Thiết kế mạng lưới cấp thoát nước

Mục lục PHẦN I: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 1 CHƯƠNG I. TÍNH TOÁN QUY MÔ CÔNG SUẤT 1 1.1. Lưu lượng nước sinh hoạt cho khu dân cư 1 1.2. Lưu lượng nước cho công nghiệp 2 1.3. Lưu lượng nước cho trường học, bệnh viện 5 1.4. Lưu lượng nước cho tưới cây xanh, rửa đường 5 1.5. Bảng phân phối sử dụng nước theo giờ trong ngày 5 1.6. Công suất của trạm bơm cấp nước. 8 1.7. Biểu đồ tiêu thụ nước theo các giờ trong ngày. 8 1.8 Xác định dung tích đài nước. 8 1.9. Xác định dung tích của bể chứa. 11 Chương II: Tính toán thiết kế mạng lưới cấp nước. 13 2.1 – Vạch tuyến mạng lưới cấp nước. 13 2.2 – Tính toán thủy lực phương án 2 – Mạng cụt. 14 PHẦN 2: TÍNH TOÁNTHIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC 19 3.2 – Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt. 20 3.2.1 – Tính diện tích tiểu khu. 20 3.2.2 – Xác định lưu lượng nước thải cho toàn đô thị. 22 3.2.3 – Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống chính. 23 3.2.4 – Tính toán tuyến cống chính. 24 3.2.5 – Tính toán tuyến kiểm tra. 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31

Mục lục

- Số công nhân : 435 người

- Phân xưởng nóng chiếm 30% số công nhân

⇨ Số công nhân phân xưởng nóng là: N3 = 30% x 435 = 130(người)

⇨ Số công nhân phân xưởng nguội là: N4 = 435 – 130 = 305(người)

- Số ca làm việc: 2 ca

- Lượng nước thải sản xuất : 1248 (m3/ca)

- Số giường bệnh: 316 (giường)

- Số học sinh: 1078 (học sinh)

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

1.1. Lưu lượng nước sinh hoạt cho khu dân cư

= x Kngày max m3/ngđ)

Trong đó:

- Kngày max: hệ số không điều hòa ngày đêm lớn nhất

Theo TCXDVN 33: 2006 (Mục 3.3) thì Kngày max = 1,2÷1,4

⇨ Chọn Kngày max = 1,3

- : lưu lượng sinh hoạt lớn nhất ngày đêm của khu vực (m3/ngđ)

- qo : tiêu chuẩn dùng nước, lấy theo bảng 3.1 - TCXDVN 33: 2006

Với đô thị loại IV giai đoạn 2020 thì qo = 100 (l/người.ngđ)

- N : dân số tính toán của khu vực Theo bảng 3.1 - TCXDVN 33: 2006, tỷ lệ dân

số được cấp nước là 90%

- Lượng nước sinh hoạt của khu dân cư trong ngày là:

= x K = x 1,3 = 860 (m3/ngđ)

- Số công nhân: 435 người giả sử 2 xí nghiệp mỗi xí nghiệp có 435 công nhân.

- Số công nhân phân xưởng nóng của mỗi xí nghiệp là: N3 = 30% x 435 =

130(người)

- Số công nhân phân xưởng lạnh của mỗi xí nghiệp là: N4 = 435 – 130 = 305(người)

- Số ca làm việc: 2 ca

a Lưu lượng nước cho sinh hoạt của công nhân

= (m3/ngđ)

Trong đó:

+qn = 45; ql = 25 _Tiêu chuẩn cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt của công nhân trong

phân xưởng nóng, phân xưởng lạnh (l/người.ca) ( Theo theo bảng 3.4 TXCD

33-2006)

+ N3:số công nhân làm việc ở phân xưởng nóng

+ N4 : số công nhân làm việc phân xưởng lạnh

- Lưu lượng nước sinh hoạt cho công nhân PX nóng cấp cho mỗi xí nghiệp là như nhau, và bằng :

Trong đó: 60 và 40 là tiêu chuẩn nước tắm một lần cho công nhân PX nóng và

nguội (l/người.ca) (Tham khảo tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Mạng

lưới cấp nước – Th.s Nguyễn Thị Hồng – T9)

- Lưu lượng nước tắm dùng cho công nhân 1 ca là:

= /2 = 10(m3/ca)Vây: Lưu lượng nước tắm dùng cho công nhân của cả 2 XN trong một ngày đêm là:

= 20x 2 = 40(m3/ngđ)

= 10x 2 = 20(m3/ca)

Ta có: Lưu lượng nước thải = 80% lưu lượng nước sản xuất

- Lưu lượng nước sản xuất cấp 1ca là:

= = = 1560 (m3/ca)

Vì 2 xí nghiệp làm việc 2 ca 1 ngày , và coi như lưu lượng nước sản xuất trong ngày đêm là bằng nhau, ta có: Lưu lượng nước sản xuất cấp cho mỗi xí nghiệp trong một ngày đêm là:

= 1560 x 2= 3120 m3/ngđ

Vậy: Lưu lương nước dùng cho sản xuất của cả 2 XN trong một ngày đêm là: = 3120 x 2 = 6240 (m3/ngđ)

= 1560 x 2 = 3120 (m3/ca)

=>Bảng 1: Tổng hợp lượng nước cấp cho các xí nghiệp công nghiệp

Tên XN Lưu lượng cấp cho các xí nghiệp công nghiệp (m3/ngđ)

Nước chosinh hoạt Nướctắm Nước chosản xuất Cộng cho các XN

Trường học hoạt động 24h(bao gồm cả kí túc xá trong trường)

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

+ Cây xanh tưới vào các giờ 4h-7h và 18h-21h => Qcây xanh 13,69(m3/h)

1.5. Bảng phân phối sử dụng nước theo giờ trong ngày

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

- Với: + a: hệ số kể đến lượng nước dùng cho công nghiệp địa phương, tiểu thủ công nghiệp

a = 1,05 – 1,1 Chọn a = 1,1

+ b: hệ số lượng nước rò rỉ, b = 1,1 – 1,2 Chọn b = 1,15

+ c: hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân TXL, c = 1,05 – 1,1 Chọn c = 1,1.+ (2) (5) (10) lấy theo bảng 3.2, 3.5 – Giáo trình ML Cấp Nước – PGS.TS Hoàng văn Huệ - NXBXD

+ (15) (17) lấy theo Bảng 3.4 – trang 37 5 – Giáo trình ML Cấp Nước – PGS.TS Hoàng văn Huệ - NXBXD

Bảng 1 Bảng thống kê lưu lượng nước tiêu thụ theo giờ trong ngày dùng nước nhiều nhất.

1.6. Công suất của trạm bơm cấp nước.

➢ Dựa vào bảng trên ta có:

- Công suất của trạm bơm cấp II:

+ QTBC II, ngđmax = b.ΣQ = 1,1 x 9032,19 = 10387,02 m3/ngđ Làm tròn 10387 m3/ngđ

- Công suất trạm bơm cấp I:

+ QTBC I,ngđmax = b.c.ΣQ = 1,15 x 1,1 x 9032,19 = 11425,72 m3/ngđ Làm tròn

11426 m3/ngđ

1.7. Biểu đồ tiêu thụ nước theo các giờ trong ngày.

1.8Xác định dung tích đài nước.

- Căn cứ vào biểu đồ tiêu thụ nước ta có thể chọn chế độ bơm trong trạm bơm cấp

II như sau:

Từ 24h-5h (6 tiếng) : có 1 bơm làm việc, bơm với chế độ 0,5% Q ngđ

11h và 19h (2 tiếng) : có 1 bơm làm việc, bơm với chế độ 1,3%Q ngđ

Từ 5 –10h và 12h-18h và 20h-23h(16 tiếng): có 2 bơm làm việc song song, bơm vớichế độ 5.85%Q

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

TÍNH THỂ TÍCH ĐÀI NƯỚCgiờ

Nước tiêu

thụ % Qng.đ

trạm bơm 2

%Q ng.đ

%Q ng.đvào đài

% Q ng.đ rađài

% Q ng.đ còntrong đài

Trong đó: + Wđh = Δđ QTBC II, ngđmax = = 321 m3

Với Δđ là % lượng nước lớn nhất còn lại trong đài

+ – dung tích nước phục vụ chữa cháy trong 10 phút trước khi máy bơm chữa cháy đặt ở trạm bơm cấp II làm việc

= 0,6 qcc n (m3)

Trong đó:

+ qcc : tiêu chuẩn nước chữa cháy (l/s)

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

công trình – yêu cầu thiết kế hoặc bảng 1.5 giáo trình Mạng lưới cấp thoát nước _PGS.TS Hoàng Văn Nhuệ)

+ Với khu vực 1 có số dân N1 = 7344 người

⇨ Số đám cháy xảy ra đồng thời: n = 1

Giả sử khu vực 1 và khu vực 2 có nhà xây hỗn hợp các loại tầng không phụ thuộc vào bậc chịu lửa => qcc (kv1) = 15 (l/s)

+ Với khu vực 2 có số dân N2 = 10207 người

=> Số đám cháy xảy ra đồng thời: n = 2 và qcc(kv2) = 15 (l/s)

=> Lưu lượng nước chữa cháy cho từng khu vực:

Thiết kế đài nước hình trụ tròn mà thể tích hình trụ tròn là:

⇨ đường kính D = 8m và chiều cao H = 7m

1.9 Xác định dung tích của bể chứa.

Bảng 3 Bản xác định dung tích bể chứa nước

TÍNH THỂ TÍCH BỂ CHỨAgiờ trạm bơm 1

% Q ng.đ

trạm bơm 2

%Q ng.đ

%Q ng.đ vàobể

% Q ng.đ rabể

% Q ng.đ còntrong bể

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 vi thịtrấn

- Các tuyến ống chính phải kéo dài theo hướng vận chuyển chính của mạng lưới (theo hướng phát triển của thị trấn)

- Các tuyến ống chính phải được liên hệ với nhau bằng các ống nối, tạo thành các vòng khép kín liên tục Các vòng cũng nên có hình dạng kéo dài theo hướng vận chuyển chính của mạng lưới

- Các tuyến ống chính phải bố trí sao cho ít quanh co gấp khúc, có chiều dài ngắn 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

Dựa trên nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước ở trên, tiến hành vạch tuyến mạng 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 điểm:

- 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

Ưu điểm:

- 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 2 – Mạng cụt.

Căn cứ vào bảng thống kê lưu lượng nước tiêu thụ theo các giờ trong ngày dùng nước lớn nhất, ta có đô thị dùng nước nhiều nhất vào lúc 13 – 14h

▪ ltt: Chiều dài tính toán của các đoạn ống (m)

▪ lthực: Chiều dài thực của đoạn ống (m)

▪ m: Hệ số kể đến mức độ phục vụ của đoạn ống ( m≤1);

Khi đoạn ống phục vụ 1 phía m = 0,5;

Khi đoạn ống phục vụ 2 phía m = 1;

Khi đoạn ống qua sông hay làm nhiệm vụ truyền tải m = 0

Vì trong mạng lưới cụt mỗi đoạn ống đều cấp cho 2 phía nên m = 1 => l tt = l thực

+ , - Lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt (có kể đến lượng nước dùng cho phát triển

công nghiệp địa phương - kể tới hệ số a) của khu vực I và khu vực II - (l/s).

+ - Lưu lượng đơn vị dọc đường của khu vực I và khu vực II (l/s.m)

Lưu lượng dọc đường được xác định theo công thức:

Trong đó: qdđ (i-k) - Lưu lượng dọc đường của đoạn ống i-k

Lưu lượng dọc đường cho từng đoạn ống.

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 Tuân theocác 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 hay riêng

và số mạng lưới thoát nước sinh hoạt, sản xuất, nước mưa trên cùng một địa hình,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

- Nước thải từ khu công nghiệp được thu theo hệ thống thu nước riêng rồi tập trung

xả vào hệ thống thoát nước thành phố rồi xử lý cùng với nước thải sinh hoạt củathành phố

3.2 – Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt.

3.2.1 – Tính diện tích tiểu khu.

- Việc tính toán diện tích tiểu khu dựa trên các số liệu đo đạc trực tiếp trên bản

3.2.2 – Xác định lưu lượng nước thải cho toàn đô thị.

❖ Dữ liệu đầu bài như sau:

● Khu vực 1:

+ Mật độ dân số: 1858 (người/km2)

+ Diện tích : S1 = 3952767,38 (m2) = 3,95276738 (km2) = 395,276738 (ha)

- Số công nhân : 435 người

- Phân xưởng nóng chiếm 30% số công nhân

⇨ Số công nhân phân xưởng nóng là: N3 = 30% x 435 = 130(người)

⇨ Số công nhân phân xưởng nguội là: N4 = 435 – 130 = 305(người)

- Số ca làm việc: 2 ca

- Lượng nước thải sản xuất : 1248 (m3/ca)

- Số giường bệnh: 316 (giường)

- Số học sinh: 1078 (học sinh)

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

a. Lưu lượng nước thải sinh hoạt.

- Tiêu chuẩn thải nước lấy bằng 80% tiêu chuẩn cấp => q = 80 (l/ng.ngđ)

- Lưu lượng nước thải sinh hoạt khu dân cư xác định theo công thức:

(m3/ngđ) – CT trang 23 – GT mạng lưới thoát nước – PGs.PTs Hoàng Huệ)

Như vậy: Khu vực I sẽ có m3/ngđ = 6,25 l/s

Khu vực II có 735 m3/ngđ = 8,69 l/s

b. Lưu lượng nước thải trường học, bệnh viện.

c. Lưu lượng nước thải trong công nghiệp.

- Lưu lượng nước thải sản suất cho 1 xí nghiệp: Qsx = 1248 (m3/ca) = m3/h

= 43,33 l/s Coi các xí nghiệp thải ra lưu lượng như nhau

⇨ Lưu lượng nước thải sản xuất cho 2 xí nghiệp là: Qsx = 43,33 x 2 = 86,66 l/s

- Lưu lượng nước thải sinh hoạt trong 2 xí nghiệp lấy bằng 80% lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt trong 2 xí nghiệp:

=> Tổng lưu lượng NT cho 1 xí nghiệp là 95,81/2 = 48 l/s

3.2.3 – Xác định lưu lượng tính toán tuyến cống chính.

- Xác định mô – đun lưu lượng:

Tiêu chuẩn thải nước : q = 80 (l/ng.ngđ) (Lấy bằng 80% của tiêu chuẩn cấp nước)

b. Tính toán thủy lực tuyến cống chính.

3.2.5 – Tính toán tuyến kiểm tra.

Tuyến kiểm tra: F7-F6-F5-F4-F3-F2-F1-6.

- Tính toán tương tự như tuyến ống chính

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

a. Thống kê lưu lượng

Tuyến kiểm tra

b. Tính toán thủy lực tuyến kiểm tra

Bảng thống kê lưu lượng nước theo tuyến cống kiểm tra

Đoạn

ống

Diện tích (ha)

qKVI KVIIq

Lưu lượng TB từ các tiểu khu k_ch Tiểukhu Lưu lượng tậptrung

LưulượngtínhtoánDọc đường Cạnh sườn

Dọcđường Cạnhsườn Chuyểnqua Tổng

3.2.6 - Hệ thống giếng thăm nước thải sinh hoạt.

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 6.5.1 – TCVN 7957 – 2008 :

TÀI LIỆU THAM KHẢO

chuẩn thiết kế”

công trình bên ngài-Tiêu chuẩ nn thiết kế”

thiết kế

dựng