Thiết kế hệ thống cấp nước thị trấn đình cả – huyện võ nhai tỉnh thái nguyên

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 1

Ngành Cấp Thoát nước

LỜI NÓI ĐẦU
  
Cấp thoát nước là một chuyên ngành quan trọng trong việc bảo vệ môi trường
ở Việt Nam. Hiện nay những điều kiện vệ sinh và cấp nước của đa số các thị xã,
thành phố ở Việt Nam từ lâu nay luôn ở mức độ rất thấp vì mất cân đối nghiêm
trọng so với nhu cầu cũng như tốc độ phát triển. Hệ thống cấp thoát nước còn thô sơ
và lạc hậu, đang vận hành với hiệu suất kém, khả năng đảm bảo cung cấp nước còn
thấp so với yêu cầu thực tế.
Do việc cung cấp nước máy không đủ cho nhân dân nên gây ra nhiều khó
khăn trong sinh hoạt, làm ảnh hưởng tới sức khỏe của con người, làm cho năng suất
lao động giảm sút đáng kể. Các số liệu thống kê về tình trạng bệnh tật, những
trường hợp tử vong tại các bệnh viện do dùng nước có chất lượng không đảm bảo
như là một lời cảnh báo.
Hiện nay giải pháp nhà ở trong các thành phố là các vấn đề cấp thiết. Việc xây
dựng các khu đô thị đang rất được quan tâm. Giải pháp cấp nước cho các khu đô thị
chuẩn bị xây dựng này là rất quan trọng, nó không những ảnh hưởng trực tiếp tới
đời sống, sức khoẻ của nhân dân trong khu đô thị mà còn là cả bộ mặt của các đô thị
phát triển.
Với mục tiêu đi sâu vào chuyên ngành nước, em được bộ môn Cấp Thoát
Nước giao cho đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế hệ thống cấp nước Thị trấn Đình Cả –
huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên”
Căn cứ vào những tài liệu thu thập được, căn cứ vào yêu cầu, nhiệm vụ cụ thể
của đề tài được giao em xin được trình bày nội dung tính toán cụ thể đồ án tốt
nghiệp ở các phần sau.
Vì thời gian thực hành cũng như kinh nghiệm thực tế có hạn nên không tránh

khỏi thiếu sót trong khi làm đề tài, vì vậy em kính mong các thầy cô đóng góp bổ
xung ý kiến để đề tài của em đạt kết quả tốt hơn.
Em xin trân thành cảm ơn các thầy, cô trong bộ môn đặc biệt là thầy Nguyễn
Thế Anh đã tận tình giúp đỡ chỉ bảo em trong quá trình học tập tại trường!
Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2016
Sinh viên
Lê Anh Đạt
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 2

Ngành Cấp Thoát nước

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
MỤC LỤC 2
CHƯƠNG 1 6
TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC 6
1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 6
1.1.1. Vị trí địa lý 6
1.1.3. Đặc điểm khí hậu 7
1.1.4. Đặc điểm thuỷ văn 7

1.2. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 7

1.2.1. Diện tích và phân chia hành chính 7
1.2.2. Dân số 7
1.2.3. Tình hình phát triển kinh tế xã hội 7

1.3. HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT 7
1.3.1. Hiện trạng hệ thống giao thông 7
1.3.2. Hiện trạng hệ thống cấp điện 8
1.3.3. Hiện trạng hệ thống cấp nước 8
1.3.4. Hiện trạng hệ thống thoát nước – Vệ sinh môi trường 8

1.4. QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ ĐẾN NĂM 2030 8
1.4.1. Quy mô dân số 8
1.4.2. Quy mô đất xây dựng 8
1.4.3. Định hướng phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật 8

1.5. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ 9
1.6. CƠ SỞ TÍNH TOÁN 9
CHƯƠNG 2 10
TÍNH TOÁN QUY MÔ CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC 10
2.1. XÁC ĐỊNH CÁC LOẠI NHU CẦU DÙNG NƯỚC ĐẾN GIAI ĐOẠN
2030. 10
2.1.1. Nước dùng cho sinh hoạt. 10
2.1.2. Nước cấp cho công nghiệp dịch vụ trong xã. 10
2.1.3. Nước thất thoát. 11
2.1.4. Nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước. 11
2.1.5. Nhu cầu dùng nước cho chữa cháy. 11

2.2. XÁC ĐỊNH QUY MÔ CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC. 11
2.2.1. Lựa chọn các hệ số tính toán. 11
2.2.2. Công suất trạm cấp nước. 12

2.3. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CHO CÁC CÔNG TRÌNH
TRONG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC. 13
2.3.1. Lưu lượng giờ tính toán của trạm bơm cấp II và mạng lưới trong giờ dùng nước lớn nhất và nhỏ
nhất. 13
2.3.2 Tính toán thể tích của bể chứa 13

CHƯƠNG 3 15
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 3

Ngành Cấp Thoát nước

LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC VÀ VỊ TRÍ TRẠM XỬ LÝ 15
3.1. CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC 15
3.1.1. Nước ngầm 15
3.1.2. Nước mặt 15
3.1.3. Lựa chọn nguồn nước 16

3.2. VỊ TRÍ TRẠM XỬ LÝ 16
CHƯƠNG 4 17
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 17
4.1. XÁC ĐỊNH CÁC KHU VỰC DÙNG NƯỚC. 17

4.2. VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC. 17
4.3. TÍNH TOÁN THỦY LỰC, THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 18
4.3.1.Xác định chiều dài tính toán của các đoạn ống. 18
4.3.2.Xác định lưu lượng dọc đường của các đoạn ống. 18
4.3.3.Xác định lưu lượng tập trung. 19
4.3.4.Tính toán thủy lực mạng lưới. 20

4.4. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN NƯỚC TỪ TRẠM BƠM CẤP
II ĐẾN MẠNG LƯỚI. 21
4.5. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TRẠM BƠM, XÁC ĐỊNH SỐ
MÁY BƠM. 23
4.5.1. Chế độ làm việc của trạm bơm cấp I 23
4.5.2. Chế độ làm việc của trạm bơm cấp II 24
4.5.3. Tính toán bơm biến tần. 24

CHƯƠNG 5 28
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRẠM XỬ LÝ NƯỚC 28
5.1 NGHIÊN CỨU SỐ LIỆU VÀ LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN XỬ LÝ 28
5.1.1. Số liệu chất lượng nguồn nước. 28
5.1.2. Xác định các chỉ tiêu còn thiếu và đánh giá mức độ chính xác của các chỉ tiêu 29
5.1.3. Xác định liều lượng hóa chất đưa vào. 30
5.1.4. Kiểm tra sự ổn định của nước sau khi keo tụ bằng phèn. 31
5.1.5. Kiểm tra sự ổn định của nước sau khi ổn định bằng vôi . 33
5.1.6. Hàm lượng cặn lớn nhất sau khi đưa hóa chất vào. 34
5.1.7. Lựa chọn dây chuyền công nghệ. 34
5.1.8. Đánh giá lựa chọn dây chuyền công nghệ: 35

5.2. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH CHÍNH TRONG DÂY CHUYỀN XỬ
LÝ 37
5.2.1 Các công trình chuẩn bị hóa chất truớc khi đưa sang bể trộn 37

5.2.2.Bể trộn cơ khí . 40
5.2.3. Bể lắng đứng. 42
5.2.4. Bể lọc nhanh trọng lực. 45
5.2.6. Tính toán khử trùng nước. 56
5.2.7.Xử lý nước thải rửa lọc và bùn thải của bể lắng 58
5.2.8. Bố trí mặt bằng và cao độ các công trình xử lý 60

CHƯƠNG 6 64
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 4

Ngành Cấp Thoát nước

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM CẤP I 64
6.1. CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT 64
6.1.1. Vị trí công trình thu nước. 64
6.1.2. Chọn loại công trình thu nước. 65
6.1.3. Tính toán công trình thu nước 66

6.2. TRẠM BƠM CẤP I 75
6.2.1. Xác định lưu lượng trạm bơm và máy bơm 75
6.2.2. Kích thước đường ống trong trạm bơm 75
6.2.3. Xác định cột áp toàn phần của máy bơm 76

6.2.4. Chọn bơm 77
6.2.5. Xây dựng đường đặc tính của đường ống. Xác định điểm làm việc của hệ thống 79
6.2.6. Xác định cốt trục máy bơm cấp I và cao trình gian máy 80
6.2.7. Biện pháp và thiết bị mồi bơm 81
6.2.8. Tính toán các kích thước cơ bản của nhà máy 83

CHƯƠNG 7 85
THIẾT KẾ TRẠM BƠM CẤP II. 85
7.1. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN TỪ TRẠM BƠM CẤP II ĐẾN
MẠNG LƯỚI. 85
7.2. BƠM SINH HOẠT. 85
7.2.1. Lưu lượng và cột áp của bơm. 85
7.2.2. Chọn bơm sinh hoạt: 86
7.2.3. Xây dựng đường đặc tính tổng hợp của bơm và đường ống. Xác định điểm làm việc của bơm
sinh hoạt. 88
7.2.4.Xác định cốt trục bơm sinh họat. 91

7.3. TÍNH BƠM CHỮA CHÁY 93
7.3.1. Lưu lượng của máy bơm 93
7.3.2. Cột áp của máy bơm chữa cháy 94

7.4. TÍNH BƠM RỬA LỌC 94
7.5. THIẾT BỊ MỒI BƠM 95
7.6. TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA TRẠM BƠM CẤP II 97
7.6.1. Chiều cao nhà máy 97
7.6.2. Chiều dài nhà máy 97
7.6.3. Chiều rộng nhà máy 98

CHƯƠNG 8 99
TÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ 99

8.1. CHI PHÍ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH 99
8.1.1. Chi phí xây dựng mạng lưới đường ống 99
8.1.2. Chi phí xây dựng trạm xử lý 99
8.1.3. Giá thành xây dựng trạm bơm 100

8.2. CHI PHÍ QUẢN LÝ, VẬN HÀNH HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 101
8.2.1. Chi phí điện năng 101
8.2.2. Chi phí hóa chất 103
8.2.3. Chi phí lương và bảo hiểm xã hội cho công nhân 103
8.2.4. Chi phí sửa chữa hàng năm 104
8.2.5. Chi phí quản lý doanh nghiệp trong 1 năm 104

Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 5

Ngành Cấp Thoát nước

8.2.6. Tổng giá thành quản lý vận hành trong 1 năm 104
8.3.1. Giá thành xây dựng 1 m3 nước 105
8.3.2. Giá thành quản lý 1 m3 nước: 105
8.3.3. Giá bán 1 m3 nước 105

KẾT LUẬN 106

TÀI LIỆU THAM KHẢO 107

Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 6

Ngành Cấp Thoát nước

CHƯƠNG 1
TÌNH HÌNH CHUNG CỦA KHU VỰC
Võ Nhai là một huyện trung du miền núi phía Đông Bắc của tỉnh Thái
Nguyên, cách thành phố Thái Nguyên 50 Km, phía Bắc giáp huyện Chợ Mới và Na
Rì tỉnh Bắc Kạn, phía Tây giáp huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên, phía Nam giáp
huyện Yên Thế tỉnh Bắc Giang và phía Đông giáp tỉnh Lạng Sơn. Diện tích tự nhiên
toàn huyện là 84.010,44 ha, dân số hiện tại là 64.495 ngời. Địa hình Võ Nhai mang
đặc điểm của huyện miền núi và trung du, những kiến tạo địa chất phức tạp đã hình
thành trên đất Võ Nhai những hang động và những dòng suối rất đặc trưng và có giá
trị cao về mặt du lịch như hang Phượng Hoàng, suối Mỏ Gà, Mái đá Ngườm...cùng
với những cánh rừng bạt ngàn và nguồn đất đai mầu mỡ, tạo tiền đề để huyện Võ
Nhai có điều kiện phát triển kinh tế theo hướng toàn diện và bền vững trên cơ sở
phát huy những tiềm năng sẵn có.
Huyện Võ Nhai gồm 15 đơn vị hành chính cấp xã phường gồm một thị trấn
và 14 xã. Trung tâm hành chính kinh tế xã hội của huyện Võ Nhai là Thị trấn Đình
Cả. Đình Cả là một thị trấn miền núi với dân số khoảng trên 3300 người, diện tích

tự nhiên là 1015 ha. Thị trấn có vị trí địa lý khá thuận lợi nằm ở vị trí trung tâm của
huyện Võ Nhai trên tuyến giao thông huyết mạch QL 1B nối tỉnh Lạng Sơn với
Thái Nguyên, và cũng là đầu mối của các tuyến giao thông tới trung tâm các xã
trong huyện.
1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.1.1. Vị trí địa lý
Thị trấn Đình Cả nằm tại trung tâm của huyện Võ Nhai, được xác định là
Trung tâm hành chính, kinh tế, Chính trị xã hội của huyện với điều kiện tự nhiên
thuận lợi về nhiều mặt, là nơi có mật độ dân số tập trung lớn nhất trong huyện, là
trung tâm giao lưu thông thương trao đổi các loại mặt hàng dịch vụ thương mại
trong toàn huyện và với các tỉnh lân cận. Đình Cả giáp với xã Phú Thương ở phía
bắc và đông, giáp với xã Tràng Xá ở phía nam và xã Lâu Thượng ở phía tây.
.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo
Khu vực trung tâm thị trấn Đình Cả có địa hình tương đối bằng phẳng, bao
quanh khu khu trung tâm thị trấn phần lớn là các núi đá cao, các khu đất trồng hoa
mầu, ruộng lúa, và các xóm làng.
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 7

Ngành Cấp Thoát nước

1.1.3. Đặc điểm khí hậu
Thị trấn Đình Cả mang đầy đủ các yếu tố khí hậu của miền núi và trung du.

-

Nhiệt độ bình quân: 220C

-

Nhiệt độ cao tối đa trung bình: 27,50C

-

Nhiệt độ thấp nhất trung bình: 150C

-

Bị ảnh hưởng của khí hậu gió mùa. Tốc độ gió trung bình là: 1,5m/s

-

Lượng mưa trung bình là: 2000mm/năm.

Độ ẩm tương đối ổ định trên 80%.
1.1.4. Đặc điểm thuỷ văn
Thị trấn Đình Cả nằm trong lưu vực sông Rong thuộc lư vực sông Thương
1.2. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI
1.2.1. Diện tích và phân chia hành chính
Tổng diện tích toàn thị trấn Võ Nhai hiện nay là: 1015 ha
1.2.2. Dân số
+ Dân số thị trấn:

3388 người

+ Tỷ lệ tăng dân số trung bình:

3,0%

- Tăng tự nhiên: 1,19%
- Tăng cơ học: 1,81%
1.2.3. Tình hình phát triển kinh tế xã hội
Thị trấn Đình Cả là đô thị miền núi chủ yếu phát triển kinh tế theo các ngành
nghề tiểu thủ công nghiệp theo từng hộ gia đình
1.3. HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT
1.3.1. Hiện trạng hệ thống giao thông

Quốc lộ 1B chạy suốt trong khu vực quy hoạch, vừa đóng vai trò là
đường đối ngoại, vừa là đường trục chính đô thị, đã có dự án nâng cấp cải tạo,
đường được rải nhựa, bề rộng lòng đường hiện tại qua thị trấn là 15m, vỉa hè
hai bên 15m. Lộ giới dự kiến quản lý 30m.
Tỉnh lộ ĐT 265 chạy đi Tràng Xá bắt đầu tại nghả giao nhau với QL1B,
đường được rải nhựa, bề rộng lòng đường hiện tại 6.5m. Lộ giới dự kiến quản
lý 19.5m
Đường bê tông nhựa chạy vào khu hành chính của thị trấn được rải
nhựa với bề rộng lòng đường 4.5m.
Đường bê tông nhựa vừa được đầu tư xây dựng vào bệnh viện Võ Nhai
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 8

Ngành Cấp Thoát nước

được rải nhựa, bề rộng lòng đường 4.0m
Các đường nhánh vào các xóm phần lớn là đường bê tông và đường
đất, nền đường từ 2 - 4m.
1.3.2. Hiện trạng hệ thống cấp điện
Thị trấn hiện có 02 đường dây trung thế 35KV – lộ 371 – E 68 chạy qua
khu
1.3.3. Hiện trạng hệ thống cấp nước
Thị trấn Đình Cả hiện đang xây dựng trạm cấp nước sạch khai thác nước
giếng khoan, công suất cấp nước là Q = 600 m3/ngđ. Mạng lưới đường ống gần như
hoàn chỉnh cho nhu cầu tính đến nay. Vì vậy trong đồ án này chỉ tính toán mở rộng
theo số dân đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030.
1.3.4. Hiện trạng hệ thống thoát nước – Vệ sinh môi trường
Đã hình thành hệ thống thoát nước nhưng chưa hòan chỉnh,
1.4. QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ ĐẾN NĂM 2030
1.4.1. Quy mô dân số
Dân cư của thị trấn quy hoạch đến 2030 là vào khoảng 6303 người
1.4.2. Quy mô đất xây dựng
Thị trấn Đình Cả là đô thị miền núi nhu cầu diện tích đất dân dụng kết hợp
với việc phát triển các ngành nghề tiểu thủ công nghiệp theo từng hộ gia đình là
tương đối lớn; Do đó lấy chỉ tiêu diện tích đất xây dựng khu dân dụng khoảng: 100
m2/người, tương ứng 90(ha)
Điều kiện địa hình khu vực quy hoạch tương đối bằng phẳng, có những vị trí
thuận lợi cho xây dựng, đề xuất sử dụng làm đất cây xanh hoặc đất dự kiến phát
triển mở rộng với diện tích khoảng 50,0m2/người, tương ứng 45,0(ha)
Ta có chỉ tiêu diện tích đất quy hoạch 133m2/người.

Tổng diện tích Quy hoạch:
S = 9.000 người x 133m2/người = 120.000 m2 (120,0ha)
1.4.3. Định hướng phát triển hệ thống hạ tầng kỹ thuật
Tiêu chuẩn về cấp nước
Lấy theo tiêu chuẩn đô thị loại IV
+ Giai đoạn 2015 - 2030: 100 l/ng.ngđ (99% dân số được cấp nước)

Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 9

Ngành Cấp Thoát nước

1.5. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐẦU TƯ
Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế ngày càng cao, qui hoạch tổng thể
phát triển hệ thống đô thị và thị tứ của tỉnh đến năm 2030 đã được lập, nêu lên được
nhiều ưu điểm của thực trạng phát triển đô thị, định hướng phát triển trong tương lai
phù hợp với tiềm năng của Tỉnh. Việc nghiên cứu xây dựng hệ thống cấp nước khu
vực thành phố Phan Rang là hết sức cần thiết và cấp bách
1.6. CƠ SỞ TÍNH TOÁN
Bảng 1.5: Thành phần và tính chất nước sông Rong
TT
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
31

Các chỉ tiêu cơbản

Nhiệt độ
pH
Độ màu Cô ban
Mùi vị
Độ cứng toàn phần
Độ cứng tạm thời
Độ cứng vĩnh cửu
Độ đục
Độ kiềm toàn phần
Độ ô xy hoá
Cặn lớn nhất
Cặn trung bình
Cặn nhỏ nhất
Ôxy hoà tan
CO2 tự do
Fe3+
Na+
Ca2+
Mg2+
Al3+
NO2NH4+
HCO3SO42ClMn
Chỉ số Côli
PO43SiO2
NO3-

Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Đơn vị

0
C
Độ cô ban
mgđl/l
mgđl/l
mgđl/l
(NTU)
mgđl/l
mg/lO2
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Con
mg/l
mg/l
mg/l

Giá trị
23
7,36
3
0
3,35
0,44
2,91
68
2,3
5,12
960
250
100
5,5
9,5
1,82
50-80
21,24
3,09
0,01
0,02
0,18
142,5
8,4
26,2
0,02
100-1100
0,5
4

0,05

Tiêu chuẩn
6,5 – 8,5
≤ 15
không mùi
≤ 12 0dH
≤2

≤ 100
≤ 0,2
≤3
≤ 1,5
≤ 250
≤ 250
≤ 0,2
≤ 2,5

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 10

Ngành Cấp Thoát nước

CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN QUY MÔ CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC
2.1. XÁC ĐỊNH CÁC LOẠI NHU CẦU DÙNG NƯỚC ĐẾN GIAI ĐOẠN

2030.
2.1.1. Nước dùng cho sinh hoạt.
Tính toán nhu cầu dùng nước cho thánh phố theo TCXD 33 – 2006
Bảng 2. 1: Dân số toàn thị trấn và tiêu chuẩn dùng nước.
Dân số

Danh mục

2009
2030
Toàn thị trấn
3388
6303
Ở đây ta tính đến giai đoạn 2030:

Tỷ lệ dân số được
cấp nước(%)
2030
100

Tiêu

chuẩn

dùng

nước

(l/ng/ngđ)
2030

100

Nước dùng cho sinh hoạt:
Qsh =
Qsh =

qi × N i × f i
(m3/ngđ)
1000

100 × 6303 × 1
= 630,3(m3/ngđ)
1000
Trong đó:

Qsh - Lưu lượng ngày dùng cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt của dân cư
qi - Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt của nôị thị năm 2030 là 100 (l/người.ngđ)
Ni - Số dân tính toán nội thị năm 2030 là N = 6303 (người).
fi – Tỷ lệ dân được cấp nước f = 100%.
Bảng 2. 2: Lưu lượng nước dùng cho ăn uống sinh hoạt của dân cư
Khu

Giai đoạn

Số dân Số

dân

được Tiêu chuẩn dùng

vực
(người) cấp nước(%)
nước(l/ng/ngđ)
Thị trấn 2030
6303
100
100
2.1.2. Nước cấp cho công nghiệp dịch vụ trong xã.

Qsh
630,3

Lượng nước phục vụ cho công nghiệp dịch vụ được tính theo :
Qdv = 10% lượng nước sinh hoạt ( theo bảng 3.1 TCXD 33- 2006)
Qdv = 10% QSh = 0,1. 630,3 = 63 (m3/ngđ)
Qdv: là lượng nước dùng phục vụ công nghiệp dịch vụ trong xã, (m3/ngđ)
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 11

Ngành Cấp Thoát nước

2.1.3. Nước thất thoát.
Lượng nước thất thoát được tính theo :

Qtt = 15% ( Qdv + Qsh )

theo bảng 3.1 TCXD 33 -2006

Qtt = 0,15 (63+ 630,3) = 104(m3/ngđ)
Qtt : lượng nước thất thoát, (m3/ngđ)
2.1.4. Nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước.
Lượng nước cho yêu cầu riêng của nhà máy xử lý nước tính theo bảng 3.1 TCXD
33-2006 với công suất và quy mô trạm xử lý nước là trung bình vậy ta chọn
Qtxl = 8%

(Qtt + Qdv + Qsh)

Qtxl = 0,08

(104 + 63+ 630,3) = 64(m3/ngđ)

2.1.5. Nhu cầu dùng nước cho chữa cháy.
Hệ thống cấp nước phải tính đến trường hợp có cháy nên khi tính toán mạng lưới
đường ống phân phối có tính đến khả năng làm việc của mạng lưới khi có cháy xảy
ra trong giờ dùng nước lớn nhất. Lượng nước dùng để dập tắt các đám cháy không
đưa vào mạng lưới thường xuyên mà chỉ đưa vào khi có cháy xảy ra. Theo TCVN
2622-1995,số đám cháy có thể xảy ra đồng thời trong cùng một thời điểm có thể xác
định như sau:
Khu dân cư: Dân số tính toán là: N = 6303 (người)
- Nhà xây dựng từ 1 ÷ 2 tầng có bậc chịu lửa IV và V, tra bảng ta thấy có 1 đám
cháy đồng thời với lưu lượng của mỗi đám: qccdc=5 (l/s)
Chọn số đám cháy đồng thời trong thị trấn là 1 đám cháy với lưu lượng của mỗi
đám cháy là:
qcc = 5 (l/s)

Lưu lượng này không tính vào công suất trạm xử lý.
2.2. XÁC ĐỊNH QUY MÔ CÔNG SUẤT TRẠM CẤP NƯỚC.
2.2.1. Lựa chọn các hệ số tính toán.
2.2.1.1. Hệ số dùng nước không điều hoà ngày Kngày
Kngày là hệ số thay đổi nhu cầu dùng nước ngày, ảnh hưởng bởi cách tổ chức đời
sống xã hội, chế độ làm việc của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, biểu thị sự
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 12

Ngành Cấp Thoát nước

dùng nước không đều giữa các ngày trong năm. K ngày max là hệ số dùng nước không
điều hòa ngày max, Kngày min là hệ số dùng nước không điều hòa ngày min. Đối với
thị trấn Đình Cả là đô thị cấp IV ta chọn:
Kngày max = 1,36

Kngày min = 0,86

2.2.1.2. Hệ số dùng nước không điều hoà giờ
Kgiờ là hệ số thay đổi nhu cầu dùng nước giữa các giờ trong ngày. K giờmax là hệ số
dùng nước không điều hoà giờ dùng nước lớn nhất, là tỷ số giữa lưu lượng nước
h
dùng giờ dùng nước lớn nhất Qmax

so với lưu lượng giờ trung bình Qtbh . Kgiờ min là hệ

số dùng nước không điều hoà giờ dùng nước nhỏ nhất, là tỷ số giữa lưu lượng nước
h
dùng giờ dùng nước lớn nhất Qmin
so với lưu lượng giờ trung bình Qtbh . Kgiờ max và

Kgiờ min được xác định theo công thức:
Kgiờ max = αmax x βmax

Kgiờ min = αmin x βmin

α: Hệ số kể đến mức độ tiện nghi của công trình, chế độ làm việc của các cơ sở sản
xuất và các điều kiện địa phương.Ta chọn α như sau:
αmax = 1,42

αmin = 0,55

b: Hệ số kể đến số dân trong khu dân cư lấy theo bảng 3.2 ( TCXD 33 – 2006 ) với
dân số 6303 ta nội suy ra được như sau :
βmax = 1,392

βmin

= 0,261

Vậy Kgiờ max = αmax x βmax = 1,42 1,392 = 1,977
Kgiờ min = αmin x βmin = 0,55

0,261 = 0,144

2.2.2. Công suất trạm cấp nước.
Theo tiêu chuẩn TCXD 33-2006, lưu lượng ngày tính toán (trung bình trong
năm) cho hệ thống cấp nước tập trung được xác định theo công thức
Q ngà y TB = Qsh + D
D – Lượng nước tưới cây, rửa đường, dịch vụ đô thị, khu công nghiệp, thất
thoát nước cho bản thân nhà máy xử lý nước và lượng nước dự phòng được tính
theo bảng 3.1
D = Q dv + Q tt + Q txl
= 63+104+64 = 231(m3 / ngđ )
Q ngà y TB = Qsh+ D = 630,3+ 231 = 861,3(m3 / ngđ )
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 13

Ngành Cấp Thoát nước

Q trạm bơm I max = Kmaxngđ Q ngà y TB
861,3 =1171 (m3 / ngđ )

= 1,36

Q trạm bơm I min = Kminngđ Q ngà y TB
= 0,86 861,3 = 741 (m3 / ngđ )

Công suất trạm cấp nước: Q tr = 1200( m3/ ngđ)
2.3. XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CHO CÁC CÔNG TRÌNH
TRONG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC.
2.3.1. Lưu lượng giờ tính toán của trạm bơm cấp II và mạng lưới trong giờ
dùng nước lớn nhất và nhỏ nhất.
Q TBIImax = Q mạng max = Q h max =
Q TBIImax = Q mạng max = Q h max =

1,977 × (861,3 − 64) × 1,36
= 89,3(m3/giờ).
24

Q TBIImin = Q mạng min = Q h min =
Q TBIImin = Q mạng min = Q h min =

0,144 × (861,3 − 64) × 1,36
= 6,5(m3 / giờ)
24

2.3.2 Tính toán thể tích của bể chứa
Wtbc = Wđh + Wcc + Wd
+ Wđh : Thể tích điều hoà của bể chứa
Wđh = Kw ×Q ngàymax
 1 

K w = ( K gio max − 1)
 K gio max 



K gio max
K gio

max −1

1,977

1,977 −1
= (1, 977 −1)  1 ÷
 1,977 

= 24,6 %

Vậy : Wđh = 24,6% × 1171 = 288(m3)
+ Wcc: Thể tích chứa lượng nước để dập tắt các đám cháy của phạm vi thiết kế trong
3h và được tính theo công thức:
Wcc = 3,6 T n qcc = 3,6 3
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

1 10 = 108(m3)
Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 14

Ngành Cấp Thoát nước

Trong đó:
n: Số đám cháy xảy ra đồng thời n = 1
T: thời gian cháy T = 3 (giờ)
qcc: Lưu lượng chứa cháy tính toán cho một đám cháy ( l/s)
+ Wd – lượng nước cần để rửa lọc và cấp cho sinh hoạt của trạm xử lý lấy từ 5% đến
10% công suất trạm xử lý. Với Qtxl = 91( m3/ngđ) theo mục 2.6.1
Wd = Qtxl x Kngàymax = 64 x 1,36 = 87(m3)
Vậy thể tích bể chứa là:
Wtbc= 288+108+87 = 483 (m3)
Để thuận lợi cho việc làm vệ sinh bể chứa trong quá trình sử dụng ta thiết kế
hai bể chứa với kích thước mỗi bể chứa là: axbxh = 8,5x8,5x3,4 (m 3). Kích thước bể
chứa còn phụ thuộc vào hình dạng và diện tích trạm cấp nước có thể điều chỉnh cho
phù hợp với điều kiện vẫn thoả mãn chứa đủ dung tích yêu cầu. Bể chứa nước sạch
yêu cầu vể mặt kết cấu phải vững chắc, chịu được tác dụng của tải trọng đất và
nước, tuyệt đối không được rò rỉ để chống thất thoát nước và đặc biệt là chống ô
nhiễm nước trong bể.
Thể tích hai bể chứa là V = 491,3 (m3).

Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 15

Ngành Cấp Thoát nước

CHƯƠNG 3
LỰA CHỌN NGUỒN NƯỚC VÀ VỊ TRÍ TRẠM XỬ LÝ
3.1. CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC
3.1.1. Nước ngầm
Theo kết quả khảo sát thăm dò nguồn nước tại Thị trấn Đình Cả cho thấy,
nguồn nước ngầm ở đây đã bị ô nhiễm khá nhiều.
3.1.2. Nước mặt
Thị trấn nằm trong lưu vực sông Rong thuộc lưu vực sông Thương nên có
thể sử dụng được nguồn nước mặt ở sông Rong làm nguồn cấp.
Bảng 3.1: Thành phần và tính chất nước sông Rong
TT Các chỉ tiêu cơbản
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

20
21
22

Nhiệt độ
pH
Độ màu Cô ban
Mùi vị
Độ cứng toàn phần
Độ cứng tạm thời
Độ cứng vĩnh cửu
Độ đục
Độ kiềm toàn phần
Độ ô xy hoá
Cặn lớn nhất
Cặn trung bình
Cặn nhỏ nhất
Ôxy hoà tan
CO2 tự do
Fe3+
Na+
Ca2+
Mg2+
Al3+
NO2NH4+

23

HCO3-

24 SO4225 ClSinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Đơn vị
0

C

Giá trị

mgđl/l
mgđl/l
mgđl/l
(NTU)
mgđl/l
mg/lO2
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

23

7,36
3
0
3,35
0,44
2,91
68
2,3
5,12
960
250
100
5,5
9,5
1,82
50-80
21,24
3,09
0,01
0,02
0,18

mg/l

142,5

mg/l
mg/l

8,4

26,2

Độ cô ban

Tiêu chuẩn
6,5 – 8,5
≤ 15
không mùi
≤ 12 0dH

≤2

≤ 100
≤ 0,2
≤3
≤ 1,5
≤ 250
≤ 250
Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 16

Ngành Cấp Thoát nước

26
27

Mn
Chỉ số Côli

mg/l
Con

0,02
100-1100

≤ 0,2

28
29

PO43SiO2

mg/l
mg/l

0,5
4

≤ 2,5

30 NO3-

mg/l

0,05

3.1.3. Lựa chọn nguồn nước
Nguồn nước thích hợp cấp cho sinh hoạt của thị trấn Đình Cả là nước mặt từ
sông Rong. Chất lượng nước phát ra đều đảm bảo chỉ tiêu chất lượng nước ăn uống
và sinh hoạt theo tiêu chuẩn hiện hành.
Với phân tích trên cho ta thấy chất lượng nguồn nước mặt đầu vào tốt, trữ lượng
dồi dào đảm bảo cung cấp nước thô cho nhà máy trong cả giai đoạn hiện tại và cho
cả tương lai cả về lưu lượng và chất lượng. Vậy nguồn nước được lựa chọn trong đồ
án này là nguồn nước mặt lấy từ sông Rong.
3.2. VỊ TRÍ TRẠM XỬ LÝ
Đặt trạm xử lý ở vị trí thuận lợi bên trong đê của sông Rong
Thiết kế mạng lưới đường ống cấp nước theo mạng vòng trên cơ sở tận dụng
đường ống hiện trạng, bổ sung thêm các tuyến ống còn thiếu đảm bảo cấp nước cho
thị trấn an toàn và hiệu quả.

Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 17

Ngành Cấp Thoát nước

CHƯƠNG 4
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
4.1. XÁC ĐỊNH CÁC KHU VỰC DÙNG NƯỚC.
Theo quy hoạch 2030 , nhà máy nước dự tính cung cấp nước cho toàn bộ thị

trấn với dân số dự kiến là 6303 người được đảm bảo cấp nước đầy đủ cho nhu cầu
sinh hoạt và sản xuất.
4.2. VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC.
Mạng lưới cấp nước là một trong những bộ phận quan trọng của hệ thống
cấp nước. Mạng lưới cấp nước bao gồm: Các đường ống chính, các ống nối và các
ống phân phối. Mạng lưới cấp nước có nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nước
trực tiếp đến các nơi tiêu dùng. Sự làm việc trong mạng lưới cấp có liên quan đến
các công trình của hệ thống cấp nước như: bể chứa, trạm bơm cấp I. Khi thiết kế
mạng lưới cấp nước, phải đảm bảo các yêu cầu về lưu lượng, áp lực và thời gian cấp
nước cho mọi đối tượng dùng nước trong đô thị.
Căn cứ vào mặt bằng quy hoạch thành phố đến năm 2030, ta xác định được:
+ Vị trí các khu dân cư.
+ Vị trí các khu công nghiệp.
+ Mạng lưới đường giao thông phân bố trong đô thị.
+ Sự phân bố cao độ mặt đất tự nhiên.
Khi đã xác định rõ các yếu tố trên ta tiến hành công việc vạch tuyến mạng
lưới cấp nước. Công việc vạch tuyến mạng lưới cấp nước phải đảm bảo được các
yêu cầu sau:
+ Mạng lưới cấp nước phải bao trùm tới tất cả các điểm dùng nước trong
phạm vi khu vực thiết kế.
+ Đảm bảo cung cấp nước liên tục tới mọi đối tượng dùng nước trong phạm
vi thiết kế.
+ Chi phí xây dựng và quản lý rẻ nhất.
+ Kết hợp chặt chẽ giữa giai đoạn cấp nước thiết kế và định hướng phát triển
cấp nước trong tương lai, phù hợp với kế hoạch xây dựng chung của toàn thị xã theo
từng thời kỳ, giai đoạn phát triển.
Trên thực tế do ảnh hưởng của những điều kiện cụ thể khác nhau nên khi
vạch tuyến mạng lưới khó thể đồng thời bảm đảm tất cả các nguyên tắc nêu trên. Vì
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 18

Ngành Cấp Thoát nước

vậy tùy vào điều kiện cụ thể ta cố gắng đảm những nguyên tắc cơ bản có ý nghĩa
kinh tế kỹ thuật lớn. Dựa vào bản đồ quy hoạch chung của thị trấn Đình Cả ta có
phương án cấp nước đã được thể hiện trên bản vẽ .
4.3. TÍNH TOÁN THỦY LỰC, THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
Ta tính toán với 2 trường hợp chính:
+ Tính toán mạng lưới trong giờ dùng nước lớn nhất.
+ Kiểm tra mạng lưới đảm bảo cấp nước chữa cháy đủ để dập tắt đám cháy trong
giờ dùng nước lớn nhất.
4.3.1.Xác định chiều dài tính toán của các đoạn ống.
Mỗi đoạn ống làm nhiệm vụ phân phối nước theo yêu cầu của các đối tượng
dùng nước khác nhau, đòi hỏi khả năng phục vụ khác nhau. Để kể đến khả năng
phục vụ của các đoạn ống với các khu vực khác nhau có tiêu chuẩn dùng nước khác
nhau, người ta đưa ra công thức để tính chiều dài tính toán của các đoạn ống:
ltt = lthực m (m)
m: hệ số kể sự phục vụ khác nhau của các đoạn ống đối với từng khu vực có tiêu
chuẩn dùng nước khác nhau.
+ Khi đoạn ống phục vụ một phía lấy m = 0,5.
+ Khi đoạn ống phục vụ hai phía lấy m = 1.
+ Khi đoạn ống vận chuyển lấy m = 0.
lthực: chiều dài thực của đoạn ống tính toán.

ltt: chiều dài tính toán của đoạn ống.
Từ sơ đồ tính toán mạng lưới cấp nước ta có được chiều dài của mỗi đoạn
ống và tổng chiều dài mạng lưới qua phụ lục 1
4.3.2.Xác định lưu lượng dọc đường của các đoạn ống.
Để đảm bảo cung cấp đầy đủ nước cho các đối tượng dùng nước khi thiết kế
mạng lưới cấp nước ta phải tính toán cho giờ dùng nước lớn nhất của ngày dùng
nước lớn nhất.
Qmaxh = 89,3 (m 3 /giờ) = 24,81 (l/s)( lấy tại mục2.3.1)
Lưu lượng đơn vị dọc đường tính theo công thức:
qdvdd =

∑Q
∑L

dd

(l/s)

tt

Trong đó:
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 19

Ngành Cấp Thoát nước

ΣLtt : Tổng chiều dài tính toán của các đường ống trong khu dân cư (m)
ΣLtt = 9550 (m).
ΣQdd : Tổng lưu lượng dọc đường (l/s).
Tổng lưu lượng dọc đường được xác định theo công thức :
ΣQdd = ΣQml
Trong đó:
ΣQml : tổng lưu lượng cấp vào mạng lưới trong giờ dùng nước lớn nhất
ΣQml = Qmaxh = 24,81 (l/s)
ΣQdd = ΣQml = 24,81 (l/s)
Vậy lưu lượng đơn vị dọc đường là :

24,81
qdvdd = 9550 = 0,0026 (l/s)
Lưu lượng dọc đường của mỗi đoạn ống phụ thuộc vào chiều dài của nó và
được tính theo công thức sau:
qi-kdd = qdvdd L i-k tt = (l/s)
Trong đó:
Li-ktt: Chiều dài tính toàn đoạn từ i – k (m)
qdvdd : lưu lượng đơn vị dọc đường của đoạn ống (l/s) , qdvdd = 0,0026 (l/s)
Kết quả tính toán được thể hiện qua phụ lục 2
4.3.3.Xác định lưu lượng tập trung.
Sau khi tính được lưu lượng dọc đường của các đoạn ống ta tính lưu lượng
tại các nút phân đôi lưu lượng dọc đường của mỗi đoạn về hai nút rồi cộng các giá
trị tại các nút. Công thức tính:
i

q nút =

∑q

i
dd

2

Trong đó:
qinút:Lưu lượng nút của nút thứ i (l/s).
qidd: Tổng lưu lượng dọc đường của các đoạn ống quy tụ tại nút thứ i (l/s).
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 20

Ngành Cấp Thoát nước

Kết quả lưu lượng tại các nút của đoạn ống tại phụ lục 3
Kiểm tra lại việc tính toán lưu lượng nút :
Lưu lượng nước cấp vào:
ΣQml = Qbơm = 24,81 (l/s)
Tổng lưu lượng nút:
ΣQnút = 24,81 (l/s)
ΣQml = ΣQnút = 24,81 (l/s)

⇒ Điều kiện cân bằng nút được đảm bảo, Vậy việc tính toán lưu lượng nút của ta là

chính xác.


Trường hợp có cháy xảy ra trong giờ dùng nước lớn nhất

• Khi có cháy xảy ra thì trạm bơm cấp II làm nhiệm vụ cấp toàn bộ lưu lượng tiêu
dùng cho toàn thành phố và lưu lượng của các điểm chữa cháy.
Theo tính toán trong chương 2 thì có 1 đám cháy xảy ra đồng thời trong thị
trấn Đình Cả. Lưu lượng để dập tắt 1 đám cháy này coi như là các điểm lấy nước
tập trung, vị trí đặt các lưu lượng này ta bố trí ở vị trí bất lợi nhất. Chọn vị trí lấy
nước cho các đám cháy tại nút:
Nút 09: qcc = 10 (l/s), đặc trưng cho đám cháy ở điểm bất lợi
Tổng lưu lượng nước cấp vào mạng lưới khi có cháy trong giờ dùng nước
lớn nhất là: Qml cc = 24,81+ 10 = 34,81 (l/s).
•

Lưu lượng của trạm bơm cấp 2 cấp vào mạng lưới khi có cháy trong giờ

dùng nước lớn nhất là: 34,81l/s.
4.3.4.Tính toán thủy lực mạng lưới.
Ta sử dụng chương trình EPANET để tính toán thuỷ lực mạng lưới cho các
trường hợp. Kết quả cho ta các giá trị lưu lượng, vận tốc, đường kính, tổn thất trên
các đoạn ống và các giá trị áp lực dư tại các nút của mạng lưới cấp nước.
Vật liệu làm ống cấp nước trong mạng lưới là ống thép (hệ số nhám n
=140÷150,chọn n = 120, dùng công thức H-W )
Điểm bất lợi là điểm nút 10.
Áp lực yêu cầu trên mạng lưới đối với nhà 3 tầng tính theo công thức:
Hyc= 4(n-1)= 4 (3-1) =16 (m)

Các kết quả tính toán Epanet thể hiện trong Phụ lục 4 và Phụ lục 5

Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 21

Ngành Cấp Thoát nước

4.4. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN NƯỚC TỪ TRẠM BƠM CẤP
II ĐẾN MẠNG LƯỚI.
Để đảm bảo cấp nước an toàn, hệ thống vận chuyển nước cần được tính toán
với số tuyến từ hai đường ống trở lên và phải đảm bảo làm việc trong điều kiện xảy
ra hư hỏng trên một đoạn ống nào đó của tuyến.
Chọn 2 tuyến ống dẫn từ trạm bơm cấp 2 đến đầu mạng lưới, chiều dài ống vận
chuyển L = 300 m.
Khi không xảy ra sự cố lưu lượng cần vận chuyển là:
Q = Qhmax = 24,81 (l/s)
Lưu lượng vận chuyển trên một ống:
Q1ô =

24,81
Q hmax
=
= 12,4 (l/s)= 0,0124(m3/s)

2
2

Chọn vật liệu làm ống là ống thép; D = 125 mm.

4 × Q 4 × 12, 4 × 10−3
=
= 1,01 (m/s) ( Thỏa mãn vận tốc trong ống
Tính được: v =
π × d 2 3,14 × 0,1252
đẩy trạm bơm theo TCVN 33-2006 là v=0,8÷2,0)
Tra bảng 4 Bảng tính toán thủy lực của Th.s Nguyễn Thị Hồng với ống thép
D = 125 mm chọn S0 = 53,88,
⇒ Khi không có sự cố thì trị số tổn thất trên một tuyến ống dẫn là:
h = S x q2
Trong đó:
S : sức kháng của ống
S = S0 x L =53,88 x 300 = 16164
Tổn thất áp lực trên tuyến ống dẫn là
h = S x q2 = 16164 x (0,0124)2 = 2,48 (m)

Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 22

Ngành Cấp Thoát nước

Hình 4. 1: Sơ đồ tính toán ống nối giữa hai ống vận chuyển đầu mạng lưới
Khi hai ống làm việc bình thường, đường biểu diễn áp lực là đường (1) (hình 4.1)
ứng với lưu lượng Qgiờ max:
Hb = Zn – Z0 + Hn + hmạng + h
Hb = Hb chạy epanet + h = 34,97 + 2,48 = 37,45 (m)
Trong đó:
Z0 - Cốt cao độ bể hút của máy bơm
Zn - Cốt cao độ tại điểm bất lợi nhất trong mạng.
Hn – Áp lực tự do cần thiết tại điểm bất lợi của mạng cấp 2 (16,00 m)
(1) - Đường biểu diễn áp lực của tuyến ống khi làm việc bình thường
(2) - Đường biểu diễn áp lực của tuyến ống khi có sự cố.
Hs – Áp lực tăng thêm của bơm khi có sự cố.
Khi 1 ống có sự cố, lưu lượng phải đảm bảo 0,7Q max giờ. Áp lực tự do Hn ở cuối
mạng phải giữ ở trị số Hn = 16,00 (m), khi đó chỉ có tổn thất quanh mạng h = S.
2

(Qmax)2 giảm xuống còn hs = S.(0,7Qmax)2 = 0,49S.Q max . Tức là khi có sự cố, tổn thất
trong mạng giảm xuống còn 0,49 trị số ban đầu. Lúc này do chỉ có 1 ống làm việc,
tổn thất áp lực trong ống dẫn tăng lên và lưu lượng giảm nên áp lực ở đầu bơm tăng
thêm Hs.
Khi có sự cố:
Hb = Zn – Z0 + Hn + 0.49 x hmạng + Ssự cố x (0,7Qmax)2
⇒

Ssự cố =

H b -(Z n – Z0 + H n + 0,49.h mang )

(0,7.Q hmax ) 2

Ta có hmạng = (Hb – H9) +( Zb-Z9) = (37,45 – 16) + (90 – 80,5) = 30,95 (m)
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

⇒

Ssự cố

=

Trang 23

Ngành Cấp Thoát nước

37, 45 − ( 80,5 − 90 + 16 + 0, 49 × 30,95 )

( 0,7 × 0,02481)

2

= 52333,67

Trị số tổn thất của một tuyến ống là S = S0.l

Giả thiết trên 2 đoạn ống dẫn n ống nối chia ống dẫn thành n+1 đoạn có chiều dài
li . Vì 2 đoạn ống dẫn có cùng chiều dài l và đường kính D song song nên :
Stđ = (S0.li)/4.

(S0 - hệ số tổn thất đơn vị của ống).

Khi 1 ống trong n+1 ống bị hỏng, còn lại n đoạn làm việc với hệ số tổn thất
Si = (S0.li)/4 và 1 đoạn làm việc với hệ số tổn thất S = S0.li.
Tổng tổn thất trên các đoạn ống nối lúc này là:
n

h=

∑ h = n.
i =1

i

S0 .li 2
q + S0 .li .q 2
4

Tổng tổn thất của cả ống khi có sự cố trên một đoạn ống là:
h = Ssự cố . q2 = n.

s0 .li 2
q + s0 .li .q 2
4

Thay li =

l
vào phương trên ta có:
n +1

Ssự cố.q2 =

S
n
S0 .l.q 2 + 0 .l.q 2
4.( n + 1)
n +1

Mà S = s0.l ⇒ Ssự cố =

⇒

n =

n.S
S
+
4.(n + 1) n + 1

 52333,67 
 S 
4.  1 − suco ÷ 4.  1 −
÷
S 
16164 


= 
= −0,75 < 0
S suco
52333,67
4
−1
4.
−1
S
16164

Theo kết quả tính toán thì ta không cần đặt tuyến ống nối. Nhưng để đảm bảo an
toàn đặt 1 ống nối giữa hai ống dẫn từ trạm bơm cấp II đến đầu mạng lưới.
4.5. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TRẠM BƠM, XÁC ĐỊNH SỐ
MÁY BƠM.
4.5.1. Chế độ làm việc của trạm bơm cấp I
Để đảm bảo hiệu suất làm việc của các công trình và đảm bảo hiệu quả xử lý
nước,công trình thu nước ,trạm bơm cấp 1 và trạn xử lý nước làm việc điều hòa
trong ngày với công suất tính toán đảm bảo cung cấp lưu lượng Q ng.max .Vào những
ngày dùng nước ít mùa đông ,công suất làm việc của hệ thống nhỏ hơn công suất
thiết kế ,khi đó vẫn yêu cầu lượng nước vào trạm xử lý ổn định trong ngày để đảm
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 24

Ngành Cấp Thoát nước

bảo hiệu quả xử lý nước .Lưu lượng giờ tính toán được xác định tại mục 2.2.2 của
chương II với:
Qngày max = 1200 (m3/ngđ)
4.5.2. Chế độ làm việc của trạm bơm cấp II
Chế độ làm việc của trạm bơm cấp II là phải bám sát chế độ làm việc của mạng
lưới, đảm bảo cung cấp đầy đủ nước cho các đối tượng sử dụng nước. Theo phân
tích tại mục 3.3.4 của chương III ta chọn phương án sử dụng bơm biến tần mà
không sử dụng đài nước.
4.5.3. Tính toán bơm biến tần.
Qua sự phân tích ưu nược điểm của bơm biến tần tại chương 3 trên ta thấy sử dụng
bơm biến tần có nhiều ưu điểm hơn so với sử dụng đài nước và làm cho mạng lưới,
đường ống câp nước an toàn hơn. Do địa hình của Thị trấn Đình Cả là bằng phẳng
nên ta không cần sử dụng đài nước. Ở đây sử dụng máy bơm biến tần để điều chỉnh
chế độ hoạt động của máy bơm. Vì vậy trạm bơm cấp II làm việc bám sát chế độ
tiêu thụ nước của thành phố.
Thiết bị biến tần được lắp và mạch điện tử của động cơ và nó có thể làm thay đổi
được tần số mạch điện do đó làm thay đổi số vòng quay trên trục động cơ, khi số
vòng quay thay đôit thì lưu lượng thì lưu lượng và cột áp của máy bơm sẽ thay đổi
theo.
4.5.3.1. Nguyên lý làm việc
+ Hệ thống biến tần áp dụng nguyên lý điều khiển vòng kín
+ Tín hiệu áp lực từ mạng lưới cấp nước được đưa về bộ xử lý, so sánh với tín hiệu
áp lực được cài đặt theo yêu cầu, sai lệch giữa 2 trị số này sẽ được một chương trình
cài đặt riêng cho hệ thống xử lý để đưa ra tín hiệu điều khiển tối ưu đến bộ biến tần
+ Bộ biến tần được lập trình xử lý tín hiệu đó và đưa ra tần số thích hợp cho dòng
điện vào động cơ. Số vòng quay trên trục bơm được thay đổi và đáp ứng vừa lưu

lượng, áp lực yêu cầu trên mạng lưới đường ống.
4.5.3.2. Nguyên tắc điều chỉnh hệ thống như sau
+ Khi nhu cầu dùng nước thấp hơn hoặc bằng khả năng cung cấp của một bơm
thì máy bơm nước có lắp biến tần hoạt động.
+ Khi nhu cầu dùng nước tăng lên lớn hơn khả năng cung cấp của một máy bơm
nước và nhỏ hơn hoặc bằng khả năng cung cấp của hai bơm thì một bơm sẽ chạy

Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp:


Đồ án tốt nghiệp kỹ sư

Trang 25

Ngành Cấp Thoát nước

tối đa với số vòng quay định mức, bơm biến tần bổ sung đầy đủ lưu lượng theo yêu
cầu.
+ Khi yêu cầu lưu lượng tăng lên hơn nữa hoặc giảm đi thì việc điều chỉnh cũng
diễn ra tương tự.

Hình 4. 2: Sơ đồ lắp đặt máy biến tần
4.5.3.3. Tính toán bơm biến tần.
Ta chọn số bơm là 5 bơm làm việc và 2 bơm dự phòng. Trong 5 máy làm
việc có 3 thiết bị biến tần cùng làm việc.
Khi lắp thiết bị biến tần lưu lượng của 1 máy bơm được phép tăng 30% và
được phép giảm tối đa 50% lưu lượng.

Khi 5 bơm làm việc song song thì hệ số giảm lưu lượng là 0,85 (Theo sách
Tính toán nước va)
Lưu lượng 1 bơm khi chạy riêng lẻ là:
Qhmax
89,3
=
= 17,8 (m3/h)
Q1b =
0,85 × (2 ×1 + 3 × 1,3) 5, 015

Ta bố trí 4 bậc bơm:
- Bậc 1: Chạy1 bơm có biến tần
Q1 máy = 17,8 (m3/h)
Sinh viên: Lê Anh Đạt
TLTN2

Lớp: