BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC – TRẠM BƠM

GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNGHÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC
CÔNG TRÌNH THU NƯỚC – TRẠM BƠM
Sinh viên thực hiện

:

Nhóm 17
Nguyễn Tuấn Linh
Trần Duy Cường

Lớp

:

ĐH5M5

Chuyên ngành

:

Thiết kế công trình xử lý môi
trường

Giảng viên hướng dẫn

:

Tiến sĩ Phạm Đức Tiến

Hà Nội, tháng 10 năm 2018


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH THU TRẠM BƠM
Thiết Kế Công Trình Thu Nước Ngầm – Trạm Bơm cấp I – Trạm bơm cấp II
NHÓM 17.
NƯỚC NGẦM ĐỀ NHÓM 17
NƯỚC MẶT ĐỀ NHÓM 16 (BỊ ĐẦY)
A. Nội dung.
I.
Số Liệu Tính Toán.
II.
Tính toán công trình thu nước ngầm.
1. Dựng mặt cắt địa chất.
2. Chọn tầng chứa nước.
3. Chọn sơ bộ loại giếng khoan, và sơ đồ bố trí sơ bộ.
4. Tính toán ống lọc và ống vách.
5. Tính toán giếng khoan làm việc riêng lẻ.
6. Tính toán giếng khoan làm việc đồng thời.
Chương I: Tính Toán công trình thu nước ngầm.
I.

Số liệu tính toán.
- Công suất thiết kế: 40000(m3/ngđ)
- Cao trình mặt đất: -0,7m.
- Mặt cắt địa hình:

+ Đất thổ nhưỡng: 7m.
+ Á cát pha sét: 11m
+ cát thô: 4m
+ Á sét lẫn xác thực vật: 13m.
+Á cát pha sét: 11m
+cát mịn: 13
+ Cát thô pha cuộn sỏi: 5m.
+ Sét: 2m.
+ Cát thô: 14m.
+ Sét.
- Cao trình mặt nước tĩnh: -4,7m.
- Mực nước cao nhất trên trạm: 9m.
- Chiều dài ống đẩy: 1500m.
- Số đám cháy xảy ra đồng thời: 2x30 l/s.
- Số giờ làm việc trong ngày:24h.
II.
Tính toán công trình thu nước ngầm.


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
1. Dựng mặt cắt địa chất.

Đất thổ nhưỡng

7m

Á cát pha sét

11
m

Cát thô

4m

Á sét lần xác thực
vật

13
m
11
m
13
m

Á cát pha sét
Cát mịn
Cát thô pha cuội sỏi

5m

Sét

2m
14
m

Cát thô
Sét

GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
2. Chọn tầng chứa nước.
 Dựa vào mặt cắt địa chất, có 1 tầng có khả năng thu được nước:
 Chọn tầng cát thô: 14m. (lý do chọn: chất lượng nước tốt, là tầng chứa nước có áp,
là tầng có chiều dày lớn, hệ số thấm lớn..)
 Tra bảng 2.2 ta có:
+ Hệ số thấm: K= 25 – 75(m/ng).
+ Bán kính ảnh hưởng: 200 – 300m.
3. Chọn sơ bộ giếng khoan và sơ đồ bố trí giếng.
a. Chọn giếng khoan.
 Là giếng khoan hoàn chỉnh thu nước ngầm có áp dùng ống lọc quấn dây. Mặt
ngoài được quấn dây liên tục bằng các dây đồng hoặc thép không rỉ. Dây quấn
có tiết diện tròn ( d= 1÷ 2.5mm)., khoảng cách giữa các vòng dây 1÷ 2.5mm,
giữa lớp dây quấn và cốt ống có đặt các dây thép (d= 2÷ 5mm) dọc theo chiều
dài ống nằm cách nhau 40-50mm.
 Công suất thiết kế của trạm xử lý là 40000m3/ngđ, để thỏa mãn điều kiện giếng
khoan làm việc ổn định ta chọn sơ bộ giếng khoan là 10 giếng hoạt động và 3
giếng dự trữ.
 Lưu lượng mỗi giếng: Q = = 4000 (m3/ngđ) = 167m3/h = 46,4(l/s)
b. Sơ đồ bố trí giếng.

 Chọn khoảng cách giữa các giếng ta phải xem xét đến độ hạ mực nước của các
giếng khi làm việc đồng thời sao cho lưu lượng lấy ra tại mỗi giếng luôn đảm bảo
Q= 4000m3/ngđ.


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
-

Nếu khoảng cách giữa 2 giếng liền kề gần nhau quá thì khi làm việc đồng

-

thời sẽ không ổn định làm độ hạ mực nước quá mức cho phép.
Nếu khoảng cách giữa các giếng quá xa, tổn thất lớn, chi phí xây dựng và

-

quản lý cao.
Khoảng cách giữa 2 giếng liền kề được xác định dựa vào bán kính ảnh

hưởng và độ hạ mực nước.
4. Tính toán ống lọc và ống vách.
a. Tính toán ống lọc.
 Kiểu loại đã chọn: theo trang 21 – phạm vi ứng dụng của các loại ống lọc,
ta lấy nước ở tầng cát thô  chọn ống lọc quấn dây.
 Chiều dài công tắc của ống lọc: Với m =14m, L = 0,7 – 0.9m, chọn 0,8m.
L = 14 x 0,8 = 11,2(m)
 Vận tốc nước chảy qua ống lọc.
V=60 m/s, chọn K = 55( m/ng) => V = 60 = 228,18 m/s
 Đường kính ống lọc:
D=
Trong đó:
Q : lưu lượng thiết kế của giếng khoan (m3/ng).
L: là chiều dài công tác của ống lọc(m)
V: là vận tốc nước chảy qua ống lọc(m/ng)
D= =
Tra theo TC Kích thước ống thép:
Ta có D lọc = 498 làm tròn = 500mm

Kiểm tra lại chiều dài ống lọc: L = = = 11,21(m)
Vậy chiều dài ống lọc: 11,2m
- Công suất 40000 m3/ngđ, chọn 10 giếng, lưu lượng mỗi giếng là:
Q=m3/ngđ = 167m3/h = 46,4(l/s)
- Với Q = 46,4 l/s thuộc (38 ÷ 57) theo bảng 2.1: Chọn đường kính ống vách vào
bơm.
- Đường kính ngoài của bơm bằng 250mm.
- Đường kính tối ưu của ống vách(đường kính ngoài) bằng 380mm.
- Đường kính tối thiểu của ống vách(đường kính trong) bằng 300mm.
 Chọn kiểu loại ống lọc: Thu nước ở tầng cát thô, nên ta chọn kiểu ống lọc quấn

-

dây, dây quấn có tiết diện tròn, d=1 ÷ 2,5 mm.
b. Tính chọn ống vách.
Vật liệu làm ống vách là thép ( vì dùng để ngăn nước chất lượng xấy từ các tầng
phía trên chảy vào giếng, gia cố, bảo vệ, tránh sạt lở giếng, chống sập giếng).


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
-

Theo quy phạm, D ngoài của ống vách ≥ D lọc +50mm  D vách ≥ 500 +50 =

550m tra bảng 2-1  đạt
5. Tính giếng khoan làm việc riêng lẻ.
a. Tính độ hạ mực nước trong giếng.
Áp dụng công thức 2-17 với giếng khoan hoàn chỉnh thu nước ngầm có áp.
S=0,37 x log (m)
Trong đó:

S: độ hạ mực nước trong giếng khi bơm(m)
Q: là lưu lượng của giếng bằng 4000m3/ngđ.
R: là bán kính ảnh hưởng, tra bảng 2.2, R = 250m.
R: là bán kính ống lọc, r = = = 0,25 m
K: là hệ số thấm của tầng chứa nước, tra bảng 2.2, K = 55 m/ng.
M: là chiều dày tầng chứa nước, m = 14m.
S=0,37 x = 5,77 m
Vậy khi bơm làm việc với Q = 3000m3/ngđ thì độ hạ mức nước là 5,77m
b. Tính tổn thất mực nước qua ống lọc:
Áp dụng công thức thực nghiệm Abramốp (CT 2-6)
∆S = a (cm)
Trong đó:
∆S: là tổn thất mực nước qua ống lọc (cm).
Q: lưu lượng khai thác của giếng (m3/ngđ).
S: là độ hạ mực nước trong giếng khi bơm (m).
K: là hệ số thấm của tầng chứa nước (m/ng).
a: là hệ số phụ thuộc vào kết cấu ống lọc. Chọn ống bọc luới quấn dây a=15 ÷ 20, chọn
15.
: là diện tích xung quanh của ống lọc.(m2): =DL = 3,14 x 0,5x 14 = 22 (m2).
Với L: Chiều dài ống lọc, với giếng thu hoàn chỉnh có áp L = tầng thu nước = 14m
=>∆S = a = 15 = 66 (cm/ng)
c. Tính độ hạ mực nước giới hạn (S ≤ Sgh):


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
Do là giếng khai thác nước ngầm có áp nên áp dụng công thức 2-46:
Sgh = H – (0,3 ÷ 0,5)m - ∆S - ∆Hb
Trong đó:
H: là chiều sâu mực nước tĩnh tính đến đáy cách thủy khi chưa bơm = hiệu số cao trình
mặt nước tĩnh và cao trình đáy tần nước ngầm.

H = MNT - (MĐ + Ʃcao trình) - MNT = (0,7+7+11+4+13+11+13+5+2+14) + (-4,7) =
76m
m: là chiều dày tâng chứa nước, m = 14m
∆S: là tổn thất mực nước qua ống lọc (m)
∆Hb: là độ sâu đặt bơm dưới mực nước động. Lấy từ 2-5m, chọn 3m.
Vậy:
Sgh = 76 – 0,4 x 14 – 0,66 – 3 = 65,34 m
So sánh S6. Tính toán giếng làm việc đồng thời.
- khi có nhiều giếng làm việc song song trong tầng chứa nước, sự làm việc của mỗi
giếng gây ra ảnh hưởng đến sự làm việc của giếng khác trong nhóm. Mức độ ảnh

-

hưởng của các giếng gần nhau phụ thuộc vào:
+ Đặc trưng của tầng chứa nước.
+ Lưu lượng khai thác.
+ Khoảng cách giữa các giếng.
Sơ đồ bố trí giếng


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến

a. Nhóm giếng hoàn chỉnh có áp bố trí bất kỳ ta áp dụng công thức 2-80 –
abramốp.
S1 = (Q1log +Q2log +Q3log +…….+Qnlog )
Trong đó:
S1 là độ hạ mực nước ở giếng 1 khi giếng làm việc đồng thời.
Q1, Q2,…Qn là lưu lượng của các giếng số 1,2…n
R là bán kính ảnh hưởng xác định ứng với chuyển đông ổn định và không ổn định.

ro là bán kính giêng số 1
r1-2,r1-3..r1-n: Khoảng cách từ các giếng số 2,3..n đến giếng tính toán số 1.
- Các giếng trong từng nhóm 1,5,6,10 và 2,3,4,7,8,9 có độ hạ mực nước tương




đương nhau,
Nhóm giếng 2,3,4,7,8,9 có độ hạ mực nước cao hơn cao nhóm 1,5,6,10
Giếng 11, giếng 12 và giếng 13 là giếng dự trữ.
Tính cho giếng bất lợi nhất đại diện là giếng 2
Xét giếng 1:
Với: Q = 4000m3/ngđ
R = 250, k= 55, m=14, ro= 0,25m
r2-1 , r6-1 = 200m
r7-1=200 m  nằm ngoài bán kính ảnh hưởng
S1 = 4000(log +log +log )= 6,138m
Đối với giếng 5,6,10 tương tự
Xét giếng 2

Với: Q = 4000m3/ngđ
R = 250, k= 55, m=14, ro= 0,25m


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
r1-2 , r3-2 , r7-2 = 200m
r6-1, r9-2=200 m  nằm ngoài bán kính ảnh hưởng
S2 = 4000(log +log +log + log )= 6,325m
Đối với giếng 3,4,7,8,9 tương tự
 So sánh S2

ra,
Cao độ mực nước tĩnh là -4,7m
Độ hạ mực nước khi giếng làm việc đồng thời S2= 6,325m
 Tổn thất qua ống lọc tại giếng 2 là :
∆S = a = 15√ = 68,6 (cm/ng)
 Cao độ mực nước động là:
MNĐ = MNT – S2 -S = -4,7 – 6,325-0,686= -11,711m
Tính toán trạm bơm cấp I
 Sơ đồ bố trí sơ bộ máy bơm trong 1 giếng.
- Cao trình mặt đất: -0,7
- Cao trình đặt bơm = -11,711 - 3( là độ sâu đặt bơm dưới mực

III.

nước động. Lấy từ 2 đến 5m, chọn 3m.)=-14,711m
Xác định lưu lượng áp lực bơm.
Đoạn ống nối từ máy bơm qua nhà trạm và đến điểm nối với ống đầy



chung của tất cả các giếng chia làm 10 đoạn.tất cả các ống đẩy đều là
ống thép.
- Lưu lượng của bơm:
Qb = Qg = Qm3/ngđ = 167m3/h = 46,4(l/s)
- Cột áp của bơm
Hb = TXL-MNĐ +∑h +htđ
Trong đó: TXL là mực nước cao nhất trên trạm xử lý (9m)
MNĐ là mực nước động
∑h là tổng tổn thất từ giếng xa nhất đến trạm xử lý.
Htd là áp lực tự do cần thiết tại giàn phun mưa. Từ 1-2m, chọn




1,5m.
Tổn thất dọc đường từ giếng xa nhất đến trạm xử lý.
Sơ đồ tổng quát các giếng.


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến

H

Đo
ạn
M
BG
1-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5TX
L

MBG1-1 : khoảng cách từ máy bơm giếng 1 lên đên ống đẩy lấy bằng
20m
TXL: trạm xử lý


Tổng tốn thất dọc đường trên ống đầy tính từ máy bơm ở giếng 1

đến trạm xử lý là: hdd = 1+10+2,6+5+1,6+24=44,2m
 Tính tổn thất cục bộ từ giếng xa nhất đến trạm xử lý
Đo
ạn
ốn
g
M
BG
1-1

V(m
/s)
2,4

Số
côn,c
út,tê
1 cút
90
=0,5

Hcb=

(m)

(0,5+1,7+1+
0,1+0,25)=
1,043

GVHD: TS. Phạm Đức Tiến

1-2

2,4

2-3

1,8

3-4

2,7

4-5

1,8

5TX
L

2,4

Van
khóa
1
chiều
=1,7
2 cút

135 =
1
1 côn
thu =
0,1
1 con
mở =
0,25
1
tê=1,5
1 tê
=1,5
1 tê
=1,5
1 tê =
1,5
1 tê =
1,5
1
khóa=
1

1,5 = 0,44
1,5 = 0,248
1,5 = 0,558
1,5 = 0,248

(1,5+1) =
0,735

Vậy : ∑hcb =1,043+0,44+0,248+0,558+0,248+0,735 =3,272 m
∑h = hdd+hcb = 44,2+3,272= 47,472m
Hb = TXLMNĐ +∑h +htđ = 9+11,711+47,472+1,5=69,683 m
o Chọn bơm:
Với Q = 46,4/s, Hb =69,683 m  đổi sang đơn bị bar = 6,8335 bar
Biểu đồ hệ loại bơm cỡ 10 trang 215, với Q và H ta chọn được kệ KM150
Dựa vào biểu đồ trang 222 sổ tay máy bơm – Th.S Lê Thị Dung – NXD Xây Dựng
(2012)


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
Với hệ Km150 ta chọn được đường đặc tính số 4
Chọn bơm KM150-4 với hiệu suất =73%, p =10,7 kW
o Chọn động cơ.
Với bơm KM150-4 chọn động cơ là U86-2/55
Mã bơm: 55154, PN = 45kw, PM =53kw, L = 2096mm, A=1423mm,B=2250mm,
C=1340mm
Max = 241mm, E =323,9mm
Lắp đặt đứng DN1=DN2=DN3= 150mm
Trang 223 sổ tay máy bơm – Th.S Lê Thị Dung – NXD Xây Dựng (2012)
Xác định điểm làm việc của máy bơm trên đường ống:
Là giao của đường đặc tính máy bơm và đường đặc tính của đoạn ống mà máy bơm chạy
qua đến trạm xử lý.
∑h1 = hdd+hcb = 44,2+3,272= 47,472 (m) tổn thất lớn nhất tính từ giếng 1  TXL
S2 (giếng 2) =6,325m độ hạ mực nước
S1 = 6,138m
Tổn thất lớn nhất tính từ giếng 2  TXL
Hd2 = 1 + 2,6+5+1,6+24 = 34,2m
Hcb2 = 1,043+0,248+0,558+0,248+0,735 = 2,832
∑h2 = 37,032 (m) tổn thất lớn nhất tính từ giếng 2  TXL

Xét tổng S + ∑h của 2 giếng :
Giếng 1 S+ ∑h =47,472 + 6,138 = 53,61 m
Giếng 2 S +∑h= 37,032 + 6,325 = 43,357 m
 Chọn giếng số 1 – bất lợi nhất để đặc tính của đoạn ống.
Tổn thất lớn nhất tính từ giếng 3  TXL


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
Hd3 = 1 +5+1,6+24 = 31,6m
Hcb3 = 1,043+0,558+0,248+0,735 = 2,584 m
 ∑h3 = 34,184 (m) tổn thất lớn nhất tính từ giếng 3  TXL
Tổn thất lớn nhất tính từ giếng 4  TXL
Hd4 = 1 +1,6+24 = 26,6m
Hcb4= 1,043+0,248+0,735 = 2,026 m
 ∑h4 = 28,626(m) tổn thất lớn nhất tính từ giếng 4  TXL
Tổn thất lớn nhất tính từ giếng 5  TXL
Hd5 = 1 +24 = 25m
Hcb5 = 1,043+0,735 = 1,778 m
 ∑h5 = 26,778(m) tổn thất lớn nhất tính từ giếng 5  TXL

Ta có bảng đặc tính của đoạn ống:
Đo
ạn

(m)

S(m

H
(l/s)

H
SQ


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
47,4
72

1-2

8,82
10
6,95

37,0
72

2-3

10
6,35

34,1
84

3-4

10
5,18

28,6
26

4-5

10
4,98

526,7
TX
78
L
10
Với S = ; : tổng tổn thất từ giếng tính toán đến TXL

1,89

20,71

22,6

5,98

20,71

26,6
96

12,3

04

20,71

33,0
15

17,8
44

20,71

38,5
55

26,8
04

20,71

47,5
15

Đường đặc tính của ống
50

Hb(m)

40

f(x) = 0.13x + 15.2

30
20
10
0
0

50

100

150

200

250

Q ống (l/s)
Với Qtổng= (46,4 x
5)2=53824 (l2/s2)


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT
ĐỀ 16 (BỊ ĐẨY)
II.1 Thông số thiết kế
Công suất thiết kế

:

22000 m3/ngđ

Cao trình mặt đất

:

16,3 m

MNCN

:

11,5 m

MNTN

:

7,5 m

MNCN trên TXL

:

12 m

Chiều dài ống đẩy

:

3500 m

Số đám cháy

:

2x30 l/s

Số h làm việc

:

24h

Địa chất công trình

:

không ổn định

Bờ sông

:

bờ thoải

Chiều rộng sông

:

không giới hạn

Hàm lượng cặn

:

231 mg/l

Độ lớn thủy lực hạt cặn :

0,5 m/s

II.2 Tính toán công trình thu
II.2.1 Chọn dạng công trình thu
 Vì dạng bờ sông thoải, mực nước cao nhất và thấp nhất chênh nhau khá cao
(4m) đồng thời cấu tạo đất đá sông là không ổn định nên ta chọn loại công
trình thu nước xa bờ, và kiểu phân ly, trạm bơm cấp I tách riêng với công trình
thu.
 Để đảm bảo cho việc an toàn sử dụng và thuận tiện khi thay rửa nên ta chọn
công trình thu có 2 ngăn thu, 2 ngăn hút
 Dùng ống tự chảy


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến

II.2.2 Song chắn rác
- Chọn song chắn rác hình chữ nhật, đặt ở cửa thu nước của công trình
- Cấu tạo: gồm các thanh thép tiết diện tròn (Ф10) đặt song song với nhau, hàn vào

khung thép hình chữ nhật. Khoảng cách giữa các thanh thép là 40 mm.
- Song chắn rác được nâng thả nhờ ròng rọc hoặc tời quay
- Diện tích công tác của song chắn rác:
W =K1K2K3
Trong đó:
+ Q: là lưu lượng tính toán của công trình
Q= = 0,255 /s)
+ v: vận tốc nước chảy qua song chắn rác
Theo trang 87 vận tốc này nên lấy trong khảong 0,2-0,6 m/s. khi
sông nước đục và thu nước nên chọn vận tốc này nhỏ; chọn v= 0,6 m/s
+ K1: Hệ số co hẹp do các thanh thép
K1 =
Với a: Khoảng cách giữa các thanh thép (a=40 mm)
d: Đường kính thanh thép (d=10 mm)


K1= = 1,25
+ K2: Hệ số co hẹp do rác bám vào song. Chọn K2= 1,25

+ K3: Hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng của thanh thép.
Chọn K3= 1,1 (tiết diện tròn)


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
n: số cửa thu nước. (n=2)




W= x1,25x1,25x1,1 = 0,365 (m2)

Kích thước song chắn rác: 0,75 m x 0,5 m
Số thanh thép trong song chắn rác:
Gọi số thanh thép trong song chắn rác là n => số khoảng cách là
n+1
=> 10n + (n+1)40= 500
=> n= 9,2. Chọn n= 9 thanh

II.2.3 Lưới chắn rác
 Chọn lưới chắn phẳng
• Sông không có hoạt động nào khácrác ít
• Hàm lượng cặn: 231 mg/l
 Cấu tạo: gồm một tấm lưới căng trên khung thép, đan bằng các dây thép đường
kính 1mm, mắt lưới 3x3mm. Mặt ngoài lưới đặt thêm 1 tấm lưới kích thước mắt
lưới 25x25mm đan bằng dây thép có đường kính 3mm.

 Diện tích công tác của lưới:
W =K1K2K3
Trong đó

+ Q= 0,255 ( /s)

+ n: số lượng cửa đặt lưới, n=2
+ v: vận tốc chảy qua lưới:chọn v= 0,4 m/s
+ K1:Hệ số co hẹp
K1 =(1+p)
Với a: kích thước mắt lưới.a=3 mm
d:đường kính dây đan lưới.d=1 mm
p:tỉ lệ giữa phần diện tích bị khung và các kết cấu khác chiếm so với diện
tích công tác của lưới.Lấy p = 10% = 0,1


K1=(1+0,1) =1,956
+ K2:Hệ số co hẹp do rác bám vào lưới,K2 = 1,5
+ K3:Hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng.lấy K3= 1,5



W =x1,956x1,5x1,5= 1,4 (m2)

 Kích thước lưới chắn rác: 1,2m x 1,2m


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
II.2.4 Ngăn thu- ngăn hút nước
-

Số ngăn thu nước: 2
Trong ngăn thu bố trí song chắn rác, thang lên xuống, thiết bị tẩy rửa, thiết bị
vớt rác, song chắn rác dự trữ…
Chiều cao lưới chắn rác: h1= 1,2 m
Chiều rộng lưới chắn rác: Blưới= B4= 1,2m
 Kích thước mặt bằng ngăn thu
Chiều rộng: A1=1,6 ÷ 3m. Chọn A1= 2,4 m
Chiều dài: B1 = Blưới + 2e
e = 0,4÷ 0,6m. Chọn e = 0,6 m
B1 = 1,2 + 2 x 0,6 = 2,4m
 Kích thước mặt bằng ngăn hút
Chiều rộng ngăn hút: A2 = 1,5 ÷ 3 m, chọn A2 = 2,4 m
Chiều dài: B2≥ 3Df
Df là đường kính phễu hút: Df = (1,3÷1,5)Dh

Dh là đường kính ống hút
Chọn Dh = 300 mm => Df = 1,5 x 300 = 450 mm
=> B2≥ 3×450 mm = 1350 mm, chọn B2= 2,4 m

 Kích thước mặt đứng công trình
+ Khoảng cách từ mép dưới cửa thu nước đến đáy sông:
h1= 0,7 ÷ 1m. Chọn h1=1 m
+ Khoảng cách từ mép dưới cửa đặt lưới chắn đến đáy công trình thu:
h2= 0,5 ÷ 1m. Chọn h2= 0,5m
+ Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến miệng vào phễu hút:
h6 > 1,5Df => h6 > 0,675m
h6 > 0,5m
Chọn h6 = 1 m
+ Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phễu hút:
h5 > 0,5m
h5 > 0,8Df => h5 > 0,36m
Chọn h5= 0,5 m
+ Khoảng cách từ mực nước cao nhất đế sàn công tác:
h4 > 0,5m chọn h4= 2 m
 Chiều cao gian quản lí
Chiều cao gian quản lí công trình thu : chọn h= 5m
Kích thước gian máy trạm bơm cấp I:


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
Chọn chiều dài, chiều rộng gian máy lần lượt là 10 m, 6 m
II.2.5 Họng thu nước
Họng thu nước là bộ phận đầu tiên của công trình thu nước xa bờ. nó có nhiệm vụ thu đủ
khối lượng nước yêu cầu với chất lượng đảm bảo để để dẫn qua ống tự chảy về công
trình. Theo đặc điểm thu nước và cấu tạo, chọn nhóm họng thu nước thườnng xuyên

ngập; loại họng thu bằng bê tông ứng dụng cho các công trình cỡ trung bên trở lên.
Chiều cao họng thu và vị trí đặt cần chọn sao cho họng làm việc an toàn, đảm bảo các
yêu cầu kỹ thuật.
Chiều cao họng thu có thể lấy như sau: vị trí đặt sâu so với mực nước thấp nhất
h1: chiều cao lớp nước tính từu mực nước thấp nhất đến đỉnh họng thu, không có hoạt
động nào khác lấy h1=1m
hs: chiều cao lấy theo kích thước song chắc rác hs= 0,75m
h2: chiều cao bảo vệ (0,1-0,3m) lấy h2=0,25m
h3: khoảng cách từ đáy sông đến mép dưới miệng thu nước/ (0,5-1m) chọn h3=1m
H= hs+ h2+ h3= 0,75+ 0,25 +1 = 2m
Sâu 1m so với mực nước thấp nhất
II.2.6 ống tự chảy
Để đảm bảo cho công trình làm việc an toàn, ta chọn 2 ông làm việc, vật liệu bằng thép.
Đường kính ống xác định theo công thức:
D = (m)
Trong đó: - Q: lưu lưuọng tính toán của 1 ống: Q = 0,255/2 =0,1275 m3/s
-

v: vận tốc nước chảy trong ống(0,75-1,5m/s) lấy v= 1m/s
D = = 0,4 (m)


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
Chọn ống có đường kính d = 400mm
Khả năng tự làm sạch của đường ống theo công thức A. C. Obradopxki
Co <
Trong đó:
Co: hàm lượng cặn của nước sông (kg/m3)
: khả năng vân chuyển của dòng chảy trong ống tự chảy.
= 0,11

Với:
: độ lớn thủy lực trung bình của hạn cặn (m/s) - = 0,5 m/s
U: vận tốc lắng cặn, có thể xác định theo công thức:
U=
c- hệ số sedi phụ thuộc vật liệu ống
 Rửa ống tự chảy: sử dụng phương pháp rửa thuận
Dòng nước rửa chảy trong đường ống theo chiều đúng như khi làm việc bình
thường. ống đặt dốc về phía ngăn thu. Khi rửa đóng 1 ống, còn 1 ống sẽ hoạt
động tăng cường, vận tốc trong cống tăng, cặn lắng được tẩy rửa, hàm lượng
cặn của nguồn nước khá nhỏ nên sử dụng phương pháp này sẽ tiết kiệm và hợp
lý.
Ưu điểm: đơn giản, dễ quản lý, công suất đảm bảo ổn định, mực nước cao nhất
và thấp nhất chênh nhau khá cao (4m) nên tạo được áp lực cần thiết.

Thiết kế trạm bơm cấp I


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
II.3 Tính toán trạm bơm cấp I
II.3.1 Chọn sơ bộ bơm
 Dùng 4 bơm công tác và 2 bơm dự phòng.
 Với lưu lượng mỗi bơm: Qb = = (l/s)
Sơ bộ dựng sơ đồ bố trí máy bơm trong trạm bơm

II.3.2 Tính toán tổn thất

Bảng II.1: Tổn thất dọc đường từ phễu hút đến trạm xử lý (E => C1 => bơm (1) => TXL)


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến

Đo
ạn
ED
DQ
QM
NP
PX

L(m)

Q (l/s)

D
(mm)
128
300
64
300
64
300
128
400
128
400
Cột áp dữ trũ 1m

200m
1,5m
2m
5m

3500m

v (m/s)

1000i

0,9
0,9
0,9
0,95
0,95

13,9
3,65
3,65
3,15
3,15

H
i.L (m)
2,78
0,0055
0,0073
0,016
11,025

∑Hdd= 14,85 (m)
Bảng II.2: Tổn thất cục bộ từ phễu hút đến TXL (E => C1 => bơm (1) => TXL)

Đoạ

ED

Ph
ễu,
côn
,
tê,
cút
,
kh
óa,
van

1
phễ
u
hút
1
cút
90
1
kh
óa
1
tê
1

v (m/s)

H
b=
(
∑
ξ)
.
(
m
)
g
=
9,
8
1
m
/s
0,
1
3
4


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến

DQ

QN

NP
PX

côn
thu
1
cút
90
1
kh
óa
1
côn
thu
1
côn
mở
1
kh
óa
1
van
1
chi
ều
1
cút
90
1
tê
1
côn

mở
1
tê
1
côn
mở
1
kh
óa
1
van
1
chi

0,
0
6
6

0,
2
0
4

0,
0
1
2
0,
2

2
8


GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
ều
2
cút
90
∑Hcb= 0,638 (m)

Tổn thất áp lực trong ống tự chảy
V= 1m/s, 1000i = 3,15
Q = 0,1275m3/s
Ta chọn lống = 100m => hống = il =
Tính (ống tự chảy và họng thu) = hống + hcb
1 phễu ξ = 0,15
1 song chắn rác hs = 0,1
1 khóa ξ( dung để đóng khi rửa ngăn thu) = 1
= 0,25
= il + = 0,315 + 0,25 + 1 = 1,33m
--------------------------- = 7,5- 1,33 = 6,17 m
12m
L

hL: tổn thất qua lưới chắn rác, chọn hL = 0.2m
6,17 – 0,2 = 5,97m
Lấy tròn số = 6m

GVHD: TS. Phạm Đức Tiến
II.3.3 Tính cột áp toàn phần và chọn máy bơm
+) Cột áp toàn phần: Hb = Hhh + HTD + ∑h
Với HTD= 0
Hhh= WMNCN trên TXL

WMNTN trong ngăn hút = 12 6 = 6 (m)

∑h = ∑Hdd ∑Hcb = 14,85 0,638 = 13,438 (m)
 Hb = 21,488 (m)
+) Chọn bơm với Qb = 230 m3/h=64 (l/s) và Hb = 21,488 (m)
Chọn bơm Omega 125-290B n= 1450 v/ph
Đường đặc tính bơm số 276---P=15kW
Đường đặc tính của ống và bơm
Qống = =128(l/s)
Hống = Hhh + SQ2
Mà Ʃh = S.Q2
Trong đó: Q là lưu lượng của ống đấy và ống hút.
S là hệ số tổn thất toàn phần ( tổng tổn thất ở ống hút cộng ống hút chia Q2 ở ống hút và
ống đẩy)
Với S = ; : tổng tổn thất từ ống hút trạm của trạm bơm đến tạm xử lý
Ʃh = 13,438 m
S = = 0,00082
Lập bảng: