Bài giảng Cấp thoát nước - Chương 4 Hệ thống thoát nước khu vực

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

Chƣơng 4

Chƣơng 4

HỆ THỐNG
THOÁT NƢỚC KHU VỰC

HỆ THỐNG
THOÁT NƢỚC KHU VỰC

1

2

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

TỔNG QUAN VỀ THỐT NƢỚC
•

Có 2 loại nước ảnh hưởng xấu
đến mơi trường cần thoát nhanh
ra khỏi khu vực là: Nước thải và
nước mưa.

1. Nước thải là nước sạch đã qua

sử dụng, bao gồm nước thải
sinh hoạt và nước thải sản xuất.
Chiếm khoảng 12% tổng
lượng nước cần thốt đi

Nước dơ, nước ơ nhiễm và có
thể gây ra dịch bệnh.
 Như vậy nước thải làm giảm
chất lượng cuộc sống và gây
thiệt hại về kinh tế.


2.

TÍNH CHẤT NƢỚC THỐT

Nước mưa rơi trên lưu vực; nhìn
chung về chất lượng thì bình
thường nhưng về số lượng thì với
lượng nước chảy tràn lớn, chiếm
khoảng 9899% tổng lượng nước
cần thốt đi, có thể gây ra úng



HT thốt nƣớc có 2 nhiệm vụ
chính:

i.

Thốt nhanh ra khỏi khu vực.

ii. Xử lý nước thải và một phần nước
mưa đến độ sạch cần thiết trước
khi xả ra nguồn (sông, biển, ao,
hồ) hoặc đưa vào tái sử dụng.

Loại nước thoát tùy thuộc vào nguồn
gốc:
•
i. Nƣớc thải sinh hoạt:
•
Có thành phần ổn định, chứa
chủ yếu là các chất bả hữu cơ
(dạng không tan, keo, hòa tan),
các chất cặn, lơ lửng mang nhiều
vi trùng. Lượng chất thải của mỗi
người tương đối giống nhau, do đó
nồng độ nước thải tùy thuộc lượng
nước sử dụng (tức tiêu chuẩn
dùng nước).
•

Nước thải sinh hoạt cịn được
phân biệt:
+ Nước thải từ nhà vệ sinh.
+ Nước thải từ các hoạt động tắm,
giặt, rửa, tưới cây.

3

•
•

ii. Nƣớc thải sản xuất:
Được tạo ra từ các nhà máy. Thành
phần, nồng độ nước thải sản xuất rất
đa dạng, tùy thuộc: Sản phẩm,
nguyên liệu, quy trình cơng nghệ, tính
chất trang thiết bị, …. Nước thải sản
xuất cịn được phân biệt:

•

+ Nước bẩn: Do nước bẩn sản xuất
đa dạng nên không thể gom vào xử
lý tập trung mà phải xử lý riêng trước
khi xả ra cống chung của khu vực.

•

+ Nước quy ước sạch: Loại nước
này có thể xả thẳng ra nguồn hay xử
lý sơ bộ để tái sử dụng.
4

1


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

TÍNH CHẤT NƢỚC THỐT (TT)

PHÂN LOẠI HT THỐT NƢỚC

Chƣơng 4

Loại nước thốt tùy thuộc vào
nguồn gốc:
•
iii. Nƣớc mƣa:
•
Nhìn chung tương đối sạch có
thể xả thẳng ra nguồn, chỉ phải
qua xử lý cho một số trường hợp
như mưa đầu mùa, mưa tràn
qua các khu vực ô nhiễm mà
nguồn nhận nước là các bãi biển
du lịch hay các sơng, ao, hồ cấp
nước cho sinh hoạt, …

HỆ THỐNG
THỐT NƢỚC KHU VỰC
5

6

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

PHÂN LOẠI HT THỐT NƢỚC
•

•

Tùy theo sự bố trí các thành phần
trong hệ thống thốt nước , HT
thoát nước được chia ra như sau:
1. HT thoát nước chung
2. HT thoát nước riêng
3. HT thoát nước riêng một nửa
4. HT hỗn hợp
1. HT thốt nƣớc chung:

•

Chỉ có một mạng lưới duy nhất để
thốt nước thải và nước mưa.

•

1a. HT có bể tự hoại trong từng nhà
và trạm xử lý cục bộ trong mỗi nhà
máy, nước thoát ra cống chung, từ
đây xả thẳng ra nguồn. Đây là hệ
thống xuất hiện sớm trên TG.

•

PHÂN LOẠI HT THỐT NƢỚC

HT có chi phí đầu tư thấp, có thể áp
dụng khi thoả một số điều kiện sau:
(a) Mật độ dân số thưa
(b) Nguồn nhận nước dồi dào (biển,
sơng lớn), có khả năng pha loãng và
tự xử lý tiếp nước xả ra từ cống
chung
(c) Nguồn nhận nước không là các
điểm du lịch hay là nguồn cấp nước
cho sinh hoạt

7

•

1b. HT thốt nước chung đưa tất
cả các loại nước đến trạm xử lý
trước khi xả ra nguồn.

•

Hệ thống này bảo đảm gần như
tuyệt đối cho vệ sinh môi trường
của nguồn nhận nước, nhưng trong
các đơ thị thơng thường thì quy mơ
trạm xử lý này quá lớn, trong khi

lượng nước thải cần xử lý chỉ
chiếm 12% tổng lượng nước
thốt.

•

Mơ hình này thích hợp cho các khu
vực có mật độ dân cư dày đặc, như
các khu tập trung các chung cư,
cao ốc văn phòng, … lượng nước
thải chiếm tỷ lệ đáng kể so với
lượng nước mưa.
8

2


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

PHÂN LOẠI HT THOÁT NƢỚC

PHÂN LOẠI HT THỐT NƢỚC

•

1c. HT thốt nước chung đưa nước ra cống bao, tại các giao điểm này có bố
trí giếng tách tràn (xả tràn) để khi không mưa hay khi mưa đầu mùa, nước
mưa và nước thải chảy yếu sẽ rơi xuống cống bao được đưa về trạm xử lý

trước khi xả ra nguồn; khi mưa lớn, nước mưa pha loãng nước thải, với lưu
lượng lớn, nước chảy mạnh sẽ vượt qua cống bao chảy vào cống xả, xả
thẳng ra nguồn không qua trạm xử lý, nhờ nguồn nhận nước xử lý tiếp.
• Trong mùa khơ chỉ có nước thải bốc mùi hơi thối do đó trong hệ thống
thốt nước chung thường dùng cống ngầm để dẫn nước.

9

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

10

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

PHÂN LOẠI HT THỐT NƢỚC
•

PHÂN LOẠI HT THỐT NƢỚC

2. HT thốt nƣớc riêng:

•

•

Nước mưa và nước thải thốt riêng. Như vậy hệ thống phải có ít nhất 2 mạng
lưới:

•

(1) Mạng lưới thoát nước mưa và nước thải sản xuất quy ước sạch, mạng lưới
này đưa nước thẳng ra nguồn.

•

(2) Mạng lưới thoát nước thải chứa các chất bẩn phải xử lý cục bộ trước khi
thải vào cống nước thải thành phố, hoặc phải có mạng lưới thốt nước riêng,
được đưa về trạm xử lý trước khi xả ra nguồn. Mạng lưới này dùng cống ngầm
dẫn nước để tránh ô nhiễm mơi trường.

11

•

•

3. HT thốt nƣớc riêng một nửa:
Có 2 hệ thống, một thoát nước mưa một thoát nước thải. Tại vị trí giao nhau
của hệ thống thốt nước mưa với cống bao có bố trí giếng tách tràn để vào
đầu các cơn mưa, nước mưa cuốn trôi bụi, rác bẩn từ đường phố xuống sẽ
cùng với nước thải theo cống bao về nhà máy xử lý. Khi mưa to, lưu lượng
nước mưa lớn, vận tốc nước cao đưa dòng chảy vượt qua cống bao vào cống
xả thoát nước ra sông.
Về mặt vệ sinh, hệ thống này tốt hơn hệ thống thoát nước riêng hay hệ
thống thoát nước chung 1a, 1c bên trên, nhưng giá thành xây dựng cao và
quản lý phức tạp nên ít được sử dụng.

12

3

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

PHÂN LOẠI HT THỐT NƢỚC
•
•

•

4. Hệ thống hỗn hợp:
Trong các đơ thị lớn có nhiều khu vực có các đặc điểm khác nhau, có
khu đơ thị cũ, mới, … có thể áp dụng đồng thời hai hay nhiều hệ thống
thoát nước khác nhau.
Việc lựa chọn hệ thống thoát nước phải căn cứ vào nhiều yếu tố: Kinh
tế, kỹ thuật, vệ sinh môi trường và điều kiện địa phương.

13

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC
SƠ ĐỒ THOÁT NƢỚC TỔNG QUÁT

14

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC
Trạm bơm: Trong trường hợp địa hình bằng phẳng, cống dẫn nước dài, phải
dùng các trạm bơm chuyển bậc đặt rải rác dọc theo tuyến cống để chuyển nước
đi; hay tại cuối cống khi cần chuyển nước vào trạm xử lý hay để thoát nước ra

nguồn khi mực nước ở nguồn dâng cao (khi có lũ hay triều cường) cũng cần phải
có trạm bơm tiêu thốt nước.

SƠ ĐỒ THỐT NƢỚC TỔNG QUÁT

15

16

4


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

HỆ THỐNG
THOÁT NƢỚC MƢA

17

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

19

18

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

20

5


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

21

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

23

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

22

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

24

6


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

Mƣa xảy ra trên khu vực 
tạo nƣớc chảy TRÀN MẶT.
 Hệ thống thốt nƣớc mƣa có
nhiệm vụ CHỦ ĐỘNG chuyển
lƣợng nƣớc chảy tràn mặt

này RA KHỎI KHU VỰC.
25

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

26

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

PHƢƠNG PHÁP THỐT NƢỚC
 Thốt nƣớc tự chảy.
Thốt nƣớc động lực (bơm).

MỘT SỐ KHÁI NIỆM
& ĐỊNH NGHĨA

 Kết hợp.
27

28

7


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

KHÁI NIỆM KHU VỰC THOÁT NƯỚC
Tiểu khu
vực Aj
(jt)

Ranh giới khu vực

nt

Y (Tj)

2t

Z (Tk)

t
AA

Đường đẳng tập
trung nước

Q

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

THỜI GIAN TẬP TRUNG NƢỚC
Thời gian tập trung nƣớc của một
KHU VỰC về đến ĐIỂM TẬP TRUNG
NƢỚC là thời gian CẦN THIẾT cần có
để nƣớc ở vị trí “BẤT LỢI” nhất chảy
về điểm TẬP TRUNG NƢỚC khu vực.

Điểm tập trung thoát nước
29

khu vực (A)

30

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC Tt
Tiểu khu
vực Aj
(jt)

Ranh giới khu vực

nt

Qmax
Y (Tj)

2t

Q

Aj max

q (mm/h): cường độ mưa
Δt: bước thời gian

q

Mưa
rơi

D/tích Si lượng nước
đến từ tiểu diện tích Ai

Z (Tk)

t
AA

Q(m3/s)

Điểm mưa rơi
Đường đẳng tập
trung nước
Tt =max(T1, T2,...,Tk).
Điểm tập trung nước A
31

T(h)
Δt

Thủy đồ dòng chảy
(Hydrograph)
32

8

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

CÁC YẾU TỐ TẠO LƯU LƯNG
DÒNG CHẢY MẶT Q
- Diện tích khu vực hứng nước mưa Ai
- Cường độ mưa rơi trên khu vực I(mm/h)
hoặc (l/s/ha)
- Khả năng thấm nước diện tích bề mặt thu
nước C (hệ số dòng chảy, tỷ lệ nước chảy
mặt/tổng lượng nước rơi)

Q  A.I.C (m3 / s)
33

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC
Trường hợp 1. Xét trường hợp mưa kéo dài 1t trên khu vực:
lúc t=0

Q(0) =0

Q(t1) =A1IC1
luùc t1=t
luùc t2=2t

Q(t2) =A2IC2
luùc tj=jt

Q(tj) =AjICj Hết mƣa


Q(tn) =AnICn
luùc tn=nt

Q(tn+1) =0
lúc tn+1=(n+1)t
trong đó:
- A1: diện tích tiểu khu vực 1, ….
- C1: hệ số dòng chảy (phụ thuộc vào điều kiện thấm của A1)
- A1I là thể tích nước mưa rơi trên diện tích A1 từ lúc khởi đầu
mưa cho đến thời điểm t1=t;
- A1IC1 là thể tích nước của dòng chảy (trong thời đoạn t),
tháo ra khỏi lưu vực, đến từ 34tiểu khu vực A1,…..

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

Trường hợp 2. Xét trường hợp mưa kéo dài 2t
trên khu vực:
lúc t=0
 Q(0) =0
lúc t1=t
 Q(t1) =A1IC1
 Q(t2) = A1IC1 + A2IC2
luùc t2=2t
luùc t3=3t
 Q(t3) = A2IC2 + A3IC3
 Q(tj) = Aj-1ICj-1 + AjICj Hết
luùc tj=jt
luùc tn=nt

 Q(tn) = An-1ICn-1 + AnICnmƣa
 Q(tn+1) = AnICn !
luùc tn+1=(n+1)t
luùc tn+2=(n+2)t
 Q(tn+2) = 0.

NHẬN XÉT CHUNG
 Mưa càng “kéo dài”  Lưu lượng
max xảy ra tại A tăng dần !
Kết luận: Lưu lượng max (Qmax) “LỚN
NHẤT” tại điểm tập trung nước A sẽ
xảy ra khi thời gian kéo dài cơn mưa
bằng (hoặc lớn hơn) thời gian tập
trung nước của khu vực nghiên cứu
(nt).

35

!

36

9


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC
DÒNG CHẢY MẶT

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC
DÒNG CHẢY MẶT

37

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC
HỆ SỐ DÒNG CHẢY C

Q
C  m   0  1
Q0
với Qm lưu lượng nước chảy tràn mặt khi lượng mưa
rơi trên khu vực là Q0.
Bề mặt

Hệ số dòng chảy, C

Đường bê tông, tráng nhựa

0.70-0.95

Đường lát đá chẻ, gạch

0.70-0.85

Mái lợp

0.75-0.95
39

38

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC
Trồng cỏ, đất loại có nhiều cát
- Bằng phẳng (<2%)
- Độ dốc trung bình (từ 2% đến 7%)

C
0.05-0.10
0.10-0.15

- Độ dốc lớn (>7%)
Trồng cỏ, đất chặt
- Bằng phẳng (<2%)
- Độ dốc trung bình (từ 2% đến 7%)

0.15-0.20

- Độ dốc lớn (>7%)
Đường vào garage có lát đá

0.25-0.35
0.15-0.30

0.13-0.17
0.18-0.22

40

10

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

QUÁ TRÌNH MƯA
- Để đánh giá đƣợc diễn biến ngập trong khu vực,
cần phải đƣợc tính tốn từ q trình mƣa theo
thời gian
- Mơ hình đƣờng cong gần với q trình mƣa thực
tế nhƣng địi hỏi phải có các dự đốn tin cậy
- Mơ hình chữ nhật xem mƣa phân bố đều trong suốt
thời gian mƣa

41

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

42

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

Với một tần suất cho trƣớc, quan hệ giữa
cƣờng độ mƣa I & thời gian kéo dài TC:

I

A
Tc  B

- A, B các tham số phụ thuộc khu vực nghiên cứu.

- Tc (phút) thời gian kéo dài cơn mưa.
Vùng TP. Hồ Chí Minh (nghiên cứu của JICA):

18125.6
I
(lit /s/ha)
Tc  36.7
43

THỜI GIAN TẬP TRUNG NƢỚC T

T =(tf + te)

Điểm thu
nƣớc

te
tf-1

A

tf-3

tf-2

Điểm tập trung
nƣớc XEM XÉT

Khu thoát
nƣớc

tf thời gian nƣớc
chảy trong cống
te  thời gian nƣớc
44
chảy tràn mặt

11


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

THỜI GIAN TẬP TRUNG NƢỚC VỀ ĐIỂM N
A4, te(4)=15’

A5, te(5)=8’
5

4

tf(2-4)

tf(5-3)

A3, te(3)=12’

tf(3-2)

2
1 tf(1-2)=L1-2/V1-2

tf(6-3)
Điểm tập trung 6
nước khu vực

3

A6, te(6)=8’

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

Thời gian tập trung nước T:

TA  max( Te  Tf )i
 Te : thời gian nước chảy traøn maët về hố thu
nước (5-20 ph)
 Tf : thời gian nước chảy (không áp) trong cống
về điểm thoát nước A.
 i  tất cả các khả năng nƣớc rơi trên khu
vực & sẽ tập trung về điểm thu nƣớc xem
xét A.
46

45

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

Ví dụ: Tính thời gian tập trung nước T1 về nuùt 1 với:
L(km)
V(m/s)

1-2

2-3

3-5

3-6

2-4

0,5
1,8

0,6
1,6

0,4
1,5

0,5
1,4

0,8
1,2

A4, te(4)=15’

A5, te(5)=8’
4

5
A3, te(3)=12’

2

3

1
Điểm tập trung
nước khu vực47

6

A6, te(6)=8’

ĐS: 30,7 (ph)

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH LƯU LƯNG
DÒNG CHẢY MẶT (Q) TẠO RA KHI MƯA

Q  CIA(m3 / s)
(CA) : diện tích “không thấm” tương đương.
C: hệ số dòng chảy.
I (mm/h, l/s/ha): cường độ mưa.
A(m2, ha, km2) : diện tích khu vực
48

12


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

Trạm mƣa

Tiểu
khu
thốt
nƣớc

QUY HOẠCH
HỆ THỐNG THỐT NƢỚC

Điểm
thốt
nƣớc
khu vực

49

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

Đƣờng
ống
Nút
m/lƣới

50

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

BỐ TRÍ TRỤC THỐT NƢỚC
CẤP I KHU VỰC (trục chính)

VỊ TRÍ THỐT NƢỚC KHU VỰC
THIẾT KẾ
 Sơng, rạch tự nhiên trong khu vực
thiết kế.
 Địa hình, địa vật
 Các phƣơng án thoát nƣớc khu vực
 Điều kiện thủy văn tại các vị trí
thốt nƣớc khu vực.
51

 Xuất phát từ điểm thốt nƣớc khu
vực
 Bố trí theo trục giao thơng chính
 Theo xu thế chính của địa hình
 Có thể xem xét phƣơng án cống hộp
hoặc bố trí “kép” nếu lƣu lƣợng lớn.
52

13


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

BỐ TRÍ TRỤC THỐT NƢỚC
CẤP II, III,… KHU VỰC

MỘT SỐ LƢU Ý & NGUYÊN TẮC

Xuất phát từ trục cấp cao hơn
 Theo hệ thống giao thông
 Theo xu thế chính của địa hình
 Cống bậc thấp nhất bảo đảm thu
nƣớc mƣa tại bất kỳ tiểu khu vực nào

THIẾT KẾ HỆ THỐNG
THOÁT NƢỚC MƢA

53

54

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

MỘT SỐ LƢU Ý

NGUN TẮC BỐ TRÍ HT THỐT NƢỚC MƢA

Chế độ thủy lực là chảy hở.

1.
2.

Thông thƣờng là mạng lƣới cụt.
 Nên bố trí mạng lƣới đƣờng ống theo xu thế
của địa hình, trừ các trƣờng hợp đặc biệt cần
phải luận chứng.
Độ dốc đặt cống > 0
 Khi cần thiết  bố trí trạm bơm  tránh tình
trạng đƣờng ống chơn Q SÂU vào lịng đất.
55

3.

4.

Tất cả đƣờng phố phải có cống
Cao độ đƣờng phải thấp hơn cao độ nền xây
dựng
Hƣớng san nền phải nghiêng về phía lịng
đƣờng với độ dốc tối thiểu 0.004 để tạo thuận
lợi cho dòng chảy mặt
Độ dốc hƣớng ngang của mặt đƣờng tối thiểu là
0.02 để cho dòng nƣớc tập trung về rãnh 2 bên
đƣờng
56

14

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

NGUN TẮC BỐ TRÍ HT THỐT NƢỚC MƢA

NGUN TẮC BỐ TRÍ HT THỐT NƢỚC MƢA

5.

Khi độ dốc dọc của đƣờng iđh nhỏ hơn imin =
0.003 thì rãnh 2 bên bên đƣờng vẫn phải tạo độ
dốc 0.004 theo dạng “răng cƣa” để tập trung
nƣớc về các giếng thu, từ đó đƣa nƣớc xuống
cống bên dƣới
Giếng thu

Bó vỉa

Khi đƣờng có độ dốc iđh quá lớn, nƣớc có thể
chảy trƣợt qua giếng thu dồn về chỗ thấp gây
ngập, miệng giếng thu nên bố trí trực diện với
hƣớng nƣớc chảy thay vì bố trí song song cặp
theo bó vỉa nhƣ thơng thƣờng.

6.

Giếng thu

Hướng nước chảy

Bó vỉa

Giếng thu
Địa hình ít dốc

Cống
57

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

Bó vỉa

Địa hình quá dốc

Giếng thu
58

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

NGUN TẮC BỐ TRÍ HT THỐT NƢỚC MƢA
7.

Đối với các khu vực bị ảnh hƣởng triều cần có
các biện pháp cơng trình phù hợp: (1) đê bao,
(2) van tự động, (3) hồ điều hịa

Hồ điều hòa

Đê bao

Sông, kênh cấp I
MN đỉnh triều

MN max

MN min

Van tự động
MN chân triều
59

60

15


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

61

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

LOẠI ĐƢỜNG ỐNG
THỐT NƢỚC
 Trịn
 Hộp
63

62

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

CỐNG TRỊN BTCT

64

16


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

SẢN PHẨM

ĐK
TRONG
(mm)

ĐK
NGOÀI
(mm)

HOẠT TẢI

TL
(Tấn)

Cống BTCT D300mm, L=4m

300

400

H10 - X60

0.58

Coáng BTCT D400mm, L=4m

400

500

H10 - X60

0.75

Coáng BTCT D600mm, L=4m

600

760

H10 - X60

1.78

Coáng BTCT D800mm, L=4m

800

960

H10 - X60

2.30

Coáng BTCT D1000mm, L=4m

1000

1180

H10 - X60

3.43

Coáng BTCT D1200mm, L=4m

1200

1440

H10 - X60

4.45

Coáng BTCT D1500mm, L=4m

1500

1740

H10 - X60

5.44

Coáng BTCT D2000mm, L=4m

2000

2300

H10 - X60

9.00
65

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

66

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CỐNG HỘP BTCT (cống đơn)

CỐNG HỘP BTCT (cống đôi)

67

68

17


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

CỐNG HỘP BTCT (cống đơi)

CỐNG HỘP BTCT (cống đơi)

69

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

70

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CỐNG HỘP BTCT (cống đôi)

71

72

18


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG
THOÁT NƢỚC MƢA
BẰNG P/P THÍCH HỢP

73

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

74

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

MỘT SỐ LƢU Ý

MỘT SỐ LƢU Ý
- Áp dụng tính thoát nước khu vực vừa và bé
(<3-5 km2). Sử dụng nhiều cho khu đô thị.
- Thời gian kéo dài cơn mưa trong công thức
tính cường độ mưa I lấy bằng thời gian tập
trung nước đến điểm xét  lưu lượng thoát
Qmax
- Thiết kế trong trường hợp “bất lợi” nhất 
mỗi đoạn ống (D không đổi) tính kích

thước với Qmax.
75

- Quy ước: Nước chỉ vào hệ vào hệ thống cống
thoát qua các điểm thu nước mạng lưới
(KHƠNG đi vào trên dọc đoạn ống).
- Phương pháp thủy lực  Dòng chảy ỔN ĐỊNH
& ĐỀU  Không thể dùng trong trường hợp
điểm thoát nước khu vực bị ảnh hưởng
“triều”.
- KHÔNG THỂ ÁP DNG tính cho trường hợp
đặt cống có độ dốc i <=0.
- Giải bằng phương pháp lập bảng.
76

19


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CÁC BƢỚC THỰC HÀNH
PHƢƠNG PHÁP THÍCH HỢP
Lập bảng tính có dạng sau:

77

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC
Lập bảng tính:

Ống

(0)
1-3

L
(m)
(1)
.

i
(2)
.

CiAi
(ha, m2)
(3)
.

T (ph)
(4)
.

I
(mm/h,
l/s/ha)
(5)
.

Q

F(h/D)

Dchon

h/D

w

V

Tf(ph)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

.

.

.

.

.

.

.

78

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

(0)  TÊN CÁC ĐOẠN ỚNG TRONG
MẠNG LƯỚI.

 Bắt đầu tính cho các ống
nhánh (cuối mạng , đầu nguồn)
trước.
 Tính từ cống có cấp nhỏ nhất
(cuối mạng) về điểm thu nước
khu vực

 Các đoạn ống được tính
theo thứ tự sau:

79

80

20


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

5

Chú ý:

A1=5ha
C1=0.3
2

A2=5ha
C2=0.5
A4=4ha
C4=0.4

4

1

3

A3=5ha
C3=0.4

Thứ tự tính trong cột (0):

 1 - 3  2- 4  3 - 4  4 - 5
81

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

(2)  Độ dốc đặt ống (>0)

C A
i

 Trong mỗi đoạn ống xét lưu lượng
đầu ống và cuối ống là như nhau (vì
theo giả thiết của phương pháp là
KHÔNG có nhập lưu trên chiều dài
ống).
 Hoàn tất tính toán cho từng đoạn
ống trước khi qua đoạn ống kế.
82

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

ĐỂ XÁC ĐỊNH CiAi

(1)  Chiều dài đoạn ống
(3)  Tính

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

i

i

 Xem giải thích với sơ đồ mạng
lƣới sau:
83

 XEM XÉT ĐOẠN ỐNG ĐƢỢC
XÂY DỰNG ĐỂ PHỤC VỤ CHO
CÁC TIỂU KHU THOÁT NƢỚC
NÀO ?

84

21


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

5

(4) T(ph)  Thời gian tập trung nước

A1=5ha
C1=0.3
2

A2=5ha
C2=0.5
A4=4ha
C4=0.4

4

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

về ĐẦU ĐƯỜNG ỚNG xét.
Thời gian kéo dài cơn mưa Tc
(dùng tính I, cột 5) lấy bằng
T(ph) này  tạo ra Qmax lớn
nhất:

1

3

A3=5ha
C3=0.4

Ví dụ:
 Xét đoạn ống 3-4  có A1C1+A3C3
 Xét đoạn ống 2-4 có A2C2

Tc  T  Te  Tf (ph)
85

86

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

Te: thời gian nước chảy về miệng thu nước
(5'20').

HƯỚNG DẪN TÍNH (4)

Tf  
i

Li
(ph)
Vi

Tf : chỉ tổng thời gian nước chảy từ đầu ống
"xa nhất" về đến điểm đầu ống cống xét.
Li, Vi: chiều dài của đoạn ống thứ i và vận tốc
trung bình (Qi/wi).
i : chỉ tất cả các đoạn ống mà nước sau khi tập
trung vào điểm thu nước và đi về điểm tập
trung nước xem xét.
87

Xem xét TẤT CẢ các nguồn nƣớc
sẽ tập trung về ĐẦU đƣờng ống
xét:

 T(ph) = Max(Ti, Tj, Tk,…)
88

22

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

(5): Tính cường độ mưa I (cho
“đầu” mỗi đoạn đường
ống xét) 

(6) =(3)*(5)  tính lưu lượng
Qi cho đoạn ống xét (lưu ý
đơn vị !, đổi ra m3/s).

 Dùng số liệu (4) & cơng
thức tính cƣờng độ mƣa
(chú ý đơn vị).

Q  I  Ci Ai (m3 / s)

89

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

Tính thủy lực đường ống tròn (vuông)
chảy không đầy.
R 2 / 3i1/ 2
Darcy-Weisbach  Vi 
(m / s)
n



nQ
h
h
 wR 2 / 3  F    chon D  w 
D
i
D
Với R  bán kính thủy lực

91

90

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

(8), (9) & (10)  Tra phụ lục số 2 từ giá trị
(7) với giá trị D(m) nhỏ nhất có thể
(kinh tế).
(11) =(6)/(10)  vận tốc TB chảy trong
đoạn ống (m/s).
(12) =(1)/(11)/60  thời gian nƣớc chảy
từ đầu ống đến cuối ống (Tf phút).
92

23


CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

Tính thủy lực cống ngầm chảy
đầy cống:
+ Cống trịn có m luồng đƣờng kính D
 3.208nQ 
D

 m i 

3/ 8

1.587nQ (k  1) 2 / 3 
x
b

k 5/3 
 m i

3/8

A4=3ha, C4=0.3
te=14’

Xaùc định đường kính đường ống thoát nước mưa
theo phương pháp thích hợp. Tính thời gian tập
trung nước về nút 5.
94

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC
Bài tập 2: Cho khu vực có diện tích A=10ha. Hệ số dòng

chảy C=0.3. Cường độ mưa I theo tần suất thiết kế
trong khu vực là :

A1=5ha
C1=0.3,
te=10’

4

16000  l / s 


TC ( ph)  37  ha 

93

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

2

Bài tập 1 : Cho một hệ thống thoát nước mưa như
sơ đồ sau. Cống tròn có n=0.013. Cường độ mưa I
theo tần suất thiết kế trong khu vực là :

I

+ Cống hộp có m luồng (axb), với k = a/b:

A2=5ha
C2=0.3, te=12’

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

1

3

5

I
A3=5ha
C3=0.4,
te=12’

OÁng

1-3

2-4

3-4

4-5

i%

0.34

0.4

0.4

0.4

L(m)

400

400

400

400

3500
mm / h
TC ( ph)  40

Khu vực có thời gian tập trung nước T=25 phút.Cống
tròn có n=0.013, độ dốc i=0.1%
+ Xác định lưu lượng Qmax(m3/s) tại vị trí thoát nước
khu vực.
+ Xác định đường kính đường cống thoát nước mưa.
95

96

24

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THỐT NƯỚC KHU VỰC

Bài tập 3: Dùng p/p thích hợp xác định D
cống tròn bê tông có hệ số nhám n=0.013.
Nước mưa thu trên các diện tích, chảy
tràn mặt tập trung về các hố thu nước
tương ứng như hình vẽ.
Cường độ mưa I theo tần suất thiết kế
trong khu vực là :

I

15000  l / s 


TC ( ph)  30  ha 

BẢNG TRA TÍNH
DỊNG CHẢY ỔN ĐỊNH ĐỀU
TRONG CỐNG TRÒN
99

4

A4=4ha
C=0.3,
te=12 ph
6

5

A5=3ha,
C=0.4,
te=13 ph

Ống
i%
L(m)

A1=4ha
C=0.3,
te=10 ph

1-2
0.4
200

1

A2=3ha
C=0.4,
te=12 ph

2
A3=4ha
C=0.4,
te=10 ph
4-5
0.4
200

3

2-3
0.4
200

2-5
0.5
250

5-6
0.6
250

97

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

PHỤ LỤC 2

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

98

CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC KHU VỰC

h/D

D(m)= 0.3
ω(h/D)

0.94
0.93
0.92
0.91
0.90

F(h/D)
0.01352
0.01352
0.01349
0.01345
0.01340

0.89
0.88
0.87
0.86

0.01333
0.01325
0.01316
0.01306

D(m)= 0.4
ω(h/D)

0.0690
0.0685
0.0680

0.0675
0.0670

F(h/D)
0.0291
0.0291
0.0291
0.0290
0.0289

0.123
0.122
0.121
0.120
0.119

0.0665
0.0659
0.0653
0.0647

0.0287
0.0285
0.0283
0.0281

0.118
0.117
0.116
0.115

100

25