CẤP THOÁT NƯỚC - CHƯƠNG 6 MẠNG LUWOIS THOÁT NƯỚC KHU VỰC docx

lưu lượng lớn nhất tạiđiểm tập trung nước A khi mưa càng kéo dài.. Kết luận : Lưu lượng max Qmax “L Ớ N NH Ấ T” tại điểm tập trung nước A sẽ xảy ra khi thời gian kéo dài cơn mưa bằng ho

Trang 1

Chương 6 : M ạ ng l ướ i thốt n ướ c khu v ự c.

PGS TS Nguy ễ n Th ố ng

Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng - BM KTTNN

Giảng viên: PGS TS NGUY Ễ N TH Ố NG

E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr

NỘI DUNG MƠN HỌC

CH ƯƠ NG 1: T ổ ng quan v ề c ấ p n ướ c.

CH ƯƠ NG 2: Ngu ồ n n ướ c & Cơng trình thu n ướ c.

CH ƯƠ NG 3: M ạ ng l ướ i c ấ p n ướ c khu v ự c.

CH ƯƠ NG 4: M ạ ng l ướ i c ấ p n ướ c bên trong.

CH ƯƠ NG 5: M ạ ng l ướ i thốt n ướ c bên trong.

CH ƯƠ NG 6: M ạ ng l ướ i thốt n ướ c khu v ự c.

CH ƯƠ NG 7: T ổ ng quan v ề x ử lý n ướ c th ả i.

- Tính toán và thiết kế hệ thống

thoát nước thải (sinh hoạt, sản xuất) cho một khu vực.

Trang 2

KHÁI NIỆM KHU VỰC THOÁT NƯỚC

Đường đẳng tập trung nước Ranh giới khu vực

Điểm tập trung thoát nước

Tiểu khu vực A j (j∆∆∆∆t)

Trang 3

TH Ờ I GIAN T Ậ P TRUNG N ƯỚ C

KHU V Ự C vê 0 đế n ðIỂ M T Ậ P

THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC Tt

Đường đẳng tập trung nước Ranh giới khu vực

Điểm tập trung nước A

Tiểu khu vực A j (j∆∆∆∆t)

q (mm/h): cường độ mưa

∆ t: bước thời gian

D/tích S ilượng nước đến từ tiểu diện tích A i

- Diện tích khu vực hứng nước mưa Ai;

- Cường độ mưa rơi trên khu vực I(mm/h);

- Khả năng thấm nước diện tích bề mặt thu nước C (hệ số dòng chảy, tỷ lệ nước chảy mặt/tổng lượng nước rơi).

) s / m ( C I A

- A 1 : diện tích tiểu khu vực 1, ….

- C 1 : hệ số dòng chảy (phụ thuộc vào điều kiện thấm của A 1 )

- A 1 I là thể tích nước mưa rơi trên diện tích A 1 từ lúc khởi đầu

mưa cho đến thời điểm t 1 =∆∆∆∆t;

- A 1 IC 1 là thể tích nước của dòng chảy (trong thời đoạn∆∆∆∆t),

tháo ra khỏi lưu vực, đến từ tiểu khu vực A 1 ,…

H ế t

m ư a

!

Trang 4

Kết luận về cường độ Q max ? (lưu lượng lớn nhất tại

điểm tập trung nước A khi mưa càng kéo dài).

Kết luận : Lưu lượng max (Qmax) “L Ớ N

NH Ấ T” 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).

[mm/h or (l/s)/ha]

Vớ i m ộ t t ầ n su ấ t cho tr ướ c, quan h ệ gi ữ a

c ườ ng độ m ư a I & th ờ i gian kéo dài TC:

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

- Tc(phút) thời gian kéo dài cơn mưa.

Vùng TP Hồ Chí Minh (n/cứu của JICA):

c

A I

T B

= +

18125.6

= +

C Ấ P THỐT N ƯỚ C

HỆ SỐ DÒNG CHẢY C

với Q m lưu lượng nước chảy tràn mặt khi lượng mưa rơi trên khu vực là Q 0

m0

Đường bê tông, tráng nhựa

Hệ số dòng chảy, C Bề mặt

Runoff

Trang 5

Tf : thời gian nước chảy (không áp) trong cống

về điểm thoát nước A.

i tấ t c ả các kh ả n ă ng n ướ c r ơ i trên khu

v ự c & s ẽ t ậ p trung v ề đ i ể m thu n ướ c xem xét A.

ife

+ + +

), t t t ( ), t t (

max

T

23f36f

6e23f

3e

23f35f

5e24f

4e2

V(m/s)

0,8 0,5 0,4 0,6 0,5

L(km)

2-4 3-6 3-5 2-3 1-2

………

Trang 6

(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

n ướ c khu

v ự c

Tr ạ m m ư a

Ti ể u khu thốt

n ướ c

ðườ ng

ố ng

Nút m/l ướ i

Trang 8

9.00 H10 - X60 2300

2000 Cống BTCT D2000mm, L=4m

5.44 H10 - X60 1740

4.45 H10 - X60 1440

3.43 H10 - X60 1180

2.30 H10 - X60 960

1.78 H10 - X60 760

0.75 H10 - X60 500

0.58 H10 - X60 400

TL (Tấn) HOẠT TẢI

ĐK NGOÀI (mm)

ĐK TRONG (mm) SẢN PHẨM

Trang 9

ƠN DỊNG CH Ả Y Ổ N ðỊ NH & ðỀ U

R bán kính thủy lực, ω diện tích ướt

i độ dốc ống, h chiều sâu nước

n hệ số nhám, Q lưu lượng

3 / 2R i

nQ Q

nQ

3/2

3/5

= χ

0.0647

0.01306

0.86

0.116 0.0283

0.0653

0.01316

0.87

0.117 0.0285

0.0659

0.01325

0.88

0.118 0.0287

0.0665

0.01333

0.89

0.119 0.0289

0.0670

0.01340

0.90

0.120 0.0290

0.0675

0.01345

0.91

0.121 0.0291

0.0680

0.01349

0.92

0.122 0.0291

0.0685

0.01352

0.93

0.123 0.0291

0.0690

0.01352

0.94

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.4 D(m)=

0.3 D(m)=

Dmin F(h/D)

Khu vực có thời gian tập trung nước T=30 phút

a Tính lưu lượng max (m3/s) chảy qua điểm tập trung nước (cống thu).

b Giả thiết cống thu tròn có độ dốc i=1.10-3, n=0.018, xem cống chảy đều không áp Chọn D (min), tính độ đầy h/D, ω và V tương ứng (p/lục 3).

) h / mm ( 40 ) ph ( T

3500 I

c +

=

Trang 10

Bài tập 2 Một khu vực có diện tích A=0.08km2

Hệ số dòng chảy C=0.3 Mưa trong khu vực có

dạng:

Khu vực có thời gian tập trung nước T=35 phút

a Tính lưu lượng max (m3/s) chảy qua điểm tập

trung nước (cống thu).

b Giả thiết cống thu có độ dốc i=1.10-3 và hệ số

nhám n=0.018, xem cống chảy đều (không áp)

Chọn D (min), tính độ đầy h/D, ω và V tương

12000 I

B Ằ NG PH NG PH ƯƠ ƯƠ NG PH NG PH ÁP THÍCH H Ợ P (T Ỷ L Ệ ) (Rationnel method)

- 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

dùng giá trị này thiết kế đường ống tương ứng.

- Thiết kế trong trường hợp “bất lợi” nhất mỗi

đoạn ống (D không đổi) tính kích thước với

đ o ạ n ố ng ).

M Ộ T S Ố LƯU Ý

trong trường hợp điểm thoát nước

khu vực bị ảnh hưởng “triều”.

KHÔNG THỂ ÁP DUïNG tính cho

trường hợp đặt cống có độ dốc i <=0.

- Giải bằng phương pháp lập bảng.

CÁ C B ƯỚ C

TH Ự C H À NH P.P THÍ CH H Ợ P

L ậ p bả ng tí nh

Trang 11

1-3

(5) (4) (3) (2)

(1)

(0)

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

T (ph)

ΣΣΣΣC i A i (ha, m 2 ) i

L

(m)

Ống

.

(11) (10) (9) (8bis) (8)

(7)

(6)

T f (ph) V

Bắt đầu tính cho các ống nhánh

( cuối mạng , đầu nguồn) trước.

Tính từ CỐNG có cấp NHỎ

NHẤT (cuối mạng) lên cấp LỚN

hơn và tiếp tục về điểm thu nước

khu vực (sơ đồ sau).

3 4

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.

Xem giả i thí ch v ớ i s ơ đ ơ 0

mạ ng l ướ i sau:

i i i

C A

∑

Trang 12

3 4

Thời gian kéo dài cơn mưa Tc

(dùng tính I, cột 5) lấy bằng

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/ωi).

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.

i f

i i

L

T (ph)V

(5): Tính cường độ mưa I (cho

“đầu” mỗi đoạn đường ống xét)

Trang 13

1-2

(5) (4) (3) (2)

(1)

(0)

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

T (ph)

ΣΣΣΣC i A i (ha, m 2 ) i

L

(m)

Ống

.

(11) (10) (9)

(8bis) (8)

(7)

(6)

T f (ph) V(m/s)

ω

h/D

D chon F(h/D)

Dmin F(h/D)

) s / m ( n

i R V

2 / 1 3 / 2

i =

Với R bán kính thủy lực

D

h D

chon D

h F R i

Trang 14

(8), (8 bis) & (9) Tra phụ lục số 3

(TLTK) từ giá trị (7) với giá trị

D(m) nhỏ nhất có thể (kinh tế

Bài tập 1 : Cho một hệ thống thoát nước mưa như

sơ đồ sau Cống tròn có n=0,018 Cường độ mưa

I theo tần suất thiết kế trong khu vực là :

Lập bảng tính xác định đường kính đường ống

thoát nước mưa theo phương pháp thích hợp

Tính thời gian tập trung nước về nút 5.

16000 I

3 4

5

400 400

L(m)

0.4 0.4

0.4 0.34

i%

4-5 3-4

2-4 1-3

Ống

Bài tập 2 : Tương tự bài trên, tuy nhiên

khu vực dân cư đã thay đổi với sự “gia

tăng” mật độ dân số làm cho hệ số

dòng chảy C trong các khu vực đã tăng

1,5 lần

a Xác định các D trong trường hợp này.

b Tính thời gian tập trung nước về điểm

thoát nước khu vực số 5.

Bài t ậ p 3: Cho một hệ thống thoát nước mưa như sơ đồ sau Cho biết cống tròn có n=0,018 Cường độ mưa I theo tần suất thiết kế trong khu vực là :

Xác định đường kính đường ống thoát nước mưa theo phương pháp thích hợp Tính thời gian tập trung nước về nút 7.

16000 I

C

Trang 15

0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

i%

6-7 5-6 4-6 3-4 2-6 1-5

Cường độ mưa I theo tần suất thiết kế trong khu vực là :

) h / mm ( 40 ) ph ( T

5000 I

t e =10 ph

A 3 =4ha C=0.4,

t e =12 ph

1

2 3

4

5 7

300 300 300 300 300

L(m)

0.6 0.5 0.4 0.4 0.4

i%

5-7 2-5 2-3 4-5 1-2

7 Cho biết cống tròn bê tông có hệ số nhám n=0.018

A=5ha

C=0.2, 12 ’

A=4ha C=0.4, t e = 12’

A=4ha C=0.4, 14 ’

A=3ha C=0.5, 10 ’

0,3 0,2 0,3 0,3 0,2 0,2 i%

6-7 5-6 4-6 3-4 2-3 1-3

ð o ạ n

Trang 16

Bài tập 6 : Lấy số liệu ví dụ trên

nhưng trong trường hợp này

đường ống 5-6 dài 400m và thời

gian nước chảy tràn mặt tập

trung về nút số 2 là 15 phút

Tính D các đường ống theo

phương pháp thích hợp.

) h / mm ( 40 ) ph ( T

5000 I

t e =12 ph

A 3 =4ha C=0.4,

t e =13 ph

1

2 3

4

5 7

6

A 6 =3ha C=0.3,

t e =10 ph

300 250 200 200 200 200

L(m)

0.5 0.5 0.4 0.4 0.4 0.4

i%

5-7 2-5 2-3 4-5 6-3 1-2

Tính D các đường ống trong trường hợp này.

Bài tập 9 : Dùng p/p thích hợp xác định

D cống tròn bê tông có hệ số nhám

n=0.018 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 :

A=3ha C=0.4,t e =10’

A=3ha C=0.5, t e =10’

A=2ha, C=0.4,t e =12’

A=3ha C=0.5,t e =12’

1

2 3

4

8 9

A=4ha C=0.4,t e =10’

6 5

7

A=4ha C=0.3,t e =10’

300 200 200 200 200 200 200 200 L(m)

0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 i%

8-9 2-8 6-8 7-8 5-6 4-6 2-3 1-2

Ố ng

Trang 17

ñộ d ố c i các c ố ng cho trong b ả ng sau:

ðộ dốc i

300 250

L ( m )

HG KH

Trang 18

n ướ c ch ị u ả nh h ưở ng tri ề u – Dòng

ch ả y không ổ n ñị nh (Unsteady Flow). 104

Chương 6 : M ạ ng l ướ i thoát n ướ c khu v ự c.

CÓ TH Ể S Ử D Ụ NG MÔ HÌNH SWMM (Storm Water Management Model)

Cho phép:

Các ch ế ñộ th ủ y l ự c trong c ố ng khác nhau

C ườ ng ñộ m ư a có th ể thay ñổ i trên khu

v ự c

Mô t ả ñượ c quá trình thoát n ướ c

ðư a vào nghiên c ứ u các bi ệ n pháp c ả i thi ệ n thoát n ướ c: H ồ ñ i ề u hòa

TÍNH THOÁT N ƯỚ C M Ư A V Ớ I MÔ HÌNH SWMM

Trang 19

a-Chi ề u sâu t ố i thi ể u ñặ t ố ng b ằ ng 0, 7m k ể t ừ m ặ t ñấ t ñế n ñỉ nh ố ng

b- ố ng c ấ p n ướ c ñặ t bên d ướ i ố ng thoát

Th ờ i gian n ướ c ch ả y trong c ố ng

Trang 20

CÂU H Ỏ I ÔN Phát bi ể u nào sau ñ ây là ð ÚNG:

Ph ươ ng pháp thích h ợ p ñượ c áp d ụ ng

cho m ọ i l ư u v ự c: l ớ n, trung bình , nh ỏ

Ph ươ ng pháp thích h ợ p xem th ờ i gian

m ư a b ằ ng th ờ i gian t ậ p trung n ướ c khi tính

S ố l ượ ng ố ng ñứ ng thoát n ướ c m ư a

ph ụ thu ộ c kích th ướ c máng x ố i

Kích th ướ c máng x ố i ph ụ thu ộ c vào

di ệ n tích h ứ ng n ướ c m ư a

S ố l ượ ng ố ng ñứ ng thoát n ướ c m ư a

ph ụ thu ộ c vào c ườ ng ñộ m ư a

Ph ươ ng pháp thích h ợ p ñượ c áp d ụ ng cho m ọ i l ư u v ự c: l ớ n, trung bình , nh ỏ

Ph ươ ng pháp thích h ợ p xem th ờ i gian

m ư a b ằ ng th ờ i gian t ậ p trung n ướ c khi tính

l ư u l ượ ng tháo ra kh ỏ i l ư u v ự c

Ph ươ ng pháp thích h ợ p d ự a trên gi ả

thi ế t c ườ ng ñộ m ư a không ñổ i

Trang 21

0.0647 0.01306

0.86

0.116 0.0283

0.0653 0.01316

0.87

0.117 0.0285

0.0659 0.01325

0.88

0.118 0.0287

0.0665 0.01333

0.89

0.119 0.0289

0.0670 0.01340

0.90

0.120 0.0290

0.0675 0.01345

0.91

0.121 0.0291

0.0680 0.01349

0.92

0.122 0.0291

0.0685 0.01352

0.93

0.123 0.0291

0.0690 0.01352

0.94

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.4 D(m)=

0.3 D(m)=

0.0576 0.01164

0.76

0.104 0.0254

0.0584 0.01181

0.77

0.105 0.0258

0.0592 0.01197

0.78

0.106 0.0261

0.0599 0.01213

0.79

0.108 0.0265

0.0606 0.01229

0.80

0.109 0.0268

0.0613 0.01244

0.81

0.110 0.0271

0.0620 0.01258

0.82

0.111 0.0274

0.0627 0.01271

0.83

0.113 0.0276

0.0634 0.01284

0.84

0.114 0.0279

0.0640 0.01295

0.85

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.4 D(m)=

0.3 D(m)=

0.0495 0.00972

0.66

0.089 0.0214

0.0503 0.00992

0.67

0.091 0.0218

0.0512 0.01013

0.68

0.092 0.0222

0.0520 0.01033

0.69

0.094 0.0227

0.0529 0.01052

0.70

0.095 0.0231

0.0537 0.01072

0.71

0.097 0.0235

0.0545 0.01091

0.72

0.098 0.0239

0.0553 0.01110

0.73

0.100 0.0243

0.0561 0.01128

0.74

0.101 0.0247

0.0569 0.01146

0.75

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.4 D(m)=

0.3 D(m)=

0.0407 0.00758

0.56

0.074 0.0168

0.0416 0.00780

0.57

0.076 0.0173

0.0425 0.00801

0.58

0.077 0.0177

0.0434 0.00823

0.59

0.079 0.0182

0.0443 0.00845

0.60

0.080 0.0187

0.0452 0.00866

0.61

0.082 0.0191

0.0460 0.00887

0.62

0.083 0.0196

0.0469 0.00909

0.63

0.085 0.0200

0.0478 0.00930

0.64

0.086 0.0205

0.0486 0.00951

0.65

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.4 D(m)=

0.3 D(m)=

0.0326 0.00565

0.47

0.060 0.0126

0.0335 0.00586

0.48

0.061 0.0131

0.0344 0.00607

0.49

0.063 0.0135

0.0353 0.00629

0.50

0.064 0.0140

0.0362 0.00650

0.51

0.066 0.0145

0.0371 0.00671

0.52

0.068 0.0149

0.0380 0.00693

0.53

0.069 0.0154

0.0389 0.00715

0.54

0.071 0.0159

0.0398 0.00736

0.55

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.4 D(m)=

0.3 D(m)=

Trang 22

0.042 0.0079

0.0238 0.00367

0.37

0.044 0.0083

0.0246 0.00385

0.38

0.045 0.0087

0.0255 0.00404

0.39

0.047 0.0091

0.0264 0.00424

0.40

0.049 0.0095

0.0273 0.00443

0.41

0.050 0.0100

0.0282 0.00463

0.42

0.052 0.0104

0.0291 0.00483

0.43

0.053 0.0108

0.0300 0.00503

0.44

0.055 0.0113

0.0309 0.00524

0.45

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.4 D(m)=

0.3 D(m)=

128

0.032 0.0053

0.0178 0.00246

0.30

0.033 0.0056

0.0187 0.00262

0.31

0.035 0.0060

0.0195 0.00279

0.32

0.036 0.0064

0.0203 0.00296

0.33

0.038 0.0067

0.0212 0.00313

0.34

0.039 0.0071

0.0220 0.00331

0.35

0.041 0.0075

0.0229 0.00349

0.36

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.4 D(m)=

0.3 D(m)=

0.259 0.0829

0.86

0.464 0.1800

0.261 0.0836

0.87

0.468 0.1812

0.264 0.0841

0.88

0.473 0.1823

0.266 0.0846

0.89

0.476 0.1832

0.268 0.0851

0.90

0.480 0.1840

0.270 0.0854

0.91

0.484 0.1845

0.272 0.0857

0.92

0.487 0.1848

0.274 0.0858

0.93

0.490 0.1849

0.276 0.0859

0.94

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.8 D(m)=

0.6 D(m)=

0.231 0.0739

0.76

0.415 0.1615

0.234 0.0750

0.77

0.421 0.1637

0.237 0.0760

0.78

0.426 0.1659

0.240 0.0770

0.79

0.431 0.1680

0.242 0.0780

0.80

0.436 0.1700

0.245 0.0790

0.81

0.441 0.1720

0.248 0.0799

0.82

0.446 0.1738

0.251 0.0807

0.83

0.451 0.1755

0.254 0.0815

0.84

0.455 0.1771

0.256 0.0823

0.85

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.8 D(m)=

0.6 D(m)=

C Ấ P THOÁT N ƯỚ C

0.358 0.1357

0.201 0.0630

0.67

0.364 0.1385

0.205 0.0643

0.68

0.370 0.1412

0.208 0.0656

0.69

0.376 0.1439

0.211 0.0668

0.70

0.382 0.1466

0.215 0.0681

0.71

0.387 0.1492

0.218 0.0693

0.72

0.393 0.1518

0.221 0.0705

0.73

0.399 0.1543

0.224 0.0716

0.74

0.404 0.1568

0.227 0.0728

0.75

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.8 D(m)=

0.6 D(m)=

C Ấ P THOÁT N ƯỚ C

0.290 0.1037

0.163 0.0481

0.56

0.296 0.1066

0.166 0.0495

0.57

0.302 0.1096

0.170 0.0509

0.58

0.309 0.1125

0.174 0.0523

0.59

0.315 0.1155

0.177 0.0536

0.60

0.321 0.1184

0.181 0.0550

0.61

0.327 0.1214

0.184 0.0564

0.62

0.334 0.1243

0.188 0.0577

0.63

0.340 0.1272

0.191 0.0590

0.64

0.346 0.1300

0.195 0.0604

0.65

ω(h/D) F(h/D)

h/D

0.8 D(m)=

0.6 D(m)=

Tiêu đề	Mạng Lưới Thốt Nước Khu Vực
Người hướng dẫn	PGS. TS. Nguyễn Thống
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa
Chuyên ngành	Cấp Thoát Nước
Thể loại	Bài Giảng
Năm xuất bản	2025
Thành phố	Thành Phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	1,7 MB