Đồ án mạng lưới thoát nước

2.Đường kính tối thiểu, độ đầy tối đa :  Đường kính tối thiểu: - Đối với mạng lưới thoát nước trong sân nhà thì đường kính tối thiểu là 150mm.. - Đối với mạng lưới thoát nước trong tiểu

PHẦN THỨ NHẤT

CHUẨN BỊ VÀ TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG

I MÔ TẢ NHỮNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ ĐỊA HÌNH TRONG PHẠM VI THIẾT KẾ:

Dựa vào bản đồ quy hoạch và các số liệu đã cho ta thấy đây là khu đô thi hiện đại và năng động Hệ thống đường giao thông và cơ sở hạ tầng kỹ thuật từng bước được đổi mới

II PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

Dân số thuộc đô thị loại II : P = 180 người/ha,t = 18 năm

Diện tích đô thị :F = 389.33 ha

III XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG THOÁT NƯỚC VÀ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY

XỬ LÝ NƯỚC THẢI LẬP BẢNG THỐNG KÊ LƯU LƯỢNG THOÁT NƯỚC CHO THÀNH PHỐ THEO TỪNG GIỜ TRONG NGÀY

1. Quy mô thoát nước:

Chọn tiêu chuẩn thoát nước: 150 l/ngày, tỉ lệ dân được thoát nước là 99%

Chọn tiêu chuẩn thoát nước vùng công nghiệp: qcn = 45 m3/ngđ

2 Lưu lượng thoát nước:

Sự gia tăng dân số trong 18 năm,với tốc độ 1,35%/năm

Dân số của đô thị sau 18 năm là: N18=N(1+r)18 =70080(1+1.35%)18 =89212

người

Lưu lượng thoát nước sinh hoạt :

m3/ngđ)

) / ( 3 153 6 , 3

552 6

,

3

) / ( 552 24

13248

.

3

s l

Q

Q

h m Q

tb

h sh

8286

,

3

)/(82824

19872

)/(198725

.113248

max

max

.

3 max

.

3

max

.

s l

Q

Q

h m Q

ngđ m K

Q

Q

h sh

1000300

3 ngđ m

 Lưu lượng thoát nước của trường học:

1051000

300035

= q H

TH (m3/ngđ)

3.Công suất nhà máy XLNT:

*.Công suất nhà máy XLNT là :

) / ( 15711 105

300 1058 1000

GiỜ

NƯỚC SINH HOẠT

NƯỚC BỆNH VIỆN

NƯỚC TRƯỜNG HỌC

NƯỚC SẢN XUẤT

NƯỚC CÔNG NGHIỆP

5 13-14 5.25 695.52 12.5 4.375 41.667 44.083 798.145 5.08

- Thời gian thoát nước nhiều nhất (lưu lượng tính toán hay lưu lượng thiết kế) là vàothời điểm 8-11h và từ 14-17h

Qmax = 5.42% Q=5.42 % x15711 =852 (m3/ngđ)

- Thời gian thoát nước ít nhất (lưu lượng kiểm tra ) là từ 22h-5h

Qmin=2.21%Q=2.21% x 15711= 347 (m3/ngđ)

PHẦN THỨ HAI

MẠNG LƯỚI VÀ CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN MẠNG LƯỚI

I.TÍNH TOÁN THỦY LỰC :

1.Mục đích :

Mục đích của việc tính toán thủy lực là xác định được đường kính và độ dốc đặt cống

trên các đoạn riêng biệt

2.Đường kính tối thiểu, độ đầy tối đa :

 Đường kính tối thiểu:

- Đối với mạng lưới thoát nước trong sân nhà thì đường kính tối thiểu là 150mm.

- Đối với mạng lưới thoát nước trong tiểu khu và đường phố thì đường kính tối thiểu là

200mm

- Đối với hệ thống thoát nước mưa thì đường kính tối thiểu là 300mm

 Độ đầy tối đa:

-Nước thải chảy trong cống ngay khi đạt lưu lượng tối đa thì nó cũng không đầy cống được Mà chỉ có độ đầy tương đối (h/d) Mục đích của việc không cho cống chảy đầy là cần có khoảng trống để thông hơi Độ đầy tối đa được xác định như sau:

- Đối với cống kim loại Vmax = 4m/s ; đối với loại cống không kim loại Vmax = 2m/s.

- Khi tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước, tốc độ tối thiểu được quy định bằng hoặc lớn hơn tốc độ không lắng , được xác định theo bảng sau:

Cống với đường kính (mm) Tốc độ tối thiểu Vmin (m/s)

Cống với đường kính (mm) Độ dốc tối thiểu (Imin)

II.THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC:

1.Vạch tuyến mạng lưới thoát nước:

• Lợi dụng địa hình đặt ống theo chiều nước tự chảy từ phía đất cao đến phía đất thấp của lưu vực thoát nước, đảm bảo lượng nước thải lớn nhất tự chảy theo cống, tránh đào đắp nhiều và tránh đặt nhiều trạm bơm lãng phí

• Phải đặt cống hợp lí sao cho tổng chiều dài của ống là nhỏ nhất Tránh cho nước chảy vòng vo, tránh đặt cống sâu

• Các cống góp chính đổ về trạm sử lí và cửa xả nước vào nguồn Trạm xử lý đặt ở phíathấp so với địa hình thành phố, nhưng không bị ngập lụt, cuối hướng gió chính vào mùa hè, cuối nguồn nước, đảm bảo khoảng cách vệ sinh, xa khu dân cư và xí nghiệp công nghiệp là 500m

• Giảm tối thiểu cống chui qua sông hồ, cầu phà, đường giao thông, đê đập và các công trình ngầm Việc bố trí cống thoát nước phải biết kết hợp chặt chẽ với các công trình ngầm khác của thành phố

Dựa vào sơ đồ vạch tuyến ta có chiều dài các đoạn cống và diện tích của từng khu vực như sau:

BẢNG THỐNG KÊ DIỆN TÍCH THEO TỪNG KHU VỰC (ha)

Chiềudài(m)

Đoạncống

Chiềudài(m)

3.Xác định lưu lượng tính toán cho các tuyến cống:

Diện tích của đô thị là: F =389.33 (ha)

Mật độ dân số : P =180người/ha)

- Khu vực thoát nước có độ dốc trung bình, đường phân thủy không rõ rệt.Ta coi toàn bộ

là một khu vực thoát nước Trạm xử lí ở gần bờ sông

- Lợi dụng địa hình vạch tuyến cống chính theo dọc vùng thấp dần Chia cống chính ra các đoạn nhỏ như hình vẽ

- Môđun lưu lượng : q0 = (l/s.ha)

- Lưu lượng dọc đường xác định bằng cách nhân diện tích phục vụ với môđun lưu

lượng,giá trị thu được đưa vào bảng lưu lượng

BẢNG THỐNG KÊ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI THEO TUYẾN ỐNG CHÍNH 1

TT Tiểu khu(kí hiệu)

Diện tích(ha) Môđun lưu

lượng(l/s.ha)

Lưu lượng trung bình từ các tiểu

khu(l/s)

Hệ số không điều hòa

Lưu lượng (l/s)

Dọc

đường Cạnh sườn

Dọc đường

Cạnh sườn

Dọc đường

Cạnh sườn

Chuyển qua

Tổng cộng

Tiểu khu

Lưu lượng tập trung Cục bộ

Chuyển qua

BẢNG THỐNG KÊ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI THEO TUYẾN ỐNG CHÍNH 2

-IIIc IIId;IV b 16.19 10.35 0.3125 5.06 3.23 11.70 20.00 2.07 41.39 -

-Ic II c;IIIb 4.96 21.16 0.3125 1.55 6.61 20.00 28.16 1.85 52.09 3.47

4 Thiết kế trắc dọc và nguyên tắc cấu tạo mạng lưới thoát nước:

A, Thiết kế trắc dọc:

Quy trình thiết kế trắc dọc mạng lưới cần theo dõi điều kiện: Tốc độ tăng dần,nghĩa là

tốc độ của dòng chảy ở trong cống đoạn sau lớn hơn đoạn trước Tuy nhiên,trong quy phạm cũng quy định: Khi tốc độ lớn hơn 1,5 m/s thì cho phép tốc độ ở đoạn sau nhỏ hơn đoạn trước, nhưng không vượt quá 15-20% Giảm tốc độ tính toán (không nhỏ hơn tốc độlắng cặn) chỉ được phép khi dùng giếng chuyển bậc Tốc độ trong cống nhánh không được kìm hãm tốc độ trong cống chính và mực nước trong cống không dềnh

B Nguyên tắc cấu tạo mạng lưới:

Nguyên tắc cơ bản cấu tạo mạng lưới thoát nước là:

- Đoạn cống giữa các giếng thăm phải là đoạn thẳng Tại những chỗ thay đổi hướng nướcchảy, thay đổi đường kính (kích thước) và tại những chỗ giao lưu của các dòng chảy làm bằng máng hở lượn đều Những chỗ ngoặt tại các giếng thăm thường gây sức cản cục bộ Quy định góc chuyển tiếp của máng hở không lớn hơn 900 Góc 900 chỉ dùng với cống có đường kính D < 400 mm Còn đối với cống D 400 mm góc chuyển tiếp đó không lớn hơn 600

- Khoảng cách giữa các giếng thăm trên những đoạn cống thẳng của mạng lưới ngoài phốlấy theo quy phạm sau:

Đối với cống có D200÷600 – 40 m

D700×1500 – 50 m

D > 1500 – 75m

Có thể tăng khoảng cách giữa các giếng cho phép đến 10%

C, Tính toán thủy lực tuyến cống chính của mạng lưới thoát nước:

BẢNG TÍNH TOÁN THỦY LỰC CÁC TUYẾN ỐNG CHÍNH

Đường kính d(mm)

Độ dốc

i độ(m/s)Tốc

thất áp lực (m)

D.Giếng thăm:

- Giếng thăm là công trình cố định trong hệ thống thoát nước, dùng để kiểm tra và tẩy rửamạng lưới thoát nước.Có nhiều kiểu giếng, vì vậy phải căn cứ vào điều kiện cụ thể mà có phương án lựa chọn cho phù hợp

- Giếng thăm trên đoạn cống thẳng thường bố trí cách nhau khoảng cách phụ thuộc vào đường kính của cống, ví dụ:

D = 150 thì khoảng cách giữa các giếng là 35m

D = 200÷450 thì khoảng cách giữa các giếng là 50m

D = 500÷600 thì khoảng cách giữa các giếng là 75m

D = 700÷1000 thì khoảng cách giữa các giếng là 100m

 Tính toán và bố trí giếng thăm trên tuyến cống chính:

Đoạn

ống

Chiềudài (m)

Đường kính(mm)

Khoảng cách mỗigiếng thăm (m)

Số giếngthămTÍNH TOÁN BỐ TRÍ GIẾNG THĂM TUYẾN ỐNG CHÍNH 1

• Phải đặt cống hợp lí sao cho tổng chiều dài của ống là nhỏ nhất Tránh cho nước chảy vòng vo, tránh đặt cống sâu.

• Các cống góp chính đổ về cửa xả nước vào nguồn Giảm tối thiểu cống chui qua sông

hồ, cầu phà, đường giao thông, đê đập và các công trình ngầm Việc bố trí cống thoát nước phải biết kết hợp chặt chẽ với các công trình ngầm khác của thành phố

• Tận dụng các ao hồ, sông, suối,…sẵn có dể xả nước, giảm quy mô mạng lưới

• Tránh xây dựng trạm bơm thoát nước mưa trong nội bộ mạng lưới

• Cho nước mưa chảy thẳng vào nguồn(sông, hồ,…) gần nhất tới mức có thể

• Không xả vào các vùng không có khả năng tự thoát, vào các ao tù, nước đọng và các vùng dễ gây sói mòn

• Không làm ngập lụt , ảnh hưởng tới vệ sinh môi trường và quy trình sản xuất

II.TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH:

GIÁ TRỊ P CHO VÙNG DÂN CƯ

Tính chất của đô thị Quy mô công trình

Kênh, mương Cống chính Cống nhánh khu vực

TổngcộngTuyến cống chính 6_CX1

IV d;Vd;Ve;VI b;VI c;IIId;VIa;VI e;VII c;II c;VII b;VIIa;VIIId;II d;VIIIc 15.24 163.81 179.05 2Tuyến cống chính 18_CX14

III XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ VÀ THỜI GIAN MƯA:

t

P C q

=

• Dựa vào bản đồ phân vùng khí tượng.Theo TCVN về thoát nước mưa ở TP.HCM thì:

- Cường độ mưa tính với thời gian 20 phút là q20 = 302.4 (l/s/ha)

- Số mũ (phụ thuộc vào vùng địa lý) n =1.075

075 1

075 1 20

) 53 28 (

) lg 229 0 1 ( 19636

) 53 28 (

lg 229 0 1 4 302 )

53 28 20 ( )

53 28 (

lg 1 )

53 28 20 (

= +

+

×

× +

=

=

t

P q

t

P t

P C q

t

A

n n

Với P thì:

075 1 075

.

1 ( 28 53 )

20990 )

53 28 (

) 2 lg 229 0 1 ( 19636

+

= +

1 001

0 1

1

3 / 2 3

/

× +

=

×

Thời gian nước mưa tập chung trên mặt phủ lấy 10 phút

Vì tuyến cống chính không có rãnh nên tr = 0

IV XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN:

Phương pháp tính toán chủ yếu dựa trên cơ sở của phương pháp cường độ giới hạn mà D.F.Gorbachev đề xuất

 Đoạncống ( 6_5)

-Dự kiến tốc độ nước chảy trong đoạn (6_5) là v =0,8 m/s, chiều dài của đoạn là 170m

-Khi lấy thời gian nước chảy theo rãnh tr =0 thì

-Thời gian nước chảy trong cống là: v

l m

1702

- Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn là:

075 1)53.2810

Với KE là hệ số giảm lưu lượng :KE = 0,67

67 0 2 1 20990 75

, 0 948 , 0 )

32 10

0

s l t

K F A

+ +

24 1

170 2

v

l m t

phútThời gian tính toán nước mưa là: t = 10 + 5 = 15 phút

- Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn là:

075 1)53.2810

Với KE là hệ số giảm lưu lượng : KE = 0.67

(10 5 28 53) 207.7( / )

67 , 0 2 1 20990 75

, 0 948 , 0 )

53 , 28 10

0

s l t

K F A

+ +

Đoạncống

Chiều dài(m)

Đoạncống

Chiều dài(m)

BẢNG TÍNH TOÁN THỦY LỰC CÁC TUYẾN CỐNG CHÍNH

Đoạn ống

Chiều

dài đoạn ống

Diện tích dòng chảy

(ha)

Tố c độ

Thời gian nước chảy t =

to + tr +tc

Môđun đơn vị ( l/s.ha)

Lưu lượng tính toán (l/s)

Đường kính Vận tốc dốc i Độ Bản

BẢNG THỐNG KÊ TÍNH TOÁN THỦY LỰC THEO TUYẾN CỐNG CHÍNH 6_CX1

5_4 865 15.65 1.2 16.85 0.9 30 125.9 2121.4 2121.4 1250 1.78 0.0034_3 636 9.27 29.1 38.37 1.2 20 153.99 5908.6 5908.6 1900 2.33 0.003

BẢNG THỐNG KÊ TÍNH TOÁN THỦY LỰC THEO TUYẾN CỐNG CHÍNH 18_CX14

18_17 106 0.59 25.14 25.73 0.85 11 262.69 6759 6759 1600 3.57 0.007

16_15 823 20.04 31.02 51.06 2.5 18 161.12 8227 8227 1750 3.39 0.00715_CX14 917 18.75 51.06 69.81 3.2 18 161.12 11248 11248 2000 4.16 0.007

Đường kính d,mm

Độ dốc i

Tốc độ m/s

Độ đầy Tổn thất

áp lực:H=i*

L, m

Cao độ, m Chiều sâu chôn

cống, m h/d h (m)

Mặt đất Mặt nước Đáy cống Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối BẢNG THỐNG KÊ TÍNH TOÁN THỦY LỰC THEO TUYẾN CỐNG CHÍNH 6_CX1

V GIẾNG THU NƯỚC MƯA

Độ dốc dọc đường phố Khoảng cách giữa các giếng thu, (m)

Độ dốc i

Khoảng cách mỗi giếng (m) Số giếng Tuyến cống chính 6_CX1