22
24
25
26
28
29
30
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
a
b
c
d
a
b
c
2.67
7.66
2.78
7.76
2.59
6.41
2.84
6.35
2.68
5.47
3.04
4.83
2.67
8.74
2.56
9.12
3.03
6.14
2.05
6.92
3.81
4.21
3.73
3.53
2.84
10.62
3.52
11.05
5.50
5.86
5.78
5.73
4.82
3.90
4.80
2.99
6.57
4.10
1.50
5.98
2.82
5.37
2.74
3.36
3.46
19
23
27
31
32
33
34
35
36
37
38
39
GVHD: THS. NguyÔn H÷u Hßa
c
d
a
b
c
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
sv: NguyÔn Xu©n Lîi 49MN3 - Ms: 2890.49
3.34
7.59
2.32
7.06
7.68
3.01
6.62
3.08
6.12
5.04
5.87
5.09
6.12
4.27
3.54
4.60
1.68
3.13
4.64
4.16
1.52
4.08
1.58
4.32
1.81
5.00
2.03
5.04
1.97
6.64
2.07
5.68
5.10
4.48
1.73
4.45
1.70
4.72
1.75
5.60
1.64
5.64
1.73
5.89
2.41
16
Đồ án mạng lưới thoát nước
d
2.64
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
d
4.87
2. Xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn ống tính toán
Trước tiên, để tính lưu lượng cho từng đoạn ống, ta đi tính lưu lượng riêng cho
từng khu vực thoát nước.
Xác đinh lưu lượng riêng:
Bố trí Bệnh viện và Trường học đều trên khu vực I và khu vực II, tức là trong
mỗi khu vực có 1 bệnh viện, 7 trường học và 2 nhà tắm công cộng. Do đó, lưu
lượng công cộng được phân phối đều ở cả 2 khu vực:
QBV QTH Qtắm
450 560 840
QIIcông cộng = QIcông cộng =
=
= 925 (m3/ngđ)
2
2
Xác định lưu lượng riêng của khu vực I:
QIcc = 925 (m3/ngđ)
Tiêu chuẩn thoát nước công cộng của khu vực I là:
Q I cc.1000 925.1000
qcc =
=
= 16,59 (l/người.ngày)
N1
55755
Tiêu chuẩn thoát nước của khu vực I sau khi đã trừ đi q cc là:
qn = q10 - qcc =120 - 16,59 = 103,41 (l/người.ngày)
Do vậy, qIr = 103,41.180 = 0,216 (l/s.ha)
86400.
Xác định lưu lượng riêng của khu vực II:
QIIcc = 925 (m3/ngđ)
Tiêu chuẩn thoát nước công cộng của khu vực I là:
Q I cc.1000 925.1000
qcc =
=
= 16,71 (l/người.ngày)
N1
55355
Tiêu chuẩn thoát nước của khu vực I sau khi đã trừ đi q cc là:
qn = q1I0 - qcc =120 - 16,71= 103,29 (l/người.ngày)
Do vậy, qIIr = 103,29.150 = 0,18 (l/s.ha)
86400.
Xác định lưu lượng trên các đoạn cống của tuyến tính toán:
Lưu lượng tính toán của từng đoạn ống được coi như chảy vào đầu đoạn cống và
được xác định theo công thức:
qntt = (qndđ + qnnhánh bên + qnvc).kch + qttrung
Trong đó:
qntt: Lưu lượng tính toán cho đoạn cống thứ n,
qndđ: Lưu lượng dọc đường của đoạn cống thứ n,
Với: qndd = F.qr (ở đây, F là tổng diện tích của tất cả các tiểu khu đổ nước
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
17
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
thải theo dọc tuyến cống đang xét, qr là lưu lượng riêng của khu vực chứa
tiểu khu).
qnnhánh bên: Lưu lượng nhánh bên đổ vào đoạn cống thứ n,
Với: qnnhánh bên = F.qr (ở đây, F là tổng diện tích của tất cả các tiểu khu đổ
vào các nhánh bên).
qnvc : Lưu lượng vận chuyển qua đoạn ống thứ n, là tổng lưu lượng dọc
đường, nhánh bên, vận chuyển của đoạn cống phía trước đoạn cống tính
toán,
kch : Hệ số không điều hoà chung, xác định dựa vào tổng lưu lượng nước
thải của đoạn cống đó.
qttrung: Lưu lượng tính toán của các công trình công cộng, xí nghiệp công
nghiệp được quy ước là đổ vào đầu đoạn cống tính toán.
Dựa vào công thức trên, ta tính dược lưu lượng cho từng đoạn cống. Kết quả
tính toán cho tuyến cống tính toán được thể hiện trong bảng thống kê lưu lượng theo
tuyến cống chính - Bảng 9.
Ghi chú: Trong khi xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn cống của mạng
lưới, ta đã dùng công thức sau để xác định hệ số không điều hoà:
K 2,69
ch
q 0,121
tb
III. Tính toán độ sâu đặt cống đầu tiên cho các tuyến cống tính
toán
1. Độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống chính
Căn cứ vào bảng tính toán cho từng đoạn cống ở trên, ta tiến hành tính toán
thuỷ lực cho từng đoạn cống để xác định được: Đường kính ống D, độ dốc thuỷ lực
i, vận tốc dòng chảy v sao cho phù hợp với các yêu cầu về đường kính nhỏ nhất, độ
đầy tính toán, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đường cống, độ sâu đặt cống được đặt
theo quy phạm.
Việc tính toán thuỷ lực dựa vào :
bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước
-
GS. Trần Hữu Uyển.
Độ sâu đặt cống nhỏ nhất của tuyến cống được tính theo công thức:
H = h + (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + d (m)
Trong đó:
h: Độ sâu đặt cống đầu tiên của cống trong sân nhà hay trong tiểu khu, lấy
bằng (0,20,4) m +d - Với d là đường ống trong tiẻu khu. Lấy h = 0,4 (m),
i : Độ dốc của cống thoát nước tiểu khu hay trong sân nhà tính bằng ,
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
18
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
L1: Chiều dài đoạn nối từ giếng kiểm tra tới cống ngoài đường phố - m,
L2: Chiều dài của cóng trong nhà (hay tiểu khu) - m,
Z0: Cốt mặt đất đầu tiên của giếng thăm trong nhà hay trong tiểu khu,
Zd: Cốt mặt đất ứng với giếng thăm đầu tiên của mạng lưới thoát nước của
khu đô thị,
d: Độ chênh giữa kích thước của cống thoát nước đường phố với cống thoát
nước trong sân nhà (tiểu khu).
d = Dđường phố - Dtiểu khu = 300 - 200 = 100 (mm) = 0,1 (m)
Lấy tuyến cống 12 13 14 15 590 làm tuyến cống tính toán.
Với:
i1 = i2 = 0,005
L1 = 50 (m)
L2 = 140 (m)
h = 0,5 (m)
d = 0,1 (m)
Zd = 81,3 (m)
Z0 = 80,7 (m)
Vậy độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống tính toán là:
H = 0,4 + (0,005.30 + 0,005.140) + 81,3 - 81 + 0,1 (m)
H = 1.75 (m)
2. Độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống kiểm tra
Lấy tuyến ba tuyến cống
và
Tuyến 1:
18 19 5
Tuyến 2:
1 2 5
Tuyến 3: 25 26 27 28 29 17 làm tuyến cống kiểm tra. Việc
tính toán kiểm tra là ta đi tính xem độ sâu đặt cống theo các tuyến kiểm tra tại
giếng 5 có đảm bảo để nước thải đổ được vào giếng theo tuyến tính toán hay không;
19
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
nếu không đảm bảo thì phải chọn lại tuyến tính toán.
Chiều sâu đặt cống đầu tiên tại tuyến kiểm tra 1
H = h + (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + d (m)
Với:
i1 = i2 = 0,005
L1 = 30 (m)
L2 = 120 (m)
h = 0,4 (m)
d = 0.1 (m)
Zd = 84,7 (m)
Z0 = 84,5 (m)
Vậy độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống kiểm tra 1 là:
H1 = 0,4 + (0,005.30 + 0,005.120) + 84,7 - 84,5 + 0,1 (m)
H 1= 1,55 (m)
Chiều sâu đặt cống đầu tiên tại tuyến kiểm tra 2
H = h + (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + d (m)
Với:
i1 = i2 = 0,005
L1 = 50 (m)
L2 = 130 (m)
h = 0,4 (m)
d = 0,1 (m)
Zd = 81,3 (m)
Z0 = 81,2 (m)
Vậy độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống kiểm tra 2 là:
H2 = 0,4 + (0,005.30 + 0,005.130) + 81,3 - 81,2 + 0,1 (m)
H2 = 1.4 (m)
Chiều sâu đặt cống đầu tiên tại tuyến kiểm tra 3
H = h + (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + d (m)
Với:
i1 = i2 = 0,005
L1 = 30 (m)
L2 = 150 (m)
h = 0,4 (m)
d = 0.1 (m)
Zd = 83,2 (m)
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
20
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
Z0 = 83 (m)
Vậy độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống kiểm tra 3 là:
H1 = 0,4 + (0,005.30 + 0,005.150) + 83,2 - 83 + 0,1 (m)
H 1= 1,6 (m)
Sau khi xâc định độ sâu đặt cống đầu tiên, ta tiếp tục xác định cốt đáy cống cho
các đoạn cống tiếp theo. Các đoạn cống được nối theo mặt nước khi chiều cao lớp
nước đoạn cống phía sau lớn hơn chiều cao lớp nước đoạn cống phía trước; còn khi
chiều cao lớp nước đoạn cống phía sau là nhỏ hơn thì nối theo đáy cống.
Khi tính toán thuỷ lực các tuyến cống ta phải khống chế độ sâu đặt cống, chiều
sâu đặt cống không được lớn quá vì như thế sẽ khó khăn cho việc thi công và tốn
kém về mặt kinh tế. Khi chiều sâu đặt cống lớn - lớn hơn 6 m , ta phải đặt các trạm
bơm cục bộ để giảm chiều sâu đặt cống của các đoạn tiếp theo.
Dưới đây là các Bảng xác định lưu lượng tính toán và Bảng tính
toán kiểm tra thuỷ lực tuyến cống chính và tuyến cống kiểm tra.
Theo Bảng tính toán kiểm tra thuỷ lực các tuyến cống ta thấy tuyến
cống 12 13 14 15 590 là tuyến cống bất lợi nhất.
Kết quả tính toán tuyến kiểm tra 25 26 27 28 29 17 ta thấy tuyến
cống này có độ sâu đặt cống tại điểm 17 là 3,79 (m), cao hơn độ sâu đặt cống tại
điểm 17 của tuyến cống tính toán, do đó tại đây đảm bảo được nước chảy vào tuyến
cống chính. Cũng tại điểm tính toans 17, ta đặt bơm bơm nước lên cao một đoạn
h=3,0 (m để giảm chiều sâu đặt cống của các tuyến phía sauvà tạo điều kiện thi
công được dễ dàng.
Sau khi bơm, tại giếng5, ta thấy chiều sâu đặt cống của nó đảm bảo cho tuyến
nhánh đổ vào được do đó các tuyến ống nhánh khác cũng sẽ đổ vào được tuyến
cống chính một cách dễ dàng. Như vậy công tác tính toán thuỷ lực mạng lưới đảm
bảo vận chuyển nước thải đến trạm xử lý.
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
21
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
IV. Tính toán hệ thống thoát nước mưa
1. Vạch tuyến hệ thống thoát nước mưa
Nguyên tắc:
Mạng lưới thoát nước mưa là một khâu được thiết kế nhằm đảm bảo thu và vận
chuyển nước mưa ra khỏi đô thị một cách nhanh nhất, chống hiện tượng úng ngập
đường phố và các khu dân cư. Để đạt được yêu cầu đó, khi vạch tuyến chúng ta phải
dựa trên một số nguyên tắc sau:
1. Nước mưa được xả thẳng vào nguồn (sông, hồ gần nhất bằng cách tự chảy).
2. Tránh xây dựng các trạm bơm thoát nước mưa.
3. Tận dụng các ao hồ sẵn có để làm hồ điều hoà.
4. Khi thoát nước mưa không làm ảnh hưởng tới vệ sinh môi trường và quy
trình sản xuất.
5. Không xả nước mưa vào những vùng không có khả năng tự thoát, vào các ao
tù nước đọng và các vùng dễ gây xói mòn.
Ta vạch tuyến hệ thống thoát nước mưa theo sơ đồ thẳng góc, nước mưa cùng
với nước thải sản xuất quy ước sạch được góp vào các tuyến cống rồi đổ thẳng ra
sông.
Đối với sơ đồ tính toán nước mưa thì ta chỉ tính toán cho một tuyến bất kỳ.
Trong đồ án này chọn tuyến cống giữa hai khu vực I và II làm tuyến cống tính toán.
2. Tính toán diện tích mặt bằng tuyến tính toán
Dưới đây là bảng tính toán diện tích các ô thoát nước mưa.
Ký hiệu
diện tích
5a
5b
5c
10a
10b
10c
Diện tích,
ha
15.00
6.50
18.8
8.53
5.12
11.36
Ký hiệu
diện tích
17a
17b
17c
23a
23b
Diện tích,
ha
7.74
5.46
10.12
7.72
4.87
Ký hiệu
diện tích
23c
27a
27b
31a
31b
Cxh
13
Tổng cộng
Diện tích, ha
10.27
13.66
10.17
10.69
8.00
167,01
3. Cường độ mưa tính toán
Cường độ mưa tính toán được xác định theo công thức:
q .(20 b)n .(1ClgP)
q= 20
(l/s-ha)
(t b)n
Trong đó:
-
Các hệ số q20,b,n,P là các thông số đã cho để tính toán, đã được cho như sau:
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
30
Đồ án mạng lưới thoát nước
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
q20 = 112
m = 0,18
b = 19
C = 0,45
n = 0,82
-
t: Thời gian mưa - tính bằng phút.
Căn cứ vào đặc điểm vùng thoát nước mưa là vùng có địa hình bàng phẳng (độ
dốc trung bình mặt đất < 0,006) với diện tích lưu vực thoát nước mưa tính toán nhỏ
hơn 150 (ha). Do đó ta lấy chu kỳ tràn cống P = 1,5; khi đó, với các giá trị đã biết
trước của t, ta tính được q cho từng đoạn cống tính toán để đưa và công thức tính
toán lưu lượng nước mưa cho tuyến cống đó.
4. Xác định thời gian mưa tính toán
Thời gian mưa tính toán được xác định theo công thức:
t = tm + tr + tc (phút)
tm: thời gian nước chảy từ điểm xa nhất trên lưu vực đến rãnh, do không có
mương thoát nước nên lấy tm= 10 (phút).
tr: thời gian nước chảy trên rãnh đến giếng thu đầu tiên được tính theo công
thức:
tr=2 vlrr (phút)
Với lr, vr là chiều dài và vận tốc nước chảy ở cuối rãnh thu nước mưa. Lấy trung
bình sơ bộ ta có lr = 100 (m), vr = 0,6 (m/s). 1,25 là hệ số kể đến sự răng dần
vận tốc ở trong rãnh. Vậy ta có tr = 1,25 100 = 3 (phút).
0,6.60
tc: thời gian nước chảy trong cống từ giếng thu đến tiết diện tính toán; được
tính theo công thức:
tc=2 vlrc (phút)
-
lc: chiều dài đoạn cống tính toán,
-
vc: Vận tốc nước chảy trong cống.
5. Xác định hệ số dòng chảy
Số liệu thành phần mặt phủ của Thành phố theo tỷ lệ được lấy theo tỷ lệ phần
trăm và được tính theo bảng sau đây:
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
31
Đồ án mạng lưới thoát nước
Loại mặt phủ
Mái nhà
Đường Bê tông
Đường nhựa
Đường rải đá răm
Đường cấp phối
Mặt đất đã san nền
Bãi cỏ
GVHD: THS. Nguyễn Hữu Hòa
Tỷ lệ %
25
15
15
15
5
5
20
Diện tích
32.19
19.31
19.31
19.31
6.44
6.44
25.75
Hệ số
0.95
0.90
0.90
0.60
0.40
0.20
0.10
Do diện tích mặt phủ ít thấm nước lớn hơn 30% tổng diện tích Thành phố nên
hệ số dòng chảy được tính toán không phụ thuộc vào cường độ mưa và thời gian
mưa. Khi đó hệ số dòng chảy được lấy theo hệ số dòng chảy trung bình:
i.Fi
= 0,65
m
F
i
6. Chọn chiều sâu đặt cống đầu tiên
Chiều sâu đặt cống đầu tiên được xác định đảm bảo đặt cống dưới nền đưòng
tránh được tác dụng cơ học của các xe cộ đi lại,...
H = h + D (m)
Trong đó:
- h = 0.9 (m) là chiều sâu đặt cống tính từ mặt đất đến đỉnh cống.
- D đường kính ống, lấy = 1,1 (m)
H = 0,9 +1,1 = 2,0 (m)
7.Xác định lưu lượng tính toán
Lưu lượng tính toán mạng lưới thoát nước mưa được tính theo phương pháp
cường đội giới hạn.
Qtt = F.q. tb (l/s)
Từ đó ta có bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước mưa.
Từ bảng tính toán thuỷ lực ta thấy tại mọi điểm tính toán, chiều sâu đặt cống
đều đảm bảo an toàn cho công tác bảo vệ cống.
sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49
32
