Đồ Án Cấp Thoát Nước

Đồ án cấp nước, thuyết minh đồ án cấp thoát nướcđồ án cấp thoát nước nhà cao tầngđồ án cấp thoát nước trong nhàcâu hỏi bảo vệ đồ án cấp thoát nướcdo an cap thoat nuocđồ án cấp thoát nước đô thịđồ án cấp thoát nước chung cưđồ án cấp thoát nước trường họcđồ án cấp thoát nước trong nhà chung cưđồ án cấp thoát nước bên trong công trình

Phần thứ nhất chuẩn bị và tính toán lu lợng

I mô tả những điều kiện tự nhiên , địa hình trong phạm vi thiết kế

Dựa vào bản đồ quy hoạch của thành phố tỷ lệ 1/10.000 và các số liệu đãcho, ta thấy thành phố có địa hình dốc đều và có hớng dốc về phía triềnsông, sông chảy ven thành phố

c, có 2 xí nghiệp công nghiệp đợc xây dựng nằm ở vành đai ngoài thành phố

về 2 phía Đông Bắc và Tây Nam

-Mức độ trang bị các thiết bị vệ sinh: Loại 4

II phân tích nhiệm vụ thiết kế

Qua các tài liệu và số liệu đã cho ta thấy đây là thành phố có quy mô trungbình, với yêu cầu cấp nớc cho các khu dân c và các xí nghiệp ở mức độ độ

vụ thiết kế của chúng ta phải đảm bảo sao cho vừa có thể cung cấp nớc đầy

đủ đến những điểm bất lợi nhất trong thành phố vừa phải đảm bảo hệ thốngcấp nớc phù hợp với quy mô thành phố tránh lãng phí và tránh tình trạng thiếu n -ớc

III Xác Định Quy Mô Dùng N ớc Và công suất của trạm bơm cấp n ớc.

1.Tính diện tích các khu vực xây, đờng phố, quảng trờng, công viên cây xanh

Với bình đồ đã cho tỷ lệ 1:10.000 ta có :

Diện tích chung của các khu vực nh sau:

• Khu vực I là S1= 1038,55ha

=> Vậy tổng diện tích của thành phố là S = 1681,51 ha

- Diện tích xí nghiệp công nghiệp I : S1

- Mức độ trang bị các thiết bị vệ sinh : Loại 3

Tra tiêu chuẩn cấp nớc ta có tiêu chuẩn dùng nớc trung bình

q= 200  300 (l/ngời ngđ)

Ta chọn : q= 250 (l/ngời ngđ)

- Hệ số dùng nớc không điều hòa giờ : kgiờ max= αmaxβmax

αmax : Hệ số kể đến mức độ tiện nghi của ngôi nhà, chế độ làm việc của các

αmax=1,4

βmax= 1,08

kgiờ max= αmaxβmax=1,4.1,08 = 1,512 ta chọn (kgiờ max=1,5)

- Mức độ trang bị các thiết bị vệ sinh : Loại 4

Tra tiêu chuẩn cấp nớc ta có tiêu chuẩn dùng nớc trung bình

q= 300  400 (l/ngời ngđ)

Ta chọn : q = 300 (l/ngời ngđ)

ta chọn αmax=1,45 và tra bảng có βmax=1,09

-Hệ số dùng nớc không điều hòa giờ : kgiờ max= αmaxβmax= 1,45.1,09 = 1,58

i N k q

∑

=

1000

5,1)

114807

300161561

250

3 Lợng tới cây tới đờng

Do điều kiện khí hậu:

+Nhiệt độ trong năm :100ữ350C

+Hớng gió chính : Đông nam

Theo quy phạm 20 TNC: 33-85 (Tới cây thủ công 3 ữ 6 l/m2 cho một lần tới, tớirửa đờng bằng cơ giới 0.5 ữ1.5) l/m2 cho một lần tới

Nên ta chọn nh sau:

 Lu lợng nớc tới cây qt = 4 (l/m2 cho một lần tới)

 Lu lợng nớc rửa đờng qr = 1(l/m2 cho một lần rửa)

a)Nớc tới cây :

Lu lợng nớc tới tính theo công thức:

Q t = q t F t (m 3 / ngđ).

Trong đó: + q t là tiêu chuẩn nớc tới

Tới thủ công q t = 4 (l/m2 cho một lần tới)

+ F t là diện tích cây xanh đợc tới.

4 Lu lợng nớc dùng cho các xí nghiệp công nghiệp

Bảng 1 : Phân tích số công nhân làm việc trong các xí nghiệp côngnghiệp

a Nớc cho nhu cầu sinh hoạt của công nhẩn trong thời gian làm

việc ở nhà máy, xí nghiệp :

=

+

(m3/ngày) Vì phân xởng I làm việc 3 ca trong 1 ngày, và ta coi nh số ngời trong 1

= 33,25 m3/ca Vậy lợng nớc dùng cho sinh hoạt của cả hai XN trong một ngày đêm là :

.1000

.40

Trong đó :

+ 60, 40 - Tiêu chuẩn nớc tắm cho công nhân ở phân xởng nóng, phânxởng nguội

+ n: Số ca trong một ngày

3.1000

360.402040

2.1000

380.401520

Tổng lợng nớc tắm trong một ngày đêm của cả hai XN là :

c Nớc cho nhu cầu sản xuất

Đối với xí nghiệp I: Q1sx= 21 (l/s) = 75,6 (m3/h)

Đối với xí nghiệp II: Q2sx= 17 (l/s) = 61,2 (m3/h)

Vậy tổng lợng nớc dùng cho sản xuất của cả hai XN trong một ngày đêm là

Bảng 2: Tổng hợp lu lợng nớc cấp cho các xí nghiệp công nghiệp

Nớc chosinh hoạt

b:- Hệ số kể đến những yêu cầu cha dự tính hết và lợng nớc hao hụt do

dò gỉ trong qúa trình vận hành hệ thống cấp nớc b=1,1-1,2, chọn b=1,2

c : Hệ số kể đến lợng nớc dùng cho bản thân trạm, c =1,05-1,1, chọn c=1.05

Qtr =1,2.1,05.(1,1 112248,51 + 4439,1 + 2793,6 )

= 164689,64( m3/ngđ)

6.Lập bảng thống kê lu lợng nớc dùng cho thành phố.

Bảng thống kê lu lợng nớc dùng cho thành phố phải lập theo từng giờ ,nghĩa làphải phân phối nớc đáp ứng cho nhu cầu của các đối tợng dùng nớc theo từnggiờ trong 1 ngày đêm.

- Nớc rửa đờng và quảng trờng bằng cơ giới từ 8 đến 18 giờ với lu lợng phân bố

- Nớc tới cây xanh tới thủ công vào các giờ 5,6,7 và 17,18,19 giờ trong ngày

- Nớc tắm cho công nhân đợc tiêu thụ vào 45 phút kéo dài sau khi tan ca

- Nớc sản xuất ở đây để đơn giản có thể phân bố điều hoà theo các giờtrong ca

- Nớc sinh hoạt trong thành phố đợc tính theo hệ số sử dụng nớc không điều hoàgiờ

- Nớc sinh hoạt trong xí nghiệp theo ca và tùy theo từng phân xởng đợc tínhtheo bảng sau

Bảng 3:Phân bố nớc cho nhu cầu sinh hoạt của công nhân trong

thời gian làm việc ở xí nghiệpLoại

Bảng 4: Thống kê lu lợng tiêu dùng cho toàn thành phố theo từng giờ

trong 1 ngày đêm (trang sau)

Chọn lu lợng dập tắt các đám cháy.

• Đối với khu vực I

*Khu công nghiệp:

- Xí nghiệp 1 có S < 150 ha nên coi xí nghiệp có 1 đám cháy

-Các hạng sản xuất A,B,C và có bậc chịu lửa II, III, IV tra bảng ta có lu lợng dậptắt đám cháy là:

qccxn= 30 (l/s)

* Khu dân c

Vì dân c khu vựcI là :N1 = 161561 (ngời)

2 đám cháy đồng thời với lu lợng của mỗi đám: qccdc= 35 (l/s)

Do khu dân c và khu công nghiệp có chung hệ thống cấp nớc nên ta chọn số

đám cháy đồng thời trong thành phố là 2 đám với lu lợng của mỗi đám cháy là:

qcc=30+0,5.35 = 47,5 (l/s)

Tổng lợng nớc chữa cháy khu vực I Là : 47,5.2= 95 (l/s)

• Đối với khu vực II

*Khu công nghiệp:

- Xí nghiệp 2 có S < 150 ha nên coi xí nghiệp có 1 đám cháy

-Các hãng sản xuất A,B,C và có bậc chịu lửa II, III, IV tra bảng ta có lu lợng đạptắt đám cháy là: qccxn= 30 (l/s)

* Khu dân c

có 2 đám cháy đồng thời với lu lợng của mỗi đám: qccdc= 35 (l/s)

Do khu dân c và khu công nghiệp có chung hệ thống cấp nớc nên ta chọn số

đám cháy đồng thời trong thành phố là 2 đám với lu lợng của mỗi đám cháy là:

qcc=30+0,5.35=47,5 (l/s)Tổng lợng nớc chữa cháy khu vực II Là : 47,5.2= 95(l/s)

Nh vậy tổng lợng nớc chữa cháy cho toàn thành phố là: 190 (l/s)

IV Chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II.Tính thể tích đài chứa

và bể n ớc.

1.Xác định chế độ làm việc bơm cấp II

đồ tiêu thụ nớc của khu vực Vì vậy dựa vào biểu đồ dùng nớc của thành phố tachia qúa trình hoạt động của trạm bơm cấp 2 thành 3 bậc

+Bậc I: thời gian hoạt động từ 23h-5h (7h) (với 1 bơm công tác)

+Bậc II: thời gian hoạt động từ 6h và 22h (2h) (với 2 bơm công tác)

+ Bậc III : thời gian hoạt động từ 7h,13h,14h ,20h, 21h (5h) ( với 3 bơm côngtác )

+ Bậc IV : thời gian hoạt động từ 8h đến12h,15h đến 19h (10h) (với 4 bơmcông tác)

Khi ta gọi công suất cxủa 1 bơm là x(m3/h)(%Qngđ)

x=

8,57

%

100 Q ngd

=1,73 (%Qngđ)Vậy

bậc III, có 3 bơm hoạt động với công suất Qh=1,73.3.0,88 = 4,57%Qngđ

2.Tính toán dung tích của đài nớc và bể chứa.

-Xác định dung tích của đài nớc và bể chứa bằng phơng pháp lập bảng dựavào chế độ bơm cấp I,II và chế độ dùng nớc của thành phố trong các giờ

Xác định thể tích điều hoà của đài nớc ( tính theo % Qngđ)

*Thể tích thiết kế của đài n ớc

-Thể tích điều hoà của đài nớc là

Chọn 1 đài tròn với kích thớc đài là:

đờng kính trong của thành đài : d = 1,405.3 1974,99= 17,63 (m)

Chiều cao nớc hữu ích trong đài : h = 0,46.d = 0,46.17,63 = 8,11 (m)

Chiều cao mực nớc lớn nhất đến đáy dầm đai trên :

h0 = 0,10.d = 0,10.17,63 = 1,763 (m) ≈ 2(m)

*Thể tích thiết kế của bể chứa.

Xác định thể tích điều hoà của bể chứa nớc ( tính theo % Qngđ)

Giờ

trong

ngày

Lu lợng TrạmBơm I

%Qngđ

Lu lợng TrạmBơm II

%Qngđ

-Thể tích điều hoà của bể chứa Wđhb= 18,36(%Qngđ)

-Thể tích thiết kế của bể chứa Wtb= Wđhb+Wcc+Wbt

*∑Qmax:Tổng lợng nớc tiêu dùng của 3giờ: Giờ dùng nớc lớn nhất (giờ 9-10 = 6,06

%Qng) , giờ cận trên ( giờ 8-9 = 6,05 %Qngđ ) và giờ cận dới (giờ 10-11

=5,32%Qng) theo biểu đồ chế độ tiêu thụ nớc của khu vực thiết kế

ngăn có dung tích là : 8104,37 (m3),lấy bể co chiều cao hb = 8(m)

Phần thứ hai tính toán và thiết kế mạng lới cấp nớc

Hệ thống cấp nớc là tập hợp của các công trình làm nhiệm vụ , khai thác nớc,vận chuyển , xử lý, điều hoà, dự trữ và phân phối nớc cho các đối tợng tiêudùng nhằm thỏa mãn mọi nhu cầu dùng nớc cả về số lợng và chất lợng trong phạm

vi thiết kế

Các công trình của hệ thống cấp nớc bao gồm :

1 Công trình thu nớc

2 Trạm bơm cấp 1

3 Trạm xử lý

4 Bể chứa nớc sạch

5 Trạm bơm cấp II

6 Đài nớc

7 Mạng lới đờng ống cấp nớc

Do địa hình thiết kế là có độ dốc đều là 1 m có sông chảy qua venthành phố nhng lại và chảy đều, ổn định trong địa bàn khu vực thành phốnên ta chọn phơng án đặt trạm xử lý ở nơi cao nhất ven thành phố và dùng ph-

ơng án khai thác nớc làm nguồn cung cấp nớc cho trạm bơm cấp I

I.Vạch tuyến mạng l ới cấp n ớc.

Vì đây là thiết kế mạng lới cấp nớc cho 1 thành phố nên phải đảm bảo cấpnớc liên tục tránh xảy ra sự cố hỏng hóc gây mất nớc trong thành phố Vì vậy takhông sử dụng mạng lới cụt mà sử dụng mạng lới vòng cho các tuyến ống tới cáckhu dân c tập trung và các xí nghiệp công nghiệp để đảm bảo cấp nớc liêntục an toàn Còn nớc dẫn từ mạng lới thành phố đến các tiểu khu, các côngtrình nhỏ là mạng lới cụt, ở đây thành phố nằm trên khu vực dốc đều vớikhoảng cách các đờng đồng mức là 1m Mà ta đặt trạm xử lý ở nơi vị trí khácao so với mặt bằng thành phố, nên ta chọn đài ở đầu mạng lới để tận dụngchiều cao địa hình

II.xác định các tr ờng hợp tính toán cần thiết cho mạng l ới cấp n ớc.

Vì chọn đài ở đầu mạng lới nên ta phải tính toán mạng lới cấp nớc thành phốtrong 2 trờng hợp

-Tính toán mạng lới cho giờ dùng nớc nhiều nhất Đây là trờng hợp tính toán cơ

1.Xác định chiều dài tính toán của các đoạn ống.

Mỗi đoạn ống làm nhiệm vụ phân phối nớc theo yêu cầu của các đối tợng dùngnớc khác nhau đòi hỏi khả năng phục vụ khác nhau Để kể đến khả năng phục

vụ của các đoạn ống ngời ta đa ra công thức tính chiều dài tính toán

l =l ì m (m)

♦ lthùc: ChiÒu dµi thùc cña ®o¹n èng tÝnh to¸n

XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TÍNH TOÁN

STT Đoạnống Chiều dàithực(m)

a Lập sơ đồ tính toán mạng lới có đài ở đầu khi dùng nớc lớn nhất Qua

bảng phân phối lu lợng sử dụng, lu lợng bơm cấp II, lu lợng đài nớc theo các giờtrong ngày ta thấy

*Giờ dùng nớc lớn nhất là:9h-10h với

95 ,

75,551

KHU CỰC II

®v (l/s.m)

qI d®

(l/s)

ltt(m) qII

®v (l/s.m)

qII d® (l/s)

∑Qtập trung= QxnI+ QxnII= ∑QxN=1253,65 (m3/ca) = 43,53 (l/s)

∑Qvào- ∑Qtập trung= 2772,28 – 43,53 = 2728,75 (l/s)

Mà Qnút= 17588,92 + 1013,36 = 2771,65 (l/s)

Vậy ∑ Qnút = ∑Qvào-∑Qtập trung =2772,28 - 2771,65 ≈ 0 (l/s)

Từ bảng lu lợng dọc đờng ta tính cho tất cả các nút của mạng lới bằng cách phân đôi lu lợng về các hai đầu nút của mỗi đoạn ống, và cộng tất cả các trị số lu lợng đợc phân nh vậy tại các nút, ta có bảng sau

IV:Tính toán thủy lực đoạn ống.

1.Phân phối sơ bộ trong mạng l ới.

Theo phaàn treõn ta coự Qcc = 190(l/s) Trũ soỏ lửu lửụùng naứy coi nhử lửu lửụùng laỏy ra taọp trung

Treõn sụ ủoà tớnh toaựn cuỷa trửụứng hụùp duứng nửụực lụựn nhaỏt ta ủaởt theõm caực “lửu lửụùng taọp trung mụựi” ( lửu lửụùng daọp taột ủaựm chaựy) vaứo Vũ trớ ủaởt caực lửu lửụùng taọp trung taọp trung ủeồ daọp taột ủaựm chaựy phaỷi lửùa choùn sao cho hụùp lyự Nhửừng vũ trớ naứy thửụứng laứ caựcủieồm baỏt lụùi nhaỏt, cao nhaỏt, xa nhaỏt so vụựi traùm bụm, nụi coự nhieàu

06,6

= 2772,28 (l/s)

treõn maùng lửụựi, tớnh baống (l/s) Qcc = 190(l/s)

2 Chọn đ ờng kính cho các đoạn ống trong mạng l ới :

Chọn đòng kính cho các đoạn ống đợc chọn theo tiêu chuẩn và dựa vào bảngtính toán thuỷ lực, bảng giới hạn vận tốc kinh tế của mỗi loại đờng kính

Đối với mạng lới cấp nớc bên ngoài nhà đòng kính tối thiểu là 100mm Các đờngkính ống đã chọn đựơc thể hiện trong bảng điều chỉnh mạng lới theo phơngpháp Lôbatrep.

3 Kiểm tra sai số áp lực theo các vòng kín của mạng lới :

Sau khi kiểm tra sai số áp lực của các vòng kín ta thấy có một số vòng không

điều chỉnh mạng lới

4 Điều chỉnh mạng lới vòng theo phơng pháp Lôbatrep

Quá trình điều chỉnh mạng lới đợc trình bày trong bảng sau :

V.tính toán hệ thống vận chuyển n ớc từ trạm xử lý đến đầu mạng l ới

và từ mạng l ới đến đài n ớc.

1.Tính toán hệ thống vận chuyển từ trạm bơm cấp II đến mạng l ới

Thông thờng để đảm bảo cấp nớc an toàn ,những hệ thống vận chuyểnnớc cần phải tính toán với số tuyến ống tối thiểu là 2 và phải đảm bảo làm việctrong điều kiện xảy ra h hỏng trên một đoạn ống nào của một tuyến

Lu lợng vận chuyển qua ống khi không có sự cố

Giả sử tuyến ống dẫn từ trạm bơm cấp 2 tới đầu đoạn ống gồm 2 ống, vậy lưulượng mỗi ống là:

Q1 ống =

2

93,2689

= 1344,965(l/s)Chọn đường kớnh cho 1 đường ống là : D = 1000(mm) ; v = 1,7(m/s) ; 1000i =3,11

Tổn thất cột nước khi bơm từ trạm bơm tới đầu mạng :

h= i.L =

1000

11,3

.1280,2 = 3,98(m) Theo quy phạm thiết kế hiện hành thì lưu lượng cần vận chuyển khi có sự cốxẩy ra trên 1 đoạn ống nào đó của 1 tuyến làà:

trong trường hợp cú chỏy xẩy ra thỡ lưu lượng bơm cho sinh hoạt là 100%, lưu

S i−k

=S.Q2

Trong đó :Si-k Sức kháng của một đoạn ống Si-k=So.li-k

S :Sức kháng của hệ thống ống dẫn khi làm việc bình thờng

Q:Lu lợng của hệ thống ống dẫn từ trạm bơm đến đầu mạng lới khi làm việcbình thờng

Khi có h hỏng tại 1 đoạn nào đó , tổn thất áp lực của hệ thống đợc xác định

nh sau

4

)3.(

h k

93,2689

= 5,1 =

n

n 3+ → n= 0,73 Lấy n = 1 (đoạn)

3.Tính toán ống vận chuyển từ mạng l ới đến đài n ớc.

Khoảng cách từ đài nớc đén đầu mạng lới là 830,4m

Lu lợng ra đài trong giờ dùng nớc lớn nhất : Qrđ = 0,56 % Q ng

Lu lợng bơm vào đài nớc nhiều nhất : Qv = 0,75 % Q ng

Trong giờ dùng nớc lớn nhất, lợng nớc ra đài là lớn nhất

Do đó để đảm bảo lu lợng vào và ra đài một cách tốt nhất ta chọn lu lợng vậnchuyển từ mạng lới đến đài nớc là :

Q= 0,75 % Qng= 0,075.164689,64 = 1235,17 (m3/h) = 343,1 (l/s)

Chọn D = 600 mm

Tra bảng : v=1,15 (m/s)

i=0.00268

L=830,4 m

Vậy tổn thất của đoạn ống từ đài đến đầu mạng lới là :

H= i.L = 0,00268.830,4 = 2,23 m

VI.tính toán chiều cao đài n ớc ,cột áp công tác của máy bơm cấp II và

áp lực tự do của tại các nút trong mạng l ới

1.Tính chiều cao đài n ớc

Vị trí đài nớc đợc chọn ở đầu mạng lới Chọn điểm tính toán bất lợi nhất làdiểm có cốt địa hình cao nhất và ở vị trí xa nhất so với trạm bơm cấp II và

đài nớc Khi đó chiều cao đài nớc đợc xác định theo công thức :

Hđ= Hct - (Zđ - Znh)+ ∑hML

Trong đó :Znh Cốt mặt đất tại điểm tính toán bất lợi nhất

Zđ- Cốt mặt đất tại nơi xây dựng đài nớc : Zđ = 25(m)

Để tìm đợc điểm tính toán hợp lý là điểm xa nhất và bất lợi nhất trên mạng lới

ta đi tính tổn thất từ đài đến 2 điểm này xem vị trí nào có tổn thất áp lựclớn hơn thì đó là điểm bất lợi nhất :

= 33,87 (m)VËy nót bÊt lîi nhÊt lµ nót 19

Zn

Hb

h b-d

Znh Hct

h d-nh

2.TÝnh chiÒu cao c«ng t¸c cña m¸y b¬m cÊp 2

Chiều cao cột nớc của máy bơm phải thỏa mãn điều kiện thắng đợc độ chênh cao hình học giữa cốt trục máy bơm và cốt mực nớc cao nhất trong thùng chứa của đài nớc ,đồng thời thắng đợc tổng tổn thất áp lực trong tuyến ống dẫn từ

h :Tổng tổn thất áp lực trên tuyến ống dẫn và mạng lới từ trạm bơm đến

đài nớc trong giờ vận chuyển nớc lớn nhất vào đài

 Tính cho giờ dùng n ớc nhiều nhất.

ĐN

Hbmax=(Zd- Zb)+ ∑hđ + Hđ=55 + 25 – 24,5 + 17,85 = 70,35 (m)