(Tiểu luận) đồ án tốt nghiệp đề tài hệ thông cấp thoát nước

- Tiêu chuẩn dùng nước là thông số rất cơ bản khi thiết kế hệ thống cấp nước dùng để xác định quy mô hay công suet cấp nước.. - Hệ thống không điều hoà ngày lớn nhất Kng.max và nhỏ nhất

CÊp tho¸t n−íc -1-

TRƯỜNG ………

KHOA………

-[\ [\ -

Đồ án tốt nghiệp

Đề tài:

CÊp tho¸t n−íc -2-

MỤC LỤC ‘Chuơng 1 : HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 3

CHƯƠNG2 : THOÁT NƯỚC BÊN NGOÀI CÔNG TRÌNH 25

t2- 1 : Hệ thống thoát nước 25

Đ3-1 Khái niêm chung: 37

Nhiệm vụ của hệ thống cấp nước trong nhà : 37

CHƯƠNG 4 : HỆ THỐNGTHOÁT NƯỚC TRONG NHÀ 50

t4-1 Khái niệm chung 50

]

h

CÊp tho¸t n−íc -3-

9

7 7

8 6

5 4

3 2

1

‘Chuơng 1 : HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

t1-1 : Những khái niệm cơ bản

1) Khái niệm : Hệ thống cấp nước là tổ hợp các công trình có chức năng thu nước, xử lý nước, điều hoà dự chữ nước, vận chuyển và phân phối nước

Hình 1-1 : Sơ đồ hệ thống cấp nước trực tiếp

1,2 Công trình thu và trạm bơm cấp I

3 Bể lắng, 4_ Bể lọc ; 5_ Bể chứa nước sạch

6 _ Trạm bơm cấp 2 ; 7_ Đường ống dẫn nước

8 _ Đài nước ( tháp nước ) ; 9 _ Mạng lưới cấp nước

2) Các yêu cầu đối với hệ thống cấp nước :

- Bảo đảm đưa đầy đủ và liên tục lượng nước cần thiết đến nơi tiêu dùng

- Bảo đảm chất lượng nước đáp ứng được yêu cầu sử dụng

- Bảo đảm chi phí xây dựng và quản lý thấp nhất

- Bảo đảm thi công và quản lý dễ dàng, thuận tiện

- Có khả năng tự động hoá, cơ giới hoá trong quá trình xây dung và khai thác

3 Phân loại hệ thống cấp nước :

a) Theo đối tượng phục vụ : Hệ thống cấp nước đô thị, hệ thống cấp nước công nghiệp, nông nghiệp, đường sắt …

b) Theo chức năng phục vụ :

- Hệ thống cấp nước sinh hoạt

- Hệ thống cấp nước sản xuất

- Hệ thống cấp nước chữa cháy

- Hệ thống cấp nước kết hợp

c) Theo phương pháp sử dụng :

- Hệ thống cấp nước trực tiếp ( Nước dùng xong thổi đi ngay)

- Hệ thống cấp nước tuần hoàn : Nước chảy tuần hoàn trong một chu trình kín Hệ thống này thường dùng trong công nghiệp ( tiết kiệm nước, vì chỉ cần bổ xung một phần nước tổn hao trong quá trình tuần hoàn)

d) Theo phương pháp vận chuyển :

- Hệ thống cấp nước có áp : Nước chảy trong ống chịu áp lực bơm hoặc đài nước tạo ra

- Hệ thống cấp nước không áp : Nước tự chảy theo ống hoặc mương hở do chênh lệch độ cao

e) Theo phạm vi phục vụ :

h

CÊp tho¸t n−íc -4-

- Hệ thống cấp nước thành phố

- Hệ thống cấp nước tiểu khu

- Hệ thống cấp nước trong nhà

4 Tiêu chuẩn và chế độ dùng nước :

- Tiêu chuẩn dùng nước là lượng nước trung bình tính cho một đơn vị tiêu thụ trong một đơn vị thời gian( thường là trong một ngày đêm ) hay cho một đơn vị sản phẩm ( lít/người/ngày; lít/đơn vị sản phẩm )

- Tiêu chuẩn dùng nước là thông số rất cơ bản khi thiết kế hệ thống cấp nước ( dùng để xác định quy mô hay công suet cấp nước )

- Hệ thống không điều hoà ngày lớn nhất (Kng.max) và nhỏ nhất (Kng.min) : Là tỷ số giữa lượng nước tiêu thụ của ngày dùng nước lớn nhất và nhỏ nhất so với ngày dùng nước trung bình trong năm

- Hệ số không điều hoà giờ lớn nhất (Kh max) và nhỏ nhất (Kh min) : Là tỷ số giữa lượng nước tiêu thụ trong giờ dùng nước lớn nhất và nhỏ nhất so với giờ dùng nước trung bình trong ngày

- Khi thiết ké một hệ thống cấp nước cần xác định tổng lưu lượng theo tiêu chuẩn của tong nhu cầu dùng nứơc (sinh hoạt, sản xuất, chữa cháy, tưới cây… )

a) Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt :

- Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt cho các dân cư đô thị tính bình quân đầu người (Lít/người/ngày đêm ) xss định theo quy phạm trong tiêu chuẩn cấp nước hiện hành ( TCXD 33 – 85 ) ở bảng 1-1

- Tiêu chuẩn này dùng cho các nhu cầ ăn uống sinh hoạt tronh các nhà ở, phụ thuộc vào mức độ trang bị kỹ thuật vệ sinh trong nhà, điều kiện khí hậu, tập quán sinh hoạt và các điều kiện có ảnh hưởng khác của mỗi địa phương

Bảng 1-1 : Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt và hệ số không điều hoà Kh max cho các khu dân cư đô thị

Trang bị tiện nghi trong các ngôi nhà

Tiêu chuẩn dùng nước trung bình

(lít/người/ng.đ)

Hệ số không điều hoà giờ Kh max

1 Nhà không có hệ thống cấp thoát nước và

thiết bị vệ sinh lấy nước ở vòi công cộng

ngoài phố

2 Nhà chỉ có vòi lấy nước không có thiết bị

vệ sinh

3 Nhà có hệ thống cấp thoát nước và thiết bị

vệ sinh, không có thiết bị tắm

4 Nhà có hệ thống CTN, có thiết bị vệ sinh

40÷ 60

80 - 100

120÷ 150

2.5 – 2.0 2.0 - 1.8 1.8 - 1.5

h

CÊp tho¸t n−íc -5-

và có thiết bị tắm hương sen

5 Nhà có hệ thống CTN, có thiết bị vệ sinh,

có bồn tắm và cấp nước cục bộ

150 - 200

200 - 300

1.7 - 1.4 1.5 - 1.3

™ Ghi chú : - Tiêu chuẩn dùng nước trên bao gồm cả lượng nước công cộng trong các khu nhà ở

- Hệ số không điều hoà ngày Kng max = 1,35 ÷ 1,5

- Khi chọn cấp nước tiêu chuẩn sinh hoạt cần lưu ý vùng khí hậu và xét khả năng phục vụ của hệ thống tối thiểu là 5 – 10 năm

b) Tiêu chuẩn dùng nước công nghiệp :

- Tiêu chuản này được xác định trên cơ sở dây chuyền công nghệ của xí nghệp

- Tiêu chuẩn nước công nghiệp được tính theo đơn vị sản phẩm ( lít/đơn vị sản phẩm, m /đơn 3

vị sản phẩm ), và lấy theo bảng 1.2

Bảng 1.2 : Tiêu chuẩn nước dùng cho nhu cầu sản xuất

TT

Các Loại Nước Đơn vị đo

Tiêu chuẩn cho một đơn vị đo (m3/1 đv

đo )

h

CÊp tho¸t n−íc -6-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Nước làm lạnh trong NM nhiệt điện

Nước cấp nồi hơi NM nhiệt điẹn

Nước làm nguội động cơ đốt trong

Nước khai thác than

Nước lam giàu than

Nước vận chuyển than theo máng

Nước làm nguội lò luyện gang

Nước làm nguội lò Mác Tanh

Nước cho xưởng cán ống

Nước cho xưởng đúc thép

Nước để xây các loại gạch

Nước rửa sỏi để đổ bê tông

Nước rửa cát để đổ bê tông

Nước phục vụ để đổ 1m3 bê tông

Nước để sản xuất các loại gạch

Nươc để sản xuất ngói

1000 kw/h

1000 kw/h 1CV/h

1 tấn

1 tấn

1 tấn

1 tấn

1 tấn thép

1 tấn

1 tấn

1000 viên

1 m3

1 m3

1 m3

1000 viên

1000 viên

160 – 400

3 – 5 0.015 – 0.04 0.2 – 0.5 0.3 – 0.7 1.5 – 3.0

24 – 42

13 – 43

9 – 25

6 – 20 0.09 ÷ 0.21

1 – 1.5 1.2 – 1.5 2.2 – 3.0 0.7 – 1.0 0.8 – 1.2

- Nước cấp cho công nghiệp địa phương ( ở phân tán và không tính cụ thể được ) lấy bằng 5 ÷

10% lượng nước ăn uống và sinh hoạt trong ngày dùng nước tối đa cho điểm dân cư (TCVN 33 –

85 )

- Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt của công nhân sản xuất tại các xí

nghiệp công nghiệp lấy theo bảng 1.3

Bảng 1.3 : TC dùng nước sinh hoạt trong các XNCN

(l/người ca )

Kh max

1 Phân xưởng nóng, toả nhiệt > 20 kcal.m3/h

2 Các phân xưởng khác

35

25

2.5 3.0

- Lượng nước tắm của công nhân sau giờ làm việc tính theo kíp với tiêu chuẩn 40 người một vòi

tắm 500l/h với thời gian tắm là 45 phút

c) Tiêu chuẩn nước tưới đường, tưới cây :

- Tiêu chuẩn nước dùng để tưới cây, vườn hoa, quảng trường, đường phố trong các đô thị có

thể lấy từ 0.5 – 1l/m2 [ng.đ] diện tích được tưới tuỳ thuộc vào loại mặt đường, loại cây trồng,

điều kiện khí hậu…

d) Tiêu chuẩn dùng nước chữa cháy : Được xác định theo TCVN 33 – 85

Bảng1.4

Số dân Số đám

cháy Lưu lượng cho một đám cháy, L/S (1000 người ) đông thời Nhà 2 tầng với bậc

chịu lửa

Nhà hỗn hợp các tầng không phụ

Nhà 3 tầng không phụ thuộc ² , ²² , ²²² ²V , V thuộc bậc chịu lửa bậc chịu lửa

h

CÊp tho¸t n−íc -7-

1

2

3

4

5

6

7

8

25

50

100

200

300

400

500

2

2

2

3

3

3

3

10

15

20

20

10

20

25

15 20 30 30 40 50 60

15 25 35 40 55 70 80

e) Nước rò rỉ của mạng lưới : Lượng nước này không có tiêu chuẩn rõ rệt , tuỳ theo tình trạng của mạng lưới có thể lấy 5÷ 10% tổng suất của hệ thống

- Chế độ dùng nước hay lượng nước tiêu thụ từng giờ trong ngày đêm cũng là một số liệu quan trọng khi thiết kế một hệ thống cấp nước ( Dùng để lựa chọn công suất bơm, xác định dung tích bể chứa, đài nước )

- Chế độ dùng nước thay đổi tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu, chế độ làm việc, nghỉ ngơi của con người…, nó được xây dung trên cơ sở công tác điều tra thực nghiệm và được biểu diễn bằng lượng nước tiêu thụ tong giờ trong ngày đêm (H 1.2)

Hình 1.2 : Biểu đồ dùng nước trong một ngày đêm cho thành phố

- : % Lượng nước tiêu thụ trung bình

: Lượng nước tiêu thụ tong giờ trong ngày

- Từ biểu đò này ta có thể xác định được hệ số không điều hoà giờ Kh max và Kh min

5) Lưu lượng nước tính toán :

™ Lưu lượng nước tính toán cho khu dân cư được xác định theo công thức :

Qmax ng.đ =

1000

* N

Kngđ max =

1000

* N

, [m3/ngđ] (1-1)

Qmax h =

24

maxng d

Q

Kh max ; [m3/h] (1-2)

Qmax S =

3600

1000

maxh ×

Q

; [l/S] (1-3) Trong đó : - N : Dân số tính toán của khu dân cư ( người)

- Qmax ng ; Qmax h ; Qmax s : Lưu lượng tính toán lớn nhất ngày, giờ, giây

- Kngđ max, Kh max : Hệ số không điều hoà lớn nhất ngày, giờ

- qtb : Tiêu chuẩn dùng nước trung bình (l/người.ngđ)

- qt : Tiêu chuẩn dùng nước tính toán ngày dùng nước lớn nhất (l/người ngđ)

™ Lưư lượng nước tưới đường, tưới cây được xác định theo công thức;

h

CÊp tho¸t n−íc -8-

Qt ngđ =

1000

10000q t ×F t

= 10q t × [m3/ngđ] F t

Qt.h =

T

Q tngd

[m3/h]

Trong đó : qt : Tiêu chuẩn dùng nước tưới đường cây

Ft : Diện tích cần tưới (ha)

Qt ngđ : Lượng nước tưới trong 1 ngày đêm (m3/ngđ)

Qt h : Lượng nước tưới trong 1 giờ (m3/h)

T : Thời gian tưới trong 1 ngày đêm (h)

Thông thường tưới đường từ 8h đén 16h, tươi cây từ 5h đén 8h và 16h ÷ 19hhàng ngày

™ Lưu lượng nước sản xuất : Được coi như phân bố đều trong quá trình sản xuất và được xác đinh theo tiêu chuẩn tính trên đơn vị sản phẩm

™ Lưu lượng nước tắm của công nhân tại xí nghiệp :

QCNth =

1000

500 n×

; [m3/h] (1-6)

QCNt ng.đ= QCNt h * C ; [m3/ng.đ] (1-7)

Trong đó : Qt.ngđCN , Qt hCN : lưu lượng nước tắm của công nhân trong 1 ngày đêm và trong 1 giờ ( thời gian tắm qui định là 45 phút sau khi tan ca )

- n : Số buồng tắm hoa sen trong nhà máy

- C : Số ca làm việc của nhà máy

™ Công suất cấp nước của đô thị thường được xác định theo công thức :

Q = ( a.QSH + Qt + QSHCN + QtCN + QSX ).b.c ; [m3/ng.đ] (1.8)

Trong đó : QSH , Qt , QSHCN, QtCN, QSX : là lưu lượng nước sinh hoạt của khu dân cư, lưu

lượng nước tưới đường, tưới cây, nước sinh hoạt, tắm của công nhân và lưu lượng nước sản xuất của nhà máy trong một ngày đêm

- a : Hệ số kể đến lượng nước dùng cho công nghiệp địa phương và tiểu thủ công nghiệp, a= 1,1

- b : Hệ số kể đến lượng nước rò rỉ ( do điều kiện quản lý chi phối , b = 1,1 ÷ 1,15 )

- c : Hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm nước ( rửa bể lắng, bể lọc … ), c = 1,05 – 1,1

6) Áp lực nước trong mạng lưới cấp nước :

- Nước được đưa đến các vị trí tiêu dùng nhờ áp lực của máy bơm hay đài nước tạo ra Muốn cung cấp nước được liên tục thf áp lực đó phải đủ để đưa nước tới vị trí bất lợicủa mạng lưới ( vị trí xa nhất, cao nhất so với trạm bơm , đài nước ), đòng thời tại vị trí đó cũng phải có một áp lựuc tự do cần thiết để đưa nước tới vị trí bất lợi nhất bên trong nhà

- Áp lực tự do cần thiết tại vị trí bất lợi nhất của mạng lưới cấp nước bên ngoài hay áp lực cần thiết của ngôi nhà bất lợi nhất Hnhct có thể lấy sơ bộ như sau :

- Nhà một tầng : H nhct = 10m

- Nhà 2 tầng : Hnhct = 12m

- Nhà 3 tầng : H nhct= 16m

- Khi nhà tăng lên 1 tầng thì áp lực cần thiết tăng thêm 4m

- Đối với hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực thấp, áp lực cần thiết ở cột lấy nước bất lợi nhất tối thiểu là 10m

h

CÊp tho¸t n−íc -9-

Hb

h

Zb

H

Z

®

®

h1

Znh

MÆt ph¼ng chuÈn

§¦êng ®o ¸p

2

1

3

4 h®

- Đối với hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực cao, áp lực cần thiết này phải đảm bảo đưa nước qua ông vải gai chữa cháy có chiều dài 50 – 100m với cột nước tối thiểu bằng 100m

- Sự liên hệ về áp lực giữa các công trình của hệ thống cấp nước thể hiện trên hình 1.3 :

- Hình 1.3 : Sơ đồ liên hệ về áp lực giữa các công trình của hệ thống cấp nước

1- Bể chứa nước ; 2- Máy bơm 3- Đài nước ; 4- Ngôi nhf bất lợi nhất

- Từ hình 1.3 có thể xác định được chiều cao đặt đài nước và áp lực công tác của máy bơm như sau :

Hđ = Znh + Hnhct + h1 – Zđ (1.9)

Hb = Zđ - Zb + Hđ + h2 + hđ (1.10)

Trong đó : Zđ, Zb, Znh : Độ cao đặt bơm, đài nước, nhà bất lợi ( So với mặt phẳng chuẩn ), m

- Hđ, Hb : Độ cao đặt đài cột nước của bơm, m

- hđ : Chiều cao thing chứa nước trên đài, m

- h1, h2 : Tổng tổn thất cột nước từ đài đén ngôi nhà bất lợi nhất từ máy bơm đến đài, m

-&&& -

t1-2 NGUỒN NƯỚC VÀ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC

I) Nguồn cung cấp nước :

1) Nguồn nước ngầm :

- Nước ngầm tạo thành do nước mưa rơi xuống, them qua các lớp đất, được giữ lại trong các lớp đất chứa nước, giữa các lớp cản nước

- Lớp đất giữ nước thường là cát, sỏi cuội hoặc lẫn lộn với các kích thước và thành phần hạt khác nhau

- Lớp đất cản nước thường là đất sét, đất thịt …

- Ngoài ra nước ngầm còn có thể do nước thấm từ đáy, thành sông hoặc hồ tạo ra

- Nước ngầm thường được ưu tiên chọn làm nguồn nước để cấp cho sinh hoạt ăn uống vì có ưu điểm là rất trong sạch ( hàm lượng cặn nhỏ, ít vi trùng ), xử lý đơn giản nên giá thành rẻ Nhược điểm của nước ngầm là thăm dò lâu, khó khăn, đôi khi chứa nhiều sắt, hoá chất bị nhiễm mặn, khi đó cần phải xử lý phức tạp hơn

- Nước ngầm có các loại sau :

• Nước ngầm không áp : Là nước ngầm mạch nông, ở độ sâu 3 – 10m, lôại này trữ lượng ít, chịu ảnh hưởng của thời tiết, bị nhiễm bẩn nhiều

• Nước ngầm có áp : Là nước ngầm mạch sâu trên 20m, có trữ lượng lớn và chất lượng tốt hơn

h

CÊp tho¸t n−íc -10-

1 2

3 5

6

7

2) Nguồn nước mặt :

- Nước mặt chủ yếu cũng do nước mưa cung cấp hoặc có thể do tuyết tan và có thể chia ra các loại sau :

™ Nước sông : Là loại nước mặt chủ yếu để cung cấp nước, có đặc điẻm là lưu lượng lớn, dễ khai thác, độ cứng và hàm lượng sắt nhỏ, tuy nhiên hàm lượng cặn lớn, nhiều vi trùng nên giá thành xử lý cao

™ Nước suối : Mùa khô lưu lưọng nhỏ nước trong, về mùa lũ lưu lượng lớn, nứơc đục, có nhiều cát, sỏi, mức nước biến đổi lớn

™ Nước đầm hồ : Tương đối trong, ở ven bờ đục hơn do ảnh hưởng của sông , có độ màu cao

do có rong, rêu và thuỷ sinh vật, thường bị nhiễm bẩn

3) Nguồn nước mưa :

- Nguồn nước mưa ở VN khá phong phú do lượng mưa trung bình lớn (500 ÷ 2000 mm/năm )

- Nước mưa tương đối trong sạch, tuy nhiên do rơi qua không khí, mái nhà nên cũng bị nhiễm bẩn

II) Công trình thu nước ngầm

1) Giếng khơi :

- Giếng khơi là công trình thu nước ngầm mạch nông, có đường kính từ 0.8 ÷ 2m, chiều sâu 3 ÷ 20m phục vụ cấp nước cho một đối tượng dùng nước nhỏ

- Khi cần lượng nước lớn hơn có thể xây giếng lớn hơn hoặc xây dung một nhóm going khơi nố vào going tập trung bằng các ống xi phông

- Nước chảy từ going có thể từ đáy hay từ thành bên qua các khe hở ở thành

- Thành giếng có thể xây bằng gạch, bê tông xỉ, bê tông đá hộc, đá ong

- Nếu đất dễ sụt lở, thường dùng các khẩu giếng bằng bê tông, gạch, ống sành… Có chiều cao 0.5 ÷ 1m , rồi đánh tụt tong khẩu giếng xuống, dùng vữa xi măng nối các khẩu giếng với nhau

- Để tránh nước mưa từ trên mặt kèo theo chất bẩn vào giếng, phải lát nền và xây bờ xung quanh giếng cao 0.8m, và bọc đất sét xung quanh giếng 0.5m xuống sâu 1.2m

- Vị trì giếng nên chọn gần nhà cách xa chuồng nuôi gia súc, hố xí tối thiểu 7 ÷ 10 m

- Khi chọn vị trí đào giếng cần tham khảo tài liệu địa chất thuỷ văn và kinh nghiệm dân gian để

đỡ phải đào giếng sâu và thu được nguồn nước có chất lượng tốt

2) Giếng khoan : - Giếng khoan là công trình thu nước ngầm mạch sâu với công suet từ 5 ÷ 500 l/s, sâu từ 20m đến vài trăm mét, có đường kính 100 ÷ 600mm

- Sơ đồ cấu tạo giếng khoan trên hình 1-4 :

Hình 1.4 : SƠ ĐỒ GIẾNG KHOAN

1 Cửa giếng ( miệng giếng )

2 động cơ điện

3 Máy bơm

4 Nhà bảo vệ

5 Ống vách (thân giếng )

6 Ống lọc

7 Ống lắng

- Cửa giếng : Dùng để kiểm tra, theo dõi sự làm việc của giếng

h