TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC

MỤC LỤC PHẦN I: MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC……………………………………………………………………… CHƯƠNG I. TÍNH TOÁN QUY MÔ CÔNG SUẤT 3 1.1. Lưu lượng nước sinh hoạt cho khu dân cư 3 1.2. Lưu lượng nước cho công nghiệp 4 1.3. Lưu lượng nước cho trường học, bệnh viện 6 1.4. Lưu lượng nước cho tưới cây xanh, rửa đường 7 1.5. Công suất hữu ích 8 1.6. Xác định lưu lượng chữa cháy 8 1.7. Xác định công suất của trạm xử lý 9 1.8. Bảng phân phối sử dụng nước theo giờ trong ngày 9 1.10. Biểu đồ tiêu thụ nước 13 1.11. Xác định dung tích đài nước 13 1.12. Xác định dung tích bể chứa 16 CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 19 2.1. Vạch tuyến mạng lưới cấp nước 19 2.2. Tính toán thủy lực phương án 1 – mạng vòng 20 2.2. Tính toán thủy lực phương án 2 – mạng cụt 27 PHẦN 2: TÍNH TOÁNTHIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 31 CHƯƠNG III: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THẢI SINH HOẠT 31 3.1. Vạch tuyến thoát nước thải 31 3.2. Tính toán mạng lưới thoát nước 32 3.3. Hệ thống giếng thăm nước thải 38 CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA 39 4.1. Hiện trạng 39 4.2. Thiết kế hệ thống thoát nước mưa 39

MỤC LỤC PHẦN I: MẠNG LƯỚI CẤP

NƯỚC………

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN QUY MÔ CÔNG SUẤT 3

1.1.Lưu lượng nước sinh hoạt cho khu dân cư 3

1.2.Lưu lượng nước cho công nghiệp 4

1.3.Lưu lượng nước cho trường học, bệnh viện 6

1.4.Lưu lượng nước cho tưới cây xanh, rửa đường 7

1.5.Công suất hữu ích 8

1.6.Xác định lưu lượng chữa cháy 8

1.7.Xác định công suất của trạm xử lý 9

1.8.Bảng phân phối sử dụng nước theo giờ trong ngày 9

1.10 Biểu đồ tiêu thụ nước 13

1.11 Xác định dung tích đài nước 13

1.12 Xác định dung tích bể chứa 16

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 19

2.1 Vạch tuyến mạng lưới cấp nước 19

2.2 Tính toán thủy lực phương án 1 – mạng vòng 20

2.2 Tính toán thủy lực phương án 2 – mạng cụt 27

PHẦN 2: TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 31

CHƯƠNG III: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THẢI SINH HOẠT 31

3.1 Vạch tuyến thoát nước thải 31

3.2 Tính toán mạng lưới thoát nước 32

3.3 Hệ thống giếng thăm nước thải 38

CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA 39

4.1 Hiện trạng 39

4.2 Thiết kế hệ thống thoát nước mưa 39

- Số công nhân : 650 người

- Phân xưởng nóng chiếm 55% số công nhân

- Phân xưởng nguội chiếm 45% số công nhân

- Số ca làm việc: 1 ca

- Lượng nước thải sản xuất : 741 (m3/ca)

- Số giường bệnh: 122 (giường)

- Số học sinh: 1030 (học sinh)

- Giả sử toàn khu vực đều là khu đô thị loại IV

1.1 Lưu lượng nước sinh hoạt cho khu dân cư

Q max SH = q o N

1000 x Kngày max (m3/ngđ)

 Chọn Kngày max = 1,4

- N : dân số của khu vực

a Khu vực I

 Q max SH1 = q o N1

- Lượng nước dùng cho sinh hoạt được thay đổi theo từng giờ trong cả ngày

Kh max = αmax βmax

Trong đó:

sản xuất và các điều kiện địa phương

Q max SH = Q max SH1 + Q max SH2 = 8507 + 4926,6= 13433(m 3 /ngđ)

 Lấy tròn là: 13450 (m 3 /ngđ)

1.2 Lưu lượng nước cho công nghiệp

- Số công nhân : 650 người

- Số công nhân phân xưởng nóng là: 55% x 650 = 357 (người)

- Số công nhân phân xưởng nguội là: 45% x 650 = 293(người)

- Số ca làm việc: 1 ca

- Số giờ làm việc trong 1 ca: 8 giờ

=> số công nhân làm việc trong 1 ca là:650 (người)

- Số xí nghiệp : 2 (xí nghiệp)

a Lưu lượng nước cho sinh hoạt của công nhân

- Lưu lượng sinh hoạt cho công nhân PX nóng trong 1 ca – cấp cho 2 xí nghiệp là:

b Lưu lượng nước tắm cho công nhân

 Phân xưởng nóng

- 50% số công nhân phân xưởng nóng tắm sau tan ca

1 ca) là:

Q t ắ m PX n ó ng = q n N3

Trong đó:

- Lưu lượng nước tắm cho công nhân PX nóng cho 2 xí nghiệp trong 1 ca là:

Q t ắ m PX n ó ng (1 ca) = 21,42 : 1 = 21,42 (m3/ca)

 Phân xưởng nguội

- 50% số công nhân phân xưởng nguội tắm sau tan ca

1 ca) là:

Q t ắ m PX ngu ộ i = q ng N4

Trong đó:

- Lưu lượng nước tắm cho công nhân PX nguội cho 2 xí nghiệp trong 1 ca là:

Q t ắ m PX ngu ộ i(1 ca) = 11,72 :1=11,72 (m3/ca)

Vậy: tổng lưu lượng nước tắm cho công nhân cả 2 xí nghiệp trong 3 ca là:

Qtắm = Q t ắ m PX n ó ng + Q t ắ m PX ngu ộ i = 21,42 + 11,72 = 33,14 (m3/ngđ)

c Lưu lượng nước dùng cho sản xuất công nghiệp

Giả sử lưu lượng nước cho sản xuất bằng lưu lượng nước thải sản xuất

+ qth, bv: tiêu chuẩn dùng nước cho bệnh viện và trường học

chuẩn thiết kế bệnh viện quận, huyện – tiêu chuẩn ngành do Bộ Trưởng Bộ

Y tế

+ N: số giường bệnh hay số học sinh

Q tưới =q i x F i

Trong đó:

Lấy theo Bảng 3.3 – TCXDVN33: 2006 ta được:

 Diện tích đường giao thông lấy bằng 10% diện tích khu dân cư:

=>Lượng nước tưới cây xanh trong 1 ngày là:

Q tưới cây = 829.8 x 2 = 1660 (m 3 /ngđ)

- Q tưới đường = q t ướ i đườ ng x F đư ờ ng

1000 = 1 x 6551521000 = 655.152 (m 3 /ngđ) Làm tròn : Q tưới đường = 656 (m 3 /ngđ)

1.5 Công suất hữu ích

Qhữu ích = Q max SH + QCN + Q BV + Q TH + Q tưới cây + Q tưới đường

1.6 Công suất của trạm bơm cấp II phát vào mạng lưới cấp nước

QML = Qhữu ích x Kr (m3/ngđ)Trong đó:

(Tra bảng 12 – Mục 10.3 – TCVN 2622: 1995 – phòng cháy chữa cháy cho nhà

và công trình – yêu cầu thiết kế)

Giả sử khu vực 1 và khu vực 2 có nhà xây hỗn hợp các loại tầng không phụ

+ K: hệ số xác định theo thời gian phục hồi nước dự trữ cháy

 Làm tròn: Q XL = 21050 (m 3 /ngđ)

1.9 Bảng phân phối sử dụng nước theo giờ trong ngày

- Lưu lượng nước chữa cháy không được tính vào lượng nước sử dụng trong ngàyđêm mà tính vào lượng nước dự trữ trong bể chứa và đài nước

Lưu lượng tổng

cộng KV1, Kh=1.4 KV2, Kh = 1.5

Đườn

PX nóng

PX nguội Q bQ

%Qng đ

%Qsh(1

aQsh(1 )

% Qsh(2

1.10 Biểu đồ tiêu thụ nước

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0

1.11 Xác định dung tích đài nước

Căn cứ vào biểu đồ tiêu thụ nước ta có thể chọn chế độ bơm trong trạm bơmcấp II như sau:

Từ 5h – 23h : có 2 bơm làm việc, bơm với chế độ 5,022%Q ngđ

Từ 23h – 4h : có 1 bơm làm việc, bơm với chế độ 1,60%Q ngđ

Bảng 2: Bảng xác định dung tích điều hòa của đài nước

Giờ bơm Số

Lưu lượng nước tiêu thụ (%Qngđ)

Lưu lượng bơm cấp II (%Qngđ)

Lượng nước vào đài (%Qngđ)

Lượng nước ra đài (%Qngđ)

Lượng nước còn lại trong đài (%Qngđ)

Dung tích đài nước tính theo công thức:

Vđ = Vđh + Vcc (m3)

Trong đó:

hòa lớn nhất của đài là:

- n: số đám cháy xảy ra đồng thời

(Tra bảng 12 – Mục 10.3 – TCVN 2622: 1995 – phòng cháy chữa cháy cho nhà vàcông trình – yêu cầu thiết kế)

Giả sử khu vực 1 và khu vực 2 có nhà xây hỗn hợp các loại tầng không phụ thuộcvào bậc chịu lửa => qcc (kv1) = 30 (l/s)

1.12 Xác định dung tích bể chứa

Bảng 3 : Bảng xác định dung tích điều hòa của bể chứa

Giờ

Lưu lượng bơm cấp I (%Qngđ)

Lưu lượng bơm cấp II (%Qngđ)

Lượng nước vào (%Qngđ)

Lượng nước ra (%Qngđ)

Lượng nước còn lại (%Qngđ)

Theo bảng 3, dung tích điều hòa lớn nhất của bể chứa là 9,433%Qngđ

(Tra bảng 12 – Mục 10.3 – TCVN 2622: 1995 – phòng cháy chữa cháy cho nhà vàcông trình – yêu cầu thiết kế)

Giả sử khu vực 1 và khu vực 2 có nhà xây hỗn hợp các loại tầng không phụ thuộcvào bậc chịu lửa => qcc (kv1) = 30 (l/s)

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 2.1 Vạch tuyến mạng lưới cấp nước

- Mạng lưới cấp nước phải bao trùm tới tất cả các điểm dùng nước trong phạm

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

- Các đường ống ít phải vượt qua các chướng ngại vật

- Khi vạch tuyến mạng lưới cấp nước phải có sự liên hệ chặt chẽ với việc bố trí

và xây dựng các công trình kỹ thuật ngầm khác

- Kết hợp chặt chẽ giữa hiện tại và phát triển trong tương lai của khu vực

 Vạch tuyến mạng lưới cấp nước:

Dựa trên nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước ở trên, tiến hành vạch tuyếnmạng lưới cấp nước với 2 phương án

Phương án 1 : Sử dụng mạng lưới đường ống dạng vòng

Ưu điểm : Đảm bảo an toàn trong cấp nước

Nhược :

- Do khó xác định được chiều nước chảy nên khó tính toán thiết kế

- Tổng chiều dài đường ống lớn dẫn đến chi phí đầu tư xây dựng cũng như chi phí quản lý mạng lưới cao

Phương án 2 : Sử dụng mạng lưới đường ống dạng cụt

- Dễ tính toán

- Tổng chiều dài toàn mạng lưới ngắn do đó chi phí đầu tư ít

 Nhược điểm :

- Không đảm bảo an toàn cấp nước nếu 1 đoạn ống đầu mạng có sự cố thì toàn bộ

hệ thống mất nước

2.2 Tính toán thủy lực phương án 1 – mạng vòng

Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước với 2 trường hợp giờ dùng nước lớnnhất và giờ dùng nước lớn nhất có cháy

2.2.1 Tính toán mạng lưới trong giờ dùng nước lớn nhất

Căn cứ vào bảng thống kê lưu lượng nước tiêu thụ theo các giờ trong ngàydùng nước lớn nhất, ta có đô thị dùng nước nhiều nhất vào lúc 7-8h Chiếm

Đoạn Chiều dài (m) q đv (l/s.m) q dọc đường (l/s)

5 18.389 36.89 14.475 31.679 32.89 41.541 18.271

 Kết quả tính toán thủy lực mạng lưới:

- Tính toán thuỷ lực mạng lưới bằng phần mềm epanet 2.0

- Nhập các thông số như trên vào Epanet, chạy Epanet và điều chỉnh ta có kết quả

tính toán thuỷ lực giờ dùng nước max

Bảng thông số đoạn ống giờ dùng nước lớn nhất (L, D, Q, V)

Link ID Length Diameter Flow Velocity Unit Headloss

2.2.1 Tính toán mạng lưới trong giờ dùng nước lớn nhất có cháy

Căn cứ vào bảng thống kê lưu lượng nước tiêu thụ theo các giờ trong ngàydùng nước lớn nhất, ta có đô thị dùng nước nhiều nhất vào lúc 7-8h Chiếm

Vào giờ dùng nước lớn nhất, lưu lượng nước công nghiệp tập trung là:

- Lưu lượng đơn vị dọc đường:

Đoạn q dọc đường (l/s) Phân phối lưu lượng dọc đường về các nút

11.175

 Kết quả tính toán thủy lực mạng lưới:

- Tính toán thuỷ lực mạng lưới bằng phần mềm epanet 2.0

- Nhập các thông số như trên vào Epanet, chạy Epanet và điều chỉnh ta có kết quả

tính toán thuỷ lực giờ dùng nước lớn nhất có cháy

Bảng thông số đoạn ống giờ dùng nước lớn nhất có cháy (L, D, Q, V)

Link ID Length m mm LPS m/s Diameter Flow Velocity Unit Headloss m/km

Bảng các thông số nút giờ dùng nước lớn nhất có cháy (cốt,lưu lượng, áp lực)

- qđoạn = ΣQQnút (phía sau)

 Tính toán thủy lực tuyến ống chính:

ĐN-1 -2-3-4-5-6-7-8

Đoạn

Nút

Chiều dài L (m)

q đoạn (l/s)

D (mm)

V (m/s) 1000i h=iL z

(m)

Hz (m)

H td (m)

Tra bảng tính toán thủy lực với ống cấp nước bằng gang

Chọn D = 50 mm, v = 0,48 m/s, 1000i = 13,4

PHẦN 2: TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

CHƯƠNG III: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THẢI SINH HOẠT

3.1 Vạch tuyến thoát nước thải

Vạch tuyến mạng lưới thoát nước là một khâu vô cùng quan trọng trong công tácthiết kế hệ thống thoát nước, nó ảnh hưởng lớn đến khả năng thoát nước, hiệu quảkinh tế hay giá thành của mạng lưới thoát nước

Công tác vạch tuyến được dựa trên các nguyên tắc sau:

- Triệt để lợi dụng địa hình để xây dựng hệ thống thoát nước tự chảy đảm bảo thuđược toàn bộ lượng nước thải nhanh nhất, tránh đặt nhiều trạm bơm

- Vạch tuyến cống thật hợp lý để tổng chiều dài cống là nhỏ nhất, tránh trường hợpnước chảy ngược và chảy vòng quanh

- Đặt đường ống thoát nước thải phù hợp với điều kiện địa chất thuỷ văn Tuântheo các quy định về khoảng cách với các đường ống kĩ thuật và các công trình ngầmkhác

- Hạn chế đặt đường ống thoát nước qua hồ, đường sắt, đê đập

- Phải giải quyết cho phù hợp với loại hệ thống thoát nước đã chọn chung hayriêng và số mạng lưới thoát nước sinh hoạt, sản xuất, nước mưa trên cùng một địahình, phải chú ý đến khả năng mở rộng và tuần tự thi công mạng lưới thoát nước

- Tránh trường hợp đường ống góp chính đi dưới đường phố có mật độ giao thônglớn

- Khi bố trí một vài đường ống áp lực đi song song với nhau thì phải đảm bảo khảnăng thi công và sửa chữa khi cần thiết

- Trạm xử lý phải đặt ở vị trí thấp hơn so với địa hình thành phố nhưng không quáthấp để tránh bị ngập lụt Đặt trạm xử lý ở cuối nguồn nước, cuối hướng gió chính,đảm bảo khoảng cách vệ sinh đối với khu dân cư và xí nghiệp công nghiệp

- Các tuyến cống nhánh đặt theo các trục đường của đường phố.

- Nước thải từ khu công nghiệp được thu theo hệ thống thu nước riêng rồi tậptrung xả vào hệ thống thoát nước thành phố rồi xử lý cùng với nước thải sinh hoạtcủa thành phố

3.2 Tính toán mạng lưới thoát nước

3.2.1 Tuyến ống chính

1-2-3-4-5-6-7-– TXL

- Mật độ dân số: N = 357,66 (người/ha)

- Tiêu chuẩn thoát nước: q = 100 (l/người.ngđ)

- Mô đun lưu lượng:

Qo = 24 x 3600 q x N = 100 x 357,66 24 x 3600 = 0,414 (l/s.ha)

Modul lưu lượng(l/s.ha)

không điều hòa

Lưu lượng (l/s)

LL tính toán (l/s)

tiểukhu

LL tập trungDọc

Dọcđường

cạnhsườn

Dọcđường

Cạnhsườn

Đoạn cống L (m) Q (l/s)

D (mm )

Độ dốc i

V (m/s)

Độ đầy

Tổn thất áp lực h(tl) (m)

Cao độ

Z (m) Độ sâu chôn cống H (m)

Chú thích

Mặt đất

Mực nước

Đáy cống

tra bảng

Tra bảng (7)x(4) (5)x(2) nhập nhập

Chuyển trên phải xuống

(12)-(9)

(12)-(8) (13)-(8)

(14)

(10)- (15)

(11)-3.2.2 Tuyến ống kiểm tra

K1 – K2 – K3 – K4 – K5 – 5

- Tính toán tương tự như tuyến ống chính.

- Chọn tuyến ống kiểm tra là tuyến dài nhất, bất lợi nhất.

- Từ kết quả dưới bảng tính ta thấy độ sâu chôn cống tại điểm 141 mà tuyến ống kiểm tra đổ vào lớn hơn độ sâu chôn cống tại điểm 141 của tuyến ống kiểm tra => thỏa mãn nước

thải tự chảy được

ống

lưulượng (l/

s.ha)

không điềuhòa

tính toán(l/s)

tiểukhu

LL tập trung

đường

cạnhsườn

Dọcđường

Cạnhsườn

Chuyểnqua

Tổngcộng

cụcbộ

chuyểnqua

cống H (m)

Chú thích

tra bảng

Tra bảng (7)x(4) (5)x(2) nhập nhập

Chuyển trên phải xuống

(9)

(8)

(12)- (8)

(13)- (14)

(10)- (15)

(11)-3.3 Hệ thống giếng thăm nước thải

Trong mạng lưới thoát nước thải, giếng thăm cần đặt ở những chỗ :

- Nối các tuyến cống

- Đường cống chuyển hướng, thay đổi độ dốc hoặc thay đổi đường kính

- Trên các đoạn cống đặt thẳng, theo một khoảng cách nhất định

Kích thước mặt bằng của giếng lấy theo Điều 6.5.3 :

- Cống có đường kính nhỏ hơn hay bằng 800mm, kích thước bên trong giếng thăm bằng D = 1000mm hoặc a x b = 1000 x 1000 mm

- Cống có đường kính từ 800mm trở lên , kích thước giếng thăm là chiều dài bằng 1200mm và chiều ngang 500mm

- Miệng giếng có kích thước nhỏ nhất là 600 x 700 mm hoặc đường kính 700mm

Chiều cao phần công tác của giếng (tính từ sàn công tác tới dàn đỡ cổ giếng) thường lấy bằng 1,8 m Các giếng có độ sâu dưới 1,8 m thì không có cổ giếng

Trong giếng phải có thang để phục vụ cho công việc bảo trì Thang có thể gắn cố định lên thân giếng hoặc thang di động Khoảng cách giữa các bậc thang là 300 mm Bậc thangđầu tiên cách miệng giếng 0,5m.

Trong những khu vực xây dựng hoàn thiện, nắp giếng đặt bằng cốt mặt đường

CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA

4.1 Hiện trạng

- Khu vực quy hoạch có điều thuận lợi cho việc thiết kế hệ thống mạng lưới thoát nước mưa, do đặc điểm có hệ thống sông chạy xuyên qua thị khu vực

- Nhờ có mạng lưới kênh rạch như vậy nên hệ thống thoát nước mưa được rút ngắn đáng kể, kích thước cống cũng giảm đi rất nhiều do việc chia ra nhiều lưu vực thoát nước nhỏ.Khu đất quy hoạch có hiện trạng như sau:

- Địa hình: Địa hình tương đối bằng phẳng, hướng đổ dốc không rõ rệt.

- Cao độ mặt đất: cao ở giữa (7 m), dốc về 2 bên (6 m).

4.2 Thiết kế hệ thống thoát nước mưa

4.2.1 Nguyên tắc vạch tuyến

- Vạch tuyến mạng lưới thoát nước mưa được tiến hành dựa theo địa hình mặt đất Hướng cống đặt theo chiều dốc địa hình, cống có chiều dài ngắn nhất, nhưng phục vụ được nhiều

diện tích nhất

- Cống thoát nước mưa cắt các công trình và đường ống, đường dây kỹ thuật khác tạo thành góc vuông Những chỗ ngoặc và gấp khúc phải giữ được hướng chảy của nó Nếu cống d

- Cống thoát nước mưa đặt cách móng nhà ít nhất 5m, cách trục đường ray 4m, cách cây xanh 1m…

- Chiều rộng giải đất giành cho cống thoát nước mưa xác định dựa vào cách bố trí các công trình ở hai bên Khoảng cách giữa hai ống dẫn khoảng 2m Nếu đường phố rộng 30m hay

hơn nữa thì cống nước mưa nên đặt làm hai đường ở hai bên để giảm bớt chiều dài cống nối qua đường

Khu vực quy hoạch có điều kiện thủy văn rất thuận lợi cho việc thoát nước, trong khu vực có hệ thống sông chảy xuyên qua giữa khu vực

Bố trí 3 tuyến thoát nước mưa chính tương ứng với 3 cửa xả trực tiếp ra sông

4.2.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật khi thiết kế hệ thống thoát nước mưa

- Độ dốc tối thiểu của cống và kênh mương:

- Đường kính tối thiểu của cống ngoài phố d=250mm, cống nhánh và tiểu khu d=200mm; kích thướt chiều rộng của mương, máng B=0.3m, chiều cao H=0.4m…

4.2.3 Tính toán mạng lưới thoát nước mưa

S tổng (ha)

Diện tích chuyển qua (ha)

S tổng (ha)

3

Diện tích chuyển qua (ha)

S tổng (ha)

t1 = 0,021×

L1

Trong đó:

c Xác định hệ số dòng chảy

Tính chất bể mặt thoát nước

Chu kì lặp lại trận mưa tính toán P (năm)

Mái nhà, mặt phủ bê tông

Mặt cỏ, vườn,công viên (cỏ chiếm