Kênh An Kim Hải đã đợc dự kiến đầu t thành kênh thoát nớc chính, mà nhiệm vụ quan trọng nhất là kết nối với các hệ thống kênh Đông Bắc, Tây Nam thành một hệ thống thoát nớc liên hoàn cho
Trang 1Phần 2.2: Thuyết minh thiết kế và phụ lục tính toán
Phần Thoát nớc tuyến đờng an kim hảI (A-B-C-D) và trạm bơm nớc thảI tại điểm a
I Phần thoát nớc tuyến đờng An Kim HảI (A-B-C-D)
I.1 Giới thiệu chung
Tuyến kênh An Kim Hải đợc xây dựng từ năm 1936, là tuyến chính tới tiêu nớc của hệ thống thuỷ nông An Kim Hải Chức năng chủ yếu của kênh là phục vụ nông nghiệp cho 9 xã thuộc huyện An Hải với diện tích 4.200ha
Tuyến kênh An Kim Hải: nằm trong lu vực kênh Đông Bắc và Tây Nam Toàn tuyến kênh dài khoảng 10km, đầu tuyến tại cống Luồn nối với sông đào Thợng
Lý, cuối tuyến tại cống ngăn triều Nam Đông nối với sông Cấm Theo đặc điểm
địa hình tuyến kênh có thể chia thành 5 đoạn sau:
- Đoạn 1 - từ cống Luồn đến cống Xi phông (hồ D Hàng): chiều dài 2.377m, chiều rộng trung bình mặt kênh 7m
- Đoạn 2 - từ cống Xi phông (hồ D Hàng) đến đờng Lạch Tray: chiều dài 2.514m, chiều rộng trung bình mặt kênh 10m
- Đoạn 3 - từ đờng Lạch Tray đến cống Kiều Sơn: chiều dài 1.598m, chiều rộng trung bình mặt kênh 12m
- Đoạn 4- từ cống Kiều Sơn đến ngã ba Hạ Đoạn: chiều dài 3.104m, chiều rộng trung bình mặt kênh 15m
- Đoạn 5- từ ngã ba Hạ Đoạn đến cống Nam Đông: chiều dài 586m
Tuyến kênh này trớc đây là kênh thủy lợi, nhng hiện nay chỉ còn chức năng tiêu thoát nớc do sự phát triển đô thị hóa và quy hoạch Tuy nhiên khả năng tiêu thoát nớc khá hạn chế do sự lấn chiếm bởi các công trình xây dựng trái phép,
đặc biệt là đoạn 2, 3 làm cho tiết diện dòng chảy bị thu hẹp và lòng kênh bị bồi lấp bởi bùn khá dày, trung bình 0,6-1m Lần nạo vét bùn kênh gần nhất là năm
1993, đợc thực hiện bởi Công ty công trình kỹ thuật thủy nông huyện An Hải Kênh An Kim Hải đã đợc dự kiến đầu t thành kênh thoát nớc chính, mà nhiệm
vụ quan trọng nhất là kết nối với các hệ thống kênh Đông Bắc, Tây Nam thành một hệ thống thoát nớc liên hoàn cho toàn bộ khu vực phía Nam đờng sắt của thành phố Hải Phòng
Công tác cải tạo kênh An Kim Hải đã đợc đề cập đến trong rất nhiều nghiên cứu
có liên quan đến công tác cải thiện điều kiện vệ sinh của thành phố Hải phòng Các nghiên cứu đó bao gồm:
- Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án thành phần số 1 thuộc Dự án cải tạo và nâng cấp cơ sở hạ tầng khu dân c thu nhập thấp thành phố Hải phòng đã
đ-ợc Uỷ Ban Nhân Dân tp Hải phòng về việc phê duyệt theo Quyết định số 2841/QĐ-UB ngày 1/11/2003
- Báo cáo cập nhật nghiên cứu khả thi Dự án thành phần số 1 thuộc Dự án cải tạo và nâng cấp cơ sở hạ tầng khu dân c thu nhập thấp thành phố Hải phòng- cơ sở hạ tầng cơ bản do công ty T vấn Black and Veatch International lập tháng 6/2004
- Qui hoạch chi tiết kênh An Kim Hải do Viện Qui hoạch Hải phòng lập năm 2001
- Qui hoạch cải tạo điều kiện vệ sinh thành phố Hải phòng do JICA lập năm 2000
Trang 2- Qui hoạch thoát nớc thành phố Hải phòng do Viện Qui hoạch phối hợp với công ty nớc và môi trờng Việt nam lập năm 1998
- Các mô hình thuỷ lực đợc phát triển bởi chơng trình cấp nớc và vệ sinh Hải phòng năm 2003
Theo Báo cáo nghiên cứu khả thi của Dự án đã đợc phê duyệt thì chỉ có đoạn 1
và đoạn 2 nằm trong phạm vi nghiên cứu của Dự án
I.2 Những điều chỉnh so với báo cáo nghiên cứu khả thi đã đợc duyệt
Qui mô hệ thống thoát nớc đề xuất trong Báo cáo nghiên cứu khả thi do VINACONSULT lập đã đợc duyệt của mỗi đoạn nh sau:
- Đoạn 1(A-B-C-D) sẽ bao gồm 3 đoạn nhỏ nh sau:
Đoạn A-B: Từ cống Luồn (điểm A) đến đờng nối giữa 2 hồ Lâm T-ờng và D hàng (điểm B): kênh sẽ đợc cống hoá với kích thớc cống 2x1.5x2m và dọc hai bên đờng sẽ xây dựng các tuyến cống chung D500, một trạm bơm nớc thải công suất 1000 m3/h đợc xây dựng tại
điểm A
Đoạn B-C: Từ điểm B đến xi phông hồ D hàng (điểm C): Xây dựng một tuyến cống chung 450-650 (ghi trong bản vẽ) hay D500 (ghi trong báo cáo NCKT) dọc theo vỉa hè phía bắc của đờng
Đoạn C-D: Bắt đầu từ điểm C đến đờng Nguyễn Bỉnh Khiêm (điểm D): Xây dựng tuyến cống hộp với kích thớc cống 2x1.5x2m nối giữa
hồ D Hàng với đoạn 2 của kênh An Kim Hải và dọc hai bên đờng sẽ xây dựng 2 tuyến cống chung D500
- Đoạn 2 (Đoạn D-F): Xây dựng tuyến kênh hở với bề rộng mặt kênh rộng 12m và dọc vỉa hè phía nam đờng dọc kênh sẽ xây dựng 01 tuyến cống D450 (ghi trong bản vẽ) hay D500 (ghi trong báo cáo NCKT)
Thiết kế kỹ thuật đợc thực hiện dựa trên tài liệu cơ sở pháp lý là báo cáo nghiên cứu khả thi đã đợc phê duyệt, tuy nhiên trong quá trình thực hiện đã có một số
điều chỉnh để phù hợp với điều kiện hiện trạng, các dự án có liên quan và yêu cầu của Chủ đầu t, các điều chỉnh đó bao gồm:
- Xây dựng 02 tuyến cống dịch vụ D250 uPVC dọc hai bên bờ kênh hở An Kim Hải thay vì 01 tuyến cống D450
I.3 Tính toán thuỷ lực hệ thống thoát nớc
I.3.1 Mức nớc xả thiết kế
Mực nớc xả thiết kế trong tính toán thuỷ lực kênh An Kim Hải dựa trên các tiêu chí đã đợc thực hiện trong dự án thoát nớc 1B (Ngân hàng thế giới) và theo Qui hoạch thoát nớc thành phố Hải phòng lập năm 1998 Hình H1 trình bày rõ
về số liệu mực nớc triều thiết kế
I.3.2 Trận ma thiết kế
Trận ma thiết kế đợc phát triển trên cơ sở sử dụng các số liệu về trận ma có chu
kỳ lặp lại là 2 năm, 5 năm, 10 năm và sử dụng phơng pháp “trận ma cân bằng” Trận ma thiết kế đợc xây dựng từ một đờng cong quan hệ cờng độ – thời gian
ma – tần suất (tức là đờng IDF) Biểu đồ quá trình ma thiết kế do phơng pháp này tạo ra đợc đặc trng bởi độ sâu ma xuất hiện trong n khoảng thời gian t kế tiếp nhau trên tổng thời guian ma Td=nt Sau khi đã lựa chọn chu kỳ ma lặp lại, ta đọc cờng độ ma cho mỗi thời gian ma t, 2t, 3t từ một đờng IDF
t-ơng ứng với chu kỳ ma lặp lại đã chọn và tính độ sâu ma tích luỹ bằng cách nhân cờng độ ma với thời gian ma hình H2 trình bày về số liệu đờng cong IDF của Hải phòng
Trang 3Hình H3 trình bày rõ về biểu đồ thuỷ văn tính toán: trận ma tính có chu kỳ 5
năm và mức nớc triều cao ở mức +4.1m
Hình H4 trình bày rõ về biểu đồ thuỷ văn tính toán: trận ma tính có chu kỳ10
năm và mức nớc triều cao ở mức +4.1m
Hình H5 trình bày rõ về biểu đồ thuỷ văn tính toán: trận ma tính có chu kỳ 10
năm và mức nớc triều thấp ở mức +2.2m
I.3.3 Phơng pháp phân tích thủy lực
Kênh An Kim Hải nằm trong chuỗi kênh và hồ chính của Hải phòng, lu lợng xả của kênh phụ thuộc rất nhiều vào khả năng trữ của các hồ điều hồ, trạm bơm nớc ma tại các cống ngăn triều và mức nớc triều tại điểm xả, việc áp dụng phơng pháp tính thuỷ lực truyền thống (phơng pháp cờng độ ma giới hạn) là không phù hợp Mô hình thuỷ lực (MOUSE), mô hình do viện Thuỷ lực Đan Mạch phát triển đã đợc áp dụng nhằm mô phỏng toàn bộ quá trình mực nớc và
lu lợng trong kênh ứng với các trận ma tính toán với các chu kỳ ma và triều khác nhau
Hình H6 trình bày về lu vực nghiên cứu và các lu vực có liên quan trong quá trình phân tích thuỷ lực tuyến kênh An Kim Hải
Kích thớc các công trình chính nối với hệ thống kênh An Kim Hải đợc thu thập từ các dự án có liên quan và bao gồm:
Kích thớc kênh và hồ trong hệ thống kênh Đông bắc và Tây nam đợc lấy theo kích thớc đề xuất trong dự án thoát nớc 1B
Công suất trạm bơm nớc ma tại Vĩnh niệm và Máy đèn đợc lấy theo qui mô đề xuất trong dự án “Hai trạm bơm Hải phòng” (dự án FINIDA)
Kích thớc của hạ lu kênh An Kim Hải đợc lấy theo kích thớc đề xuất trong qui hoạch chi tiết kênh An Kim Hải và dự án JICA
Hình H7 trình bày về mặt bằng mạng lới đã đợc sử dụng trong mô hình thuỷ
lực
Hình H8 Trình bày về mạng lới thoát nớc ma và nớc thải kênh An Kim Hải.
I.3.4 Kết quả phân tích thuỷ lực kênh An Kim Hải
Kết quả phân tích thuỷ lực cho thấy mực nớc cao nhất trong hệ thống kênh An Kim Hải ứng với trận ma bất lợi nhất có chu kỳ 10 năm và điều kiện triều cao thì mực nớc tại thợng lu kênh An Kim Hải cũng không vợt quá mức +3.2 tức
là thấp hơn cốt mặt đất san nền thấp nhất của lu vực là +4.2m tới 1m
Kết quả phân tích thuỷ lực chi tiết ứng với các trận ma tính toán đợc trình bày trong các bảng 1, 2, 3 đợc đính kèm sau đây
Các hình H8, H9, H10 thể hiện mức nớc tại kênh An Kim Hải
I.3.5 Qui mô và tính chất công trình
1 Đoạn A-B
Tuyến cống hộp A-B có kích thớc 2x1.5x2m sẽ đợc đặt ở giữa đờng và 02 tuyến cống D500 đặt dọc hai bên đờng
Hố ga trên tuyến cống hộp đợc bố trí tại những đổi tuyến đổi hớng, các điểm
có cống cấp 2 hiện trạng nối vào, tại những đoạn tuyến chạy thẳng hố ga đợc
bố trí với khoảng cách không vợt quá 100m
Các ga thu nớc ma dọc đờng sẽ đờng bố trí tại những điểm tụ thuỷ theo độ dốc dọc và dốc ngang của đờng Đoạn cống nối từ ga thu đến ga thăm có chiều dài khoảng 2.5m đợc đề nghị là ống uPVC, tại một số điểm để tránh
bố trí quá nhiều ga thăm trên tuyến cống lớn ảnh hởng đến công tác vận
Trang 4hành bảo dỡng đờng cống sau này các tuyến cống nối sẽ đợc đấu nối trực tiếp vào cống hộp
2 Đoạn B-C
Hai tuyến cống D500 đợc bố trí ngay sát bó vỉa, các hố ga ở đây có dạng ga thăm thu kết hợp
3 Đoạn C-D
Tuyến cống xây dựng trên đoạn C-D bao gồm tuyến cống hộp 2x1.5x2.0m
đợc đặt ở giữa đờng và và 02 tuyến cống D500 đặt dọc hai bên đờng Các ga thu, ga thăm và cống nối với tuyến cống hộp đợc bố trí trên cùng nguyên tắc với tuyến A-B
Lu ý cho thoát nớc tuyến cống đoạn CD nh sau: Tuyến cống CD là tuyến thoát nớc chung, trong Báo cáo Nghiên cứu khả thi đợc duyệt là tuyến thoát nớc ma nối vào kênh hở chảy về cống Nam Đông Trong điều kiện bình th-ờng tuyến công CD không đợc xả vào kênh Tây Nam.
4 Đoạn D-F
Bao gồm 01 tuyến kênh hở và 02 tuyến cống dịch vụ chạy dọc hai bờ kênh
Vị trí tuyến kênh thiết kế sẽ tuân thủ theo bản vẽ tuyến kênh đã đợc Viện qui hoạch và sở xây dựng thành phố Hải phòng phê duyệt năm 2005
Kênh có chiều rộng đỉnh kênh là 12m, kè đá hộc, mái dốc 1:1.25, cốt đáy
m-ơng là +0.5m, cốt đỉnh mm-ơng là +4.0m
Lu ý cho thoát nớc đoạn kênh hở D-F nh sau: Nớc bẩn trớc mắt sẽ thải vào kênh hở D-F Khi Dự án JICA đợc thực hiện xong nớc bẩn sẽ không đợc thải vào kênh hở D-F nữa mà thải vào hệ thống thoát nớc của Dự án JICA.
5 Tuyến cống dịch vụ
Tuyến cống dịch vụ uPVC250 dự kiến đợc xây dựng dọc hai bờ kênh đoạn
từ quốc lộ 5 đến đờng Lạch tray Chức năng chủ yếu của tuyến cống này là thu gom nớc thải và 1 phần nớc ma của các nhà dân sống dọc kênh hở Tuyến cống này đợc xây dựng cách bó hè 0.6m Tuyến cống này bao gồm nhiều đoạn cống và đoạn có chiều dài lớn nhất là 135m, ớc tính thu nớc của
lu vực có diện tích 5400m2 Bảng 4 trình bày về kết quả tính toán khả năng tải của tuyến cống DN250 này
Theo đề nghị của T vấn tuyến cống dịch vụ dọc đoạn A-B-C-D nên đợc xây dựng bằng ống nhựa uPVC250 để dễ đấu nối với tuyến cống của các hộ dân sống dọc hai bên đờng nhng theo đề nghị của chủ đầu t tuyến cống này nên
đợc xây dựng bằng cống BTCT DN500 Tuyến cống dịch vụ DN500 này sẽ
đợc xây dựng cách bó vỉa 0.9m, có độ dốc đặt mơng bằng độ dốc dọc của vỉa hè và đợc nối với tuyến cống hộp thông qua các ga thu nớc
Trang 5II trạm bơm nớc thảI tại điểm a
II.1 Vị trí và lu vực thoát nớc
Trạm bơm nớc thải đặt tại điểm đầu hệ thống kênh An Kim Hải (điểm A) Khu
vực dân c nằm hai bên kênh An Kim Hải đoạn từ cống Luồn đờng Lán Bè đến hồ Lâm Tờng có diện tích 72,7ha nằm trong lu vực tính toán thoát nớc thải của trạm bơm thoát nớc thải tại điểm A Trạm bơm thoát nớc này có nhiệm vụ thoát nớc từ hệ thống cống hộp mới đợc xây dựng nằm trên đoạn từ đờng Lán Bè đến hồ Lâm T-ờng và xả thẳng ra kênh Thợng Lý qua cửa xả của cống hộp tại điểm A
II.2 Xác định lu lợng thoát nớc
II.2.1 Các thông số tính toán:
- Mật độ dân số khu vực tính toán là 380ngời/ha
- Khu dân c đợc tính toán với lu lợng thải nớc lấy bằng 80% tiêu chuẩn cấp nớc 180 l/ngời/ngày (theo tiêu chuẩn cấp nớc giai đoạn 2020):
180 l/ngời/ngày x 80% = 144 l/ngời/ngày
- La lợng nớc thải cha đợc tính đến từ các nhu cầu khác k=1.35
- Hệ số thấm lấy bằng 10% lu lợng nớc thải tính toán
- Hệ số không điều hoà ngày kng=1.3
- Hệ số không điều hoà giờ kh=1.5
- Hệ số pha loãng của nớc thải đối với trạm bơm nớc thải n=3
II.2.2 Công thức tính toán:
Tính toán lu lợng nớc thải sinh hoạt:
Công thức tính toán dựa trên cơ sở lu lợng nớc thải tỉ lệ bậc nhất với diện tích thoát nớc và hệ số tỷ lệ đó là lu lợng riêng: qr (l/s-ha)
Lu lợng riêng là lu lợng trung bình của nớc thải đợc chảy ra từ một khu nhà có diện tích một ha trong một giây và đợc xác định theo công thức sau:
(ls ha)
86400
q
x N
Trong đó: N: Mật độ dân số của khu vực (ngời/ha)
qo: Tiêu chuẩn thải nớc của khu vực (l/ngời-ngđ)
86400: Số giây trong một ngày đêm
Lu lợng trung bình giây đợc tính theo công thức:
qtb
s = qr x F (l/s)
Trong đó: F: Diện tích khu vực cần xác định (ha)
s Tra bảng Kch
qmax
s = qtb
s x Kch (l/s)
Kch: Hệ số không điều hoà chung
II.2.3 Tiêu chuẩn tính toán:
- Tiêu chuẩn thiết kế Thoát nớc – Mạng lới bên ngoài và công trình TCXDVN-51-84
II.2.4 Phụ lục tính toán công nghệ trạm bơm: (xem các trang sau)
Trang 6III Phô lôc tÝnh to¸n kÕt cÊu c«ng tr×nH tho¸t níc kªnh
an kim h¶I (§o¹n A-B-C-D) vµ tr¹m b¬m níc th¶I t¹i
®iÓm a