Bài giảng công trình thu và trạm bơm cấp thoát nước

Phân loại  Nước ngầm mạch nông: Nằm trên tầng đất trên mặt và thường là không áp; Tính chất chịu ảnh hưởng nhiều của môi trường bên ngoài; Nằm gần mặt đất; Độ giao động mực nước giữa cá

Trang 1

Phần 3 CÔNG TRÌNH THU NƯỚC Chương 10 KHÁI NIỆM VỀ NGUỒN NƯỚC

VÀ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC

10.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC LOẠI NGUỒN NƯỚC

10.1.1 Nguồn nước ngầm

a Phân loại

 Nước ngầm mạch nông: Nằm trên tầng đất trên mặt và thường là không

áp; Tính chất chịu ảnh hưởng nhiều của môi trường bên ngoài; Nằm gần mặt đất; Độ giao động mực nước giữa các mùa khá lớn; Trữ lượng thấp; Có thể sử dụng cho cấp nươc.

 Nước ngầm ở độ sâu trung bình: Thường là không áp, nằm ở độ sâu

không lớn so với mặt đất; Chất lượng tốt hơn nước ngầm mạch nông; Thường sử dụng để cấp nước.

 Nước ngầm mạch sâu: Nằm trong các tầng chứa nước, giữa các tầng cản

nước; Có áp; Ít chịu ảnh hưởng của môi trường bên ngoài; Lưu lượng lớn,

ổn định, chất lượng tốt, trữ lượng lớn nên được dùng làm nguồn cấp nước.

 Nước ngầm mạch lộ: Nằm lộ thiên trên mặt đất; Loại chảy xuống và Loại

phun lên; Thường xuất hiện ở các tỉnh miền núi và có chất lượng rất tốt.

b Đặc điểm

 Phân bố rộng, độ sâu không lớn;

 Tầng chứa nước trung bình từ 1530m, có nhiều nơi tới 5070m;

 Chất lượng tốt: hàm lượng cặn nhỏ, ít vi trùng, nhiệt độ ổn định;

 Có hàm lượng muối khoáng lớn;

 Có hàm lượng sắt lớn, đặc biệt là sắt hoá trị 2.

 Nước ngầm vùng ven biển thường bị nhiễm mặn.

10.1.2 Nguồn nước mặt

Sông, suối, hồ

Nguồn bổ cập là nước mưa, đôi khi cả nước ngầm Phân bố rộng, trữ lượng rồi rào.

Trang 2

a Nguồn nước sông

Nguồn nước chủ yếu cho mục đích cấp nước Trữ lượng lớn, có thể đáp ứng được mọi nhu cầu cấp nước.

 Độ đục và độ màu tương đối cao nên xử lý phức tạp, tốn kém

 Nước sông chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường bên ngoài

b Nguồn nước hồ

Chất lượng: Trong, có hàm lượng cặn nhỏ; Thường có màu, có mùi tanh và

dễ bị nhiễm bẩn; Các hồ lớn, ven hồ có sóng nên nước ven hồ có thể đục.

Nguồn nước hồ ở nước ta thường có chất lượng tốt và cũng được sử dụng nhiều cho mục đích cấp nước.

c Nguồn nước suối

Là nguồn cung cấp nước quan trọng ở các tỉnh miền núi Đặc điểm nổi bật

của nước suối là không ổn định về chất lượng nước, mức nước, lưu lượng, vận tốc dòng chảy giữa mùa lũ và mùa kiệt.

Nếu dùng nước suối làm nguồn cung cấp nước, cần phải có biện pháp dự trữ, nâng cao mực nước bảo vệ công trình thu một cách hợp lý.

10.2 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC

10.2.1 Sưu tầm tại liệu

 Các loại nhu cầu dùng nước;

 Bản đồ quy hoạch của khu vực dùng nước;

 Tài liệu về các nguồn nước thiên nhiên có trong khu vực hoặc có thể sử dụng

để cung cấp nước cho khu vực dùng nước;

 Tài liệu về tình hình thuỷ văn;

 Tài liệu về địa chất thuỷ văn;

 Tình hình sử dụng nước thải trong khu vực và các vùng lân cận

10.2.2 Lựa chọn nguồn nước

Các yếu tố cần phân tích:

Trang 3

 Chất lượng nước cần phải tốt Dựa vào tiêu chuẩn TCVN 5942-1995 và

TCVN 5944-1995;

 Lưu lượng cần đảm bảo cung cấp;

 Gần đối tượng dùng nước;

 Không gây trở ngại cho các nhu cầu dùng nước khác;

 Thi công, quản lý thuận tiện, giá thành hạ.

10.2.3 Chọn vị trí đặt công trình thu nước

Nguồn nước ngầm: công trình thu cần đặt cách các công trình kiến trúc hiện có tối thiểu là 25 m và tuân theo các quy định về bảo vệ vệ sinh nguồn nước.

Nguồn nước mặt: Vị trí đặt công trình thu cần có bờ và lòng sông ổn định, thuận tiện cho việc bố trí các công trình khác và tuân theo các điều kiện về bảo vệ vệ sinh nguồn nước.

Vị trí lấy nước nhất thiết phải nằm ở phía thượng lưu so với khu vực dùng nước, công trình thu nên đặt ở phía bờ lõm và có biện pháp gia cố, bảo vệ thích hợp Những nơi có sông nhánh đổ vào, công trình thu dễ bị bồi lấp.

Để tránh hiện tượng này, công trình thu nên đặt cách vị trí có sông nhánh một khoảng hợp lý.

Trang 4

CHƯƠNG 11 CÔNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM

PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM Theo loại thu nước ngầm và cách thu nước có thể phân ra:

 Giếng khoan

 Giếng khơi

 Đường hầm thu nước

 Công trình thu nước mạch lộ

 Công trình thu nước thấm

10.3 ĐƯỜNG HẦM THU NƯỚC

10.1.1 Phạm vi ứng dụng

Đường hầm thu nước được ứng dụng để thu nước ngầm mạch nông, độ sâu tầng chứa nước không quá 8m, cung cấp cho những điểm dùng nước với lưu lượng nhỏ.

Trang 5

PHẦN I

CÔNG TRÌNH THU

Trang 6

CHƯƠNG １

NƯỚC MẶT

Trang 7

Một số vấn đề cần quan tâm khi TK CTT nước mặt

1 Tỷ lệ giữa lượng nước khai thác và lưu lượng nước sông

≤ 15%

+ QKT: lưu lượng khai thác + Qmin: Lưu lượng nhỏ nhất của sông

* Nếu không theo chỉ tiêu trên dẫn đến làm thay đổi chế độ chảy của sông và làm

giảm chất lượng nước

2 Tài liệu thủy văn sông hồ

- Các mức nước đặc trưng của sông hồ: MNCN, MMTB, MNTN

- Sự biến động của dòng chảy: Bồi lấp hoặc xói lở ở bên bờ của dòng sông

- Các sông vùng ven biển quan tâm tới sự ảnh hưởng của thuỷ triều

min

KT

Q Q

Trang 8

3 Dạng mặt cắt ngang của Sông hồ

Ảnh hưởng đến kết cấu, kiểu loại công trình thu nước

Dạng mặt cắt ngang sông a) Dạng bờ thoải; b) Dạng bờ dốc; c) Dạng dốc đứng; d) Dạng có

MNCN MNTN

MNCN

MNTN

Trang 9

4 Cấu tạo địa chất của bờ

- Cấu tạo của các lớp đất đá

- Tính chất cơ bản của lớp đất đá nằm ở đáy công trình

ảnh hưởng đến kiểu loại công trình và các biện pháp thi công

Trang 10

1 Phân loại theo vị trí của thu nước

- Công trình thu nước ven bờ: Cửa thu nước nằm sát ven bờ

Điều kiện sử dụng công trình:

+ Bờ dốc, ven bờ đủ độ sâu để thu nước

+ Chất lượng nước ven bờ tốt

- Công trình thu nước xa bờ: Cửa thu nước đặt ở lòng Sông

Điều kiện áp dụng

+ Sông hoặc Hồ có bờ thoải, ven bờ không đủ sâu để thu nước

+ Chất lượng nước xa bờ tốt hơn

Phân loại công trình thu nước

Trang 11

2 Phân loại theo đặc điểm kết cấu

- Công trình thu nước kiểu kết hợp

Trạm bơm cấp I và công trình thu nước bố trí trong cùng 1 nhà trạm (chi phí xây dựng và quản lý thấp) Nhưng chỉ áp dụng được khi cấu tạo địa chất ven bờ ổn định

- Công trình thu nước kiểu phân ly : Trạm bơm cấp I đặt tách riêng so với công trình thu

- Công trình thu nước đập chắn :

* Sử dụng thu nước ở các Sông cạn

- Công trình thu nước kiểu vịnh

+ áp dụng ở sông có nhiều vật trôi nổi hoặc hàm lượng cặn lớn và các vịnh đều là vịnh nhân tạo: (Đào hoặc đê quai)

Phân loại công trình thu nước

Trang 12

Công trình thu nước ven bờ

1 Sơ đồ cấu tạo, phân loại

 Công trình thu nước ven bờ kiểu phân ly

+ Điều kiện áp dụng:

- Cấu tạo địa chất không ổn định trạm bơm và công trình thu phải tách riêng

+ Đặc điểm cấu tạo của công trình

- Công trình thu nằm sát bờ Sông, mặt trước công trình nằm trực tiếp ở lòng Sông và có bố trí các cửa thu

- Trạm bơm C1 bố trí nằm sâu vào ven bờ

Trang 14

 Công trình thu nước ven bờ kiểu kết hợp

+ Đặc điểm kết cấu: CTTN – trạm bơm CI bố trí trong cùng 1 nhà

* Cửa thông giữa ngăn thu và ngăn hút có lưới chắn rác

Trang 15

Công trình thu nước ven bờ kiểu kết hợp

MNTN

MNCN MNCN

MNTN

MNTN MNCN

Trang 16

 Công trình thu nước ven bờ kiểu kết hợp (tiếp)

* Cách làm việc: Nước từ sông chảy vào ngăn thu qua song chắn rác tại đây các rác lớn và các di vật lớn được giữ lại

Nước chảy từ ngăn thu -> ngăn hút qua lưới chắn rác tại đây các rác nhỏ và phù du được giữ lại Song chắn rác được định kỳ vớt rác

Lưới chắn rác có hai loại:

rửa bằng vòi nước có áp

Trang 17

 Công trình thu nước ven bờ kiểu mương dẫn

Điều kiện áp dụng:

trôi về vào mùa lũ

* Nước từ Sông chảy qua song chắn rác vào máng dẫn tại đây có 1 phần bùn và cát phù sa được lắng xuống nước chảy

từ mương dẫn qua Song chắn rác vào Hố tập trung

* Khi cần nạo vét đóng cửa van phẳng

Trang 18

Trang 19

2 Song chắn rác:

- Chức năng:

- Sơ đồ cấu tạo của song chắn rác

•Song chắn rác được nâng thả bằng

ròng rọc hoặc tời quay tay đặt trong gian

quản lí

* Khung song chắn rác làm bằng thép

Trang 20

Trang 21

2 Song chắn rác

32

1K K K

n V

Q





Q- Lưu lượng tính toán của công trình thu nước (m3/s)

V- Vận tốc nước qua song chắn rác 0,4  0,6 (m/s) hoặc

-> 0,8 (m/s)

n- Số cửa thu nước đồng thời làm việc

K1- Hệ số co hẹp do các thanh gây nên

K2- Hệ số kể đến do rác bám vào thanh thép; K2 = 1,15

K3- Hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng thanh thép;

K3 = 1,15 (tiết diện tròn); K3 = 1,25 (tiết diện chữ nhật)

Trang 22

Trang 23

Trang 24

Q





Q- Lưu lượng tính toán của công trình (m3/s)

n - Số cửa thu nước

VL - Vận tốc nước chảy qua lưới

Lưới chắn phẳng lấy V= 0,2  0,4 (m/s)

Lưới chắn quay lấy V= 0,15  0,8 (m/s)

Trang 25

4 Lưới chắn rác quay

Q ≥ 100.000 m 3 /ng, nguồn nước có nhiều rác

Cấu tạo: gồm một băng lưới chuyển động liên tục qua hai trụ

tròn do một động cơ kéo Tấm lưới gồm nhiều tấm nhỏ nối với nhau bằng bản lề Lưới được đan bằng dây đồng hoặc dây thép

ko rỉ d=0,2-0,4mm Mắt luoi có kích thước 3x3 đến 10x10mm Chiều rộng lưới từ 2-2.5m

Trang 26

5 Lưới chắn rác,

6 Phần bơm,

7 Ngăn hút, 8.Trụ bên, 9.Động cơ điện

Trang 27

4 Lưới chắn rác quay

Cách làm việc

Bằng lưới chuyển động quay liên tục do 1 động cơ kéo

Tốc độ chuyển động của băng lưới v L = 3.5  10(cm/s) sau 1 thời gian làm việc trên lưới có cặn bẩn rác

Trang 28

5 Ngăn thu – Ngăn hút

Mỗi đơn nguyên có 1 ngăn thu 1 ngăn

hút Mỗi công trình thu nước có ít nhất 2

ngăn được xác định dựa vào yêu cầu bố

trí thiết bị và điều kiện thi công

Trang 29

Trang 30

Trang 31

Nếu trong ngăn thu có nhiều ống hút thì:

Khoảng cách giữa 2 phễu hút kề nhau tối

thiểu phải bằng (1,5-2) D f và khoảng cách từ

phễu hút đến tường phải bằng (0,5-1) D f

Trang 32

1 Sơ đồ cấu tạo - phân loại

a.Công trình thu nước xa bờ dùng ống tự chảy

Công trình thu nước xa bờ

Trang 33

+ Điều kiện ứng dụng: Trong trường hợp bờ sông hoặc bờ hồ thoải

độ sâu đặt ống không lớn lắm

+ Đặc điểm cấu tạo:

* Họng thu nước: Đặt ở lòng sông có nhiệm vụ thu nước từ sông vào công trình thu

* ống tự chảy: Dẫn nước từ họng thu vào công trình

Vật liệu: ống bê tông cốt thép, ống gang, thép hoặc PVC

D ≥ 500 -> ống bê tông cốt thép

Cuối ống tự chảy đặt van, van được sử dụng khi tiến hành thau rửa đường ống

Trang 34

Công trình thu nước xa bờ dùng ống tự chảy

1 Họng thu nước; 2.Ống tự chảy 3 Ngăn thu, 4.Trạm bơm cấp 1,

5 Ngăn hút 6 Lưới chắn rác,

Trang 35

Ống tự chảy đặt dốc về phía sông hoặc công trình thu i = 3  5% tuỳ thuộc vào phương pháp tẩy rửa ống tự chảy

* Phần công trình: Ngăn thu, ngăn hút, ngăn quản lý đặt ở bờ sông có thể bố trí kết hợp hoặc phân ly so với bờ sông

Trang 36

b Công trình thu xa bờ nhờ ống xi phông

+ Điều kiện ứng dụng:

* Được sử dụng trong trường hợp khi độ sâu chôn ống

lớn , thay ống tự chảy bằng ống xi phông

* Cần thu nước qua đê hoặc đập phải dùng ống xi phông

* Công trình cần có thiết bị mồi bơm chân không hoặc

bơm phun tia

Trang 37

Công trình thu nước xa bờ loại dùng ống xi phông

1 Ống xi phông; 2.Bơm chân không 3 Gian máy

Trang 38

c Công trình thu nước kết hợp ven bờ và xa bờ

+ Điều kiện ứng dụng: Cho các sông hoặc hồ có bờ tương

nước, còn mùa kiệt thu nước qua ống tự chảy

d Loại bơm trực tiếp

+ Điều kiện ứng dụng

Khi lưu lượng công trình nhỏ, nước sông tương đối trong

sạch và ít rác

Trang 39

2 Họng thu nước

a Loại họng thu thường xuyên ngập: Thông dụng

* Cửa thu nước có thể đặt đứng hoặc nghiêng

* Không đặt phễu thu nước ngược chiều dòng chảy

- Bộ phận cố định

* Nhiệm vụ: Cố định phễu thu nước

* Khối bê tông

* Cọc gỗ, cọc bê tông

=> ở phía đầu của khối bê tông, ở thượng lưu và hạ lưu đều phải thiết kế đầu tròn hoặc vát hướng dòng -> tránh hiện tượng tạo xoáy gây lắng cặn

ở trước và sau họng thu

- Cửa thu nước

Trang 40

Họng thu nước

1 Song chắn rác; 2.Phễu thu; 3 Bộ phận cố định; 4 Ống tự chảy

Trang 41

- Tính toán:

* Toàn bộ khối họng thu luôn luôn nằm dưới mực nước

thấp nhất

h 1 = 0,7  1 m

h s : phụ thuộc kích thước song chắn rác

h 2 : Chiều cao bảo vệ 0,1  0,3 m

h 3 Khoảng cách từ mực nước thấp nhất đến h 3 ≥ 0,3 m

(không có giao thông đường thủy)

h 3 ≥ 1,5  3 m (có giao thông đường thủy)

- Bộ phận báo hiệu

Trang 42

b Họng thu không thường xuyên ngập

* Bộ phận thu nước đặt ở lòng sông có cấu tạo giống như

ngăn thu nước ở bờ, phía trên là gian quản lý Nước được

dẫn về ngăn thu bằng ống tự chảy nhưng do chi phí xây

dựng cao nên ít được sử dụng

*Công trình thu này thường dùng cho công trình lớn, nước

sông đục và nhiều rác

Trang 43

c Ngăn thu kết hợp trạm bơm cấp I

* Toàn bộ công trình đặt ở lòng sông hoặc lòng hồ, máy

bơm đặt trực tiếp trong ngăn thu Giữa họng thu và bờ có

cầu

* Loại họng thu này dùng cho công trình thu công suất lớn,

đặt ở các sông có độ dao động mực nước nhiều

Trang 44

Công trình thu nước xa bờ loại đặt trực tiếp ở lòng sông

1 Cột bê tông cốt thép; 2.Phần bơm; 3 Song chắn rác; 4

Động cơ điện; 5 Gian máy; 6 Ống đẩy; 7 Cầu công tác

Trang 45

3 Ống tự chảy

a Tính ống tự chảy

* Số lượng ống: ≥ 2 ống

* Đường kính ống: Phụ thuộc vào lưu lượng tính toán

đảm bảo sao cho V ≥ Vmin

Vmin – Vận tốc sẽ lắng cặn

Trang 46

CHƯƠNG 2

NƯỚC NGẦM

Trang 47

Theo loại nguồn nước ngầm và cách thu nước có thể phân ra

Giếng khoan

Giếng khơi

Đường hầm thu nước

Công trình thu nước mạch lộ

Công trình thu nước thấm

Phân loại công trình thu nước ngầm

Trang 48

1 Phạm vi ứng dụng

Đường hầm thu nước

Sơ đồ cấu tạo công trình thu kiểu đường hầm

1 Đường hầm thu nước; 2 Giếng tập trung nước; 3 Mực nước trong giếng tập

trung; 4 Mực nước tĩnh trong tầng chứa; 5 Lớp đất chứa nước; 6 Tầng cản nước

Trang 49

1 Phạm vi ứng dụng

của nước ngầm và dốc về phía tập trung nước

sau đó dùng thiết bị bơm bơm lên trạm xử lý;

hầm đổi hướng và trên các đoạn thẳng cứ cách nhau 50 m

lại đặt 1 giếng

Trang 50

1 Phân loại

tốt nhưng chỉ ứng dụng cho trường hợp tầng chứa nước rất mỏng, Q nhỏ

Sơ đồ cấu tạo đường hầm loại sỏi đá 1.Lớp đất đắp;

2 Lớp đất bảo vệ không thấm nước;

3 Cát to;

4 Sỏi;

5 Đá dăm

Trang 51

1 Phân loại

 Loại ống thu nước: các ống bê tông, ống bê tông cốt thép hoặc ống thép Thành ống có cắt khe hoặc khoan lỗ Ống có tiết diện ngang hình tròn hoặc hình trứng, được đặt trong một lớp vật liệu lọc có cỡ hạt lớn dần từ ngoài vào

Trang 52

1 Phân loại

nước tương đối dày Hành lang có tiết diện hình chữ nhật, ô van hoặc elips, thu nước từ 1 hoặc 2 phía Hành lang có thể xây bằng gạch, bê tông hoặc bê tông cốt thép

1.Hành lang; 2 Cát to; 3 Sỏi;

4 Phần thu nước; 5 Cát đệm;

6 Đế móng

Trang 53

1 Công trình thu nước ngầm mạch lộ loại phun lên

Công trình thu nước ngầm mạch lộ

Sơ đồ cấu tạo công trình thu nước mạch lộ loại phun lên

a)Sơ đồ chung; b) Mặt cắt ngang công trình thu nước

1 Ống thu nước; 2 Ống cấp nước rửa ngược; 3 Ngăn thu; 4 Trạm bơm cấp 1; 5 Sét nện chặt; 6 Rãnh thoát nước mưa bề mặt; 7 Vải cách nước mưa; 8 Cát lọc; 9

a) b)

Định dạng
Số trang	319
Dung lượng	15,29 MB