Câu hỏi ôn tập thoát nước dân dụng và công nghiệp

HTTN Kết hợp HTTN Chung : là HTTN chỉ bao gồm 1 mạng lưới đường ống dẫn, cả 3 loại nước thải sinh hoạt, sản xuất và nước mưa cùng chảy trong 1 đường ống - Ưu điểm + Chiều dài đường ống

Câu hỏi ôn tập Thoát nước dân dụng và công nghiệp

1 Các loại hệ thống thoát nước, ưu khuyết điểm và phạm vi ứng dụng Các bộ phận của

Hệ thống thoát nước

2 Hệ thống thoát nước chung : sơ đồ, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm

3 Hệ thống thoát nước riêng hoàn chỉnh : sơ đồ, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm

4 Hệ thống thoát nước riêng không hoàn chỉnh : sơ đồ, nguyên lý làm việc và phạm vi ứng dụng

5 Khả năng vận chuyển của dòng chảy trong mạng lưới thoát nước

6 Trạng thái dòng chảy trong mạng lưới thoát nước

7 Các loại sơ đồ hệ thống thoát nước

8 Hình thức mặt cắt ngang tiết diệ ống : ưu khuyết điểm và phạm vi ứng dụng

9 Công thức cơ bản để tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước

10 Độ sâu đặt cống đầu tiên : ý nghĩa và cách xác định

11 Hệ số không điều hòa, ý nghĩa trong tính toán

12 Nguyên tắc bố trí đường ống trên mặt cắt ngang đường phố Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới thoát nước

13 Độ đầy trong tính toán MLTN, vận tốc tính toán

14 Đặc điểm tính toán hệ thống cống chung

15 Các loại công thức cường độ mưa, quan hệ giữa thoài gian mưa – chu kỳ mưa – cường

độ mưa

16 Lưu lượng tính toán của MLTN mưa, nước thải

17 Nội dung của phương pháp cường độ giới hạn để tính toán lưu lượng MLTN mưa

18 Các loại giếng chuyển bậc và ứng dụng, giếng tràn

19 Nội dung của quản lý kỹ thuật cống thoát nước

Trả lời Câu 1 - Các loại HTTN, ưu khuyết điểm và phạm vi áp dụng, Các bộ phận của HTTN Các loại HTTN

1 HTTN Chung

2 HTTN Riêng

3 HTTN Kết hợp HTTN Chung : là HTTN chỉ bao gồm 1 mạng lưới đường ống dẫn, cả 3 loại nước thải

(sinh hoạt, sản xuất và nước mưa) cùng chảy trong 1 đường ống

- Ưu điểm

+ Chiều dài đường ống thoát nước ngắn

+ Nước thải trước khi đổ ra sông hồ được làm sạch tới mức cần thiết

+ Chi phí xây dựng thấp hơn hệ thống thoát nước riêng

3 4 5

1

Cèng bao GiÕng trµn tr¹m b¬m tr¹m xö lý

HTTN Riêng

Là HTTN bao gồm 2 mạng lưới đường ống

+ Mạng lưới đường ống vận chuyển nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp bẩn

+ Mạng lưới đường ống vận chuyển nước thải quy ước sạch và nước mưa

tr¹m b¬m tr¹m xö lý

hÖ thèng tho¸t nuíc mua

4 3 2

+ Tổng chiều dài xây dựng lớn, chi phí xây dựng cao

+ Trong mùa mưa có thể cho phép tràn cống thoát nước mưa tại một số thời điểm

3) Đường ống thoát nước chính : Thu nước thải từ các khu vực để đưa về trạm bơm thoát nước

4) Ống chuyển : đưa nước ra khỏi thàh phố đến trạm bơm

5) Giếng thăm : Xây dựng trên mạng lưới đường ống ở chỗ ngoặt hay chố nối nhánh để kiểm tra, thông ống mỗi khi bị tắc

6) Trạm bơm : do điều kiện tự nhiên có độ dốc quá nhỏ, độ sâu chôn ống lớn, phải đặt trạm bơm để bơm nước lên cao

7) Ống có áp lực : đoạt đống đưa nước từ trạm bơm lên đầu ống tự chảy cao hơn trong đó nước chảy dưới áp lực của máy bơm

8) Ống xả sự cố : đặt ở trước trạm bơm đề phòng sự cố cho trạm bơm

9) Giếng thu nước mưa: Bố trí trên hệ thống thoát nước riêng của thành phố

10) Trạm xử lý : nằm ở cuối mạng lưới, có chức năng xử lý, làm sạch nước thải đến tiêu chuẩn cho phép và thải ra nguồn tiếp nhận

Câu 2 - Hệ thống thoát nước chung : sơ đồ, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm HTTN Chung : là HTTN chỉ bao gồm 1 mạng lưới đường ống dẫn, cả 3 loại nước thải

(sinh hoạt, sản xuất và nước mưa) cùng chảy trong 1 đường ống

- Ưu điểm

+ Chiều dài đường ống thoát nước ngắn

+ Nước thải trước khi đổ ra sông hồ được làm sạch tới mức cần thiết

+ Chi phí xây dựng thấp hơn hệ thống thoát nước riêng

1

Cèng bao GiÕng trµn tr¹m b¬m tr¹m xö lý

Câu 3 - Hệ thống thoát nước riêng hoàn chỉnh : sơ đồ, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm

a HTTN riêng hoàn chỉnh

- Là HTTN bao gồm 2 mạng lưới đường ống

+ Mạng lưới đường ống dẫn nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp bẩn

+ Mạng lưới đường ống dẫn nước sản xuất quy ước sạch và nước mưa

- Ưu điểm

+ Nước thải bẩn được tập trung xử lý

+ Chế độ làm việc của mạng lưới thoát nước ổn định

- Nhược điểm

+ Có 1 lượng nước mưa ban đầu không được xử lý nên ô nhiễm môi trường

+ Giá thành xây dựng và quản lý cao

+ 1 Mạng lưới thoát nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất bẩn

+ 1 Kênh mương thoát nước mưa và nước sản xuất quy ước sạch

- Ưu điểm

+ Nước thải bẩn được tập trung xử lý trước khi xả vào nguồn

+ Chế độ làm việc của mạng lưới thoát nước ổn định

- Nhược điểm : Do kênh mương hở nên ảnh hưởng đến môi trường

- Điều kiện áp dụng : Áp dụng được trong giai đoạn đầu của HTTN riêng hoàn chỉnh, khu vực đô thị có diện tích nhỏ, độ dốc mặt đất san nền thuận lợi

tr¹m b¬m tr¹m xö lý

hÖ thèng tho¸t nuíc mua

4 3 2

XM

b HTTN nửa riêng

- Là HTTN gồm 2 mạng lưới đường ống

+ Mạng lưới đường ống thoát nước sinh hoạt và nước thải sản xuất bẩn

+ Mạng lưới đường ống thoát nước sản xuất quy ước sạch và nước mưa đồng thời giữa 2 mạng lưới có liên hệ bằng giếng tách nước mưa

- Ưu điểm : Có giếng tách nước mưa để đưa lượng nước mưa đợt đầu từ mạng lưới thoát nước mưa sang mạng lưới thoát nước sinh hoạt và sản xuất để xử lý, không gây ô nhiễm môi trường

- Nhược điểm : Giá thành xây dựng và quản lý cao do đường ống thoát nước sinh hoạt phải xây dựng sâu hơn đường ống thoát nước mưa

- Điều kiện áp dụng : Đô thị có điều kiện kinh tế phát triển, tuy nhiên chỉ áp dụng ở quy mô nhất định

Câu 5 – Khả năng vận chuyển của dòng chảy trong MLTN

- Khả năng vận chuyển của dòng chảy là khả năng vận chuyển các chất cặn bẩn (cát, keo…) ra ngoài

- Khả năng vận chuyển của dòng nước liên quan đến các yếu tố

+ Trạng thái dòng chảy : Trong thoát nước chỉ tồn tại chảy rối, cặn ở trạng thái lơ lửng nhờ chảy rối do đó không xảy ra hiện tượng lắng và được vận chuyển ra ngoài

vận chuyển của dòng chảy

+ Nếu mật độ hạt (M) nhỏ → khả năng vận chuyển lớn

TB → cân bằng với khả năng vận chuyển Lớn → xuất hiện khả năng lắng

nước bằng cách tăg lưu lượng để giảm mật độ cặn

+ Vận tốc giới hạn của dòng chảy : cần đạt đến vận tốc tự làm sạch và không được vượt quá vận tốc cho phép Trong tính toán người ta nghiên cứu thành phần và tính chất của vận tốc với vận tốc đó phụ thuộc vào kích thước cống, cống càng lớn thì vận tốc xoáy càng lớn, giới hạn từ vận tốc với vận tốc xoáy gọi là vận tốc tự làm sạch hoặc vmin , vtt>vmin

+ Tiêu chuẩn thải nước : nếu tiêu chuẩn thải nước lớn dẫn đên lưu lượng lớn và khả năng vận chuyển lớn

Mật độ hạt :

Câu 6 - Trạng thái và chế độ dòng chảy trong mạng lưới thoát nước

- Như vậy dựa vào năng lượng thủy lực của dòng chảy mà các hạt cặn lơ lửng, cặn rắn được tải đi trong MLTN

Vtb

sù ph©n bè vËn tèc trong cèng

- Chế độ dòng chảy : Có 2 loại là chảy đều và chảy không đều

+ Chảy đều : q = const, i = const, vtt = const, ω = const, trong MLTN chế độ chảy đều chỉ có ở ống thẳng, không có nhánh nối, có khả năng tự rửa sạch lòng ống, nó làm nhiệm vụ vận chuyển đơn thuần nên suốt dọc đường không thu thêm lưu lượng q = const

+ Chảy không đều : khi 3 trong 4 đại lượng trên không là hằng số Chảy không đều thấy

ở các ống góp lớn, lưu lượng nước tăng dần, q ≠ const, nguyên nhân chính là do có tổn thất cục bộ ở những chỗ ngoặt, chỗ nối …

• Chảy không đều ổn định : thấy ở HTTN riêng (SH+SX), dòng từ đường ống thoát nước chảy vào hồ, các thông số lưu lượng, vận tốc không thay đổi

• Chảy không đều không ổn định : thấy ở HTTN mưa và HTTN chung do cường

độ mưa thay đổi theo thời gian

Câu 7 – Các sơ đồ HTTN

Khi vạch tuyến MLTN để chọn được giải pháp hợp lý, tiết kiệm, dễ dàng

1 Sơ đồ thẳng góc

- Là sơ đồ mà nước thải đi từ nguồn thải ra ngồn tiếp nhận

bằng con đường ngắn nhất, không qua trạm xử lý

- ĐKAD : Với đô thị có quy mô vừa và nhỏ nằm bên cạnh

sông và có độ dốc trung bình về phía sông đồng thời sông

có lưu lượng lớn, đủ khả năng tự làm sạch

2 Sơ đồ cắt ngang

- Là sơ đồ mà đường ống làm việc thường vuông góc với

sôg còn đường ống chính cắt ngang qua các đường ống lưu

vực đưa nước thải về trạm xử lý trước khi xả ra nguồn

- ĐKAD : Đối với đô thị, khu công nghiệp có quy mô vừa và

lớn, nằm ở bên sông, có độ dốc trung bình về phía sông,

nước thải cần được xử lý trước khi xả ra sông

3 Sơ đồ song song

- Là sơ đồ mà các đường ống thoát nước lưu vực song song

với sông, đưa nước thải vào đường ống chính rồi qua trạm xử

lý sau đó xả ra sông

- ĐKAD : Đối với đô thị, khu công nghiệp được xây dựng ven

sông, có độ dốc về phía sông i ≥ 2%

4 Sơ đồ li tâm

- Là sơ đồ mà nước thải ra nhiều phía

- ĐKAD : Đối với đô thị, khu công nghiệp có độ dốc và địa hình

dạng quả đồi hoặc đô thị có quy mô lớn nhưng độ dốc nhỏ,

tương đối bằng phẳng

5 Sơ đồ phân vùng

- Là sơ đồ mà mạng lưới được chia làm nhiều vùng khác nhau,

mỗi vùng này được chia làm 1 mạng lưới khác nhau để phù hợp

với điều kiện cụ thể của vùng đó

- ĐKAD : Đối với đô thị có những vùng khác nhau về địa hình và

tính chất xây dựng

Câu 8 – Hình thức mặt cắt ngang tiết diện ống, ưu khuyết điểm và phạm vi ứng dụng

Các yêu cầu đối với ống

- Về cơ học : ống phải chắc, chịu được tác dụng của đất và các phương tiện giao thông vận tải

- Về thủy lực : có bán kính thủy lực lớn, tạo tốc độ dòng chảy tốt

- Sản xuất dễ dàng, có khả năng công nghiệp hóa quá trình sản xuất

- Thi công và đặt đường ống nhanh

- Ưu điểm : dễ chế tạo

- PVAD : xây dựng ở những nơi đường phố có độ rộng vừa phải

- Ưu điểm : khả năng thoát nước phù hợp với lưu lượng nhỏ

- PVAD : Xây dựng ở đường phố hẹp

c Nhóm thấp H < B

b

R 2r

- Ưu điểm : khả năng thoát nước lớn và thường được sử dụng

- PVAD : chủ yếu dùng cho cống nước mưa

Câu 9 – Công thức cơ bản tính toán thủy lực MLTN

- Mặc dù dòng nước chảy trong ống thoát nước là dòng chảy rối, khong đều, không ổn định nhưng để áp dụng công thức thủy lực chảy đều thì phải coi toàn bộ lượng nước tập trung của mạng lưới thoát nước đổ vào đầu đoạn ống và chế độ là chảy đều

- Trong thực tế khi vận hành cố gắng hạn chế khả năng tắc cống

- Khi thiết kế các đoạn ống thoát nước cần được chia hỏ để việc sai số lưu lượng giảm đi gần với thực tế hơn

- Công thức lưu lượng không đổi q = ω.v

+ q : lưu lượng nước thải (m3/s)

+ ω : diện tích mặt cắt ướt (m2) + v : tốc độ trung bình (m/s) + C : hệ số Sêdi – hệ số sức cản theo chiều dài ống + R : bán kính thủy lực (m)

+ I : độ dốc thủy lực

- Hệ số Sêdi C xác định theo công thức

y

1C= Rn

n : độ nhám của thành ống phụ thuộc vào vật liệu ống

y : hệ số phụ thuộc vào độ nhám và bán kính thủy lực

3, 42 Re

a D

λ

Câu 10 – Độ sâu đặt cống đầu tiên, ý nghĩa và cách xác định

- Đường ống thoát nước đặt ở đường phố phải có một độ sâu nhất định để tránh được tác động cơ học và thu nước dễ dàng đồng thời phải có một độ dốc nhất định để đảm bảo chế độ tự chảy

- Nếu đặt nông, giá thành xây dựng và chi phí thấp nhưng khó thu được nước từ điểm bất lợi nhất

- Nếu đặt sâu quá thì giá thành xây dựng và chi phí cao nhưng thu nước dễ dàng vì vậy khi thiết kế ta phải tính toán độ sâu đặt cống một cách hợp lý, đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật và điều đó liên quan đến độ sâu đặt cống đầu tiên

- Độ sâu đặt cống đầu tiên cùng với đường kính cống sẽ quyết định chiều sâu đặt cống của các tuyến cống tiếp theo phía sau, Trong khi đó chiều sâu đặt cống của MLTN cần đảm bảo các yêu cầu chính sau

+ Đảm bạo cho cống cú độ bền cơ học, chống được cỏc lực tỏc dụng từ cỏc phương tiện giao thụng trờn mặt đường

+ Phải nối được cỏc ống bắt đầu từ những điểm bất lực nhất (xa nhất và thấp nhất) + Phải thuận lợi và cú khả năng thi cụng xõy dựng

+ Phải đảm bảo chi phớ xõy dựng và quản lý vận hành là thấp nhất

- Do vậy độ sõu đặt cống đầu tiờn cú ý nghĩa quan trọng quyết định đến cỏc yờu cầu an toàn và yờu cầu kinh tế

Độ sâu đặt cống đầu tiờn của tuyến cống được tính theo công thức:

• Z2 : Cốt mặt đất ở điểm đầu mạng lưới thoỏt nước đường phố

• Z1 : Cốt mặt đất ở điểm xõy dựng giếng thăm trong sõn nhà

nước trong sân nhμ (tiểu khu)

ΔD = Dđường phố - Dtiểu khu

Câu 11 – Hệ số không điều hòa, ý nghĩa trong tính toán

- Tất cả các đối tượng thoát nước đều thải nước không điều hòa giữa các giờ trong ngày, giữa các ngày trong năm, hệ số không điều hòa dùng để đặc trưng cho điều đó

- Công thức xác định các hệ số không điều hòa

+ Hệ số không điều hòa ngày

max ng

ng

Q

k = Q+ max

ng

+ tb ng

+ Hệ số không điều hòa giờ

max h

h

Q

k =Q

+ max h

+ tb h

+ Hệ số không điều hòa chung

kch = kng.kh

- Trong thực tế khi tính toán MLTN người ta hay dùng hệ số không điều hòa chung

- Các hệ số kch, kh, kng được xác định thực nghiệm và lập thành bảng, khi thiết kế ta chỉ chọn hệ số cho hợp lý

Kch = f(qstb) khi tăng thì kch nhỏ và ngược lại

Câu 12 – Nguyên tắc bố trí đường ống trên mặt cắt ngang đường phố

- Trong mặt cắt ngang đường phố ngoài các đường ống cấp nước và thoát nước còn có một số đường ống kỹ thuật khác, vì vậy việc bố trí đường ống thoát nước sao cho đường ống làm việc một cách tốt nhất, ít ảnh hưởng đến các đường ống kỹ thuật khác

- Đường ống thoát nước có thể bố trí dưới lòng đường hoặc vỉa hè

- Đường ống thoát nước cần đảm bảo khoảng cách nhất định

L1

L2 L3

Khoảng cách giữa thành ngoài đường ống thoát nước và mép công trình

L1 ≥ 5m với đường ống thoát nước có áp

Khoảng cách ống cấp nước và thoát nước đi xong song trên cùng một cao trình

Dống thoát < 200 mm → L2 ≥ 2 m

Dống thoát > 200 mm → L2 ≥ 3 m

Khi ống thoát đặt song song và cao hơn ống cấp : L3 ≥ 5m, h ≥ 1,5 m

Khi ống thoát đặt song song với đường tàu hỏa thì khoảng cách từ hào đến mép đường ray phải

Khi h ≥ 0,5m thì không cần gia cố ống cấp nước

Khi h ≤ 0,5m thì gia cố ống cấp nước với một ống lồng có chiều dài

+ Triệt để lợi dụng địa hình để MLTN tự chảy là chủ yếu

+ Phải phù hợp với từng loại MLTN

+ Phải chú ý tới khả năng mở rộng HTTN, các giai đoạn thi công MLTN

+ Nghiên cứu kỹ điều kiện địa chất thủy văn, các đặc điểm về đường giao thông, vị trí các xí nghiệp công nghiệp, khu dân cư

+ Hạn chế đến mức thấp nhất việc đưa đường ống thoát nước đi qua các chướng ngại vật

+ Tổng chiều dài MLTN phải nhỏ nhất

Câu 14 – Độ đầy và vận tốc tính toán

B Độ đầy của ống

- Công thức xác định : h/d

+ h là chiều cao mức nước trong cống tính từ mặt đất đến đáy cống

+ d là bán kính ống

- Khi dòng chảy đầy cống h/d = 1

- Khi dòng chảy không đầy cống h/d ≤ 1

- Khi tính toán thiết kế ta thường có độ đầy h/d ≤ 1 do các yếu tố sau :

+ Mặc dù khi tính toán ta đã tính với lưu lượng tính toán nhưng phải đề phòng trường hợp lưu lượng nước thải vựơt quá lưu lượng tính toán gây ngập úng và đề phòng nước ngấm vào

+ Trong nước thải có các chất nổi cho nên cần phải có mặt thoáng để tránh gây ùn tắc các cặn rác nổi

+ Trong nước thải thường xảy ra các phản ứng hóa học, sinh hóa tạo ra khí do đó cần có mặt thoáng trên để chứa khí và không khí

- Độ đầy có thể lấy tương đối theo đường kính ống

- Vận tốc tính toán trong MLTN cần đảm bảo không gây lắng cặn trong đường ống tức là

đường ống d vậy vận tốc tính toán cần bé hơn một giá trị nhất định

- Vận tốc tính toán giới hạn phụ thuộc vào đường kính, độ nhám thủy lực của ống, lưu lượng chuyển qua ống

- Công thức tính toán vận tốc giới hạn

n gh

v = A R

+ R là bán kính thủy lực

- Vận tốc giới hạn có thể lấy sơ bộ theo đường kính bằng cách tra bảng

- Vận tốc tính toán cần bé hơn vận tốc vmax = 4m/s đối với ống không phải là kim loại và 8m/s với ống kim loại