đồ án mạng lưới cấp thoát nước

CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦUĐể đáp ứng cho nhu cầu hội nhập và phát triển trong bối cảnh hội nhập quốc tế đang ngày càng được đẩy mạnh hiện nay, phường Long Trường và phường Trường Thạnh, quận 9 cầ

CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU

Để đáp ứng cho nhu cầu hội nhập và phát triển trong bối cảnh hội nhập quốc tế đang ngày càng được đẩy mạnh hiện nay, phường Long Trường và phường Trường Thạnh, quận 9 cần phải đẩy mạnh khả năng tăng trưởng kinh tế xã hội thật nhanh và bền vững.Song song với quá trình đô thị hóa thì bài toán xây dựng cơ sở hạ tầng mà trong đó việc cải tạo và xây dựng mới hệ thống cấp thoát nước chiếm một vị trí quan trọng.Mức độ đô thị hóa ngày càng tăng , nhu cầu sử dụng nước sạch ngày càng cao cả về chất lượng và số lượng Bên cạnh đó, bảo vệ môi trường sống và môi trường nước không bị ô nhiễm bởi các chất thải do hoạt động sống và làm việc của con người gây

ra thì việc “Thiết kế một mạng lưới cấp thoát nước hợp lý cho phường Long Trường

và phường Trường Thạnh, quận 9, Thành phố Hồ Chí Minh “ là một yêu cầu hết sức cần thiết và chính đáng

Để đảm bảo cho việc phát triển của phường Long Trường và phường Trường Thạnh, quận 9 cần có sự quan tâm và đầu tư đúng mực nhằm xây dựng một mạng lưới hoàn chỉnh, bền vững, đạt tiêu chuẩn cấp thoát nước đô thị theo quy hoạch và có phương án tối ưu hóa để vốn đầu tư hiệu quả cao nhất

Ngày 1/11/2010, UBND TP.HCM ban hành Quyết định phê duyệt nhiệm vụ điều chỉnh (mở rộng) quy hoạch chi tiết xây dựng đô thị (quy hoạch phân khu) tỷ lệ 1/2000 Khu trung tâm và dân cư quận 9 tại phường Long Trường và phường Trường Thạnh Việc thiết kế mạng lưới cấp thoát nước là một yêu tố cấp không thể thiếu trong nội dung qui hoạch

Vấn đề cấp nước sạch và đảm bảo vệ sinh môi trường đang là một vấn đề cần giải quyết và rất được quan tâm ở nước ta Mục đích của đề tài là thiết kế một hệ thống xử

lý nước nhằm đáp ứng được nhu cầu cấp nước tiêu dùng của xã hội

Về mục đích thiết kế mạng lưới thoát nước phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Đảm bảo nước thải không bị ứ đọng và thoát nước liên tục trong mọi giờ

Tính toán thiết kế sao cho nước thải có thể dễ dàng chảy đến trạm xử lý mà ít tốnbơm nhất

Đoạn ống tránh không phải đi qua địa hình xấu và phức tạp

Từ bản đồ quy hoạch chung của khu dân cư tại phường Long Trường và phường Trường Thạnh, Quận 9, Thành phố Hồ Chí Minh, thiết kế mạng lưới cấp thoát nước cho khu vực này Tạo cơ sở cho việc triển khai xây dựng theo quy hoạch chung của khu vực cũng như quy hoạch chung trên toàn địa bàn quận có tính khả thi cao, phù hợpvới điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế và xã hội, khắc phục những bất cấp quy hoạch

1.3 ĐỐI TƯỢNG THỰC HIỆN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1.3.1 Đối tượng thực hiện

Mạng lưới cấp nước sinh hoạt, mạng lưới thoát nước sinh hoạt, mạng lưới thoát nướcmưa

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

Lĩnh vực nghiên cứu : mạng lưới cấp thoát nước

Địa điểm : Khu trung tâm , dân cư phường Long Trường và phường Trường Thạnh, Quận 9, Thành phố Hồ Chí Minh

Để đạt được các mục tiêu trên, đề tài này đã thực hiện những nội dung chính như sau:

 Tìm hiểu hiện trạng, quy mô dân số và quy hoạch phát triển của đô thị

 Tính toán nhu cầu dùng nước của khu đô thị

 Tính toán thiết kế mạng lưới cấp nước cho phường Phú Thuận

 Tính toán lưu lượng nước thải cho toàn khu đô thị

 Vạch tuyến và tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước thải sinh hoạt

 Vạch tuyến và tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước mưa

 Dự toán chi phí xây dựng, thiết bị

 Phương pháp thu thập tài liệu: thu thập tài liệu có liên quan đến đề tài như : định hướng quy hoạch của khu vực, các yếu tố về khí hậu, địa hình, kinh tế,

xã hội …nhằm tạo bước tiến để phục vụ cho việc tính toán và thiết kế sau này

 Phương pháp xử lý và phân tích số liệu: giúp lựa chọn số liệu, tài liệu có độ tin cậy cao, chính xác để áp dụng vào việc tính toán thiết kế Giới hạn phạm vithực hiện và khối lượng công việc phải làm

 Phương pháp so sánh, lựa chọn phương án: so sánh các phương án với nhau

về ưu và nhược điểm của từng phương án, để lựa chọn được phương án phù hợp và hiệu quả nhất

1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

1.6.1.Ý nghĩa khoa học

Là kết quả áp dụng lý thuyết đã học trong việc thiết kế mạng lưới cấp thoát nước cho khu trung tâm , dân cư phường Long Trường và phường Trường Thạnh, Quận 9, Thành phố Hồ Chí Minh

Đề tài góp phần trở thành tài liệu tham khảo, rút kinh nghiệm cho việc thiết kế mạng lưới cấp thoát nước cho các vùng sau này

1.6.2.Ý nghĩa thực tiễn

Thiết kế mạng lưới cấp thoát nước khu trung tâm , dân cư phường Long Trường và phường Trường Thạnh, Quận 9, Thành phố Hồ Chí Minh nhằm đảm bảo nhu cầu nước sinh hoạt đầy đủ về lưu lượng, áp lực và cả chất lượng nước Ngoài ra, mạng lưới còn giúp đảm bảo vệ sinh cho khu dân cư và bảo vệ môi trường bằng mạng lưới thu gom nước thải và nước mưa Với việc xây dựng mạng lưới cấp thoát nước mang lại tiện ích cho các hoạt động sinh hoạt của con người, nâng cao đời sống của người dân

1.7 YÊU CẦU THIẾT KẾ

1.7.1.Mạng lưới cấp nước

Phải đảm bảo độ tin cậy về cấp nước cho sinh hoạt và trường hợp có cháy xảy ra.Đảm bảo cung cấp nước đầy đủ và liên tục cho mọi đối tượng dùng nước

Đảm bảo chất lượng nước cho mọi đối tượng dùng nước

Giá thành xây dựng và quản lý rẻ

Việc xây dựng và quản lý phải dễ dàng, thuận tiện

Có khả năng cơ giới hóa và tự động hóa từng công đoạn hệ thống cấp nước

1.7.2.Mạng lưới thoát nước

Đảm bảo độ tin cậy cao

Thuận tiện cho công tác xây dựng, bảo dưỡng và xử lý khi có sự cố

Cống thoát nước có đường kính, độ dốc tối thiểu theo quy định hiện hành

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ KHU TRUNG TÂM , DÂN CƯ PHƯỜNG LONG TRƯỜNG VÀ PHƯỜNG TRƯỜNG THẠNH,

Ranh giới khu vực quy hoạch được xác định bởi:

- Phía Đông giáp quy hoạch khu dân cư Ích Thạnh 2, phường Trường Thạnh;

- Phía Tây giáp sông Ông Nhiêu;

- Phía Nam giáp quy hoạch khu dân cư Tây Tăng Long;

- Phía Bắc đường Lò Lu và sông Ông Nhiêu;

2.1.2 Địa hình, địa chất – thủy văn :

Khu vực nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Ðông Nam bộ và đồng bằng sông CửuLong Ðịa hình tổng quát có dạng thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Ðông sang Tây

Về nguồn nước, nằm ở vùng hạ lưu hệ thống sông Ðồng Nai - Sài Gòn nên có mạng lưới sông ngòi kênh rạch rất phát triển

2.1.3 Khí hậu – thời tiết:

Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Cũng như các tỉnh ở Nam bộ, đặc điểm chung của khí hậu - thời tiết TPHCM là nhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa - khô rõ ràng làm tác động chi phối môi trường cảnh

Địa hình bằng phẳng, cảnh quan thiên nhiên gần khu đất qui hoạch là vùng đồi núi đồivới cao độ 300m trở xuống thuận tiện cho việc lắp đặt đường ống.

Hạn chế lớn nhất là địa điểm thuộc khu vực hạn hẹp nguồn cấp nước, cần phải cónghiên cứu trên phạm vi vùng, không chỉ riêng cho thị trấn Long Giao

Quận 9 là quận ngoại ô ở phía Đông thành phố Hồ Chí Minh, cách trung tâm thànhphố khoảng 7km theo xa lộ Hà Nội, có vị trí chiến lược quan trọng là trung tâm vùngkinh tế trọng điểm phía Nam, giáp thành phố Biên Hòa ở phía Bắc và thành phố côngnghiệp Nhơn Trạch ở phía Nam Trước đây, địa bàn quận 9 vốn là vùng sâu vùng xanông thôn của huyện Thủ Đức cũ nhưng từ khi thành lập đến nay quận 9 đã có nhiềuthay đổi

Bộ mặt nông thôn và đô thị từng bước được cải tạo, cơ sở hạ tầng kỹ thuật phát triển.Địa bàn quận có nhiều công trình dự án phúc lợi quy mô lớn đã được thực hiện như:cầu, đường, trạm xá, trường học… góp phần đáp ứng nhu cầu chăm sóc y tế, học tập,sinh hoạt… của nhân dân, từng bước thúc đẩy tăng trưởng kinh tế, ổn định trật tự xãhội

Trong những năm qua với điều kiện sẵn có về tự nhiên cũng như nhiều công trình đầu

tư nhà vườn, địa điểm văn hóa lịch sử đã tạo cho quận 9 có những lợi thế về du lịch vàthu hút một lượng khách đáng kể Hiện nay, đến với quận 9, du khách có thể thamquan nhiều di tích lịch sử văn hóa nổi tiếng như: Khu Công Viên Lịch sử Văn hóaDân tộc, Đền Tưởng niệm Bến Nọc, Bót Dây Thép,… và các khu du lịch hấp dẫn nhưVườn cò, Suối Tiên, Khu vui chơi giải trí The BCR…

2.2.1 Không gian,kiến trúc,cảnh quan đô thị :

Tổ chức không gian kiến trúc, cảnh quan đô thị toàn khu vực quy hoạch dựa trên đặcđiểm hiện trạng, không gian đường phố, phân chia ô phố theo quy mô hợp lý, phùhợp với tính chất hoạt động nhằm tạo các không gian kiến trúc đa dạng

Trung tâm các khu ở bố trí các công trình công cộng và kết hợp công viên cây xanhnhằm nâng cao yếu tố cảnh quan với hình thức kiến trúc và mặt đứng quy mô, đa dạngphong phú, nhằm tạo cảnh quan cho khu vực; phục vụ cho nội khu và đáp ứng nhu cầucho cả khu vực lân cận

Các khoảng công viên kết hợp sân bãi sinh hoạt thể dục trong các khu ở được bố trínhư những khoảng không gian đệm chuyển tiếp giữa các nhóm nhà ở và các phân khuchức năng

Về nguyên tắc xác định khoảng lùi công trình (chỉ giới xây dựng) trên từng lô đất sẽđược xác định cụ thể theo các Quy chế quản lý quy hoạch kiến trúc đô thị, các đồ ánthiết kế đô thị riêng (được thiết lập sau khi đồ án này được phê duyệt) hoặc căn cứ vàoQuy chuẩn Xây dựng Việt Nam và các Quy định về kiến trúc đô thị do các cơ quan cóthẩm quyền ban hành

Các công trình kiến trúc được thiết kế phù hợp cho từng chức năng, với hình thức kiến

2.2.2 Hiện trạng giao thông đô thị:

Xây dựng hoàn chỉnh các trục đường lớn theo đồ án điều chỉnh quy hoạch chung xâydựng thành phố và đồ án điều chỉnh quy hoạch chung xây dựng trung tâm khu dân cưLong Trường,Trường Thạnh, đã được phê duyệt làm tiền đề cho việc phát triển khu đôthị với phân khu chức năng hợp lý, gắn kết các tuyến đường khu vực, đường nội bộvới trục chính

Tận dụng khai thác một số tuyến đường hiện hữu, hình thành các tuyến đường khuvực tạo thuận lợi cho việc quản lý xây dựng các công trình dọc các trục đường (cáctuyến đường khu vực và đường nội bộ có lộ giới từ 16m - 20m)

2.2.3 Quy hoạch cao độ nền và thoát nước mặt đô thị:

a)

Quy hoạch chiều cao:

Cao độ xây dựng cho toàn khu vực là H + 2,50m (hệ VN2000)

Đối với khu vực địa hình tự nhiên thấp hơn + 2,50m: cần nâng dần cao độ nền của khuvực đến cao độ thiết kế khi có điều kiện

Cao độ thiết kế tại các điểm giao cắt đường được xác định đảm bảo điều kiện kỹ thuật

tổ chức giao thông và thoát nước mặt cho khu đất, đồng thời phù hợp với khu vựcxung quanh; với giá trị thấp nhất là + 2,50m (hệ VN2000)

Độ dốc nền thiết kế: khu công trình công cộng, khu ở 0,4%; khu công viên cây xanh0,3%

Hướng đổ dốc: từ giữa các tiểu khu ra xung quanh và về phía sông rạch

b)

Quy hoạch thoát nước mặt:

Tổ chức hệ thống thoát riêng giữa nước bẩn và nước mưa

Tổ chức tuyến cống chính theo định hướng quy hoạch chung, cống Æ1500mm dọcđường Vành đai 3; cống Æ1200mm trên đường Lò Lu

Nguồn thoát nước: tập trung theo các cống chính, đổ ra rạch Trau Trảu, sông Tắc vàsông Cây Cấm

Cống thoát nước mưa quy hoạch đặt ngầm, bố trí dọc theo vỉa hè các trục đường giaothông trong khu vực; kích thước cống tính theo chu kỳ tràn cống T = 3 năm (cống cấp2) và T = 2 năm (cống cấp 3, cấp 4), kích thước cống thay đổi từ Æ500mm đếnÆ1500mm

Nối cống theo nguyên tắc ngang đỉnh, độ sâu chôn cống tối thiểu 0,70m; độ dốc cốngtối thiểu được lấy đảm bảo khả năng tự làm sạch cống i = 1/D

Hệ thống các tủ cáp xây dựng mới được lắp đặt tại các vị trí thuận tiện, đảm bảo mỹquan và dễ dàng trong công tác vận hành, sửa chữa.

2.2.5 Quy hoạch cấp năng lượng và chiếu sáng đô thị:

Chỉ tiêu cấp điện: 2.000 KWh/người/năm

Nguồn điện được cấp từ trạm 110/15-22KV Thủ Đức Đông hiện hữu

Cải tạo các trạm biến áp 15/0,4KV hiện hữu, tháo gỡ các trạm ngoài trời, có công suấtthấp, vị trí không phù hợp với quy hoạch

Xây dựng mới các trạm biến áp 15-22/0,4KV, sử dụng máy biến áp 3 pha, dung lượng250KVA, loại trạm phòng, trạm cột

Cải tạo mạng trung thế hiện hữu, giai đoạn đầu nâng cấp lên 22KV, dài hạn sẽ đượcthay thế bằng cáp ngầm

Xây dựng mới mạng trung và hạ thế cấp điện cho khu quy hoạch, sử dụng cáp đồngbọc cách điện XLPE, tiết diện dây phù hợp, chôn ngầm trong đất

Hệ thống chiếu sáng dùng đèn cao áp sodium 150 - 250W - 220V, cần đèn đặt trên trụthép tráng kẽm

2.3.1 Quy hoạch cấp nước đô thị:

Nguồn cấp nước:

+ Giai đoạn đầu đến 2015: Sử dụng nguồn nước ngầm, xây dựng hệ thống cấp nước

và 1 trạm xử lý nước ngầm công suất 6.300 m3/ngày và 6 giếng khoan công nghiệp.+ Giai đoạn dài hạn: Nối mạng với tuyến ống cấp nước Æ400 trên đường NguyễnXiển; Æ500, Æ2000 trên đường Vành đai ngoài thay thế nguồn nước ngầm từ cácgiếng khoan

Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt: 180 lít/người/ngày

Tiêu chuẩn cấp nước chữa cháy: 15 lít/s/đám cháy, số đám cháy đồng thời: 2 đámcháy (theo TCVN 2622-1995)

Tổng nhu cầu dùng nước: 6.300 m3/ngày

Mạng lưới cấp nước: Xây dựng mạng lưới cấp nước mới dạng mạng vòng, kết hợp cácnhánh cụt

2.3.2 Quy hoạch thoát nước thải và rác thải:

a)

Thoát nước thải:

Giải pháp thoát nước bẩn: Xây dựng hệ thống thoát nước riêng, nước thải được đưa vềtrạm xử lý cục bộ công suất 5.070 m3/ngày, thoát xuống sông Tắc Riêng điểm dân cưphía Nam giáp ranh đường Vành đai 3 nước thải thoát xuống sông Cây Cấm

Giai đoạn dài hạn: nước thải được đưa về trạm xử lý tập trung của khu vực (Trạm II)công suất 30.000 - 35.000 m3/ngày

Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt: 180 lít/người/ngày

Tổng lượng nước thải: 5.070 m3/ngày

Mạng lưới thoát nước: Khu quy hoạch chia thành 02 lưu vực thoát nước:

+ Lưu vực phía Bắc sông Cây Cấm xây dựng các tuyến cống thoát nước thải, đưa vềtrạm xử lý cục bộ thoát ra sông Tắc

+ Lưu vực phía Nam giáp đường Vành đai 3 xây dựng các cống thoát nước thải thoát

ra sông Cây Cấm

b)

Rác thải:

Tiêu chuẩn rác thải sinh hoạt: 1,2 kg/người/ngày

Tổng lượng rác thải sinh hoạt: 18 tấn/ngày

Phương án thu gom và xử lý rác: Rác thải được thu gom mỗi ngày và đưa đến trạm éprác kín của quận Sau đó vận chuyển đưa về các Khu Liên hiệp xử lý chất thải tậptrung của thành phố theo quy hoạch

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

3.1.1 Khái niệm về mạng lưới cấp nước :

Mạng lưới cấp nước là mạng lưới đường ống làm nhiệm vụ phân phối và dẫn nước đếncác đối tượng tiêu thụ

3.1.2 Phân loại mạng lưới cấp nước :

a) Theo đối tượng phục vụ:

Hệ thống cấp nước cho sinh hoạt: phục vụ cho các nhu cầu sinh hoạt của người dântrong các đô thị như cấp nước cho ăn uống, tắm rửa, giặt và cấp nước cho các khu vệsinh

Hệ thống cấp nước sản xuất: phục vụ cho sản xuất trong các nhà máy, các khu côngnghiệp Nước cấp cho sản xuất yêu cầu cả về số lượng lẫn chất lượng và áp lực rấtkhác nhau

Hệ thống cấp nước chữa cháy: phục vụ việc dập tắt các đám cháy trong các khu dân cư

và các khu công nghiệp

Hệ thống cấp nước kết hợp: là hệ thống kết hợp 2 loại hệ thống trên

b) Theo phương pháp sử dụng nước

Hệ thống cấp nước chảy thẳng: là hệ thống chỉ cấp nước một lần, nước sau khi đã sửdụng được xử lý rồi thải ra nguồn tiếp nhận Hệ thống này thường dùng cho các hệthống cấp nước sinh hoạt của các đô thị, các khu dân cư

Hệ thống cấp nước tuần hoàn (nước sử dụng theo một chu trình khép kín): hệ thốngnày tiết kiệm nước vì chỉ cần bổ sung một phần nước hao hụt (chỉ chiếm khoảng 5 -10% tổng lượng nước tiêu thụ) do bay hơi và rò rỉ trong quá trình tuần hoàn, thườngdùng trong công nghiệp Nước cấp cho sản xuất với nhiều loại sản xuất khác nhau, yêucầu chất lượng khác nhau

Hệ thống cấp nước dùng lại: hệ thống này dùng khi chất lượng nước thải ra của đốitượng dùng nước trước vẫn đảm bảo để cấp lại cho đối tượng dùng nước sau, hệ thốngnày thường áp dụng cho các khu công nghiệp.

c) Theo phương pháp vận chuyển nước

Hệ thống cấp nước có áp: nước được vận chuyển trong ống nhờ áp lực của máy bơmhoặc bể chứa trên cao tạo ra

Hệ thống cấp nước tự chảy: nước tự chảy trong ống hoặc mương hở do chênh lệch cao

độ địa hình tạo ra

d) Theo phương pháp chữa cháy

Hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực thấp: là hệ thống cấp nước được thiết kế với áplực nước ở mạng lưới đường ống cấp nước đô thị chỉ đủ để đưa nước lên xe chữa cháy,máy bơm đặt trên xe chữa cháy có nhiệm vụ tạo ra áp lực cần thiết để dập tắt đámcháy Bơm có thể hút trực tiếp từ họng chữa cháy của đường ống cấp nước đô thị Hầuhết các hệ thống cấp nước đô thị đều được thiết kế hệ thống chữa cháy áp lực thấp Áplực yêu cầu tại điểm bất lợi nhất của mạng lưới cấp nước đô thị là 10m cột nước, áplực yêu cầu này thường thấp hơn áp lực cần thiết của một ngôi nhà ở vị trí bất lợi nhất

Hệ thống cấp nước chữa cháy áp lực cao: là hệ thống có áp lực tại mọi điểm dùngnước của mạng lưới đủ để cho các vòi phun chữa cháy sử dụng cho việc chữa cháy màkhông cần thêm bơm tăng áp Hệ thống này thường được thiết kế để chữa cháy cục bộcho từng công trình hoặc cho các xí nghiệp công nghiệp

3.2 CƠ SỞ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

3.2.1 Xác định nhu cầu dùng nước:

3.2.1.1 Nước cấp cho ăn uống sinh hoạt:

- qi : lưu lượng nước tưới đường hoạc tưới cây(l/m2-1 lần tưới)

- Fi: diện tích đường hoặc cây xanh cần tưới(m2)

Lưu lượng nước tưới cây:

3.2.1.3.Nước dùng cho công trình công cộng:

Do công trình nằm rải rác trong đô thị với quy mô khác nhau nên tổng lưu lượng nước

sử dụng cho các công trình công cộng:

- k : Hệ số xác định theo thời gian phục hồi nước dự trữ chữa cháy Đây là đô

thị loại III có 16 000 dân, nhà xây dựng hỗn hợp các tầng không phụ thuộc vào bậc chịu lửa, theo TCXDVN:33–2006 thì k = 1

Q CC=10,8 ×qcc × n× k =10,8× 15 ×2 ×1=324 (m3

/ngđ )

3.2.2.Xác định công suất trạm xử lý:

3.2.2.1 Công suất trạm xử lý:

Công suất hữu ích cấp cho đô thị

Q hữuu ích=Q ngày m ax sh +Q CTCC+Q tưới cây+Q tưới đường=3360+336+837,6+170,6=4704,2(m3/ngđ )

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

3.2.2.2.Lưu lượng rò rỉ:

Để đặc trưng cho chế độ tiêu thụ nước ăn uống sinh hoạt trong các đô thị, người ta đưa

ra hệ số không điều hòa giờ và thiết lập biểu đồ tiêu thụ nước cho từng giờ trong ngàyđêm

Hệ số không điều hoà giờ lớn nhất là tỉ số giữa lưu lượng nước sử dụng trong giờ dùngnước lớn nhất với giờ dùng nước trung bình trong ngày dùng nước lớn nhất

Theo TCXDVN:33-2006 Kgiờ.max được xác định theo công thức:

K giờ.max = α max × β max

Kgiờ.max = αmax× βmax =1,3×1,3= 1,69 ≃1,7

Dựa vào bảng lưu lượng nước cấp cho các khu dân cư theo hệ số không điều hòa giờ talập được biểu đồ dùng nước cho từng giờ như sau:

Giờ trong

ngày

Lưu lương nước

cho CTC C

Nước rò

rỉ và dự phòng

Lưu lượng nước tổng cộng cấp cho mạng lưới Kgiờ = 1,7

Tưới cây

Tưới đường

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0.00

Hình 4.1 Biểu đồ dùng nước cho các giờ trong ngày.

Căn cứ vào biểu đồ tiêu thụ nước có thể chọn 3 bơm song song nhau,chế độ bơm trongtrạm bơm cấp II như sau:

Q1b = 2,2%× Q = 2,2% × 6300= 138,6 ( m3/ ngđ) = 1,6(l/s)Lưu lượng bơm hoạt động từ 5-21h là:

Q2b= 5,15% ×Q =5,15% × 6300 = 324,5 (m3/ngđ) = 3,76 (l/s)

3.4 TÍNH DUNG TÍCH ĐÀI VÀ BỂ CHỨA:

3.4.1 Dung tích đài:

Chế độ tiêu thụ nước trên mạng rất phức tạp va thay đổi theo từng giờ Trong khi trạmbơm cấp II làm nhiệm vụ cấp nước cho mạng chỉ làm việc theo 2 – 3 bậc nhất định.Khi bơm như vậy, sẽ có giờ thừa nước và thiếu nước so với chế độ tiêu thụ của mạnglưới

Vì vậy, muốn cấp nước đầy đủ và liên tục cho mọi đối tượng dùng nước thì trên mạngcần xây dựng đài nước

Khi trạm bơm cấp II vượt quá lượng nước cần tiêu thụ sẽ dẫn đến thừa nước, lượngnước thừa sẽ đi lên đài và được chứa tại đó Ngược lại khi trạm bơm cấp II bơm không

đủ cho nước tiêu thụ, khi đó nươc từ trên đài chảy xuống bổ sung lượng nước thiếu.Ngoài lượng nước điều hòa lên xuống, đài còn dự trữ một lượng nước chữa cháy trong

trong

ngày

Lưu lượng nước tiêu thụ theo giờ trong ngày

Chế độ bơm của trạm bơm cấp II

Lưu lượng nước vào đài Lượng nước ra khỏi đài

Lượng nước còn lại trong đài

Lượng nước còn lại trong đài lớn nhất : 7,89%Qngđ

Lượng nước còn lại trong đài ít nhất : 0,00%Qngđ

Dung tích điều hoà của đài : 7,89%Qngđ

Dung tích điều hòa của đài:

W TK

=W đh

+W cc=445,4+18=463,4 (m3

)Trong đó:

- Wđh : lưu lượng điều hòa, Wđh = 445,4 m3

- Wcc: Lưu lượng nước cần để chữa cháy trong 10 phút đầu

- Wcc= qcc x 0,6 x n = 15 x 0,6 x 2 = 18 (m3)

Trong đó :

- qcc: tiêu chuẩn nước chữa cháy

- n: số đám cháy xảy ra đồng thời

Chọn đài hình nấm, thì chiều cao của bầu đài nước là:

3.4.2 Dung tích bể chứa:

Do chế độ làm việc khác nhau giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II nên cần phảixây dựng bể chứa nước để dự trữ một lượng nước do trạm bơm cấp I bơm đến khi trạmbơm cấp II không bơm hết và bổ sung lượng nước thiếu khi trạm bơm cấp II bơmnhiều hơn

Bể chứa có nhiệm vụ điều hòa nước giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II Đồngthời dùng để dự trữ nguồn nước dùng để chữa cháy trong 3 giờ và một lượng nước cầnthiết cho bản thân trạm xử lí

trong

ngày

Trạm bơm cấp I

Chế độ bơm của trạm bơm cấp II

Lượng nước vào bể

Lượng nước ra khỏi bể

Lượng nước còn lại trong bể

Lượng nước còn lại trong bể lớn nhất :15,68%Qngđ

Lượng nước còn lại trong bể ít nhất : 0%Qngđ

Dung tích điều hoà của bể : 15,68%Qngđ

Dung tích điều hòa của bể:

- Wđh : lưu lượng điều hòa, Wđh = 885,2 m3

- Wcc: Lưu lượng nước cần để chữa cháy trong 3 giờ, Wcc= 324m3

3.5 VẠCH TUYẾN VÀ LỰA CHỌN MẠNG LƯỚI:

3.5.1 Các bước tính toán mạng lưới cấp nước cho đô thị:

Việc tính toán mạng lưới cấp nước được thực hiện theo các bước sau:

1 Tính nhu cầu sinh hoạt của khu vực

2 Xác định thể tích các công trình điều hòa áp lực và lưu lượng trên mạng lưới

3 Tiến hành vạch tuyến mạng lưới cấp nước, chia mạng lưới thành các vòng đểtính toán thủy lực Xác định vị trí các công trình điều hòa áp lực và lưu lượngtrên mạng lưới nếu có : đài nước, bể chứa

4 Tính lưu lượng đơn vị dọc đường vào giờ dùng nước lớn nhất

5 Tính lưu lượng dọc đường của mỗi đoạn ống

6 Xác định lưu lượng tập trung tại các nút

7 Tính tổng nhu cầu cần cấp nước tại các nút vào giờ dùng nước lớn nhât

8 Xác định lượng nước chuyển qua các đoạn ống vào giờ dùng nước lớn nhất

12 Kiểm tra tổn thất tên các vòng Đảm bảo tổn thất trên các vòng không vượt quá0,5 và 1,5 m đối với vòng bao bên ngoài nếu không đáp ứng được yêu cầu nàythì phải tiến hàng điều chỉnh lưu lượng trực tiếp trên các vòng và tiếp tục tínhthủy lực cho đến khi đạt yêu cầu.

13 Xác định tổn thất áp lực trên tuyến ống bất lợi nhất để chọn bơm

14 Tiến hành tính toán thủy lực trên mạng lưới vào giờ dùng nước lớn nhất có cháy xảy ra Tiến hành tính toán như các bước 11, 12, 13

3.5.2 Bố trí đài nước:

Đài nước có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm cấp II và mạng lưới tiêu thụ,ngoài ra còn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy trong thời gian cần thiết là trong 10phút

Dựa vào qui hoạch mặt bằng tổng thể, tùy theo địa hình thực tế ta chọn phương án tối

ưu nhất để xây dựng đài đảm bảo cấp nước đủ lưu lượng, áp lực vận chuyển nước đếnđiểm cao nhất trong khu vực Đồng thời phải đảm bảo kinh tế xây dựng công trình,vừa đảm bảo kế hoạch phát triển và qui hoạch đô thị trong tương lai

Các phương án xây dựng đài trong mạng lưới có thể là:

- Mạng cấp nước có đài đặt đầu mạng: tính cho 2 trường hợp:

 Tính toán mạng lưới cho giờ dùng nước lớn nhất

 Tính toán mạng lưới đảm bảo dập tắt các đám cháy trong giờ dùng nước lớnnhất

Ưu điểm: trong giờ dùng nước lớn nhất thì nước từ trạm bơm cấp II và đài cùng cấpnước vào mạng đến điểm bất lợi nhất Chế độ của trạm bơm cấp II tính toán đơn giản,

- Mạng lưới cấp nước có đài đặt cuối mạng: cần tính toán cho 3 trường hợp:

 Tính toán mạng lưới cho giờ dùng nước lớn nhất

 Tính toán cho giờ vận chuyển nước nhiều nhất vào đài

 Tính toán kiểm tra mạng lưới khi đảm bảo cấp nước dập tắt các đám cháy tronggiờ dùng nước lớn nhất.

Ưu điểm: trong giờ dùng nước lớn nhất thì đài cấp nước đầy đủ cho khu vực cuốimạng lưới và điểm bất lợi nhất nằm gần đài Lúc này dòng chảy theo hai hướng khácnhau tạo biên giới cấp nước

Nhược điểm: trong giờ dùng nước nhỏ nhất, lượng nước cấp dư sẽ được vận chuyểnlên đài Lúc này nước vận chuyển trên đoạn đường dài với đường kính nhỏ gây ra tổnthất áp lực lớn, làm trạm bơm tốn nhiều điện năng

- Mạng lưới cấp nước có đài đặt giữa mạng: cần tính toán cho 3 trường hợp cụthể:

 Tính toán mạng lưới cho giờ dùng nước lớn nhất

 Tính toán mạng lưới khi có cháy xảy ra trong giờ dùng nước lớn nhất

Trong giờ dùng nước lớn nhất, trạm bơm cấp II và đài nước cùng làm việc trên mạnglưới để đảm bảo lượng nước yêu cầu Việc lập sơ đồ tính toán và khi có cháy xảy racũng giống như ta đặt đài đầu mạng lưới theo những nguyên tắc và quy định cân bằnglưu lượng tại nút của mạng lưới

Trong trường hợp có cháy xảy ra cũng giống như trong trường hợp đài đặt ở đầu mạnglưới

Đài thường đặt ở vị trí cao để giảm chiều cao đài và giảm giá thành xây dựng

Nhận xét:

Vị trí địa hình khu vực thiết kế khá bằng phẳng nên không có phương án nào tận dụngđược địa hình Mặc khác xây dựng đài nước ở giữa mạng lưới thì áp lực nước tại cácnút cuối mạng không đảm bảo nước đến tầng thứ 2 và vận tốc rất nhỏ Do đó để đảmbảo lưu lượng và tạo áp lực nước cho từng khu vực ta chọn phương án đài được xâydựng ở đầu mạng lưới

3.5.3 Vạch tuyến mạng lưới cấp nước:

- Áp suất phải đảm bảo cho điểm bất lợi nhất.

- Cần bố trí các đường ống với đường kính hợp lí để hạn chế tổn thất thủy lực,

như vậy sẽ giảm được cột áp bơm nên có lợi về nhiều mặt

- Độ sâu đặt ống phải thỏa các yêu cầu sau: không nông quá để tránh các tác

động cơ học và thời tiết, không sâu quá để tránh đào đất nhiều, thi công khó,chiều sâu tối thiểu thường lấy là 0,8m kể từ mặt đất đến đỉnh ống

- Khi ống có khả năng bị tác động cơ học cần đặt ống trong các Tuynen hoặc vỏ

bọc kim loại để tránh các tác động cơ học và có thể dễ dàng sửa chữa khi gặp

sự cố

3.5.3.2.Phương án vạch tuyến cấp nước:

3.6.TÍNH TOÁN THỦY LỰC:

3.6.1 Phân bố và điều chỉnh lưu lượng trong giờ dùng nước lớn nhất:

3.6.1.1.Xác định chiều dài tính toán cho mạng lưới cấp nước:

Mỗi đoạn ống làm nhiệm vụ đưa nước đến các đối tượng dùng nước khác nhau

Để tính đến khả năng phục vụ của các đoạn ống đối với các tiêu chuẩn dùng nước

khác nhau người ta đưa ra khái niệm chiều dài tính toán và theo Giáo trình cấp nước

đô thị, Nguyễn Ngọc Dung, nhà xuất bản xây dựng được tính toán theo công thức

Ltt = Lth x mTrong đó:

- a: là hệ số kể đến mức độ phụ thuộc của đoạn ống với từng khu vực có tiêuchuẩn dùng nước khác nhau

 m= 1 nếu đường ống cấp nước hai bên

 m = 0.5 nếu đường ống cấp nước một bên

- Ltt : chiều dài tính toán của đoạn ống

- Lth: chiều dài thực của đoạn ống

Bảng 3.1.Bảng thống kê chiều dài của đoạn ống

Đoạn ống Chiều dài

m Pipe p1 394.5Pipe p2 264.1Pipe p3 498.1Pipe p4 261.7Pipe p5 401.6Pipe p6 495.2Pipe p7 549.8Pipe p8 247.2Pipe p9 618.6Pipe p10 181.1Pipe p11 469Pipe p12 297.7Pipe p13 531.4Pipe p14 578.1Pipe p15 255Pipe p16 376.5Pipe p17 267.7Pipe p18 188.7Pipe p19 340.6Pipe p20 227

Pipe p24 487.5Pipe p25 1000Pipe p27 1000

12911.4Tổng chiều dài dọc đường là 12911.4 m

4.6.1.2 Lưu lượng đơn vị dọc đường:

Theo bảng 2.1, đô thị dùng nước nhiều nhất vào lúc 17- 18 h, chiếm 8,08 % Qngđtương đương với 455,9 m3/h hay 126,6 l/s

Theo Giáo trình cấp nước đô thị, Nguyễn Ngọc Dung, nhà xuất bản xây dựng lưu

lượng đơn vị dọc đường được tính theo công thức sau:

q đv=Q max h

126,6

4453=0,027 (l/s m)

Trong đó: ∑L: tổng chiều dài đường ống của mạng lưới cấp nước (m).Ở đây không

kể những đoạn ống chỉ làm nhiệm vụ vận chuyển nước

 Qdđ : tổng lượng nước dọc đường của toàn bộ mạng lưới

Qdđ = Qvào – Qttr

- Qvào = 126,6 (l/s)

- Qttr : tổng lưu lượng nước lấy ra từ các điểm lấy nước tập trung trên mạng lưới Ở bài tập nay ta xem như Qttr = 0, vì không có số liệu cụ thể để tính toánlưu lượng nước tập trung tại những khu vực sẽ sử dụng nhiều nước như trường học

4.6.1.3 Lưu lượng dọc đường và lưu lượng nút:

Lưu lượng dọc đường bằng lưu lượng đơn vị dọc đường nhân với chiều dài của đoạn ống

Lưu lượng của mỗi nút sẽ bằng một nữa tổng lưu lượng dọc đường của các đoạn ống

đi qua nút đó

Lưu lượng tính toán của mỗi nút được xác định theo công thức sau(Theo Giáo trình

cấp nước đô thị, Nguyễn Ngọc Dung, nhà xuất bản xây dựng ):

qnút = 0,5.qdđ ( l/s)

Trong đó:

∑ q dđ: là tổng lưu lượng dọc đường thuộc nút

Bảng 3.2 Thống kê lưu lượng dọc đường cho giờ dùng nước lớn nhấtĐoạn ống Chiều dài m Qdđ Nút Q nút

Pipe p1 394.5 1.9725 n1 3.23525Pipe p2 264.1 1.3205 n2 2.5295Pipe p3 498.1 2.4905 n3 4.87725Pipe p4 261.7 1.3085 n4 3.7965Pipe p5 401.6 2.008 n5 2.891

Pipe p6 495.2 2.476 n6 2.242

Pipe p7 549.8 2.749 n7 2.6125Pipe p8 247.2 1.236 n8 3.22525Pipe p9 618.6 3.093 n9 2.732

Pipe p10 181.1 0.9055 n10 4.0695Pipe p11 469 2.345 n11 1.62525Pipe p12 297.7 1.4885 n12 1.91675Pipe p13 531.4 2.657 n13 3.2915Pipe p14 578.1 2.8905 n14 5.27375Pipe p15 255 1.275 n15 2.08275Pipe p16 376.5 1.8825 n16 2.43775Pipe p17 267.7 1.3385 n17 2.507

Pipe p18 188.7 0.9435 n18 2.5935Pipe p19 340.6 1.703 n19 2.41225Pipe p20 227 1.135 n20 5.67025Pipe p21 508.1 2.5405 n21 2.5355Pipe p22 343.6 1.718 64.557Pipe p23 268.1 1.3405