Bài tập lớn mạng lưới cấp thoát nước

Sau quá trình học tập và rèn luyện tại trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, khoa Môi trường, dưới sự dạy bảo của các thầy cô, từng bước em đã được tiếp thu những kiến thức đáp ứng cho nghề nghiệp trong tương lai. Với những kiến thức có được, em đã nhận bài tập lớn môn học MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC. Em đã được nghiên cứu và tìm hiểu về hệ thống cấp nước thị xã Bỉm Sơn. Do vậy trong bài tập lớn này em đã nhận đề tài “ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC THỊ XÃ BỈM SƠN. Để phát triển kinh tế, thị xã cần có một hệ thống cơ sở hạ tầng vững chắc, trong đó hệ thống cấp nước đóng vai trò vô cùng quan trọng, ảnh hưởng đến sự phát triển của các ngành khác. Dưới sự phát triển của thị xã, hệ thống cấp nước cũ của thị xã đang dần quá tải và nhiều khu vực của thành phố hiện vẫn chưa được cung cấp nước. Vì vậy nhu cầu bức thiết của thị xã hiện nay cần phải xây dựng một hệ thống cấp nước mới đáp ứng đủ nhu cầu phát triển của thị xã hiện tại và trong tương lai.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

KỲ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC KỲ 2 NĂM HỌC 2020 - 2021

Đề tài bài tập lớn: Đề số 03

Họ và tên sinh viên: Hoàng Quốc Huy

Mã sinh viên: 1811071402

Lớp: ĐH8M2

Tên học phần: Mạng lưới cấp thoát nước

Giáo viên hướng dẫn: Th Nguyễn Hồng Đăng

Hà Nội, ngày 16 tháng 10 năm 2021

Mục Lục

1 Đặt vấn đề 1

I XÁC ĐỊNH QUY MÔ DÙNG NƯỚC VÀ CÔNG SUẤT CỦA TRẠM BƠM CẤP NƯỚC 2

3.1 Tính toán lưu lượng nước để dập tắt các đám cháy 6

3.2.Chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II 7

a) Tính thể tích bể chứa 7

b) Tính toán thể tích công trình điều hoà và bể chứa 7

II TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 9

I Vạch tuyến mạng lưới cấp nước ( mạng lưới vòng ) 9

II Xác định chiều dài tính toán, lưu lượng của các đoạn ống 9

1.1 Xác định chiều dài tính toán của các đoạn ống 9

1.2Lập sơ đồ tính toán mạng lưới 9

2 Tính toán thủy lực mạng lưới 11

2.1 Phân phối sơ bộ lưu lượng trong mạng lưới 11

I Xác định lưu lượng công cộng 13

II Lưu lượng nước thải của khu công nghiệp 16

Lưu lượng nước thải sinh hoạt của xí nghiệp công nghiệp 18

III.1 Lưu lượng nước tắm cho công nhân 19

Bảng thống kê lưu lượng nước tắm cho công nhân ( phụ lục 12 ) 19

Bảng thống kê lưu lượng nước thải toàn thành phố 19

PHẦN III : THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 19

I Vạch tuyến mạng lưới thoát nước 19

II Tính toán mạng lưới thoát nước 19

II.1 Lập bảng tính toán diện tích các ô thoát nước 19

II.2 Xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn ống tính toán 19

KẾT LUẬN 20

TÀI LIỆU THAM KHẢO 20

1 Đặt vấn đề

Sau quá trình học tập và rèn luyện tại trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, khoa Môi trường, dưới sự dạy bảo của các thầy cô, từng bước em đã được tiếp thu những kiến thức đáp ứng cho nghề nghiệp trong tương lai Với những kiến thức có được, em đã nhận bài tập lớn môn học MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC Em đã được nghiên cứu và tìm hiểu về hệ thống cấp nước thị xã Bỉm Sơn Do vậy trong bài tập lớn này em đã nhận đề tài “ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC THỊ XÃ BỈM SƠN Để phát triển kinh tế, thị xã cần có một

hệ thống cơ sở hạ tầng vững chắc, trong đó hệ thống cấp nước đóng vai trò vô cùng quan trọng, ảnh hưởng đến sự phát triển của các ngành khác Dưới sự phát triển của thị xã, hệ thống cấp nước cũ của thị xã đang dần quá tải và nhiều khu vực của thành phố hiện vẫn chưa được cung cấp nước Vì vậy nhu cầu bức thiết của thị xã hiện nay cần phải xây dựng một hệ thống cấp nước mới đáp ứng đủ nhu cầu phát triển của thị xã hiện tại và trong tương lai

Mặc dù đã có cố gắng, song do còn chưa có kinh nghiệm trong thiết kế và khối lượng bài tập lớn tương đối lớn nên bài tập lớn vẫn không thể tránh khỏi mắc nhiều lỗi Em kính mong nhận được sự chỉ bảo của các Thầy, Cô để em hoàn thiện hơn nữa kiến thức của mình

Em xin được gửi lời cám ơn đến thầy giáo Nguyễn Hồng Đăng và các thầy cô trong bộ môn Cấp thoát nước, khoa Kỹ thuật Môi trường đã tận tình dạy bảo em trong suốt thời gian vừa qua

Kính chúc các Thầy, Cô mạnh khỏe và Thành công !

Phần thứ nhất

CHUẨN BỊ VÀ TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG

Phần 1 mạng lưới cấp nước Đặc điểm về xây dựng

Khu vực Mật độ dân số

(người/ha) Số tầng nhà

Mức độ trang thiết bị vệ sinh

18 giờ)

trong ngày)

- Hãng sản xuất: D,E

- Bậc chịu lửa: III

CẤP NƯỚC

1.1 Tính diện tích khu vực xây dựng , đường phố , quảng trường , công viên cây xanh

Với mặt bằng quy hoạch đã cho tỷ lệ 1 : 10.000 đã cho, ta có diện tích các phần khu vực

như sau:

- Diện tích cây xanh chiếm 12% diện tích thành phố

- Diện tích đường và quảng trường chiếm 15% diện tích thành phố

- 𝛼max : Hệ số kể đến mức độ tiện nghi của ngôi nhà chế độ làm việc của các xí nghiệp công

 Khu vực 2

- Hệ số dùng nước không điều hòa ngày đêm theo tiêu chuẩn TCXDVN 33-2006:

- 𝛼max : Hệ số kể đến mức độ tiện nghi của ngôi nhà chế độ làm việc của các xí nghiệp công

Vậy : Qmaxsh(2) = 200.81416.1,2

 Vậy lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt của thành phố là :

1.3 Lượng tưới cây xanh, rửa đường

ta chọn như sau :

a) Nước tưới cây :

Cây xanh được tưới thủ công vào các giờ 5,6,7 và 17,18,19 trong ngày)

Qh = 2988.4

Nước rửa đường và quảng trường :

Diện tích rửa đường và quảng trường:

n: số học sinh, giáo viên, n = 3400

- Lưu lượng nước dùng cho trường học là:

1.7 Lập bảng thống kê lưu lượng nước dùng cho thành phố

Thống kê lưu lượng tiêu dùng cho toàn thành phố theo từng giờ ( phụ lục 1 )

Biểu đồ chế độ dùng nước( phụ lục 2 )

3.1 Tính toán lưu lượng nước để dập tắt các đám cháy

a Lựa chọn số đám cháy đồng thời

 Cả thành phố

 Khu công nghiệp:

 Khu dân cư :

Dân cư khu vực I,II là : N1 = 68472+81416 = 149888(người)

Nhà xây hỗn hợp các tầng không phụ thuộc bậc chịu lửa, tra bảng ta thấy có 2 đám cháy

Do khu dân cư và công nghiệp có chung hệ thống cấp nước nên ta chọn số đám cháy đồng

30 + 15 = 45 (l/s)

Tổng lượng nước chữa cháy toàn thành phố là: 45 × 2 = 90 ( l/s)

b Xác định tổng lưu lượng nước chữa cháy cho khu vực thiết kế

- Thời gian tính toán để dập tắt các đám cháy trong khu dân cư và khu công nghiệp

là 3 giờ

- Lưu lượng nước chữa cháy trong 3 giờ:

Chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II ( phụ lục 3)

Vì trạm bơm cấp I hoạt động điều hòa cấp nước vào công trình xử lý nên công trình xử lý

nên công suất giờ của trạm bơm cấp I là :

b) Tính toán thể tích công trình điều hoà và bể chứa

Xác định thể tích điều hòa của bể chứa ( phụ lục 4 )

Wbt - Dung tích dùng cho bản thân hệ thống cấp nước: Wbt = 1% ÷ 10% Qngđ

II TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

I Vạch tuyến mạng lưới cấp nước ( mạng lưới vòng )

1 Mạng lưới cấp nước phải bao trùm tới tất cả các điểm dùng nước trong phạm vi thành phố

2 Các tuyến ống chính phải kéo dài theo hướng vận chuyển chính của mạng lưới

3 Các tuyến ống chính được liên hệ với nhau bởi các ống nối, tạo thành các vòng khép kín liên tục

4 Các tuyến ống chính phải bố trí sao cho ít quanh co, gấp khúc, có chiều dài ngăn nhất và nước chảy thuận tiện nhất

5 Các đường ống phải ít vượt qua chướng ngại vật thiên nhiên như sông, hồ, đường sắt, nút giao thông quan trọng hay vùng có địa hình, địa chất xấu( như đồi, núi, đầm lầy… ) gây nên quản lý khó khăn, phức tạp và tốn kém

6 Kết hợp chặt chẽ giữa hiện tại và phát triển trong tương lai của khu vực Đảm bảo có thể

mở rộng mạng lưới cấp theo quy hoạch phát triển của thành phố và sự tăng tiêu chuẩn dùng nước

II Xác định chiều dài tính toán, lưu lượng của các đoạn ống

1.1 Xác định chiều dài tính toán của các đoạn ống

Xác định chiều dài cho các đoạn ống, tính bằng m ( phụ lục 5) 1.2Lập sơ đồ tính toán mạng lưới

a Lập sơ đồ tính toán mạng lưới cho trường hợp dùng nước nhiều nhất

- Qua bảng phân phối lưu lượng của thành phố ta thấy trong giờ 17-18h thành phố dùng

Trong đó : Bơm cấp II cung cấp toàn bộ lưu lượng = 943.31 (l/s)

- Theo bản tổng hợp lưu lượng với giờ dùng nước lớn nhất 17-18h thì lưu lượng sinh hoạt của khu vực I,II:

Tính lưu lượng dọc đường cho các đoạn ống ( phụ lục 6 )

𝑑𝑑(𝑖−𝑘) = 448.36 (l/s)

𝑑𝑑(𝑖−𝑘) = 468.3 (l/s) Kiểm tra lại kết quả tính toán , ta có :

Vậy điều kiện cân bằng nút được đảm bảo

Phân bố lưu lượng nút.( phụ lục 7 )

𝛴𝑄𝑛út =1029.82 (l/s) (khi chưa tính đến lưu lượng lấy nước tập trung của các xí nghiệp công nghiệp)

2 Tính toán thủy lực mạng lưới

2.1 Phân phối sơ bộ lưu lượng trong mạng lưới

a Trường hợp 1 : Phân phối sơ bộ cho giờ dùng nước max

- Từ biểu đồ dùng nước của thành phố và dựa vào bảng phân phối lưu lượng cho toàn thành

= 1057.12 l/s

- Vào giờ dùng nước lớn nhất lưu lượng cấp cho các điểm tập trung như sau :

 Trường hợp 2: Phân phối sơ bộ khi có cháy xảy ra trong giờ dùng nước lớn nhất

Ta bố trí các đám cháy ở các vị trí bất lợi nhất tại các điểm

Trong trường hợp có cháy xảy ra, lưu lượng chữa cháy sẽ do trạm bơm cấp II đảm nhiệm Hai trường hợp phân phối sơ bộ trong các hình ở trang sau:

-phân phối sơ bộ khi có cháy xảy ra trong giờ dùng nước lớn nhất ( phụ lục 8 )

-lưu lượng tính toán e panet ( phụ lục 9 )

Phần thoát nước Khu vực Diện tích

Từ lưu lượng trung bình giây, để có lưu lượng tính toán cho toàn Thành phố ta phải đi tìm hệ

 Lưu lượng trung bình lớn nhất của toàn thành phố là:

:sự phân bố nước thải sinh hoạt theo từng giờ trong ngày ( phụ lục 10 )

I Xác định lưu lượng công cộng

 Bệnh viện:

Xây dựng trong thành phố có 4 bệnh viện, mỗi bệnh viện có 275 giường

Do vậy ta tính được các số liệu cơ bản đối với 1 bệnh viện như sau:

 Số học sinh và giáo viên là 3400 người

Xây dựng trong thành phố 1 trường học 3400 người

Ta có bảng tổng hợp nước thải tập trung từ các công trình công cộng như sau:

Bảng II.2.3 Lưu lượng tập trung từ các công trình công cộng

Số giờ làm việc

Tiêu chuẩn thải nước

II Lưu lượng nước thải của khu công nghiệp

Tổng số công nhân làm việc trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp chiếm 15% dân số

Xí nghiệp 1 chiếm 60% công nhân

Xí nghiệp 2 chiếm 40% số công nhân

Bảng II.3.1 Biên chế công nhân trong các xí nghiệp nhà máy

Số người được tắm trong các PX Biên chế công nhân theo các ca

Lưu lượng ngày Qngày = 2901.5 (m3 /ngđ) phân phối theo ca như sau:

𝑄𝑠ℎ𝑋𝑁𝐶𝑁1 =35×4047+25×9443

3

3

 Xí nghiệp I làm việc 2 ca nên lượng nước thải sinh hoạt của xí nghiệp theo từng ca là:

Bảng phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt công nhân theo từng giờ trong ca ( phụ lục 11 )

III.1 Lưu lượng nước tắm cho công nhân

Bảng thống kê lưu lượng nước tắm cho công nhân ( phụ lục 12 )

Bảng thống kê lưu lượng nước thải toàn thành phố

PHẦN III : THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC

I Vạch tuyến mạng lưới thoát nước

 Phương án : Độ dài ống chính và các ống nhánh từ các lưu vực đổ vào tương đối ngắn,

đáp ứng được về độ dốc cũng như việc tính toán thuỷ lực Do các tuyến chính ngắn và ít nên khả năng đào bới cũng như bơm chuyển bậc ít,chỉ sử dụng 1 trạm xử lý nên giá thành xây dựng mạng lưới giảm

II Tính toán mạng lưới thoát nước

II.1 Lập bảng tính toán diện tích các ô thoát nước

Diện tích các ô đất xây dựng và các lưu vực thoát nước được tính toán dựa trên đo đạc trực tiếp trên bản đồ quy hoạch Thành phố Các kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau:

Bảng thống kê lưu lượng nước thải toàn thành phố ( phụ lục 13 )

diện tích các khu vực tính toán ( phụ lục 14 )

II.2 Xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn ống tính toán

Bảng lưu lượng tuyến cống tính toán ( phụ lục 15 )

Độ sâu chôn cống

3

3

H = 0.5 + 0.002 × 200+ 0.002 × 10 + 12.2-12.2 + 0.05 = 0.97 (m) Tính toán thủy lực và độ sâu chôn cống tuyến cống tính toán ( phụ lục 16 )

KẾT LUẬN

lưới cấp nước thì ta thấy phương án ta chọn là hợp lý (chọn đường kính ống, thông số bơm, đài nước…) Sau khi xây dựng và đưa vào sử dụng mạng lưới, một số vấn đề cần quan tâm là:

Cơ quan quản lý mạng lưới cần có sách lượt rõ ràng để quản lý và vận hành mạng lưới cấp nước một cách hiệu quả và đơn giản nhất Cần nắm rõ sơ đồ mạng lưới của thị xã Bỉm Sơn để nâng cao tính hiệu quả trong công tác giảm lượng nước không doanh thu

Bài tập lớn là nội dung tổng hợp lại những kiến thức em đã học trong trường và tham khảo ngoài thực tế, trong quá trình hoàn thành bài tập lớn này đã giúp em tiếp thu và củng cố những gì đã học vào công việc giải quyết vần đề cụ thể trong thực tế

Mặc dù vậy, trong khuôn khổ luận văn, với kinh nghiệm, kiến thức và thời gian có hạn nên quá trình làm có thể vẫn còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự đóng góp quý báu, cùng lời chỉ dẫn tận tình của các Thầy Cô để em hoàn thiện thêm vốn kiến thức của mình Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Bộ Xây dựng (2008) TCXDVN 33:2006 : Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình

- Bộ Xây dựng (1988) TCVN 4519: 1988 : Hệ Thống Cấp Thoát Nước Bên Trong Nhà Và Công Trình

- Nguyễn Đình Huấn – Nguyễn Lan Phương Cấp thóat nước, ĐH Bách khoa Đà Nẵng, 09/2010

- PGS TS Hòang Văn Huệ (2009) Mạng lưới cấp nước, NXB Xây Dựng Hà Nội

PHỤ LỤC PHẦN CẤP NƯỚC

phụ lục 1 : bảng tổng hợp lưu lượng cấp nước trong ngày của khu vực

Phụ lục 2 :biểu đồ chế độ dùng nước trong ngày

Phụ lục 3:biểu đồ chế độ bơm nước

phụ lục 4 : xác định thể tích điều hòa của bể chứa

Phụ lục 5 : xác định chiều dài cho các đoạn ống tính toán (m)

Phụ lục 6 : tính lưu lượng dọc đường cho các đoạn ống

Phụ lục 7: phân bố lưu lượng nút trong giờ dùng max và có đám cháy

Phụ lục 8 : phân phối sơ bộ khi có cháy xảy ra trong giờ dùng nước lớn nhất

Phụ lục 9 số liệu từ epanet 9.1 : sơ đồ lưu lượng giờ max epanet

Lưu lượng nút

Lưu lượng các đoạn ống

9.2 sơ đồ giờ max+ có cháy epanet

Lưu lượng các nút giờ cháy

Lưu lượng đoạn ống

Phụ lục Phần thoát nước phụ lục 10 :sự phân bố nước thải sinh hoạt theo từng giờ trong ngày

(Phụ lục 11)Bảng phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt công nhân theo từng giờ trong ca

(Phụ lục 12 )thống kê lưu lượng nước tắm từ các nhà máy

(Phụ lục 13 ) thống kê lượng nước thải toàn thành phố

(Phụ lục 14 ) diện tích các khu vực tính toán

(Phụ lục 15 ) lưu lượng tuyến cống tính toán

(Phụ lục 16 ) tính toán thủy lực và độ sâu chôn cống

TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC

BỘ MÔN CẤP THOÁT NƯỚC

HOÀNG QUỐC HUY

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

HOÀN THÀNH MSSV: 1811071402

L-622 D-250

L-544 D-350 L-646 D-350

L-733 D-500

L-604 D-300

L-669 D-600

L-858 D-500 L-646 D-600

L-416 D-250

L-825 D-400 L-796 D-350

L-538 D-300

13

L-739 D-350 L-636D-300

L-686 D-400 L-677 D-200

6

7

8

9 10 11

12 13

14 15

10.84

10.36

10.85 10.98

10.18 10.07

10.64 11

12.74

10.45 11.24

VI

VII

VIII

TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC

BỘ MÔN CẤP THOÁT NƯỚC

HOÀNG QUỐC HUY

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

a

a a

a a

a

a

a a

a b

b b b

b

b

b

b b

b

b b b

b b

b

b c

c

c c

c c

d d

d d d

d e

a

b c d

5

6 7 8

23

24 25

26

12

a d c

f

e

Thầy :Nguyễn Hồng Đăng

1 2

BỘ MÔN CẤP THOÁT NƯỚC

HOÀNG QUỐC HUY

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

HOÀN THÀNH MSSV: 1811071402