Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang Phần I - khái quát chung Chơng Tổng quan chung thành phố nha trang điều kiện thiết kế Đánh giá trạng diều kiện tự nhiên khu vực 1.1 Giới thiệu chung thành phố Khánh Hoà mối quan hệ liên vùng nớc quốc tế tỉnh thuộc duyên hải Nam Trung Bộ kề bên Tây Nguyên, thành phố Hồ Chí Minh địa bàn trọng điểm khu vực phía Nam Trong chiến lợc phát triển kinh tế xã hội tỉnh nhấn mạnh xây dựng hệ thống kinh tế mở cấu kinh tế, chế quản lý gắn với thị tr ờng nớc nớc Tăng cờng vị trí tiềm nằm cực kinh tế phía bắc nh công nghiệp Dung Quất, Đà Nẵng cực phía Nam nh thành phố Hồ Chí Minh, Biên Hoà, Vũng Tàu Nha Trang - Khánh Hoà có nhiều hấp dẫn thu hút đầu t nớc, có nhiều khả phát triển mạnh loại hình công nghiệp chế biến xuất dịch vụ du lịch sinh thái phụ trợ cho vùng kinh tế tăng trởng Các tài liệu đợc sử dụng nghiên cứu gồm : - Điều chỉnh Quy hoạch chung thành phố Nha Trang - Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án thứ Cấp nớc vệ sinh cho thị xã - Các tài liệu liên quan Công ty Cấp thoát nớc Khánh Hòa cung cấp 1.2 Hiện trạng thành phố Nha Trang 1.2.1 Điều kiện tự nhiên Vị trí địa lý: Thành phố Nha Trang nằm sát bờ biển Đông, nơi cửa sông Cái đổ vịnh Nha Trang Về phía bắc cách Hà Nội 1350 km, Đà Nẵng 520 km, Phía Tây cách Đà lạt 220 km Phía Nam cách thành phố Hồ Chí Minh 450 km Có toạ độ địa lý 12,15 vĩ Bắc 109,12 kinh Đông, thành phố nằm điểm cực Đông đất nớc, gần hải phận Quốc tế nhất, có mối liên hệ giao thông thuận lợi nớc đờng sắt, đờng bộ, đờng thuỷ đờng hành không, có cảng biển thuận lợi liện hệ với Quốc tế Địa hình địa mạo: Có hai dạng địa hình chính: Diện tích vùng núi chiếm khoảng 70% diện tích tự nhiên thành phố, với độ cao trung bình 500m Vùng đồng chiếm khoảng 30% diện tích tự nhiên thành phố, tập trung chủ yếu phía Bắc Nam sông Cái Nha Trang, địa hình tơng đối phẳng, cao độ trung bình từ 3-6m, Khí hậu, thời tiết: Nha Trang có khí hậu nhiệt đới nóng, ẩm chịu ảnh hởng khí hậu Đại dơng nên mát mẻ, ôn hoà năm Theo tài liệu quan trắc khí tợng, khí hậu Nha Trang có đặc trng sau: Nhiệt độ không khí: - Nhiệt độ trung bình năm: 26,5C - Nhiệt độ thấp tuyệt đối: 14,6C (tháng 11-1918 tháng 1-1946) - Nhiệt độ cao tuyệt đối: 39,5C (tháng 6-1912 tháng 8-1950) - Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất: 28,3C (tháng 6,7,8) - Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất: 23,9C (tháng 12) - Tổng nhiệt năm: 9820C Lợng ma: GVHD ; THS, Lê Dung SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang - Tổng lợng ma trung bình năm: 1.252mm - Tổng lợng ma năm cao nhất: 2.552mm (năm 1981) - Tổng ma năm thấp nhất: 641mm - Tháng có lợng ma lớn nhất: 1061mm (tháng 11-1917) Lợng ma phân bố không năm, 85%lợng ma tập trung vào tháng mùa ma (từ tháng đến tháng 12) gây úng ngập cục Lợng bốc hơi: Lợng bốc trung bình năm: 1187mm, tập trung vào tháng mùa khô, nên xảy tợng thiếu nuớc phục vụ sản xuất đời sống Gió: Gió thịnh hành năm là: Bắc, Đông Bắc, Đông Nam Tốc đọ gió trung bình 6m/s Gió Tây nam khô nóng xuất hiện, khoảng đến 10 ngày /năm Thành phố bị ảnh hởng bão Đặc điểm thuỷ văn: - Thuỷ triều: Vịnh Nha Trang có chế độ thuỷ triều hợp, tiên Nhật triều H max= 2,4m mực nớc biển trung bình +1,28, sóng có độ cáo lớn 1-2m (về mùa đông) dới dạng sóng lừng, độ mặn nớc biển 30-35% - Sông ngòi: Có lu vực: + Sông Cái Nha Trang: Sông dài 6km chảy qua Diên Khánh Nha Trang Thợng nguồn có nhiều chi lu: sông Khế, sông Giang, sông Cỗu, sông Chò nhiều thác: thác Ngựa, thác Trâu v.v Lu lợng ma 105m3/s, mùa kiệt 11-90m3/s Diện tích lu vực 1750km2 Mực nớc sông cao 8,16m thấp 6,2 m + Sông cửa Bé: nhánh phân lu sông Cái Nha Trang (về mùa khô nớc gọi sông Tắc, sông Quán Trờng) Hàng năm vào mùa ma vùng thợng lu phía Bắc cầu đờng sắt thờng hay bị ngập lụt Địa chất công trình: Vùng ven biển đại phận mặt phủ cát (có nơi dày tới 3m), lớp sét Vùng đồi núi chủ yếu Granit, rionit macma, lớp phủ đất thịt pha sạn sỏi, chân đồi đá dăm, đá tảng dày 30-50m, sâu 4m dới lớp tàn tích phong hoá dày 2-3m đến 57m Mức độ cát chảy Nhìn chung đất có khả chịu lực tốt R=2kg/cm Vùng thấp trũng ven sông Quán Trờng phía Tây, có cao độ thấp, hàng năm bị ngập lụt, cờng độ chịu tải đất kém, R=0,5 đến 0,8kg/cm2 Điều kiện kinh tế xã hội Khánh Hoà có nhiều hấp dẫn thu hút đầu t nớc, có nhiều khả phát triển mạnh loại hình công nghiệp chế biến xuất dịch vụ du lịch sinh thái phụ trợ cho vùng kinh tế tăng trởng Tốc độ tăng trởng có nhiều xu hớng tăng nhiều so với dự báo trớc, hội đầu t tăng mạnh hoạt động kinh tế nh công nghiệp, thơng mại, du lịch hoà nhịp tăng trởng kinh tế vùng địa phơng có tốc độ phát triển cao nớc 1.2.2 Cơ sở hạ tầng kỹ thuật - Mạng lới giao thông thuận lợi cho việc giao lu nớc nớc Mạng lới thông tin liên lạc: Đã đạt đợc trình độ kỹ thuật đại thông tin liên lạc, liên lạc trực tiếp nhanh chóng với nhiều nớc giới điện thoại, fax - Nguồn điện cung cấp chủ yếu nguồn thuỷ điện Đa Nhim nguồn điện phát diezel với sản lợng đợc cung cấp hàng năm 200 triệu kw/h Trong - năm tới nguồn điện lới quốc gia đợc bổ sung đủ để phát triển mạnh nghành sản xuất dịch vụ tỉnh - Mạng lới cấp nớc sinh hoạt: Hiện thành phố Nha Trang đợc cung cấp nguồn nớc khoảng 30.000m3 ngày đêm Hiện trạng thoát nớc: Hệ thống thoát nớc có từ thời Pháp thuộc hệ thống cống chung nớc ma nớc thải tập trung chủ yếu khu trung tâm thành phố, tiết diện cống từ 200 đến 1600 Nhng từ năm 1994 đến nay, vấn đề thoát nớc đợc cải thiện nhiều Tuy nhiên, tập trung cho khu vực thành phố cũ Khu vực phía Bắc sông Cái phía Nam sân bay, phía Tây sân bay chủ yếu tự tiêu thoát bề mặt địa hình, gây ô nhiễm môi trờng úng ngập cục tồn số khu vực Công tác quản lý thau rửa hút bùn định kỳ cha thờng xuyên thiếu ngời phơng tiện Sông Quán Trờng, sông Cái, cửa sông Đồng Bò cha đợc nạo vét chỉnh trị, đáy sông bồi lấp miệng xả làm cản trở GVHD ; THS, Lê Dung SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang dòng chảy, làm giảm khả thoát hệ thống có chất lợng hệ thống xây dựng hệ thống cũ Vệ sinh môi trờng: Nớc phạm vi thành phố hầu nh bị nhiễm bẩn, lợng côli có giếng đạt 1000 MPN/100ml, không giếng có lợng côli cho phép Ngoài tất giếng bị ô nhiễm nhẹ, chất hữu Clo cao Nguyên nhân hệ thống thoát n ớc xử lý nớc thải thành phố cũ, tình trạng nớc bẩn sinh hoạt chảy tràn mặt đất, nớc thải công nghiệp phần lớn không đợc xử lý Lợng rác thải toàn thành phố đạt xấp xỉ 300 tấn/ngày kể rác công nghiệp khách sạn Công ty Vệ sinh Môi trờng thành phố hàng ngày thu gom đợc 220-230 để chuyển bãi đỗ đèo Rù Rì Phần lại điều kiện thu gom điểm dân c sâu xóm làng, đờng ôtô, dân tự đốt đổ bãi đất trống, đầm ao vùng Còn dân c ven sông, ven biển đổ thẳng sông biển Hiện trạng cấp điện: Nh vậy, thành phố Nha Trang chủ yếu sử dụng lới điện phân phối 6KV đợc lấy từ lới điện quốc gia, với tổng chiều dài tuyến điện 6KV đạt gần 120km Trên địa bàn thành phố có 220 trạm biến áp lới 6/0,2 ữ 0,4KV với tổng dung lợng đạt 26.000KVA Ngoài địa bàn thành phố sử dụng 13 trạm lới 15/0,4KV với tổng dung lợng đặt máy 3.955KVA Tổng chiều dài tuyến điện hạ có đạt khoảng 100km 1.2.3 Hiện trạng cấp nớc 1.2.3.1 Nhà máy nớc Hiện Nha Trang có trạm: a) Trạm Xuân Phong: lấy nớc thấm chụp lọc bãi bồi sông Cái bến đò Xuân Phong Hệ thống giếng có loại 400 sâu 7m 1500 sâu 4m, giếng dùng xi phông đa nớc giếng tập trung có 3000 sâu 11m, có máy bơm hoạt động đặt sàn giếng Nớc đợc sát trùng Clo lỏng giếng Trớc trạm có công suất 8000m3/ngđ có lúc lên tới 12.000m3/ngđ Nhng lâu ngày giếng không đợc thau rửa, ống thu nớc bị bùn bít lỗ nên công suất trạm phát 2000m3/ngđ, tơng lai không sử dụng tiếp trạm cấp nớc b) Trạm Mã Vòng (Phớc Hải) Trạm bơm đặt Cầu Dứa (lấy nớc sông Cầu Dứa) Nớc thô đợc đa vào ống 150 200 dẫn xử lý Mã Vòng với công suất 1000m3/ngđ Trạm tổ chức y tế môi trờng giới giúp nên có quy trình xử lý hoàn chỉnh: Trạm bơm - Pha vôi - Trộn phèn - Lắng đứng - Lọc áp lực - Sát trùng - Bể chứa nớc - Trạm bơm Bể lắng đứng có W=300M 3, Bể lọc áp lực có bể 2500, bể chứa nớc W=300m3 c) Nhà máy nớc Võ Cạnh: Cách Cầu Dứa 4km công suất 20000m3/ngđ Lấy nớc sông Cái, quy trình xử lý nh sau: Trạm bơm - Bể trộn - Bể tách khí - Phản ứng - Lắng ngang - Lọc nhanh - Khử trùng - Bể chứa nớc - Trạm bơm - Trạm bơm bê tông cốt thép có D = 10m trạm bơm đặt cốt +1m, sàn cống đặt cốt +7,4m Trong trạm bơm đặt máy, máy làm việc, máy dự phòng Trạm xây dựng cho nhà máy có công suất 25.000m 3/ngđ Máy bơm Nga loại 12HC có đặc tính kỹ thuật sau: Q = 10.000m3/h - H = 24m - N = 100KW - Khu xử lý đặt cách trạm bơm khoảng 200m gồm công trình: Kích thớc 80x20m gồm bể trộn - Tách khí - Phản ứng - Lắng ngang - Lọc nhanh - Chứa nớc Bể chứa nớc có W = 4000m3 - Trạm bơm đặt máy bơm (2 bơm làm việc bơm dự phòng) loại bơm 106 ucả Nga có đặc tính: Q = 500m3/h - H = 65m N = 135KW Sơ đồ trạng vận hành hệ thống cấp nớc Võ Cạnh Mặt trạng nhà máy nớc Võ Cạnh 1.2.3.2 Đờng ống cấp nớc a) ống chuyển: từ Võ Cạnh Cầu Dứa có ống chuyên 600 dài 4000m Từ Xuân Phong quốc lộ có ống chuyên 400 (nay đợc nối vào ống 600) Từ Cầu Dứa Mã Vòng có ống 900 dài 2000m GVHD ; THS, Lê Dung SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang b) Đờng ống phân phối: Trong thành phố đặc biệt trung tâm (gồm khu Chợ Đầm chợ Xóm Mới) có hệ thống đờng ống dày đặc, nhng đờng ống nhỏ chủ yếu ống 100 Có số tuyến đáng lu ý sau: Từ Mã Vòng ngã sáu có ống 600 dài 900m Từ ngã sáu theo đờng Lê Thánh Tông đến đờng Trần Phú có ống 400 dài 1500m Đoạn từ ngã sáu theo đờng Trần Quý Cáp qua cầu Xóm Bóng khu Đồng Đế có ống 400 dài gần 5000m Đài điều hoà: Tại đồi La San (trờng đại học Thuỷ Sản) có bể chứa làm đài điều có dung tích 1000m3 cốt đáy +29m Nhận xét: Thành phố Nha Trang có trạm cấp nớc (Võ Cạnh Xuân Phong Mã Vòng) với tổng công suất 31.000m 3/ngđ Hai trạm Võ Cạnh Phớc Hải có quy trình xử lý hoàn chỉnh, trạm Xuân Phong không qua xử lý, nớc sát trùng bơm vào hệ thống Đặc biệt trạm Mã Vòng (Phớc Hải) lấy nớc sông Cầu Dứa sông chết coi ao tù nớc đọng, nớc từ cánh đồng tràn về, chất lợng nớc xấu, có yếu tố không đợc kiểm nghiệm nh thuốc trừ sâu, phân hoá học Mạng lới đờng ống nhỏ, lại dẫn nớc xa (nh ống 150 từ Lê Thánh Tông xuống Cầu Đá) cuối đờng ống nớc Chơng Định hớng cấp nớc Quy hoạch xây dựng phát triển thành phố Nha Trang 1.1 Diện tích dân số Thanh phố chia thành khu vực, khu vực khu trung tâm khu vực chủ yếu dành cho du lịch giải trí Khu vực khu vực lại khu đợc mở rộng thành phố Dự báo dân số đợc trình bày bảng dới Bảng 2.1 Dự báo dân số thành phố TT Các tiêu Tăng tự nhiên Tăng học Tăng tổng hợp Dân số toàn đô thị Đơn vị tính % % % Ngời Năm 2002 257.468 Dự báo Năm 2010 Năm 2020 0,9 1,1 1,3 1,2 2,2 2,3 310.694 382.464 (Nguồn : Báo cáo nghiên cứu khoa học Công ty cấp nớc Môi trờng Viwase) tiêu chuẩn nớc cấp cho sinh hoạt giai đoạn đến năm 2010 130l/ng.mgđ cho 80 % dân c, đến giai đoạn 2010 2020 150 l/ ng.ngđ.cho 80% dân c 1.2 Nhu cầu nớc công nghiệp Nhu cầu dùng nớc giai đoạn: Bảng 2.2 Dự báo nhu cầu dùng nớc STT Kí hiệu Diện tích Tiêu chuẩn Lu lợng n(ha) cấp nớc ớc cấp Tên khu công nghiệp Khu công nghiệp Dệt Đắc Lộc KCN1 30 30 m3/ha 900 Khu công nghiệp khí ô tô KCN2 50 50 m3/ha 2500 Khu công nghiệp Bình Tân KCN3 86 40 m3/ha 3440 Tổng cộng 144 6840 (Nguồn : Báo cáo nghiên cứu khoa học Công ty cấp nớc Môi trờng Viwase) GVHD ; THS, Lê Dung SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang 1.3 Các công trình công cộng 1.3.1 Trờng học - Trờng Đại học Thuỷ sản Nha Trang, dự kiến đến năm 2010 có số sinh viên 5000 sinh viên, đên năm 2020 7000 sinh viên Tiêu chuẩn cấp nớc cho trờng học 100 l/ng.ngđ 1.3.2 Bệnh viện Bệnh viện thành phố có số gờng bệnh 1100 gờng, dự kiến đên năm 2020 số giờng tăng lên 1300 giờng, tiêu chuẩn cáp nớc cho bệnh viện 200 l/giờng.ngđ 1.3.3 Khách sạn, nhà nghỉ,các nhu cầu nớc dịch vụ khác : Thành phố có nhiều khách sạn nhà nghỉ phục vụ khách du lịch nằm rải rác thành phố, nhng nhiều đờng Trần Phú Các khách sạn có hệ thống bơm nội để phục vụ nhu cầu dung nớc nội quy hoạch hệ thống cấp nớc 2.1 Nguồn nớc: Nớc ngầm: Tài liệu thăm dò địa chất thuỷ văn khu vực Khánh Hoà - Nha Trang chủ yếu nớc ngầm mạch nông lu lợng nhỏ khả khai thác Ví dụ lỗ khoan số LK 812 cách Mã Vòng 8km (trên đờng Diên Khánh) có lu lợng q = 1,4 l/s Lỗ khoan số 810 814 đờng Tuy Hoà cách mã vòng 30km có lu lợng q = 2,.72 l/s q = 2,78 l/s Nh nguồn nớc ngầm cấp cho Nha Trang đợc.Hơn nằm sát biển nên nớc nầgm mạch sâu bị nhiễm mặn khai thác để cấp cho sinh hoạt Nớc mặt: nguồn nớc mặt quan trọng sông Cái Nha Trang Sông Cái bắt nguồn từ dãy Trờng Sơn, chảy qua huyện Khánh Vĩnh, Khánh Xơng đổ biển Nha Trang Trên dòng chảy sông nhận thêm lu lợng sông nhỏ nh: Gia Lô, sông Cầu, sông Gơng, sông Chò, suối Dầu, suối Nga Tôn sông dài 60km lu vực 1750km2, lu lợng trung bình 400 m3/s, lu lợng nhỏ 11 m3/s với tần suất 75 năm, lu lợng thờng 14 ữ 15 m3/s Tại Cầu Hà mực nớc trung bình 1,36m cao 2,05m thấp 0,48m Trên sông Cái có trạm bơm cầu Đôi lấy tới cho nông nghiệp với lu lợng 5,5 m3/s Đập sông Chò tới cho 3000ha với lu lợng m3/s Về chất lợng nớc: theo tài liệu kiểm nghiệm mẫu nớc bến đò Xuân Phong thì: mùi vị: không, độ đục từ 10-100mg/l Độ mặn CL- từ 10-50mg/l, sắt hoà tan dới 0,1mg/l, PH=6,5ữ6,8 Mẫu nớc lấy Võ Cạnh vào cuối mùa ma cho thấy: Độ = 10cm; PH=7,2; Fe+2=0,2mg/l; NaCl=11,7mg/l; CaCO3=0,36mg/l Cũng Võ cạnh lấy vào đầu mùa ma có: Độ = 30cm; PH=7,1; Fe+2=0,8mg/l; NaCl=11,6mg/l; CaCO3=0,32mg/l, chất hữu 2,8mg/l Nh chất lợng nớc sông Cái đảm bảo đợc yêu cầu lý hoá Nớc sau xử lý khử trùng đạt tiêu chuẩn nớc cấp Vấn đề nhiễm mặn: theo số liệu nhiều năm theo dõi công ty Cấp thoát nớc Khánh Hoà lỡi mặn tiến sâu năm 1977 cách bến đò Xuân Phong 500m (cách giếng thu nớc bãi bồi Xuân Phong khoảng 1000m cách Võ Cạnh 3km) Hiện Nha Trang sử dụng nguồn nớc sông Cầu Dứa cấp cho trạm xử lý Mã Vòng với công suất 1000 m3/ngđ Đây sông chết toàn nớc thừa cánh đồng lúa Nha Trang phần Diên Khánh đổ vào sông này, chất hữu thừa đồng ruộng có phân hoá học thuốc trừ sâu, nguồn nớc chất lọng xấu trữ lợng nhỏ dùng cấp cho thành phố đợc Ngoài theo dự kiến sở Thuỷ Lợi Khánh Hoà, năm tới xây dựng số hồ chứa nh hồ Đắt Lành (ở Đồng Bò) với dung tích triệu m3 Ngoài việc dùng cho nông nghiệp hồ Đắt Lành cấp cho Nha Trang 5000 m 3/ngđ phía Bắc có hồ Vĩnh Lơng dung tích triệu m3, hồ Đắc Lộc dung tích 70 triệu m3 cho phép khai thác với mức 100.000 m3/ngđ 2.2 Xác định quy mô công suất : GVHD ; THS, Lê Dung SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang A Xác định nhu cầu dùng nớc giai đoạn I (năm 2003 2010) A.1 Xác định nhu cầu dùng nớc cho sinh hoạt Theo số liệu điều tra quy hoạch đến năm 2010 ta lập bảng dự báo dân số thành phố Nha Trang đợc cấp nớc giai đoạn I (Bảng 2.3) Bảng 2.3 Diện tích dân số thành phố Nha Trang (năm 2010) Khu vực Diện tích XDDD (ha) Số dân (ngời) Mật độ (ng/ha) % Dân số đợc cấp nớc Số dân đợc cấp nớc (ngời) Khu vực I 571.4 114280 200 80 91424 Khu vực II 1227.6 196414 160 70 137490 Toàn thành phố 1799 310694 228914 (Nguồn : Báo cáo nghiên cứu khoa học Công ty cấp nớc Môi trờng Viwase) + Khu vực I: - Tiêu chuẩn cấp nớc, theo phê duyệt tỉnh Khánh Hoà, chọn q1 = 130l/ngời.ngđ - Hệ số dùng nớc không điều hòa : k = ì Chọn max = 1.4; max = 1.15 kh max = maxìmax = 1.4ì1.15 = 1.61, chọn kh = 1.5 Lu lợng nớc dùng cho sinh hoạt: Do số dân khu vực cao nên chọn hệ số điều hòa ngày đêm: k ngđ = 1.3 Qsh = (q1ìN1ìkngđ) = (130ì91424ì1.3)/1000 = 15450 (m3 /ngđ) - Lu lợng nớc cấp cho khách sạn nhà nghỉ Các khách sạn nhà nghỉ tập trung phần lớn khu trung tâm thành phố nên ta tính vào lợng nớc cấp cho khu vực I - Thành phố có 20 khách sạn nhà nghỉ Mỗi khách sạn trung bình có 50 phòng - Tiêu chuẩn cấp nớc : 200 l/ph.ngđ Lu lợng nớc cấp cho khối khách sạn nhà nghỉ : QKS = qìNph = (200ì20ì50)/1000 = 200 (m3/ng.đ) Lu lợng nớc cấp cho khu vực I : QI = 15450 + 200 = 15650 (m3/ngđ) h + Khu vực II: - Tiêu chuẩn cấp nớc: q = 130 l/ngời.ngđ, - Hệ số dùng nớc không điều hòa : kh = ì Chọn max = 1.45; max = 1.15 -> kh max = maxìmax = 1.45ì1.15 = 1.6675, chọn kh = 1.7 Lu lợng nớc dùng cho sinh hoạt: Chọn hệ số điều hòa ngày đêm: kngđ = 1.3 Qsh = (q1ìN1xkngđ) = (130ì137490ì1.3)/1000 = 23236 (m3 /ngđ) Tổng lu lợng nớc sinh hoạt : QSH = 23236 + 15650 = 38886 (m3 /ngđ) A.2 Nớc tới cây, rửa đờng quảng trờng Lợng nớc tới cây, rửa đờng lấy theo tiêu chuẩn cấp nớc TCN 33-85: Qr = (8 ữ12)% QSH GVHD ; THS, Lê Dung Chọn Qr = 8% QSH SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang Từ ta tính đợc nhu cầu nớc tới cho khu vực: Qr = 0,08ì38886 = 3110 (m3/ngđ) Trong đó: Lu lợng nớc tới cây: Qtc = 60%Qr = 0,6ì3110 = 1866 (m3/ngđ) Lu lợng nớc rửa đờng: Qrđ = 40%Qr = 0,4ì3110 = 1244 (m3/ngđ) A.3 Nớc cho nhu cầu công cộng 1.Trờng học Trờng Đại học Thuỷ Sản có 5000 sinh viên Lu lợng nớc cấp đợc tính theo công thức: QTH = N ì qTH (m3 / ngđ) 1000 Trong : - N: số ngời trờng 5000 ngời - qTH: tiêu chuẩn cấp nớc cho trờng học, qTH = 100 (l/ng.ngđ) Từ ta tính đợc nhu cầu nớc cho trờng học: QTH = 5000 ì100 = 500 (m3/ngđ) 1000 Lu lợng nớc cấp cho khối trờng tiểu học trung học QTH = N ì qTH (m3 / ngđ) 1000 Trong : - N: số ngời học lấy khoảng 15 % dân số - qTH: tiêu chuẩn cấp nớc cho trờng học, qTH = 20 (l/ng.ngđ) Từ ta tính đợc nhu cầu nớc cho trờng học: 0,15 ì 310694 ì 20 = 932 (m3/ngđ ) 1000 932 Lợng nớc so với lợng nớc sinh hoạt thành phố : = 0.023 38886 QTH = Nh lợng nớc cho trờng trung học tiểu học khoảng 2.3 % lợng nớc sinh hoạt thành phố, lợng nớc cấp cho trờng không lớn , trờng phân bố rải rác thành phố nên ta tính lợng với lợng nớc cha dự tính hết ( nớc cấp cho nhà nghỉ, khách sạn, khu vui chơi giải trí ) vào lợng nớc tiêu thụ dọc đờng đoạn ống đợc tính thông qua hệ số a = 1,1 Bệnh viện + Bệnh viện thành phố : 1100 giờng Tiêu chuẩn nớc cho bệnh viện là: 200 l/giờng Lu lợng nớc cấp cho bệnh viện : Q = (200ì1100)/1000 = 220 m3/ng.đ Nhu cầu nớc cho sân bay Giả định ngày sân bay tiêu thụ hết 150 m3 ,và phân bố 24 ngày Nhu cầu nớc cho công nghiệp Lu lợng nớc cấp cho công nghiệp đợc tính theo công thức: QCN = qCN ì FCN (m3 / ngđ) Trong : qCN : tiêu chuẩn cấp nớc cho công nghiệp, qCN = 40 (m3/ha) FCN: Diện tích đất công nghiệp khu vực thống kê bảng 3.2 GVHD ; THS, Lê Dung SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang Bảng 2.4 Thống kê diện tích đất công nghiệp thành phố Tên khu công nghiệp Diện tích (ha) Kí hiệu Tiêu chuẩn cấp nớc Lu lợng nớc cấp Khu công nghiệp Dệt Đắc Lộc KCN1 30 30 m3/ha 900 m3/ng.đ (Nguồn : Báo cáo nghiên cứu khoa học Công ty cấp nớc Môi trờng Viwase) A.4 Quy mô công suất trạm cấp nớc Công suất trạm bơm cấp II Bảng 2.5 Thống kê nhu cầu ding nớc: Nhu cầu dùng nớc Sinh hoạt Trờng học chuyên nghiệp Sân bay Bệnh viện Tới cây, Rửa đờng Công nghiệp 150 220 3110 900 m3/ngđ 38886 500 Từ số liệu tính toán ta có: Lu lợng nớc cấp vào mạng lới QML = (a ì QSH + QTH + QCC + QCN ) ì b (m3 / ngđ) Trong : - a: hệ số kể đến phát triển công nghiệp địa phơng, Nớc cung cấp cho nhà nghỉ khách sạn, trờng tiểu học trung học a =1,1 - b: hệ số kể đến nhu cầu cha dự tính hết lợng nớc thất thoát, rò rỉ b =1,2 Từ ta tính đợc lợng nớc cấp vào mạng lới: QML = (1,1.38886 + 500 + 150 + 220 + 3110 + 900).1,2 = 57185,5 (m3 / ngđ) Công suất trạm bơm cấp II Trạm xử lý Công suất trạm xử lý: QTR = QML ì c (m3 / ngđ) - c: Hệ số kể đến lợng nớc dùng cho thân trạm xử lý c =1,05 QTXL = 57185,5.1,05 = 60044,8 (m3 / ngđ) lấy tròn 60.000 (m3/ngđ) Vậy công suất trạm xử lý: QTXL = 60000 (m3 / ngđ) Công suất trạm bơm cấp II: QTBII = 57185,5 (m3 / ngđ) B Xác định nhu cầu dùng nớc giai đoạn iI (năm 2010-2020) B.1 Nhu cầu dùng nớc cho sinh hoạt Theo số liệu quy hoạch UBND thành phố ta có Bảng 2.6 Diện tích dân số thành phố Nha Trang (năm 2020) Khu vực Diện tích XDDD (ha) Số dân (ngời) Mật độ (ng/ha) % Dân số đợc cấp nớc Số dân đợc cấp nớc (ngời) Khu vực I 573 120350 210 80 96280 Khu vực II 1438,6 258940 180 80 207152 Toàn thành phố 2010 382.464 GVHD ; THS, Lê Dung 303432 10 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang + Khu vực I: - Tiêu chuẩn cấp nớc: chọn q1 = 150 l/ngời.ngđ - Hệ số dùng nớc không điều hòa : k = ì Chọn max = 1.4; max = 1.15 kh max = maxìmax = 1.4ì1.15 = 1.61, chọn kh = 1.5 Lu lợng nớc dùng cho sinh hoạt: Do số dân khu vực cao nên chọn hệ số điều hòa ngày đêm: k ngđ = 1.3 Qsh = (q1ìN1ìkngđ) = (150ì96280ì1.3)/1000 = 18775 (m3 /ngđ) - Lu lợng nớc cấp cho khách sạn nhà nghỉ Các khách sạn nhà nghỉ tập trung phần lớn khu trung tâm thành phố nên ta tính vào lợng nớc cấp cho khu vực I - Thành phố có khoảng 30 khách sạn nhà nghỉ Mỗi khách sạn trung bình có 50 phòng - Tiêu chuẩn cấp nớc : 200 l/ph.ngđ Lu lợng nớc cấp cho khối khách sạn nhà nghỉ : QKS = qìNph = (200ì30ì50)/1000 = 300 (m3/ng.đ) Các khách sạn nằm rải rác nên lu lợng nớc cấp cho cácc khách sạn đợc tính vào lu lợng dọc đờng Lu lợng nớc cấp cho khu vực I : QI = 18775 + 300 = 19075 (m3/ngđ) + Khu vực II: - Tiêu chuẩn cấp nớc: q = 150 l/ngời.ngđ, - Hệ số dùng nớc không điều hòa : kh = ì Chọn max = 1.45; max = 1.15 -> kh max = maxìmax = 1.45ì1.15 = 1.6675, chọn kh = 1.5 Lu lợng nớc dùng cho sinh hoạt: Chọn hệ số điều hòa ngày đêm: kngđ = 1.5 Qsh = (q1ìN1xkngđ) = (150ì207152ì1.3)/1000 = 40400 (m3 /ngđ) Tổng lu lợng nớc sinh hoạt : QSH = 40400 + 19075 = 59475 (m3 /ngđ) h B.2 Nớc tới cây, rửa đờng quảng trờng Lợng nớc tới cây, rửa đờng lấy theo tiêu chuẩn cấp nớc TCN 33-85: Qr = (8 ữ12)% QSH Chọn Qr = 8% QSH Từ ta tính đợc nhu cầu nớc tới cho khu vực: Qr = 0,08ì59475 = 4758 (m3/ngđ) Trong đó: Lu lợng nớc tới cây: Qtc = 60%Qr = 0,6ì4300 = 2854,8 (m3/ngđ) Lu lợng nớc rửa đờng: Qrđ = 40%Qr = 0,4ì3547 = 1903,2 (m3/ngđ) B.3 Nớc cho nhu cầu công cộng 1.Trờng học Trờng Đại học Thuỷ Sản, đến năm 2020 ớc tính có khoảng 7000 ngời Lu lợng nớc cấp đợc tính theo công thức: QTH = N ì qTH (m3 / ngđ) 1000 Trong : - N: số ngời trờng 7000 ngời - qTH: tiêu chuẩn cấp nớc cho trờng học,qTH = 100 (l/ng.ngđ) Từ ta tính đợc nhu cầu nớc cho trờng học: GVHD ; THS, Lê Dung 11 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang QTH = 7000 ì100 = 700 (m3/ngđ) 1000 Lu lợng nớc cấp cho khối trờng tiểu học trung học đợc tính vào lu lợng nớc dọc đờng, lấy 2% QSH : Bệnh viện + Bệnh viện thành phố : 1300 giờng Tiêu chuẩn nớc cho bệnh viện là: 200 l/giờng Lu lợng nớc cấp cho bệnh viện : Q = (200ì1300)/1000 = 260 (m3/ng.đ) Nhu cầu nớc cho sân bay Giả định giai đoạn II ngày sân bay tiêu thụ hết 200 m3 phân bố 24 ngày Nhu cầu nớc cho công nghiệp Lu lợng nớc cấp cho công nghiệp đợc tính theo công thức: QCN = qCN ì FCN (m3 / ngđ) Trong : - qCN : Tiêu chuẩn cấp nớc cho công nghiệp, qCN = 40 (m3/ha) - FCN: Diện tích đất công nghiệp khu vực thống kê bảng 3.2 Bảng 2.7 Thống kê diện tích đất công nghiệp thành phố STT Kí hiệu Diện tích Tiêu chuẩn Lu lợng n(ha) cấp nớc ớc cấp Tên khu công nghiệp Khu công nghiệp Dệt Đắc Lộc KCN1 30 30 m3/ha 900 Khu công nghiệp khí ô tô KCN2 50 50 m3/ha 2500 Khu công nghiệp Bình Tân KCN3 86 40 m3/ha 3440 Tổng cộng 144 6840 B.4 Quy mô công suất trạm cấp nớc Công suất trạm bơm cấp II Bảng 2.8 Thống kê nhu cầu ding nớc: Nhu cầu dùng nớc Sinh hoạt Trờng học chuyên nghiệp Sân bay Bệnh viện Tới cây, Rửa đờng Công nghiệp m3/ngđ 59475 700 200 260 4758 6840 Từ số liệu tính toán ta có: Lu lợng nớc cấp vào mạng lới QML = (a ì QSH + QTH + QCC + QCN ) ì b (m3 / ngđ) Trong : - a: hệ số kể đến phát triển công nghiệp địa phơng a =1,12 - b: hệ số kể đến nhu cầu cha dự tính hết lợng nớc thất thoát, rò rỉ b =1,2 Từ ta tính đợc lợng nớc cấp vào mạng lới: QML = (1,1 59475 + 700 + 200 + 260 + 4758 + 6840).1,2 = 93816,6 (m3 / ngđ) Công suất trạm bơm cấp II Trạm xử lý Công suất trạm xử lý: QTR = QML ì c (m3 / ngđ) - c: Hệ số kể đến lợng nớc dùng cho thân trạm xử lý c = 1,05 GVHD ; THS, Lê Dung 12 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang W= Q ì t 833,33 ì1,8 = = 25 (m3) 60 60 Thể tích phần bể: Wt = W Wd = 25 12,785 = 12,215 (m3) W 12,215 1,5 (m) Chiều cao phần bể: ht = t = ft 9,28 Chiều cao lớp bảo vệ: hbv = 0,5 (m) Chiều cao xây dựng bể: H = hd + ht + hbv = 3,5 + 1,5 + 0,5 = 5,5 (m) c Tính toán máng thu nớc Thu nớc máng vòng có lỗ ngập nớc Nớc chảy máng đến ống dẫn nớc khỏi bể theo hai chiều ngợc nhau, lu lợng nớc tính toán máng: qm = Q 0,232 = = 0,116 (m3/s) 2 Với vận tốc nớc chảy máng v m = 0,6 (m/s) Tiết diện máng: qm 0,116 = = 0,193 (m2) vm 0,6 Chọn chiều rộng máng bm = 0,3 (m) Chiều cao lớp nớc tính toán máng: f 0,193 hm = m = = 0,64 (m) bm 0,3 Đáy máng dốc i = 0,02 phía ống thu nớc Vận tốc nớc chảy qua lỗ lấy vl = 1,2 (m/s) Tổng diện tích lỗ thu: Q 0,232 f l = = = 0,193 (m2) vl 1,2 Chọn đờng kính lỗ d = 30 (mm) Diện tích lỗ: f l = 0,0007 (m2) f 0,193 = 276 (lỗ) Tổng số lỗ thành máng: n = l = f l 0,0007 fm = 276 = 69 (lỗ) Chiều dài thành máng: l m = bt = 2,64 (m) Tổng số lỗ thành máng: n1 = Khoảng cách tâm lỗ: e = lm 3,05 = = 0,044 (m) n1 69 Các lỗ bố trí ngập nớc 80 mm tính đến tâm lỗ Chọn đờng kính ống dẫn nớc khỏi bể D = 500 mm Vận tốc nớc chảy ống v = 0,88 (m/s) (Quy phạm v = 0,8 ữ m/s) IV Bể lắng ngang thu nớc cuối bể IV.1 Sơ đồ cấu tạo GVHD ; THS, Lê Dung 104 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang IV.2 Tính toán Thiết kế ba bể lắng ngang với công suất bể : 0,155 (m3/s) - Tổng diện tích mặt bể lắng ngang đợc xác định theo công thức VI-12 TCVN 3385 trang 65 :FLN = 1157,41 (m2) Chiều rộng bể 8,6 m Mỗi bể lắng chia làm ngăn, chiều rộng ngăn : 4,3 (m) Chiều dài ngăn lắng 48 (m) - Tính toán hệ thống thu xả cặn : Xả cặn bể lắng phơng pháp thuỷ lực, thể tích vùng chứa cặn tính theo công thức: Wc = Q.(C max C ) ì T (m3) .N Trong đó: Cmax : hàm lợng cặn nớc trớc vào bể lắng(g/m3), Cmax = 428,75 (mg/l) C : hàm lợng cặn sau lắng, C = 10 (mg/l) N : số lợng bể lắng, N = T : thời gian lần xả cặn(h), T=24 (h) : nồng độ trung bình cặn nén chặt(g/m 3), theo Bảng VI.8-Tr64-20 TCN 33-85 : = 30000 (g/m3) 40000 ì ( 428,75 10 ) WC = = 186 (m3) ì 30.000 - Chiều cao trung bình vùng ép cặn : Wc 186 htb = = = 0,5 (m) Bln Lln 8,6 ì 44,9 - Chiều cao trung bình bể lắng : HB = Ho + htb = 3,0 + 0,5 = 3,5 (m) - Chiều cao xây dựng bể : HXD = HB + HDT = 3,5 + 0,5 = (m) Trong HDT chiều cao dự trữ, lấy 0,5 m - Lợng nớc dùng cho việc xả cặn bể lắng tính phần trăm lu lợng nớc xử lý, đợc xác định theo công thức VI-11 TCVN 33-85 trang 64 nh sau : P= K P ì Wc ì N ì 100% qìT Trong đó: Wc: Thể tích vùng chứa nén cặn, Wc = 279 (m3) KP: Hệ số pha loãng cặn, 1,2 1,5, chọn Kp = 1,2 N : số lợng bể lắng, N = T : thời gian lần xả cặn (h), T=24 (h) q : Lu lợng nớc tính toán (m3/h), q = 1666,67 (m3/h) GVHD ; THS, Lê Dung 105 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang 1,2 ì 279 ì ì 100 = 1,64(%) 40000 Vậy lu lợng nớc dùng cho việc xả cặn bể lắng, tính theo thể tích là: P= XC VBL = 1,64 ì 40000 = 656(m ) Chọn thời gian xả cặn bể lắng t = 40 phút, để đảm bảo xả hết 60% lợng cặn V Bể lọc nhanh trọng lực.: V.1 Sơ đồ cấu tạo 3 4 12 11 Hình 11.6 Bể lọc nhanh trọng lực Ghi chú: (1)- Đờng ống dẫn nớc lọc vào bể (2)- Mơng phân phối nớc lọc tập trung nớc7 rửa lọc (3)- Máng phân phối nớc lọc thu nớc rửa lọc (4)- Lớp vật liệu lọc (5)- Lớp vật liệu đỡ (6)- Hệ thống thu nớc phân phối nớc rửa lọc (7)- ống dẫn nớc vào bể chứa nớc (8)- ống cấp nớc rửa lọc (9)- ống xả nớc rửa lọc (10)-ống cung cấp khí (11)-ống xả nớc lọc đầu (12)-Mơng thoát nớc rửa lọc V.2 Tính toán Ta tính toán với bể lọc lớp vật liệu lọc, vật liệu lọc cát thạch anh có: d = 0,7 (mm); d max = 1,6 (mm) ( Theo 6.105-20TCN 33-85) d td = 0,8 ữ (mm) Độ nở tơng đối: e = 30% Chiều dày lớp vật liệu lọc là: L = 1,2 (m) Tốc độ lọc làm việc bình thờng: vbt = (m/h) Tốc độ lọc làm việc tăng cờng: vtc = ữ 10 (m/h) Phơng pháp rửa lọc nớc gió kết hợp Thời gian rửa nớc tuý là: t1 = (phút) = 0,1 (h) Thời gian ngừng để rửa bể là: t = 0,35 (h) Cờng độ nớc rửa là: W = ữ (l/s.m2) Cờng độ gió rửa lọc : Wgió =20 (l/s.m2) Các kích thớc Tổng diện tích mặt bể lọc: 247,44 m3 Chia làm bể, kích thớc bể : GVHD ; THS, Lê Dung 106 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang a ì a = 5,6 ì 5,6 (m2) Chiều cao xây dựng bể lọc.HXD = 4,9 (m) Sân phơi vật liệu lọc Thể tích vật liệu lọc bể: V = 37,632 (m3) Thiết kế sân phơi vật liệu lọc với chiều cao phơi 0,2 m Diện tích sân phơi: Fs = 188,16 (m2) Thiết kế sân phơi diện tích sân : F1s = 94,08 (m2) Kích thớc sân a b = 14,2 4,5 (m) Tính toán máng phân phối thu nớc rửa lọc Với kích thớc bể a ì a = 5,6 ì 5,6 (m) ta chọn bể máng phân phối nớc thu nớc rửa lọc Máng có mặt cắt ngang hình ngũ giác với đáy hình tam giác Lu lợng nớc rửa bể tính theo công thức: qr = W Fb +W: cờng độ nớc rửa, W= (l/s.m ) +Fb : diện tích bể, Fb = 5,6 ì 5,6 = 31,36 (m2) qr = 31,36 = 0,188 (m3/s) Lu lợng nớc rửa thu vào máng là: qm = qr / = 0,063 (m3/s) Chiều rộng máng là: B = k ì m qm (m), (Theo bảng 6.120.20TCN33-85) (1,57 + a)3 Trong đó: +k :là hệ số phụ thuộc vào hình dáng máng, k = 2,1 +qm: lu lợng nớc vào máng, qm = 0,063 (m3/s) +a: tỉ số chiều cao phần chữ nhật máng với nửa chiều rộng máng, a = 1,5 0,0632 = 0,45 (m) (1,57 + 1,5)3 Chiều cao phần chữ nhật máng: H1 = a 0,5 Bm = 1,5 0,5 0,45 = 0,34(m) Chiều cao máng : H2 = H1+ 0,5 Bm = 0,34 + 0,5 0,45 = 0,565 (m) Chiều cao toàn máng: Hm = H2+ : chiều dày đáy máng, = 0,1 (m) Hm = 0,565 + 0,1 = 0,665 (m) + Thiết kế máng có độ dốc i = 0,01 phía mơng tập trung Kiểm tra khoảng cách từ bề mặt lớp lọc đến mép máng thu nớc: Ta có mép máng cách mép lớp vật liệu lọc là: h = l e + 0,25 (m) Trong đó: + l: chiều dày lớp vật liệu lọc, l = 1,2 (m) + e: cờng độ trơng nở vật liệu lọc ngâm nớc, e = 30% h = 1,2 30% + 0,25 = 0,61 (m) + Theo quy phạm , khoảng cách đáy dới máng dẫn nớc rửa phải nằm cao lớp vật liệu lọc tối thiểu 0,07 m + Chiều cao toàn phần máng thu nớc rửa Hm = 0,58 m , máng dốc phía máng tập trung i = 0,01 , máng dài 4,6 m nên chiều cao máng phía máng tập trung : 0,046 + 0,58 = 0,626 m + Vậy Hm = 0,07 + 0,626 0, m Chọn chiều rộng mơng tập trung Bm = 0,6 (m) Khoảng cách từ đáy máng thu đến đáy mơng tập trung tính theo công thức: GVHD ; THS, Lê Dung Bm = 2,1 ì 107 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang H1 = 1,73 ì qM + 0,2 (m) g ì BM Trong đó: +qM :là lu lợng nớc chảy vào mơng, qM = qr = 0,188 (m3/s) +BM :là chiều rộng mơng, BM = 0,45 (m) +g: gia tốc trọng trờng, g = 9,81 (m/s2) 0,1882 H1 = 1,73 ì + 0,2 0,6 (m) 9,81 ì 0,452 Đáy mơng tạo độ dốc i = 0,01 phía ống thu nớc đến công trình Tính toán hệ thống rửa lọc Quy trình rửa bể: Bơm khí với cờng độ 20 l/s m2 thời gian phút Bơm nớc kết hợp khí ,với cờng độ khí 15 l/s m2 cờng độ nớc l/s.m2 cho cát lọc không bị trôi vào máng thời gian phút Cuối ngừng bơm khí tiếp tục bơm nớc tuý với cờng độ l/s.m2 thời gian phút Chọn phơng pháp phân phối khí nớc chụp lọc Tính toán số chụp lọc : Cấu tạo chụp lọc (1)-Khe lỗ (2)-Măng sông nhựa đặt sẵnkhi đổ bê tông, sau bắt chụp lọc vào (3)-Sàn gắn chụp lọc (4)-Khe thu khí (5)-ống thu nớc (6)-Sỏi đỡ, d = mm Chọn số chụp lọc m2 diện tích bể 50 Tổng số chụp lọc bể : 50 31,36 = 1568 Tổn thất qua hệ thống phân phối chụp lọc: Vk2 (Theo bảng 6.114.20TCN) hpp = 2.g.à Trong đó: +Vk :là vận tốc nớc qua khe chụp lọc Vk= 1,5 m/s +à: hệ số lu lợng chụp lọc, à= 0,5 1,52 hpp = 0,23 (m) ì 9,81 ì 0,5 Tính toán ống dẫn nớc rửa lọc Lu lợng nớc rửa bể, qr = 0,188 (m3/s) Theo quy phạm vận tốc ống rửa lọc cho phép từ: 1,5ữ2(m/s) ta chọn Vr = 1,5 (m/s) Đờng kính ống tính theo công thức sau: GVHD ; THS, Lê Dung 108 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang dr = 4.qr ì 0,188 = = 0,4 (m) v r 3,14 ì1,5 Chọn đờng kính ống là: dr = 400 (mm), Tính toán hệ thống cấp khí rửa lọc Cờng độ rửa gió tuý là: Wg = 15 (l/s.m2) Chọn vận tốc gió ống gió Vg = 20 (m/s) Lu lợng gió cung cấp là: qg = Wg Fb = 15 31,36 = 470,4 (l/s) = 0,4704 (m3/s) Đờng kính ống dẫn gió là: 4.q g ì 0,4704 dB = = = 0,2 (m) 3,14 ì15 Vg Chọn dg = 200 (mm) Vận tốc thực tế ống: 4.qg ì 0,4704 Vg = = = 26,6 (m/s), đạt yêu cầu dg 3,14 ì 0,152 ống dẫn nớc từ bể lắng tới Thiết kế bể lọc thành hai dãy nên có hai ống dẫn nớc từ bể lắng, Lu lợng nớc qua ống: Ql = Q / = 1666,67/2 = 833,33 (m3/h)= 0,23 (m3/s) Với Q công suất trạm xử lý, Q = 40000 (m3/ ngđ)= 833,33 (m3/ h) Vận tốc nớc lọc Vl =1,2 (m/s) Đờng kính ống: Dr = Chọn Dl = 500 mm Vận tốc thực tế ống: ì 0,23 4.ql = 0,5 m = 3,14 ì1,2 Vl 4.q1 ì 0,23 = = 1,172 (m/s), đạt yêu cầu Dl2 3,14 ì 0,352 Chọn đờng kính ống xả kiệt D200 Đáy bể lọc tạo độ dốc i = 0,005 phía ống xả này, đầu ống xả lắp khoá Tính toán chọn bơm rửa lọc -áp lực cần thiết bơm rửa lọc là: hbr = h + hr + h + hdt (m) Trong đó: + h : độ chênh hình học mực nớc thấp bể chứa nớc đến cao độ mặt máng thu h = MĐ - MNTNBC + hk + hs + hđ + hl + H + hm Với: V1 = - MĐ:là cốt mặt đất trạm xử lý, MĐ = 12 m - MNTNBC:là cao độ mực nớc thất bể chứa, MNTNBC = m + hk :là chiều cao khoảng không từ mép dới sàn đỡ chụp lọc đến sàn bể, hk = (m) + hs :là chiều dầy sàn đỡ chụp lọc, hs= 0,1 (m) (Sàn làm bêtông cốt thép kích thớc 0,1 (m), góc đặt đầu có neo vào trụ đỡ Khi đổ bêtông đặt trớc măng sông nhựa có ren để sau bắt chụp lọc vào.) +hđ :là chiều cao lớp vật liệu đỡ ,hđ = 0,3 (m) +hl :là chiều cao lớp vật liệu lọc ,hl = 1,2 (m) -H: khoảng cách từ mép dới máng phân phối đến lớp vật liệu lọc ,H = 0,06 (m) GVHD ; THS, Lê Dung 109 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang +hm :là chiều cao máng thu nớc rửa lọc, hm = 0,67 (m) h = 12 - +1 + 0,1 + 0,3 + 1,2 + 0,06 + 0,67 = 5,33 (m) +hr :là tổng tổn thất áp lực rửa lọc hr = hpp + hVLL + hVLĐ (m) Với: +hpp :là tổn thất áp lực qua hệ thống phân phối,hpp = 0,23 (m) +hVLĐ :tổn thất qua lớp vật liệu đỡ, hVLĐ = 0,22 hđ Wn = 0,22 0,3 = 0,396 (m) +hVLL : tổn thất qua lớp vật liệu lọc, hVLL = (a + b W) hL a, b : thông số phụ thuộc đờng kính tơng đơng vật liệu lọc Với dtđ= 0,8 ữ mm a = 0,76, b = 0,017 hVLL = (0,76 + 0,017 ).1,2.0.3=0,31 m hr = 0,23 + 0,396 + 0,31=0,936 (m) - h Tổng tổn thất đờng ống dẫn nớc rửa lọc :h =hdđ +hcb hdđ:là tổn thất chiều dài đờng ống Sơ chọn chiều dài ống dẫn từ bể chứa nớc đến khối bể lọc L = 100 m, lu lợng nớc chảy ống qr = 0,188 (m3/s), đờng kính ống dr = 450 (mm), tra bảng ta có 1000i = 3,55 hdđ = i L = 100 3,55 / 1000= 0,355 (m) hcb:tổn thất áp lực cục van khoá, sơ hcb = 0,3 (m) h = 1,34 + 0,3 = 1,64 (m) hdt:là áp lực dự trữ để phá vỡ kết cấu ban đầu hạt vật liệu lọc, lấy h dt = (m) Vậy hbr = 5,83 + 0,936 + 1,64 + = 10,406 (m) Lấy hbr = 10,5 m VI Công trình khử trùng clo a) Tính toán: Lợng clo đa vào để clo hoá sơ bộ, Lcl1 = mg / l Lợng clo đa vào để khử trùng,Theo 6.165.20 TCN 33-85 ta lấy Lcl2 = mg / l Liều lợng clo tổng cộng : Lcl = (mg /l) Liều lợng clo dùng : Q.L Cl 40000 ì = Q Cl = = kg h 1000.24 1000 ì 24 Thể tích clo: Vcl = / 1,47 = 3,4 (l) Với trọng lợng riêng clo 1,47 kg / l Lợng nớc tính toán cho Cloratơ làm việc lấy 0,6 m3/ kg clo.(Theo 6.172 20TCN 33-85) Lu lợng nớc cấp cho trạm clo Q = 0,6 Qhcl = 0,6 = m3/ h = 0,000833 m3/ s = 0,833 l/s Vận tốc nớc chảy ống V = 0,6 m /s Đờng kính ống DCl = 4.Q = V ì 0,000833 = 0,042 = 42 (mm) 3,14 ì 0,6 Chọn đờng kính ống dẫn clo D = 50 mm Lợng clo dùng ngày Qngcl = Qhcl 24 = 5ì24 = 120 kg / ng Với trọng lợng riêng clo 1,47 kg / l Lợng clo tiêu thụ ngày Vcl = 120 / 1,47 = 81,63 (l) Ta chọn số bình clo dự trữ trạm đủ dùng tối thiểu 30 ngày Lợng clo dùng 30 ngày GVHD ; THS, Lê Dung SVTH : 110 Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang Vcl30 = 81,63 30 = 2448,9 (l) Chọn bình clo loại 1000 (l), bình hoạt động bình dự trữ Từ lợng clo dùng Qhcl = kg ta chọn thiết bị định lợng loại PC.5, cloratơ công suất 1,28-20,5 kg/ l có dự trữ b) Cấu tạo nhà trạm Trạm xây cuối hớng gió Trạm clo xây dựng gian riêng biệt, gian đặt cloratơ, gian đặt bình clo lỏng, gian có cửa thoát dự phòng riêng Trạm đợc xây dựng cách ly với xung quanh cửa kín có hệ thông thông gió đợc thông gió thờng xuyên quạt với tần suất 12 lần tuần hoàn gió, không khí đợc hút điểm thấp Trong trạm có giàn phun nớc áp lực cao có bể chứa dung dịch trung hoà clo, có cố dung tích bình đủ để trung hoà Đờng kính ống cao su dẫn clo dCl = 1,2 ì Q: lu lợng giây lớn khí clo lỏng, Q V 4.Qcl h = ì 3,4 ì 10- Q= = 3,78.10- (Theo 6.175 20TCN 33-85) 3600 3600 V: Vận tốc đờng ống, lấy V = 0,8 (m/s) 3,78.10 dCl = 1,2 ì = 2,61.10 (m) = 2,61 (mm) 0,8 Chọn ống cao su có đờng kính mm , ống cao su đợc đặt ống lồng có độ dốc 0,01 đến thùng đựng clo lỏng, ống mối nối VII Trạm bơm cấp II Tính cho giai đoạn I Công suất giai đoạn I : Qtr = 60000 (m3/ngđ) Công suất cấp vào mạng lới : Qm = 57185,52 (m3/ngđ),cũng công suất trạm bơm cấp II Trạm bơm cấp II xây dựng lại thay tất bơm cũ Nga Bơm sinh hoạt : Theo phần tính toán sơ ta có: Lu lợng bơm : Qb = 227,63 (l/s) áp lực bơm là: Hb = 59,37 (m) Theo sổ tay máy bơm ta chọn bơm Onega 250 480A - Hệ thống đờng ống: - ống hút: Với bơm làm việc bơm dự trữ ta chọn hai ống hút chung chiều dài ống 15 (m) Lu lợng ống phải tải là: Q1ô = 455,26 (l/s) Chọn ống thép 700 (mm), tra bảng ta có: + Vận tốc Vh = 1,16 (m/s); 1000 i = 2,29 m - ống đẩy: Chọn ống đẩy Lu lợng ống phải tải là:Q1ô = 455,27 (l/s) Chọn ống thép 600 (mm), tra bảng ta có: + Vận tốc Vđ = 1,16 (m/s) + 1000 i = 2,29 m - ống vào bơm Bơm Omega 250 - 480B: Chiều dài ống vào bơm L = m Lu lợng vào: Qv = 267,82 l/s Chọn ống thép D 500 (mm), tra bảng ta có: GVHD ; THS, Lê Dung 111 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang + Vận tốc Vv = 1,28 (m/s) + 1000 i = 4,15 m Chọn ống đẩy D450, có V = 1,28 (m/s) 1000i = 4,15 m Xây dựng đờng đặc tính đờng ống , Xác định điểm làm việc hệ thống - Phơng trình xác định đặc tính ống: Hô = Hđh + S Qô2 Hđh:là chiều cao bơm nớc địa hình Hđh = ZĐ - ZBCMNTN + Hđ + Ho/ Trong đó: + ZĐ:cốt mặt đất điểm xây dựng đài, ZĐ = 5,5 m + ZBCMNTN :cao độ mực nớc thấp bể chữa nớc sạch, Z BC = (m) MNTN +Hđ:chiều cao xây dựng đài, Hđ = 47 m + Ho:chiều cao lớp nớc đài, Ho = m Hđh = 5,5 6,4 + 47 + / = 44,81 m S : sức kháng toàn phần ống đẩy Qô: lu lợng nớc chảy ống đẩy, Qô = 455,27 (l/s) H H 57,57 44,81 = 6,17.10 S = ô dh = 455,27 Qô Khi ống tải lu lợng Qôx : Hôx = Hđh + S Qôx2 Ta có bảng: Qôx 40 80 120 160 200 240 280 320 360 Hôx 44,81 45,21 46,1 48,59 50,68 53,37 57,65 62,52 67 72,07 - Từ giá trị ta dựng đợc đờng đặc tính ống *Đờng đặc tính ống làm việc song song xây dựng cách giữ nguyên tung độ nhân đôi hoành độ đờng đặc tính ống *Đặc tính bơm đợc xây dựng tơng tự nh cho trờng hợp bơm bơm làm việc song song Đờng đặc tính ống cắt đờng đặc tính bơm, bơm, bơm, bơm cho ta điểm làm việc hệ thống cấp bơm *Điểm 1: điểm làm việc bơm đờng ống *Điểm 2: điểm làm việc bơm đờng ống *Điểm 3: điểm làm việc bơm đờng ống *Điểm 4: điểm làm việc bơm đờng ống Hình 11.8 Đặc tính bơm đờng ống trạm bơm cấp II Tính toán cốt trục máy bơm Cốt trục máy bơm xác định theo công thức: Z mb = H h + MNTN BC (m) hh Trong đó: - H h : chiều cao hút hình học máy bơm, hh GVHD ; THS, Lê Dung 112 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang H hh h p a p bh h h NPSH A (m) Với: + pa: áp suất khí điều kiện làm việc, pa = bar = 104 (kg/m2) + pbh: áp suất bốc bão hoà nớc nhiệt độ làm việc, nhiệt độ 25oC tra bảng ta có: pbh = 0,02808 bar = 0,02808 104 kg/m2 + : tỉ trọng riêng nớc điều kiện làm việc, = 0,9976 kg/dm3 10 kg/m3 + h h :tổng tổn thất ống hút tính từ miệng phễu hút đến máy bơm, v2 h h = i ì l h + ì h (m) 2ìg + lh: chiều dài ống hút, l h = 65 m Chiều dài đoạn ống hút vào riêng bơm nhỏ nên ta bỏ qua + i = 2,90 ì 10 m/m v h = 1,06 m /s + : tổng hệ số tổn thất qua thiết bị côn thu, = 0,1 khóa, = ì = phễu thu, = 0,15 tê, = ì 1,5 = 4,5 cút 90o, = ì 0,5 = hh = 2,9 ì 10 ì 65 + ( 0,1 + + 0,15 + 4,5 + ) ì + NPSHA: độ dự trữ chống xâm thực cho phép, NPSH A NPSH + S = 3,5 + 0,5 = (m) 1,06 = 1,75 (m) ì 9,81 10 0,02808 ì 10 1,75 = 6,6 (m) 10 = 6,6 + 5,4 = 10,1 (m) h H hh Zmb Bơm chữa cháy cc áp lựcbơm chữa cháy : Htp = 50,81 (m) Lu lợng cần cugn cấp có cháy : QCC = 1190 ,52 (l/s) Khi có cháy cho bơm hoạt động đồng thời Xây dựng đờng đặc tính đờng ống.Xác định điểm làm việc hệ thống - Phơng trình xác định đặc tính ống: Hô = Hđh + S Qô2 + Hđh:là chiều cao bơm nớc địa hình Hđh = Zc - ZBCMNTN + HC Trong đó: - Zc:cốt mặt đất điểm có cháy bất lợi Theo tính toán điểm bất lợi điểm 61 có Z61 = 4,02 m - ZBCMNTN: cao độ mực nớc thấp bể chữa nớc sạch, ZBCMNTN = 7,74 m -HC: áp lực điểm có cháy: 10 m Hđh = 4,02 -7,74 + 10 (m) = 6,28 m +S:là sức kháng toàn phần ống đẩy +Qô:lu lợng nớc chảy ống đẩy, Qô = 1190,52 / = 595,26 l/s GVHD ; THS, Lê Dung 113 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang S= Hô Hdh Qô = 50,81 - 6,28 595,26 = 1,26 10-4 Khi ống tải lu lợng Qôx : Hôx = Hđh + S Qôx2 ta có bảng: 40 80 120 160 200 240 Qôx (l/s) Hôx (l/s) 6,28 6,62 9,33 13,17 20,03 27,18 35,8 Từ giá trị ta dựng đợc đờng đặc tính ống Giao điểm A điểm làm việc hệ thống có cháy 280 47,4 320 59,88 360 74,43 Hình 11.9 Đặc tính bơm đờng ống trạm bơm cấp II Bơm rửa lọc Theo tính toán phần bể lọc ta có thông số để chọn bơm rửa lọc: QB = 188 l/s HB = 10,5 m Theo sổ tay chọn bơm ta chọn bơm trục ngang Omega 300-300A, thông số đợc nêu phần tính toán sơ Giai đoạn II Công suất trạm: QTBII = 93816,6 (m3/ngđ) Lu lợng nớc cấp vào mạng lới: QML = 93816,6 (m3/ngđ) Bơm sinh hoạt Lu lợng bơm : Qb = 368,1 (l/s) Cột áp máy bơm sinh hoạt Hb = 58,11 (m) Ta sử dụng lại bơm trục ngang Omega 250-480A nhng thay bánh xe công tác có đờng kính 478 mm Ta tiến hành xây dựng đờng đặc tính đờng ống - Xác định điểm làm việc hệ thống Phơng trình xác định đặc tính ống: H ô = H dh + S ì Q (m) ô Trong đó: - Hdh: chiều cao bơm nớc địa hình, H Hdh = ZĐ MNTNBC + H Đ + O = 5,5 7,74 + 47 + = 46,76 m 2 S : sức kháng toàn phần ống đẩy Qố: lu lợng nớc chảy ống đẩy, Qố = 736,2 l/s H H 58,11 46,76 S = ô dh = = 2,094 ì 10 Qô 736,2 Khi ống tải lu lợng Qôx : H ô x = H dh + S ì Q ô x (m) GVHD ; THS, Lê Dung 114 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang Ta có bảng: 250 Qôx (l/s) 50 100 150 200 Hôx (l/s) 46,7 46,95 47,9 49,1 51,01 53,38 Từ giá trị ta dựng đợc đờng đặc tính ống 300 56,25 350 59,72 400 63,68 450 68,65 A B Hình 11.10 Đặc tính bơm đờng ống trạm bơm cấp II - GĐ II PA1 * Điểm số : Điểm làm việc bơm đờng ống * Điểm số : Điểm làm việc bơm đờng ống * Điểm số : Điểm làm việc bơm đờng ống * Điểm số : Điểm làm việc bơm đờng ống * A : Đờng đặc tính đờng ống * B : Đờng đặc tính đờng ống Tính toán cốt trục máy bơm Cốt trục máy bơm xác định theo công thức: Z mb = H h + MNTN BC (m) hh Trong đó:- H h : chiều cao hút hình học máy bơm, hh H hh h p a p bh h h NPSH A (m) Với: + pa: áp suất khí điều kiện làm việc, pa = bar = 104 (kg/m2) + pbh: áp suất bốc bão hoà nớc nhiệt độ làm việc, nhiệt độ 23oC tra bảng ta có: pbh = 0,02808 bar = 0,02808 104 kg/m2 + : tỉ trọng riêng nớc điều kiện làm việc, = 0,9976 kg/dm3 10 kg/m3 + h h :tổng tổn thất ống hút tính từ miệng phễu hút đến máy bơm, v2 h (m) 2ìg + lh: chiều dài ống hút, l h = 65 m Chiều dài đoạn ống hút vào riêng bơm nhỏ nên ta bỏ qua + i = 3,48 m/km v h = 1,32 m /s + : tổng hệ số tổn thất qua thiết bị côn thu, = 0,1 khóa, = ì = phễu thu, = 0,15 tê, = ì 1,5 = 4,5 h h = i ì l h + ì GVHD ; THS, Lê Dung 115 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang cút 90o, = ì 0,5 = 1,32 hh = 3,48 ì 10 ì 65 + ( 0,1 + + 0,15 + 4,5 + ) ì = 1,09 (m) ì 9,81 + NPSHA: độ dự trữ chống xâm thực cho phép, NPSH A NPSH + S = 3,5 + 0,5 = (m) 10 0,02808 ì 10 H 1,09 = 4,63 (m) 103 Zmb = 4,63 + 7,74 = 12,37 (m) Bơm chữa cháy Chọn bơm chữa cháy cc áp lực bơm chữa cháy : Htp = 76,22 (m) h hh Lu lợng bơm chữa cháy :: Qb = 602,67 (l/s) Theo sổ tay chọn bơm ta chọn bơm trục ngang Omega 300-700A có thông số: Ta tiến hành xây dựng đờng đặc tính đờng ống - Xác định điểm làm việc hệ thống Phơng trình xác định đặc tính ống: H ô = H dh + S ì Q (m) ô Trong đó: - Hdh: chiều cao bơm nớc địa hình, H dh = Z cc MNTN BC + H cc (m) bl ct cc : cốt mặt đất điểm bất lợi có cháy + Z bl Điểm bất lợi nút 61 có cốt mặt đất: Z75 = 4,02 (m) + H cc : áp lực tự cần thiết điểm bất lợi có cháy ct Với hệ thống chữa cháy áp lực thấp: H cc = 10 (m) ct H dh = 4,02 7,74 + 10 = 6,28 (m) - S : sức kháng toàn phần ống đẩy Q 1808,161 - Qô: lu lợng nớc chảy ống đẩy, Qô = = = 904,08 l/s 2 H H 76,22 6,28 S = ô dh = = 8,33 ì 10 Qô 904,08 Khi ống tải lu lợng Qôx : H ô x = H dh + S ì Q ô x (m) Ta có bảng: Qôx (l/s) Hôx (l/s) 6,28 100 7,98 200 11,47 300 15,62 400 21,43 500 28,90 600 38,03 700 48,82 800 61,27 900 75,38 Từ giá trị ta dựng đợc đờng đặc tính ống xác định đợc điểm làm việc bơm GVHD ; THS, Lê Dung 116 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang Tài liệu tham khảo : - Báo cáo nghiên cứu khoa học Công Ty Cấp thoát nớc Môi trờng đô thị Viwase Ts Nguyễn Văn Tín, Ths Nguyễn Thị Hồng, Ks Đỗ Hải Cấp nớc Tập Mạng lới cấp nớc Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2001 Ths Lê Dung, Công trình thu nớc Trạm bơm cấp thoát nớc, Nxb Xây Dựng Tiêu chuẩn Xây Dựng, TCXD 33 1985, Cấp nớc Mạng lới bên công trình Tiêu chuẩn thiết kế Ths Nguyễn Thị Hồng, Các bảng tính toán thuỷ lực, Nxb Xây Dựng, Hà Nội 2001 Thx Lê Dung, Sổ tay máy bơm, Nxb Xây Dựng, Hà Nội,1999 GVHD ; THS, Lê Dung 117 SVTH : Đồ án tốt nghiêp Thiết kế cải tạo mở rộng hệ thống cấp nớc thành phố Nha Trang GVHD ; THS, Lê Dung 118 SVTH :