THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC CHO KHU DÂN CƯ THẠNH MỸ LỢI b, PHƯỜNG THẠNH MỸ LỢI, QUẬN 2, TP HỒ CHÍ MINH

LỜI CAM ĐOANTôi cam đoan về nội dung đồ án “Thiết kế mạng lưới cấp nước cho khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi B, phường Thạnh Mỹ Lợi, quận 2, TP.Hồ Chí Minh” là bài viết của cá nhân tôi,không sao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM

KHOA TÀI NGUYÊN NƯỚC

LÊ HUỲNH THIỆN

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC CHO KHU DÂN

CƯ THẠNH MỸ LỢI B, PHƯỜNG THẠNH MỸ LỢI,

QUẬN 2, TP.HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC

Mã ngành: 7580212

TP HỒ CHÍ MINH - 12/2020

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM

KHOA TÀI NGUYÊN NƯỚC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC

THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC CHO KHU DÂN

CƯ THẠNH MỸ LỢI B, PHƯỜNG THẠNH MỸ LỢI,

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan về nội dung đồ án “Thiết kế mạng lưới cấp nước cho khu dân cư Thạnh

Mỹ Lợi B, phường Thạnh Mỹ Lợi, quận 2, TP.Hồ Chí Minh” là bài viết của cá nhân tôi,không sao chép nội dung cơ bản từ các đồ án khác và sản phẩm của là của chính bản thânnghiên cứu xây dựng nên

TPHCM, Ngày 30 Tháng 12 Năm 2020

Sinh viên thực hiện

Lê Huỳnh Thiện

Chân thành cảm ơn!

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

TP.HCM, Ngày Tháng Năm 20

Giảng viên phản biện

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TP.HCM, Ngày Tháng Năm 20

Giảng viên hướng dẫn

Ngô Bảo Châu

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 3

1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN 3

1.1.1 Vị trí địa lý 3

1.1.2 Khí tượng – Thủy văn 4

1.1.3 Địa hình 5

1.2 KINH TẾ - XÃ HỘI 6

1.2.1 Dân cư 6

1.2.2 Các loại hình kinh tế 6

1.3 HIỆN TRẠNG CƠ SỞ HẠ TẦNG 6

1.3.1 Giao thông đường bộ 6

1.3.2 Định hướng phát triển kinh tế 6

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 7

2.1 CÁC TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC 7

2.1.1 Nước dùng cho sinh hoạt 7

2.1.2 Nước dùng cho công trình công cộng, dịch vụ 8

2.1.3 Nước dùng cho bệnh viện 8

2.1.4 Nước dùng cho trường học 9

2.1.5 Nước dùng cho tưới cây rửa đường 9

2.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CHO CÁC CÔNG TRÌNH TRONG HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 10

2.2.1 Công suất trạm bơm cấp nước 10

2.2.2 Xác định và lựa chọn phương án cấp nước 10

2.2.3 Chế độ tiêu thụ của mạng lưới 11

2.2.4 Nước cấp chữa cháy 14

2.2.5 Lựa chọn bơm lắp biến tần – đài nước 14

2.2.6 Chế độ làm việc của các trạm bơm 17

2.2.7 Bể chứa 17

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 21

3.1 VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 21

3.1.1 Nguyên tắc vạch tuyến 21

3.1.2 Vạch tuyến 21

3.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC CHO ĐOẠN ỐNG VÀ NÚT 22

3.2.1 Lưu lượng nước tập trung 22

3.2.2 Xác định chiều dài tính toán 23

3.2.3 Tính lưu lượng dọc đường 25

3.2.4 Tính toán lưu lượng nút 27

3.3 TÍNH TOÁN THỦY LỰC 32

3.4 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN NƯỚC TỪ TRẠM XỬ LÝ ĐẾN ĐẦU MẠNG LƯỚI 40

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỂ CHỨA 41

4.1 GIỚI THIỆU CHUNG 41

4.1.1 Yêu cầu thiết kế 41

4.1.2 Phân loại bể chứa 41

4.1.3 Các tải trọng tác dụng 42

4.2 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BỂ CHỨA NƯỚC 42

4.2.1 Phương án xây dựng bể chứa 42

4.2.2 Thông số thiết kế 42

4.2.3 Thông số kích thước 43

4.2.4 Thông số tính toán 44

4.3 TÍNH TOÁN BỂ CHỨA NƯỚC 46

4.3.1 Kiểm tra đẩy nổi tổng thể 46

4.3.2 Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng bể 47

4.4 TÍNH TOÁN CỤ THỂ 49

4.4.1 Trường hợp bể chứa đầy nước, bên ngoài chưa đắp đất 49

4.4.2 Trường hợp trong bể không chứa nước, bên ngoài có nước ngầm 57

4.4.3 Kiểm tra tính toán nền 62

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

MỤC LỤC BẢNG Bảng 2.1: Nhu cầu dùng nước sinh hoạt tiêu chuẩn 7

Bảng 2.2: Nhu cầu dùng nước trong ngày dùng nước nhiều nhất của bệnh viện 9

Bảng 2.3: Nhu cầu dùng nước trong ngày dùng nước nhiều nhất của trường học 9

Bảng 2.4: Bảng tổng hợp lưu lượng nước các giờ trong ngày dùng nước lớn nhất của khu vực 11

Bảng 2.5: Bảng tỉnh toán bể chứa 18

Bảng 3.1: Lưu lượng nước tập trung 22

Bảng 3.2: Chiều dài tính toán các đoạn ống 23

Bảng 3.3: Lưu lượng dọc đường 25

Bảng 3.4: Bảng phân phối lưu lượng về các nút 28

Bảng 3.5: Lần lặp thứ 1 của bảng tính toán thủy lực theo Hardy-Cross 33

Bảng 3.6: Lần lặp thứ 8 của bảng tính toán thủy lực theo Hardy-Cross 37

Bảng 4.1: Cường độ tính toán của bê tông 45

Bảng 4.2: Cường độ tính toán của cốt thép thanh (MPa) 45

Bảng 4.3: Các hệ số A,B,D ứng với ma sát trong ϕ 48

Bảng 4.4: Xác định các hệ số 50

Bảng 4.5: Cường độ chịu nén của bê tông (theo TCVN 5574 – 2012) 51

Bảng 4.6: Xác định hệ số ảnh hưởng uốn dọc 62

Bảng 4.7: Kết quả tính toán 63

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1: Bản đồ hành chính quận 2 3

Hình 1.2: Vị trí quận 2 4

Hình 2.1: Chế độ tiêu thụ nước của hệ thống 14

Hình 2.2: Hệ thống bơm có lắp biến tần 16

Hình 2.3: Sơ đồ sử dụng nước và công suất bơm của trạm bơm cấp II 17

Hình 3.1: Phân bổ nước lần 1 36

Hình 3.2: Phân bổ nước lần 8 39

Hình 4.1 Mặt bằng bể chứa 44

Hình 4.2 Mặt cắt bể chứa 44

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Hiện nay, ở thành phố Hồ Chí Minh tập trung rất nhiều dân từ các tỉnh khác nhaulên đây để lập nghiệp và mưu sinh từ đó dẫn đến nhu cầu sử dụng nước sạch ngàycàng cao

Bên cạnh đó, việc sử dụng nước cho các cơ sở kinh doanh từ địa phương cho đếncác doanh nghiệp, khu công nghiệp để phát triển kinh tế cũng là cấp bách

Chính vì thế, để đảm bảo cung cấp nước đủ cả về lượng và chất, đáp ứng nhu cầucho mọi đối tượng sử dụng nước cần thiết một hệ thống cấp nước hoàn thiện có quy

mô tốt là một nhiệm vụ rất quan trọng

2 Tình hình nghiên cứu:

Nước là một trong những nhu cầu thiết yếu của cuộc sống Xã hội càng phát triển,nhu cầu dùng nước của nhân dân càng nâng cao không chỉ về số lượng mà cả về chấtlượng Hiện nay những điều kiện vệ sinh và cấp nước của đa số các thị xã, quận nước ta

từ lâu nay luôn ở mức độ rất thấp Hệ thống cấp thoát nước còn thô sơ và lạc hậu, đangvận hành với hiệu suất kém, khả năng đảm bảo cung cấp nước còn thấp xa so với yêu cầuthực tế

Do việc cung cấp nước máy không đủ cho nhân dân nên gây ra nhiều khó khăn trongsinh hoạt, làm ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người, làm cho năng suất lao động giảmsút đáng kể Các số liệu thống kê về tình trạng bệnh tật, những trường hợp tử vong tại cácbệnh viện do dùng nước có chất lượng không đảm bảo như là một lời cảnh báo

3 Mục đích đồ án:

Thiết kế một hệ thống cấp nước nhằm đáp ứng được nhu cầu cấp nước tiêu dùng chocác đối tượng sử dụng nước ở khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi B, Quận 2

4 Nhiệm vụ đồ án:

- Thiết kế hệ thống cấp nước cho khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi B, Quận 2

- Xác định nguồn nước cung cấp cho khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi B, Quận 2

- Xác định quy mô công suất cấp nước

- Lựa chọn phương án cấp nước

- Tính toán thiết kế, thủy lực mạng lưới

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập, xử lý tài liệu

- Phương pháp kế thừa

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU

1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN

1.1.1 Vị trí địa lý

Quận 2 được thành lập năm 1997 theo NĐ 03-CP, trên cơ sở tách ra từ 5 xã củahuyện Thủ Đức là Bình Trưng, Thạnh Mỹ Lợi, Cát Lái, An Khánh, An Phú thành 11phường là An Phú, Thảo Điền, An Khánh, Bình An, Thủ Thiêm, An Lợi Đông,BìnhKhánh, Bình Trưng Đông, Bình Trưng Tây, Thạnh Mỹ Lợi và Cát Lái Nằm ở phíaĐông Bắc của TP.HCM, trên tả ngọn sông Sài Gòn Tổng diện tích tự nhiên Quận 2 là5.020 ha, trong đó Phường Thạnh Mỹ Lợi có diện tích 2.22km2

Hình 3.1: Bản đồ hành chính quận 2

(Theo trang web Thành Phố Hồ Chí Minh)

Quận 2 nằm ở phía Đông Bắc TP Hồ Chí Minh, tiếp giáp với

 Phía Đông giáp quận 9 và Thủ Đức

 Phía Tây giáp quận 1, quận 4 và Bình Thạnh ( qua sông Sài Gòn)

 Phía Nam giáp với quận 7 và huyện Nhơn Trạch tỉnh Đồng Nai ( qua sông SàiGòn và sông Đồng Nai)

 Phía Bắc giáp quận Thủ Đức và Bình Thạnh ( qua sông Sài Gòn và sông RạchChiếc)

Hình 1.4: Vị trí quận 2 1.1.2 Khí tượng – Thủy văn

a Khí hậu:

Quận 2 là một phần thuộc TP Hồ Chí Minh nên sẽ có chung kiểu khí hậu với khuvực Khí hậu TP Hồ Chí Minh mang đặc tính nóng ẩm và chịu chi phối của qui luậtgió mùa cận xích đạo với hai mùa mưa nắng rõ rệt:

+ Mùa mưa từ tháng 5 – 10, tương ứng với mùa gió Tây Nam

+ Mùa khô từ tháng 11 – 4 năm sau, tương ứng với mùa gió Đông Bắc

b Nhiệt độ:

+ Tương đối cao và ổn định

+ Nhiệt độ trung bình ngày trong các tháng lạnh nhất trong năm trên 200C

+ Tháng nóng nhất, có nhiệt độ trung bình tháng là 290C

+ Số giờ nắng trung bình tháng đạt từ 160 đến 270 giờ

c Độ ẩm:

+ Độ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm là 79,5%; bình quân mùa mưa80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%; bình quân mùa khô 74,5% và mức thấp tuyệt đốixuống tới 20%.

d Chế độ mưa:

+ Lượng mưa cao, bình quân/năm 1.949 mm Năm cao nhất 2.718 mm (1908) vànăm nhỏ nhất 1.392 mm (1958) Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày Khoảng90% lượng mưa hàng năm tập trung vào các tháng mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11;trong đó hai tháng 6 và 9 thường có lượng mưa cao nhất Các tháng 1,2,3 mưa rất ít,lượng mưa không đáng kể Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bốkhông đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục Tây Nam - Ðông Bắc

e Chế độ gió:

+ Mùa mưa: Hướng gió chính là Tây – Tây Nam

+ Mùa khô: Hướng gió chính là Bắc – Đông Bắc

+ Gió Tây -Tây Nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, khoảng từ tháng

6 đến tháng 10, tốc độ trung bình 3,6m/s và gió thổi mạnh nhất vào tháng 8, tốc độtrung bình 4,5 m/s Gió Bắc - Ðông Bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, khoảng

từ tháng 11 đến tháng 2, tốc độ trung bình 2,4 m/s Ngoài ra có gió tín phong, hướngNam - Ðông Nam, khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 tốc độ trung bình 3,7 m/s

f Thủy văn

+ Sông Sài Gòn bắt nguồn từ vùng Hớn Quản, chảy qua Thủ Dầu Một đến thànhphố với chiều dài 200 km và chảy dọc trên địa phận thành phố dài 80 km Hệ thốngcác chi lưu của sông Sài Gòn rất nhiều và có lưu lượng trung bình vào khoảng 54 m3/s.+ Nhờ hệ thống kênh Rạch Chiếc, hai con sông Đồng Nai và Sài Gòn nối thông ởphần nội thành mở rộng Một con sông nữa của thành phố Hồ Chí Minh là sông Nhà

Bè, hình thành ở nơi hợp lưu hai sông Đồng Nai và Sài Gòn, chảy ra biển Đông bởihai ngả chính Soài Rạp và Gành Rái

+ Toàn bộ sông rạch chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều không đều, mỗingày 02 lần nước lên và nước xuống, số ngày nhật triều trong tháng hầu như khôngđáng kể Trong ngày hai đỉnh triều thường xấp xỉ nhau, nhưng hai chân triều lại chênhlệch rất xa Biên độ triều nói chung khá lớn và có xu thế giảm dần từ phía cửa sông lênphía thượng lưu Vùng phía Nam biên độ lớn hơn vùng phía Bắc từ 0,6 – 1m Mựcnước cao nhất trong năm thường xuất hiện từ tháng 10 – 11, thấp nhất vào tháng 4,5

1.1.3 Địa hình

Địa hình quận 2 bao gồm cả gò và bưng, kênh rạch chiếm 24,7% tổng diện tích tựnhiên, phần lớn địa hình thấp trũng, có độ cao trung bình khoảng từ 1,5m đến 3m với

mực nước biển, độ dốc theo hướng Bắc – Nam Đây là vùng bưng trũng, bị nhiễmphèn, mặn, thường ngập nước lúc triều cường, nên sản xuất nông nghiệp gặp nhiềukhó khăn, muốn có năng suất và hiệu quả cao phải đầu tư lớn

Những năm trước đó, Thành phố có chủ trương phát triển ra hướng Đông Bắc, nên

03 xã giáp ranh nội thành là An Phú, Thủ Thiêm, An Khánh đang trong quá trình quyhoạch đô thị, 02 xã Bình Trưng, Thạnh Mỹ Lợi là xã nông nghiệp, nằm xa trung tâmhuyện Thủ Đức nên ít được đầu tư Do vậy khi thành lập quận, Quận 2 gặp rất nhiềukhó khăn vì định hướng phát triển chưa rõ ràng, hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội yếukém; quy hoạch chưa rõ ràng nên lòng dân chưa yên, chưa an cư và chưa an tâm lậpnghiệp

1.2 KINH TẾ - XÃ HỘI

1.2.1 Dân cư

Dân số quận 2 là 168.680 người (2018), với mật độ dân số 3374 người /km2

Dân số trung bình tăng đáng kể trong những năm vừa qua nhưng đa số là gia tăng

do cơ học , tỷ lệ tăng tự nhiên không cao

Dân số khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi B là 2100 người

1.2.2 Các loại hình kinh tế

Trên địa bàn quận có 318 cơ sở CN-TTCN với các ngành nghề chủ yếu là khai thác

đá, chế biến lương thực thực phẩm và đồ uống, dệt và sản xuất trang phục, sản xuấtcao su và plastic, trong đó thì sản xuất sản phẩm từ khoáng chất phi kim loại đónggóp giá trị cao nhất

Về thương mại và dịch vụ thì trong các năm đều tiếp tục tăng trưởng mạnh, đónggóp ngày càng nhiều chiếm 53% trong tổng số giá trị sản xuất

1.3 HIỆN TRẠNG CƠ SỞ HẠ TẦNG

1.3.1 Giao thông đường bộ

Đường vành đai phía Đông (vành đai 2) là cửa ngỏ ra vào trung tâm thành phố,thuận lợi cho phát triển, kết nối mạng lưới giao thông khu vực với trung tâm và phíaĐông Bắc thành phố

1.3.2 Định hướng phát triển kinh tế

Theo định hướng phát triển cấp nước đô thị đã được Thủ tướng Chính phủ phêduyệt ngày 06/01/2010 và tình hình thực tế của khu vực dự án với tính chất đô thị hiệnnay và xu hướng phát triển trong tương lai là đến năm 2020 Tiêu chuẩn dùng nước là

200 (l/ngày) Tỷ lệ dân số được cấp là 100%

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG CẤP

NƯỚC

2.1 CÁC TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC

2.1.1 Nước dùng cho sinh hoạt

Lưu lượng nước tính toán cho sinh hoạt (Theo tiêu chuẩn TCXDVN 33:2006)

QSH = ∑q i N i f i

1000 (m3/ngày) (2.1)Trong đó:

qi: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt (l/ng.ngđ) (Theo TCXDVN 33:2006);

Ni: Số dân tính toán ứng với tiêu chuẩn cấp nước qi (Người);

fi: Tỷ lệ dân được cấp nước (%) (Theo bảng 3.1.theo TCXDVN 33:2006)

Bảng 2.1: Nhu cầu dùng nước sinh hoạt tiêu chuẩn

Khu vực Dân số

(người)

Tiêu chuẩn cấpnước(l/người/ngđ)

Tỷ lệ dân sốđược cấpnước (%)

Qsh.tb(m3/ngđ)

Kngay.max, Kngay.min: Hệ số không điều hoà ngày đêm (theo TCXDVN 33-2006)

Kngay.max = 1,2  1,4; do khu vực là đô thị loại đặc biệt nên ta chọn Kngay.max = 1,2 (đôthị càng thấp thì Kngay.max càng cao)

Kngay.min = 0,7  0,9; do khu vực là đô thị loại đặc biệt nên ta chọn Kngay.min = 0,9 (đôthị càng thấp thì Kmin ngày càng thấp)

Qsh.max = 1,2 × 4257 = 5108,4 (m3/ngđ)

Qsh.min = 0,9 × 4257 = 3831,3 (m3/ngđ)

Chế độ dùng nước thể hiện thông qua hệ số không điều hòa giờ

Hệ số dùng nước không điều hòa giờ xác định tùy thuộc vào quy mô nơi thiết kế,những nơi nào lớn thì hệ số Kh nhỏ (chế độ dùng nước tương đối điều hòa) và ngượclại.

2.1.2 Nước dùng cho công trình công cộng, dịch vụ

Tiêu chuẩn nước cho công trình công cộng và dịch vụ là 10% nước cấp sinh hoạt

QCTCT-DV = 10% × Qsh.max = 10% × 5108,4 = 510,84 (m3/ngđ) (2.6)

2.1.3 Nước dùng cho bệnh viện

Lưu lượng nước cấp cho bệnh viện tính theo số lượng giường trong từng công trình

và tiêu chuẩn dùng nước (bảng 1 – TCVN 4513-1988)

QBV = q BV × G

Trong đó:

QBV: Lưu lượng nước cấp cho bệnh viện (m3/ngđ);

QBV: Tiêu chuẩn dùng nước cho một giường (l/giường.ngđ)

(Theo bảng 1 – TCVN 4513:1998)

G: Số giường bệnh

Bảng 2.2: Nhu cầu dùng nước trong ngày dùng nước nhiều nhất của bệnh viện

Số giường(cái)

Tiêu chuẩn cấp nước

qBV (l/giường.ngđ)

Lưu lượng(m3/ngđ)Bệnh

viện

2.1.4 Nước dùng cho trường học

Lưu lượng nước cấp cho trường học tính theo số lượng người sử dụng nướctrong từng công trình và tiêu chuẩn dùng nước (bảng 1 – TCVN 4513-1988)

QTH = q TH × N

Trong đó:

QTH: Lưu lượng nước cấp cho trường học (m3/ngđ);

qTH: Tiêu chuẩn dùng nước cho một người (l/người.ngđ)

(Theo bảng 1 – TCVN 4513:1998)

N: Số học sinh

Bảng 2.3: Nhu cầu dùng nước trong ngày dùng nước nhiều nhất của trường học

Số học sinh Tiêu chuẩn cấp nước qTH

(l/người.ngđ)

Lưu lượng(m3/ngđ)

Vậy lưu lượng nước cấp cho các nhu cầu công trình công cộng và dịch vụ khác

Qkhac = QCTCC-DV – QBV – QTH = 510,84 – 60 – 100 = 350,84 (m3/ngđ) (2.9)

2.1.5 Nước dùng cho tưới cây rửa đường

Tiêu chuẩn nước tưới cây rửa đường là 10% nước cấp cho sinh hoạt

Tưới cây vào các giờ 5h-8h và 17h-20h với tỷ lệ 40% tổng lượng nước tưới cây rửađường

Rửa đường vào các giờ 8h-18h với tỷ lệ 60% tổng lượng nước tưới cây rửa đường

Qtcrd = 10% × Qsh.max = 10% × 5108,4 = 510,84 (m3/ngđ) (2.10)

Qtc = 40% × Qtcrd = 40% × 510,84 = 204,34 (m3/ngđ) (2.11)

Qrd = 60% × Qtcrd = 60% × 510,84 = 306,5 (m3/ngđ) (2.12)

2.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN CHO CÁC CÔNG TRÌNH TRONG

HỆ THỐNG CẤP NƯỚC

2.2.1 Công suất trạm bơm cấp nước

Công suất trạm bơm được tính theo công thức sau:

Qtram = (a × Qsh.max + QCN + QCTCC-DV + Qtcrd) × b × c (2.13)(Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Mạng lưới cấp nước – GVC ThS NguyễnThị Hồng)

Trong đó:

Qsh.max: Lưu lượng nước sinh hoạt lớn nhất trong một ngày đêm

QCN: Lưu lượng nước cấp cho công nghiệp sản xuất trong một ngày đêm

QCTCC-DV: Lưu lượng nước cấp cho các công trình công cộng, dịch vụ trong mộtngày đêm

Qtcrd: Lưu lượng nước dùng để tưới cây rửa đường

a: Hệ số kể đến lượng nước dùng cho sự phát triển công nghiệp địa phương,chọn a = 1,05

b: Hệ số kể đến những yêu cầu chưa dự tính hết và lượng nước hao hụt do rò rỉtrong quá trình vận hành hệ thống cấp nước, chọn b = 1,15

c: Hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân của trạm cấp nước, chọn c = 1,1Công suất trạm bơm cấp nước:

Qtram = (1,05 × 5108,4 + 510,84 + 510,84) × 1,15 × 1,1

= 8077,66 (m3/ngđ)

2.2.2 Xác định và lựa chọn phương án cấp nước

Phương án 1: Đấu nối đường ống từ nhà máy nước Thủ Đức.

Ưu điểm: Có sẵn, tiết kiệm chi phí xây dựng mới hệ thống cấp nước, dễ quản lý vàvận hành theo dõi áp lực nước

Khuyết điểm: Xa khu vực dân cư, tốn kém đường ống vận chuyển nước về mạnglưới, tăng tổn thất áp lực

Phương án 2: Xây dựng hệ thống trạm bơm từ sông Sài Gòn.

Ưu điểm: Tiết kiệm chi phí ống nối, thuận tiện cho việc điều chỉnh áp lưu lượng và

áp lực nước, giảm tổn thất áp lực

Khuyết điểm: Khu vực xây dựng trạm bơm sẽ bị nhiễm mặn khi thủy triều lên, tốnchi phí xây dựng mới, không đảm bảo việc cấp nước lâu dài.

Vậy ta chọn phương án 1 là đấu nối đường ống từ nhà máy nước Thủ Đức để cungcấp nước cho khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi B

2.2.3 Chế độ tiêu thụ của mạng lưới

+ Nước dùng cho nhu cầu sinh hoạt: Nước sinh hoạt phân bố theo từng giờtrong ngày với hệ số không điều hòa giờ đã tính toán là Kh.max = 1,8

+ Nước tưới cây phân đều trong 5h-8h và 17h-20h hằng ngày

+ Nước rửa đường phân đều trong 8h-18h hằng ngày

+ Nước dùng cho công trình công cộng và dịch vụ: Các công trình công cộng

và dịch vụ khác trường học và bệnh viện phân bố đều cho các giờ trong ngày

+ Nước dùng cho trường học: Phân bố đều từ 5h-18h

+ Nước dùng cho bệnh viện: Phân bố theo từng giờ trong ngày với hệ số khôngđiều hòa giờ đã tính toán là Kh.max = 1,8

Bảng 2.4: Bảng tổng hợp lưu lượng nước các giờ trong ngày dùng nước lớn nhất

của khu vực

Rửa đường

Chưa có dự phòng

Đã có dự phòng 1.15

Q

Kh.max

= 1,8

Qsh.ma x

Kể cả phát triển công nghiệp địa phương (m3)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 0.0

495.8 450.6475.8

415.1 519.9

587.8 530.5

438.1 393.3380.8

448.3 492.8 428.4 359.3

222.6 156.5 86.7

CHẾ ĐỘ TIÊU THỤ NƯỚC CỦA HỆ THỐNG

t: Thời gian cháy (s)

2.2.5 Lựa chọn bơm lắp biến tần – đài nước

2.2.5.1 Đài nước

a Chức năng

Đài nước có chức năng chứa lượng nước dự phòng để cấp nước cho các hộ tiêu thụkhi hệ thống gặp sự cố, lượng nước phòng cháy chữa cháy

Chứa lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý, ngoài ra bể chứa hoặc đài nướcphải có dung tích tối thiểu để đảm bảo đủ thời gian tiếp xúc của hoá chất clo với nướctrước khi cung cấp cho mạng lưới (≥ 30 phút).

Đài nước chứa lượng nước điều hòa giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II, chứalượng nước điều hòa giữa trạm bơm cấp 2 và đài nước Bể chứa và đài nước còn cónhiệm vụ làm ổn định áp lực cho trạm bơm và mạng lưới

b Ưu điểm và nhược điểm của đài nước

Ưu điểm: Có nhiệm vụ làm ổn định áp lực cho trạm bơm và mạng lưới trong đó

Qb<QML

Nhược điểm: Tốn chi phí và diện tích xây dựng, mạng lưới làm việc không ổnđịnh, vận hành trạm bơm cấp II phức tạp, khi mất điện nước từ đài sẽ dồn về bơm vớilưu lượng lớn gây hiện tượng nước va nguy hiểm cho đường ống nằm phía trước đàinước

+ Đài nước thích hợp cho khu vực có địa hình không bằng phẳng, địa chất ổn định

2.2.5.2 Bơm lắp biến tần

Ưu điểm:

Máy biến tần là thiết bị có khả năng làm thay đổi tần số dòng điện vì vậy nên dễdàng thay đổi tốc độ quay của động cơ một cách linh hoạt và hiệu quả

– Máy biến tần tiết kiệm được tối đa năng lượng

– Máy biến tần hoạt động một cách ổn định ít khi bị hư hỏng

– Khi bị hư hỏng thì bạn cũng có thể trục tiếp khắc phục được hoặc chi phí sửachữa biến tần không quá cao

– Sử dụng máy biến tần trong sản xuất nâng cao được tuổi thọ của các thiết bịbởi quá trình khởi động và dừng động cơ êm dịu, giúp cho tuổi thọ của động cơ và các

bộ phận cơ khí ổn định và kéo dài hơn

– Giảm chi phí sản xuất và giảm giá thành sản phẩm

– Có thể điều khiển trực tiếp momen của động cơ

– Cho phép mở rộng dải điều chỉnh và nâng cao tính chất động học của hệ thống.– Biến tần có thể làm việc được trong nhiều môi trường khác nhau nhờ hệ thốngđiều chỉnh tốc độ động cơ bằng biến tần có kết cấu đơn giản

– Có khả năng đáp ứng cho nhiều ứng dụng khác nhau

– Các thiết bị cần thay đổi tốc độ nhiều động cơ cùng một lúc (dệt, băng tải…)

– Đầy đủ các chức năng bảo vệ động cơ: Quá dòng, quá áp, mất pha, đảo pha…– Có thể kết nối mạng với hệ thống điều khiển trung tâm.

– Có khả năng điều chỉnh tần số theo giá trị tốc độ đặt mong muốn

– Dễ dàng kết nối với hệ điều khiển tự động

Nhược điểm

– Để sử dụng và vận hành biến tần đúng cách hiệu quả thì người sử dụng, lắp đặtnhất thiết phải có kiến thức nhất định

– Chi phí đầu tư ban đầu cao

– Để khởi động hoặc dừng động cơ điện không đồng bộ với công suất vừa và lớnthường thì dùng phương pháp khởi động trực tiếp nên sẽ gây giảm áp trên đường dâyrất lớn

– Biến tần tốc độ quay của động cơ điện cảm ứng chỉ được điều khiển theo từngcấp (hữu cấp); thông thường thì mỗi động cơ chỉ có thể thay đổi được một trong nhữngdãy tốc độ đồng bộ

– Cần phải bảo trì, bảo dưỡng máy biến tần định kỳ nếu không muốn máy gây racác lỗi 2 năm/lần

Hình 2.2: Hệ thống bơm có lắp biến tần

2.2.6 Chế độ làm việc của các trạm bơm

Chế độ làm việc của trạm bơm cấp I: Vì trạm bơm cấp I hoạt động liên tục cấp vào công trình nên công suất giờ của trạm bơm cấp I là 100/24 = 4,167% Qngđ

Chế độ làm việc của trạm bơm cấp II: Ta chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp

II bám sát chế độ dùng nước của khu vực Vì vậy dựa vào biểu đồ dùng nước ta chia quá trình hoạt động của trạm bơm cấp II thành 2 cấp:

+ Cấp 1: Qb1 = 1,39%Qngđ Thời gian làm việc từ 21h-5h (8 giờ)

+ Cấp 2: Qb2 = 3%Qngđ + Qbientan Thời gian làm việc từ 5h-21h (16 giờ)

3.14 2.58 2.89 2.14 3.44

4.28 3.57

2.42 1.871.71

2.55 3.1 2.3 1.45

Lưu lượng sử dụng nước (m3/h) Bơm 1 Bơm lắp biến tầng

Hình 2.3: Sơ đồ sử dụng nước và công suất bơm của trạm bơm cấp II

Chứa lượng nước phòng cháy chữa cháy.

Chứa lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý, ngoài ra bể chứa phải có dung tíchtối thiểu để đảm bảo đủ thời gian tiếp xúc với clo khi sát trùng trong nước t ≥ 30 phút

Bể chứa còn có nhiệm vụ làm ổn định áp lực cho trạm bơm và mạng lưới

2.2.7.2 Tính toán dung tích bể chứa

Wbể = Wđiều hòa + Wchữacháy+ Wtrạm xử lý (2.14)Trong đó:

Wđiều hòa: Tổng dung tích trong bể chứa và đài nước dùng để chứa lượng nước điềuhòa giữa trạm xử lý và mạng lưới tiêu thụ nước

Theo TCXDVN 33-2006, Wđiều hòa được xác định

Lưu lượng bơm cấp I

Lượng nước vào bể (%Q ngmax )

Lượng nước ra bể (%Q ngmax )

Lượng nước còn lại trong bể (%Q ngmax )

Bơm 1

Bơm 2 Lắp biến tần

Wđiều hòa = 22,16% x Qngmax = 22,16% × 8077,66 = 1790 (m3/ngđ) (2.34)

Wchữacháy: dung tích dự trữ cấp cho chữa cháy

Wchữacháy = 324 (m3)

Wtrạm xử lý: lượng nước cần cho bản thân nhà máy xử lý,

Wtrạm xử lý = 10%Qngđ.max = 734,33 (m3/ngđ),

Wbể = 1790 + 324 + 734,33 = 2866,33 (m3/ngđ)

Chọn dung tích bể Wbể = 2888 m3/ngđ

Xác định hình dáng và kích thước của bể chứa

Dựa theo TCXD 33-2006, điều 9.8 số bể trong trạm bơm cấp nước không nhỏ hơn

2 Dựa vào dung tích bể chứa cần xây dựng ta chia thành 2 bể

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI CẤP

NƯỚC

3.1 VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

3.1.1 Nguyên tắc vạch tuyến

Vạch tuyến mạng lưới phải dựa trên các nguyên tắc sau:

Mạng lưới phải bao trùm tới tất cả các điểm dùng nước trong phạm vi khu vực.Hướng các đường ống chính phải theo hướng vận chuyển của mạng lưới

Các ống chính phải được liên hệ với nhau bằng các ống nối, tạo thành các vòngkhép kín liên tục Các vòng nên có hình dạng kéo dài theo chiều vận chuyển chính củamạng lưới Thông thường thì khoảng cách giữa các tuyến ống chính thường lấy từ 300– 600m, khu vực càng nhỏ thì khoảng cách càng ngắn Khoảng cách giữa các ống nối

là 400 – 800m hoặc tối đa là 1000m

Các đường ống chính phải được bố trí ít quanh co gấp khúc sao cho chiều dàiđường ống ngắn nhất và nước chảy thuận lợi nhất

Các đường ống phải ít cắt ngang qua các chướng ngại vật như sông hồ, nút giaothông, đường sắt hay những vùng địa chất xấu

Đường ống chính phải đặt ở những chỗ cao hướng xuống thấp như vậy sẽ có khảnăng tự chảy đảm bảo áp lực cần thiết trong các ống phân phối

Kết hợp chặt chẽ giữa trước mặt và phát triển lâu dài bảo đảm có thể dễ dàng mởrộng mạng lưới theo sự phát triển của khu vực và sự tăng tiêu chuẩn dùng nước Côngtác xây dựng mạng lưới phải tiến hành phù hợp với kế hoạch xây dựng chung của toàn

thành phố theo từng thời kì, giai đoạn phát triển.

3.1.2 Vạch tuyến

Trên cơ sở đã nêu ta tiến hành vạch tuyến mạng lưới:

Trạm bơm đặt ở đầu mạng lưới, nằm ở phía Đông Nam khu vực (vị trí cụ thể đãxác định trên bản vẽ quy hoạch)

Mạng lưới các đoạn ống bám dọc theo đường giao thông trong khu vực

Hạn chế đường ống đi qua kênh, cầu, cống cũng như các trở ngại khác

Phương án vạch tuyến

a Phương án 1

Trạm bơm đặt đầu mạng lưới phía Đông Nam khu vực Mạng lưới gồm 20 nút và 9vòng Ở phương án này toàn bộ khu dân cư khu vực sẽ được cấp nước bằng hệ thốngvới đường ống chính đi qua các nút 1-3-4-9-10-15-16-17-18.

Ưu điểm

Đường ống chính chạy dọc theo các điểm lấy nước

Hướng đường ống chính theo hướng vận chuyển của mạng lưới

Nhược điểm

Tuyến ống dài tốn kém về kinh tế

Tuyến ống chính không bao hết các điểm lấy nước

b Phương án 2

Trạm xử lý đặt đầu mạng lưới phía Đông Nam khu vực Mạng lưới gồm 20 nút và

11 vòng Ở phương án này toàn bộ khu dân cư khu vực sẽ được cấp nước bằng hệthống đường ống chính đi qua các nút 1-3-4-5-6-7-11-14-18-19

Ưu điểm

Tuyến ống chính mạng vòng làm giam tổn thất trên đường ống

Hướng đường ống chính theo hướng vận chuyển của mạng lưới

Bao phủ các điểm lấy nước

3.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG NƯỚC CHO ĐOẠN ỐNG VÀ NÚT

3.2.1 Lưu lượng nước tập trung

Bảng 3.1: Lưu lượng nước tập trung

Trường tiểu học 2,

3.2.2 Xác định chiều dài tính toán

Lưu lượng nước được lấy ra từ mạng lưới theo hình thức phân phối dọcđường tính cho một đơn vị chiều dài thực của các đoạn ống khác nhau trong mạnglưới có thể khác nhau Để kể đến mức độ phục vụ của các đoạn ống, người ta đưa rakhái niệm chiều dài tính toán (ltt) và được xác định theo công thức sau:

Li

Li

tt: Chiều dài tính toán của đoạn ống thứ i trong mạng lưới

li: Chiều dài của đoạn ống thứ i

m: Hệ số làm việc của đoạn ống thứ i, kể đến mức độ phục vụ theo hình thức phân phối dọc đường của đoạn ống

Bảng 3.2: Chiều dài tính toán các đoạn ống

STT Đoạn ống

Chiều dài thực tế (m)

3.2.3 Tính lưu lượng dọc đường

Lưu lượng đơn vị

Lth: Chiều dài thực tế của đoạn ống, đó tại hiện trường hoặc trên bản vẽ (m)

KP: Hệ số phục vụ, phụ thuộc vào lượng nước lấy ra trực tiếp từ đoạn ống sosánh với lượng nước trung bình cho toàn mạng lưới

Lưu lượng đơn vị dọc đường (l/s.m)

Lưu lượng dọc đường (l/s)

3.2.4 Tính toán lưu lượng nút

Lưu lượng dọc đường được quy về lưu lượng nút bằng cách chia đôi lưu lượngcủa các đoạn ống về hai đầu ống, sau đó cộng tất cả các lưu lượng lấy ra tại nút

qn =1

k=1 n

Lưu lượng nút = 12 Tổng lưu lượng dọc đường của tất cả các đoạn ống nối vàonút đó + lưu lượng tập trung.

Bảng 3.4: Bảng phân phối lưu lượng về các nút S

4

3.4 4

3 1-3 10.58 5.2

9

5.2 9

0

0.0 0

7

1.8 7

6

2.1 6