ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA VÀ NƯỚC THẢI

+ Chế độ hoạt động của trạm xử lý ổn định, thuận tiện cho việc vận hành, chất lượng xử lý cũng cao hơn + Có thể phân đợt đầu tư giúp giảm chi phí đầu tư xây dựng ban đầu Ngoài ra còn có

Trường Đại Học Xây Dựng

Khoa Kỹ Thuật Môi Trường

Bộ Môn Cấp Thoát Nước

Đồ Án Thoát Nước Đô Thị Và Công Nghiệp

Tx Sơn Tây

Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Lan Hương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Bộ môn: Cấp thoát nước

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA VÀ NƯỚC THẢI

Họ và tên sinh viên: Đề số: 13

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Lan Hương

Ngày giao nhiệm vụ:

Ngày hoàn thành đồ án:

Thiết kế mạng lưới thoát nước sinh hoạt, sản xuất và nước mưa cho Tx Sơn Tây.

II Các tài liệu thiết kế:

1 Bản đồ quy hoạch thành phố tỷ lệ 1:10 000

2 Số liệu về nước thải của khu dân cư:

3 Số liệu về nước thải sản xuất:

- Tổng số công nhân làm việc trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp

Số công

nhân trong từng nhà máy (%

NCN)

Phân xưởng

Số người được tắm

ở phân xưởng

Nước thải trong từng nhà máy xí nghiệp (% QSX)

Nước thải sản xuất

bị nhiễm bẩn (%)

Nước thải sản xuất quy ước sạch (%)

Ca

I (%)

Ca

II (%)

Ca III (%)

Nóng (%)

Lạnh (%)

Nóng (%)

Lạnh (%)

Tiêu chuẩn thải nước (l/ng.ngđ)

Mực nước ngầm dọc theo tuyến cống thoát nước chính:

Về mùa khô sâu dưới mặt đất: ….m

Về mùa mưa sâu dưới mặt đất:….m

Nguồn nước trong thành phố:

Thuộc loại nguồn

6 Mực nước cao nhất trên ngăn tiếp nhận:……

7 Số liệu để tính toán thoát nước mưa:

Công thức tính cường độ mưa: có thể dùng công thức sau:

(20+b)n q20 (1+ C.lgP)

q = Giá trị các hệ số:

(t+b)n

q20: 289 C= 0.2314 b=8.51

Thành phần bề mặt phủ trong thành phố:

n= 0.7403

Đường rải đá to: 0% Mặt đất đá san nền: 15%

Đường rải đá cuội, sỏi: 0% Bãi cỏ : 15%

Ngày….tháng… năm 2020

PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ ĐÔ THỊ

I.1 Điều kiện địa lý:

Thị xã Sơn Tây là cửa ngõ phía Tây của Thủ đô Hà Nội với toạ độ địa lý 210

vĩ bắc và 1050 kinh đông, cách trung tâm Hà Nội 42 km về phía Tây bắc, nằm trong vùng đồng bằng trung du bắc bộ, là trung tâm kinh tế, văn hoá, xã hội của cả vùng, có nhiều đường giao thông thuỷ, bộ nối với trung tâm Thủ đô Hà Nội, các vùng đồng bằng Bắc Bộ, với vùng Tây Bắc rộng lớn của Tổ quốc như: Sông Hồng

- Sông Tích, đường Quốc lộ 32, Quốc lộ 21A, đường tỉnh lộ 414, 413…

Thị xã Sơn Tây có tổng diện tích tự nhiên là 113,46 km2, dân số khoảng 18 vạn người, được chia làm 15 đơn vị hành chính gồm 09 phường, 06 xã; có 53 cơ quan, doanh nghiệp, bệnh viện, trường học và 30 đơn vị quân đội đứng chân trên địa bàn.

Thị xã Sơn Tây là thủ phủ của tỉnh Sơn Tây (bao gồm 06 huyện: Quốc Oai, Quảng Oai, Tùng Thiện, Phúc Thọ, Thạch Thất, Bất Bạt) với diện tích 150 mẫu bắc

bộ và số dân là 6.116 người.

I.2 Điều kiện tự nhiên:

Nằm ở vị trí địa lí tương đối thuận lợi với hai tuyến đường chạy qua là Quốc

lộ 21A ; Quốc lộ 32 thuận lợi cho giao thông đường sông, lại có tiềm năng lớn về

phát triển du lịch - thương mại, mảnh đất Sơn Tây được đánh giá có nhiều lợi thế

để phát triển nền kinh tế đa dạng Trong những năm qua, nhờ tận dụng, phát huy tiềm năng, lợi thế trên, bức tranh kinh tế thành phố luôn có gam màu sáng với tốc

độ tăng trưởng kinh tế trung bình đạt 9,8%/ năm Trong đó, công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp là ngành kinh tế chủ đạo, chiếm tỷ trọng 43,2%GDP

Bên cạnh sản xuất công nghiệp, hoạt đông thương mại - du lịch - dịch vụ trên địa bàn phát triển tương đối khá thành phố Sơn Tây đang chủ trương xây dựng quy hoạch hạ tầng cơ sở du lịch như quy hoạch cụm di tích lịch sử - văn hóa Đường Lâm, đầu tư xây dựng các điểm du lịch ở Đồng Mô, Xuân Khanh, tích cực thực hiện công tác quảng bá du lịch đến với bạn bè trong nước và quốc tế về tiềm năng du lịch của Sơn Tây.

I.3 Điều kiện kinh tế:

Thành phố có hai xí nghiệp với diện tích xí nghiệp I là: 54 ha, xí nghiệp II là: 63.2 ha, tổng diện tích cả hai xí nghiệp là: 117.2 ha và đều nằm ở ngoại thành, tách biệt với khu dân cư và là nơi tạo việc làm cho 10% dân số của thành phố.

I.4 Lựa chọn loại hệ thống thoát nước cho đô thị:

a) Tổ chức thoát nước

Do thành phố có địa hình thấp dần từ Tây Bắc đến Đông Nam, hướng gió chủ đạo là từ Đông Nam đến Tây Bắc, có sông chảy từ Tây sang Đông ở phía Bắc của thành phố Vì vậy ta đặt Trạm xử lý ở phía Đông Nam so với thành phố, ở hạ lưu của sông, nơi có vị trí thấp nhất so với toàn thành phố, để vừa tận dụng địa hình để thoát nước bằng phương pháp tự chảy, vừa không gây ô nhiễm nguồn nước của thành phố Trạm xử lý đặt ở phía đón gió, ảnh hưởng đến không khí trong thành phố, cho nên trong phần thiết kế trạm xử lý cần phải chú trọng đến vấn đề khử mùi.

Nước thải sinh hoạt, công nghiệp được xử lý đạt tiêu chuẩn sau đó xả ra sông Riêng nước mưa và nước thải quy ước sạch thì có hệ thống riêng được đổ trực tiếp ra sông mà không cần xử lý.

b) Hệ thống thoát nước:

Hệ thống thoát nước có thể là kiểu chung, riêng hoàn toàn (hay không hoàn toàn)

và nửa riêng Mỗi kiểu đều có những ưu nhược điểm nhất định.

+ Có 1 hệ thống mạng lưới thu gom

nước thải thành phố.

+ Toàn bộ lượng nước mưa, nước

thải quy ước sạch và nước thải cần

xử lý được thu gom trên 1 mạng

lưới đưa về trạm xử lý.

+ Chế độ thủy lực không ổn định

giữa các mùa Mùa khô, lượng nước

ít, không đảm bảo vận tốc có thể gây

lắng cặn Vào mùa lũ lượng mưa

+ Chỉ có nước thải cần xử lý được đưa về trạm xử lý Nước thải quy ước sạch và nước mưa theo 1 mạng lưới khác đưa ra nguồn tiếp nhận.

+ Chế độ thủy lực điều hòa hơn giữa các mùa do chỉ có lượng nước thải cần xử lý vận chuyển về trạm xử lý.

+ Chế độ hoạt động của trạm xử lý

ổn định, thuận tiện cho việc vận hành, chất lượng xử lý cũng cao hơn + Có thể phân đợt đầu tư giúp giảm chi phí đầu tư xây dựng ban đầu

Ngoài ra còn có Hệ thống thoát nước nửa riêng: là hệ thống trong đó ở những điểm giao nhau giữa hai mạng lưới độc lập, người ta xây dựng giếng tràn, tách nước mưa Tại những giếng này, khi lượng mưa ít (giai đoạn đầu của trận mưa của những trận mưa lớn kéo dài) chất lượng nước mưa bẩn, nước mưa này sẽ chảy vào

mạng lưới thoát nước sinh hoạt, theo cống góp chung tới trạm xử lý Ngược lại khi lưu lượng nước mưa lớn (các trận mưa kéo dài, ví dụ: sau 20’ đầu của những trận mưa lớn), chất lượng tương đối sạch, nước mưa sẽ tràn qua giếng tách theo cống xả

ra nguồn tiếp nhận.

Theo yêu cầu, ta thiết kế hệ thống thoát nước cho một khu đô thị mới hoàn toàn, trong giai đoạn xây dựng và có sự phát triển trong 20-30 năm tới, trở thành một trung tâm kinh tế, văn hóa, chính trị của vùng Theo quy hoạch phát triển của

đô thị và từ những đặc điểm của các hệ thống thoát nước trên ta sẽ chọn hệ thống thoát nước “riêng hoàn toàn” cho Thành phố Để đảm bảo không xảy ra ngập úng khi có mưa lớn và xử lý được triệt để nước thải trước khi đổ ra nguồn tiếp nhận Mặt khác khu vực thiết kế được quy hoạch để trở thành một thành phố hiện đại trong tương lai, có các khu đô thị mới, khu đô thị mở rộng và các khu công nghiệp nên ta chọn hệ thống thoát nước riêng là hợp lý, đảm bảo thoát nước cho thành phố trong hiện tại cũng như trong tương lai.

PHẦN II: CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

1 Lưu lượng nước thải sinh hoạt từ các khu nhà ở:

 Xác định dân số tính toán theo công thức:

N = ∑ βFiPi

Trong đó:

o β: Tỷ số diện tích nhà ở đối với diện tích toàn Thành phố, lấy:

+ Khu vực I: β1=0,9+ Khu vực II: β2=0,8

o Fi: Diện tích của các khu vực tính toán, theo số liệu đo được thì:

+ Diện tích của khu vực I là FI = 343,33 (ha)+ Diện tích của khu vực II là FII = 421,756 (ha)

o Pi: mật độ dân số của các khu vực tính toán

Bảng 1: Thông số tính toán lưu lượng của

khu dân cư

(l/ng.ngđ)

II 421,756 330 0,8 115

Từ công thức trên ta có dân số tính toán của các khu vực là:

o Khu vực I: N1= 343,33 440 0,9= 135959 (người)

o Khu vực II: N2= 421,756 330 0,8 = 111344 (người)

Vậy tổng dân số của cả Thành phố là: N = N1 + N2 = 135959 + 111344 = 247303 (người)

 Xác định lưu lượng trung bình ngày :

qi 0 là tiêu chuẩn thải nước của khu vực dân cư

 Lưu lượng tính toán là lưu lượng giây max:

o q1 smax = q tb-s 1 k 1 ch = 212,436 1,39 = 295,286 (l/s)

o q2 smax = q tb-s 2 k 2 ch = 148,201 1,5= 222,302 (l/s)

Lưu lượng trung bình lớn nhất của toàn Thành phố là:

qmax = qtb-TP s.kch = 360,637 1,32 = 476,041 (l/s)

Kết quả tính toán được cho theo bảng sau:

Bảng 2: Lưu lượng nước thải tính toán của khu

Bảng 3: Sự phân bố nước thải sinh hoạt theo từng

giờ trong ngày

Lấy số giường bệnh là 1731 giường

Ta sẽ thiết kế 3 bệnh viện, mỗi bệnh viện có số người là:

B= (người)

Tiêu chuẩn thải nước: qbv 0 = 500 (l/ng.ngđ)

o Hệ số không điều hòa giờ: kh = 2,5

o Bệnh viện làm việc 24/24 giờ trong ngày

o Lưu lượng thải trung bình trong ngày của 3 bệnh viện là:

Qtb ngày = 1000

B.qbv 0

Chọn tổng số học sinh trong thành phố là 44515 người

Ta sẽ thiết kế 10 trường học, mỗi trường học có số học sinh là:

H= = 4452 ( người)

o Tiêu chuẩn thải nước: qth 0 = 19 (l/ng.ngđ)

o Hệ số không điều hòa giờ kh = 1,8

o Trường học làm việc 12 giờ trong ngày

o Lưu lượng thải trung bình ngày của 10 trường học là:

Qtb ngày = = = 845,79 (m3 /ngày )

o Lưu lượng thải trung bình ngày của 1 trường học là:

Qtb ngày1 = = 84,579 (m3 /ngày)

o Lưu lượng thải trung bình giờ của 10 trường học là:

Ta có bảng tổng hợp nước thải tập trung từ các công trình công cộng như sau:

Bảng 4: Lưu lượng tập trung từ các công trình

Số giờ làm việc

Tiêu chuẩn thải nước

Bảng 5: Phân bố nước thải của bệnh viện theo

từng giờ trong ngày

Bảng 6: Sự phân bố lưu lượng nước thải trường

học theo các giờ trong ngày

3 Lưu lượng nước thải sản xuất của khu công nghiệp:

Tổng số công nhân làm việc trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp chiếm 15%dân số thành phố (NCN)

NCN=15%.N=15% 247303 = 37096 (người)

o Số công nhân trong nhà máy I chiếm 40% NCN :

= 40% NCN = 40% 37096 = 14838 ( người)

o Số công nhân trong nhà máy II chiếm 60% NCN :

Trong PX nguội

Số người được tắm trong các PX Biên chế công nhân theo các ca

PX nóng PX nguội Ca I Ca II Ca III

% người Số % người Số % người Số % người Số % Số % người Số % ngư- Số

ời người

I 14838 70 10387 30 4451 85 8829 25 1113 40 5936 30 4451 30 4451

II 22258 40 8903 60 13356 75 6677 30 4007 50 11129 50 11129 0 0

 Lưu lượng nước thải sản xuất của nhà máy, xí nghiệp công nghiệp chiếm 13% lưu

lượng nước thải của thành phố, do đó :

o Nhà máy I làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ

Bảng 8 : Phân phối nước thải sản xuất nhiễm

bẩn theo ca của Xí nghiệp I

Ca % Lưu lượng Lưu lượng nước thải nhiễm bẩn

(m 3 /ca)

Lưu lượng nước thải sạch (m 3 /ca)

o Ca III : QIII giờ = = 62,887 (m3 /h)

Do đó, lưu lượng giây lớn nhất là:

Bảng 9: Phân phối nước thải sản xuất nhiễm bẩn

theo ca của Xí nghiệp II

Ca % Lưu lượng Lưu lượng nước thải nhiễm bẩn

(m 3 /ca)

Lưu lượng nước thải sạch (m 3 /ca)

Khu vực Nước thải sản xuất (

Nước thải sản xuất nhiễm bẩn (

Nước thải quy ước

Lưu lượng Q h

o Lưu lượng ngày:

XNCN1 SH

Q = (m3/ngđ)

Trong đó:

o 35,25 (l/ng ca) là tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt của công nhân trong phân

xưởng nóng và phân xưởng nguội

o Nn : Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng của xí nghiệp 1

o Nng : Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội của xí nghiệp 1

Q = (m3/ngđ).

Trong đó:

o 35,25 (l/ng ca) là tiêu chuẩn thải nước sinh hoạt của công nhân trong phân

xưởng nóng và phân xưởng nguội

o Nn : Số công nhân làm việc trong phân xưởng nóng của xí nghiệp 2

o Nng : Số công nhân làm việc trong phân xưởng nguội của xí nghiệp 2

Qca3sh2 = 0

Vậy lượng nước thải sinh hoạt cho cả 2 khu công nghiệp trong 1 ngày đêm là:

Qsh = 474,82 + 645,5 = 1120,32 (m 3 /ngđ).

Bảng 11: Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt

của công nhân theo từng giờ trong ca của phân

xưởng I

Phân xưởng nóng

Q

Phân xưởng nguội

Bảng 12: Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt

của công nhân theo từng giờ trong ca của phân xưởng II

Ca trong ca Giờ

Phân xưởng

Phân xưởng

Bảng 13: Phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt

của công nhân theo từng giờ trong ca của 2 phân xưởng

trong ca

Phân xưởng nóng

Q

Phân xưởng nguội

(m 3 /ngđ)

Trong đó:

 60,40 (l/ng.lần) là tiêu chuẩn thải nước tắm của công nhân trong

phân xưởng nóng và nguội

 Nn : Số công nhân được tắm ở phân xưởng nóng của xí nghiệp 1

 Nng : Số công nhân được tắm ở phân xưởng nguội của xí nghiệp 1

QtXNCN1 = = 574,26 (m 3 /ngđ)

o Xí nghiệp I làm việc 3 ca nên:

(m 3 /ngđ)

Trong đó:

 60,40 (l/ng.lần) là tiêu chuẩn thải nước tắm của công nhân trong

phân xưởng nóng và nguội

 Nn : Số công nhân được tắm ở phân xưởng nóng của xí nghiệp 2

 Nng : Số công nhân được tắm ở phân xưởng nguội của xí nghiệp 2

máy xưởngPhân

Công nhân Nước thải sinh hoạt Nước tắm

II

Nóng 70 3115,7 35 99,715 85 2648,35 60 158,901Nguội 30 1335,3 25 42,735 25 333,825 40 13,353

III

Nóng 70 3115,7 35 99,715 85 2648,35 60 158,901Nguội 30 1335,3 25 42,735 25 333,825 40 13,353

II

I

Nóng 40 4451,6 35 129,1 75 3338,7 60 185,28Nguội 60 6677,4 25 193,65 30 2003,22 40 16,48

Từ hệ số không điều hòa kch =1,34 ta xác định được sự phân bố nước thải theo các giờ

trong ngày (Xem bảng tổng hợp lưu lượng nước thải của Thành phố)

 Nước thải từ các bệnh viện:

Từ hệ số không điều hòa kch =2,5 ta xác định được sự phân bố nước thải theo các giờtrong ngày

 Nước thải từ trường học:

Từ hệ số không điều hòa kch =1,8 ta xác định được sự phân bố nước thải theo 12 tiếnghoạt động theo các giờ trong ngày

 Nước thải sản xuất từ các nhà máy:

Nước thải sản xuất của các nhà máy thải điều hòa trong các giờ trong ngày

 Nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca của nhà máy:

Lượng nước thải này được tính theo bảng 5 - trang 14

 Nước tắm của công nhân được phân bố vào đầu các ca:

Ca1:6-7h

Ca2:14-15h

Ca3:22-23h

Từ các số liệu đó, ta có bảng tổng hợp lưu lượng nước thải Thành phố và biểu

đồ dao động nước thải của Thành phố

Bảng 15: Bảng tổng hợp lưu lượng nước thải Thành phố

5 5 16-17 5,65 1760,485 5,5 15,8675 7,55 63,857 62,887 10,77 0 5,468 128,103 24,4 0 11,139 5,41 2002,512 17-18 4,85 1511,213 5 14,425 8,43 71,300 62,887 10,77 0 5,468 128,103 24,4 0 11,139 4,73 1751,797 18-19 4,85 1511,213 5 14,425 - 0 62,887 23,62 0 5,468 128,103 53,51 0 11,139 4,84 1793,757 19-20 4,85 1511,213 5 14,425 - 0 62,887 47,19 0 5,468 128,103 106,91 0 11,139 5,05 1870,727 20-21 4,85 1511,213 3,7 10,6745 - 0 62,887 10,77 0 5,468 128,103 24,4 0 11,139 4,72 1748,047 21-22 3,45 1074,986 2 5,77 - 0 62,887 10,77 0 5,468 128,103 24,4 0 11,139 3,53 1306,916 22-23 1,85 576,442 1 2,885 - 0 62,887 17,81 172,254 5,468 0 0 201,76 0 2,79 1034,038 23-24 1,85 576,442 0,5 1,4425 - 0 62,887 10,77 0 5,46825 0 0 0 0 1,76 651,541

∑ 100 31159,025 100 288,5 100 845,79 1676,985 474,88 574,231 145,82 2049,640 645,520 403,52 178,230 100,00 37.040,292

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

5.49 5.51 5.60 5.52

4.96 5.14

6.00 5.43 5.41

4.73 4.84 5.05 4.72

3.53 2.79 1.76

Biểu đồ dao động nước thải của toàn thành phố trong 24 giờ

b Biểu đồ dao động nước thải của toàn thành phố trong 24 giờ

PHẦN III : THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI

THOÁT NƯỚC

I Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới thoát nước thải

 Triệt để lợi dụng địa hình để mạng lưới thoát nước tự chảy là chủ yếu, đảm bảo thu nước nhanh nhất vào đường ống chính của lưu vực và của toàn Thành phố

 Vạch tuyến hợp lý để chiều dài cống là nhỏ nhất, giảm độ sâu đặt cống nhưng cũng tránh đặt nhiều trạm bơm

 Hạn chế đến tối thiểu đặt đường ống thoát nước qua các sông, hồ, đầm lầy, khu vực có địa chất yếu hoặc qua đường có mật độ giao thông lớn

 Mạng lưới thoát nước phải phù hợp với hệ thống thoát nước đã được chọn

 Đặt đường ống thoát nước phải phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn Tuân theocác qui định về khoảng cách với các đường ống kỹ thuật và các công trình ngầm khác

 Trạm xử lý phải đặt ở vị trí thấp hơn so với địa hình nhưng không quá thấp để tránh ngập lụt Đảm bảo khoảng cách vệ sinh đối với khu dân cư Đặt trạm xử lý ở cuối nguồn nước cuối hướng gió

II Vạch tuyến MLTN

2.1 Vạch tuyến MLTN phương án 1

 Phương án 1 ta tiến hành vạch tuyến theo sơ đồ chéo nhau

 Sử dụng 8 tuyến cống góp lưu vực chạy theo hướng vuông góc với đường đồng mức Thu gom nước từ 2 tiểu khu lân cận

 Tuyến cống chính chạy song song, tạo góc nhỏ với đường đồng mức hoặc chạy song song với hướng của nguồn tiếp nhận