1 THOÁT NƯỚC MƯA ĐÔ THỊ - THOÁT NƯỚC CHUNG Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT Chương : Nước mưa đô thò A THOÁT NƯỚC MƯA Giới thiệu Quá trình đô thò hóa vùng dân cư dẫn đến gia tăng lớn tỷ lệ phần trăm diện tích bề mặt không thấm nước (sự gia tăng đường bê tông nhựa, lợp, đường lát đá vào nhà xưởng ) Hậu tượng làm giảm, mưa, thể tích nước thấm vào lòng đất làm gia tăng lượng nước chảy tràn mặt Lượng nước chảy tràn yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến quy mô công trình, cần phải xác đònh thiết kế hệ thống thoát nước cho khu vực Về vấn đề tháo nước, xét cho lượng nước mưa, tạo dòng chảy xảy nhanh nhiều lưu lượng lớn lớn nhiều sau vùng nghiên cứu đô thò hóa so với trước (có thể đến 100 lần lớn hơn) Người kỹ sư chòu trách nhiệm quản lý vấn đề phải tìm cách giảm thiểu tối đa làm được, điều bất lợi hay tác hại gây dòng nước mưa gây (và nước thải dân dụng hệ thống cống) Trong chương đề cập đến phương pháp cho phép đánh giá lượng nước mưa phải tháo môi trường đô thò xảy mưa; tính toán lưu lượng tháo lớn liên quan đến dạng khác đòa hình, mô hình mưa khác nhau; cuối đề cập đến vài biện pháp phổ biến để giảm lưu lượng tháo nước mưa 6.1 Lượng mưa dòng chảy môi trường đô thò Lưu vực thoát nước Được xem diện tích hứng nước thu điểm Với tất lưu vực thoát nước, lưu vực có nằm khu thành thò hay không, tính thể tích lưu lượng nước dòng chảy tạo mưa phải kể đến: - đặc tính mưa: cường độ, thời gian kéo dài mưa, phân bố theo không gian thời gian; - đặc tính bề mặt lưu vực (thiên nhiên, tỷ lệ diện tích thấm nước, độ dốc, quy hoạch; - quy luật dòng chảy mặt Bảng sau trình bày hệ logic quan hệ hữu mưa (và đặc trưng nó), lưu vực (và đặc trưng nó) đặc trưng thủy đồ lượng nước xuất cần phải tháo khỏi lưu vực Quan trắc Tính chất Nguồn: Mưa Trong không khí - phân bố theo không gian thời gian mưa: biểu đồ thực tóm tắt Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT 3 Biến đổi: lưu vực thoát nước Vận chuyển: mạng lưới cống Kết quả: thủy đồ dòng chảy Vật lý - bề mặt * không thấm tháo trực tiếp * không thấm tháo gián tiếp * thấm không tháo (không nối liền với mạng lưới cống) * thấm tháo - nước giữ lại bởi: * bề mặt thấm * bề mặt không thấm - điều kiện mưa trước - mức độ lọc nước đất mưa Thủy lực - đặc tính mạng lưới cống tháo; - lan truyền thủy đồ dòng chảy mạng lưới cống - tích nước (trong ống dẫn hồ chứa) Thiết lập thủy đồ dòng chảy Bảng 6.1 6.1.1 Mưa Nước mưa rơi lưu vực trải qua giai đoạn chính: - làm ẩm bề mặt lưu vực thiết bò lắp đặt nơi đó; - phần thấm vào lòng đất hòa nhập vào tầng nước ngầm; - phần hình thành dòng chảy mặt điểm thu nước (hố ga, miệng cống, sông suối) 6.1.2 Dòng chảy Trong môi trường đô thò, vấn đề quản lý nước gây mưa thường ý nghóa lớn mục đích bảo vệ đời sống người giống khuôn khổ quản lý dòng chảy vùng ảnh hưởng sông lớn gây lũ lụt Ở chủ yếu đề phòng loại bỏ tác hại nước mưa tràn lên tài sản Trong áp dụng, có nhiều phương pháp đề nghò dùng để tính toán lưu lượng dòng chảy môi trường đô thò, theo quan tâm đến lưu lượng lớn quan tâm đến thay đổi lưu lượng dòng chảy theo thời gian (thủy đồ) Ở Bắc Mỹ, phương pháp tính gọi phương pháp « thích hợp » cho phép tính lưu lượng lớn sử dụng rộng rãi Thêm vào đó, nhờ vào phát triển máy tính ngày nay, máy tính cá nhân có nhớ trung tâm tương đối mạnh, kỹ sư ngày lập mô hình cho phép tính toán thiết lập thủy đồ cách nhanh chóng cho trường hợp khác mưa, dạng lưu vực khác nhau, dạng kết cấu hạ tầng dùng để thu nước khác Nhờ vào công Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT Chương : Nước mưa đô thò cụ này, tính toán thể tích cần hồ chứa nước tạm thời cách hiệu quả, khả trữ nước đường ống, thời gian nước chảy ống 6.2 Phương pháp thích hợp Phương pháp thích hợp, nghiên cứu áp dụng trước đời máy tính, cho phép tính toán cách nhanh chóng lưu lượng dòng chảy lớn cho mô hình mưa rơi xuống lưu vực tương đối bé (< km 2); phương pháp hoàn toàn thích hợp cho nghiên cứu lưu vực thành thò 6.2.1 Gốc khuếch tán Theo tài liệu, có lẽ phương pháp thích hợp sử dụng lần đầu vào năm 1851 Irlande Tuy vậy, người ta ghi nhận đến năm 1889 phương pháp biết đến Bắc Mỹ, tác giả Kuichling sử dụng để nghiên cứu hoạt động mạng lưới thu nước mưa khác môi trường đô thò Người ta đưa phương vào Anh năm 1906 biết tên phương pháp Lloyd-Davis Một thăm dò thực vào năm 1975 37 đô thò Canada cho biết khoảng 97% số sử dụng phương pháp thích hợp để nghiên cứu thiết kế hệ thống cống thoát nước mưa 6.2.2 Khai triển phương trình thích hợp Để giải thích phương trình thích hợp, xem lưu vực thủy đồ dòng chảy sau: tn-1 tn tj tj-1 An Aj t=t1 t=0 Khoa Quy Hoạch A1 Vò trí tập trung thoát nước lưu vực Hình 5.1 Lưu vực đường đẳng thời gian tập trung nước Bộ môn KTĐT 5 Lưu lượng tháo Mưa có cường độ không đổi,I, rơi lưu vực kéo dài khoảng thời gian ∆t Nước tháo góp phần từ diên tích Aj ∆t o t1 tj-1 tj tn Thời gian Hình 6.2 Thủy đồ dòng chảy cho mưa có cường độ không đổi rơi lưu vực thời gian ∆t Để thiết lập biểu đồ trên, dựa vào đường đồng dòng chảy (theo đònh nghóa điểm từ nước cần phải có thời gian để tập trung điểm tập trung khu vực) Các đường đồng dòng chảy xác đònh diện tích A 1, A2, A n (trong A j đònh nghóa diện tích giới hạn đường đồng dòng chảy t j-1 tj) Biến t thời gian trôi qua mưa Trong khuôn khổ giới thiệu phương pháp, lựa chọn đường đồng dòng chảy sau: t1 = t1 − t = ∆t t = t − t = 2∆t t = t − t = 3∆t t j = t j − t = j∆t t n = t n − t = n∆t Chúng ta xét cho trường hợp sau đây: Trường hợp Giả sử là, mưa rơi toàn lưu vực có cường độ I hoàn toàn giống kéo dài khoảng thời gian ∆t Chúng ta giả thiết C j tỷ lệ mưa rơi diện tích A j tạo nên dòng chảy (hệ số dòng chảy) Chúng ta tính lưu lượng Q(t) thoát lưu vực sau: lúc t=0, lúc t1=∆t, lúc t2=2∆t, lúc tj=j∆t, lúc tn=n∆t, Q(0) =0 Q(t1) =A1IC1 Q(t2) =A2IC2 Q(tj) =AjICj Q(tn) =AnICn đó: - A1I thể tích nước mưa rơi diện tích A từ lúc khởi đầu mưa thời điểm t1=∆t; Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT Chương : Nước mưa đô thò - A1IC1 thể tích nước dòng chảy (trong thời đoạn ∆t), tháo khỏi lưu vực, đến từ A1 Trong đồ thò trên, giới thiệu thủy đồ dòng chảy, có nghóa lưu lượng tháo thay đổi theo thời gian Q(t) khỏi khu vực (tại vò trí tháo nước lưu vực) Đó thay đổi liên tục tương ứng với mưa kéo dài thời đoạn ∆t, cường độ không đổi I, rơi xuống toàn lưu vực Trường hợp Trong trường hợp ta xét cho mưa có cường độ không đổi trường hợp trên, với trường hợp thời gian mưa kéo dài gấp đôi, ∆t, rơi xuống toàn khu Thủy đồ tương ứng cho trường hợp thiết lập nguyên lý dựa vào thủy đồ trường hợp cộng thêm vào thủy đồ lệch thời đoạn ∆t Chúng ta tính lưu lượng thoát khỏi lưu vực sau: lúc t=0, Q(0) =0 lúc t1=∆t, Q(t1) =A1IC1 lúc t2=2∆t, Q(t2) = A1IC1 + A2IC2 lúc t3=3∆t, Q(t3) = A2IC2 + A3IC3 lúc tj=j∆t, Q(tj) = Aj-1ICj-1 + AjICj lúc tn=n∆t, Q(tn) = An-1ICn-1 + AnICn lúc tn+1=(n+1)∆t, Q(tn+1) = AnICn Trường hợp Ta xét cho trận mưa có cường độ không đổi, I, xét cho trường hợp thời gian kéo dài mưa n∆t rơi xuống toàn lưu vực Chúng ta tính lưu lượng tháo khỏi lưu vực sau: lúc t=0, lúc t1=∆t, Q(0) =0 Q(t1) =A1IC1 lúc tj=j∆t, Q(tj) = ∑ Ak IC k lúc tn=n∆t, lúc tn+1=(n+1)∆t, Q(tn) = An-1ICn-1 + AnICn Q(tn+1) = AnICn j k =1 Trong trường hợp giới thiệu trên, trường hợp tương tự khác mà ta dễ dàng thiết lập, xét cho mưa có cường độ không đổi xảy toàn lưu vực rút kết luận sau: a Nếu thời gian mưa tn thời gian cần thiết để giọt mưa rơi vò trí xa đến cống thoát nước cho lưu vực, ta thấy trường hợp tổng thể lưu vực tham gia tạo nên lưu lượng tháo Q(t) thay đổi theo thời gian Điều có nghóa n tiểu diện tích Ai tham gia vào tạo dòng b Nếu thời gian mưa rơi lớn t n, giá trò lưu lượng tháo khỏi lưu vực Q(t n) tồn khoảng thời gian sai biệt thời gian kéo dài mưa tn Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT 7 c Chúng ta nhận lưu lượng tháo lớn thời gian kéo dài mưa với tn (đây thời gian ta thường gọi thời gian tập trung nước lưu vực, t c); điều có nghóa toàn diện tích lưu vực có hội tham gia vào tạo dòng thoát khỏi lưu vực d Khi thời gian kéo dài mưa bé t n, lưu lượng dòng chảy thoát khỏi lưu vực bé lưu lượng lớn 6.2.3 Thiết lập phương trình thích hợp Chúng ta nhớ lại, lưu lượng thoát khỏi lưu vực có dạng giới thiệu trước, ta tính lưu lượng thoát mưa có cường độ không đổi, I, rơi xuống toàn lưu vực kéo dài khoảng thời gian tn với thời gian tập trung nước t c lưu vực nhờ vào phương trình sau đây: n n k =1 k =1 Q( t n ) = Q( t c ) = ∑ Ak IC k = I ∑ Ak C k Một cách tổng quát, biết (hoặc xác đònh) giá trò R đặc trưng chung cho dạng lưu vực, C hệ số dòng chảy Nói cách khác tỷ lệ thể tích nước tham gia tạo dòng chảy mặt (một phần thấm vào lòng đất) Hơn nữa, n ∑A k =1 k diện tích toàn lưu vực, ta thay R k đại lượng đặc trưng cho lưu vực (không đổi, R), phương trình viết dạng sau: n Q( t n ) = Q( t c ) = I ∑ Ak C k = AIC k =1 Ta gọi phương trình thích hợp ta thường viết dạng: Q = KCIA (6-1) với K hệ số quy đổi Trong bảng sau đònh nghóa biến phương trình đơn vò tương ứng nó: Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT Chương : Nước mưa đô thò Biến Q: lưu lượng lớn A: diện tích lưu vực I: cường độ mưa C: hệ số dòng chảy K: hệ số quy đổi Đơn vò m /s mm/h không đơn vò 2.78*10-3 m3/s km2 mm/h không đơn vò 0.278 Bảng 5.2 Biến phương trình thích hợp đơn vò tương ứng 6.2.4 Cơ sở phương trình thích hợp Sự sử dụng phương trình thích hợp dựa sở giả thiết sau đây: - cường độ mưa không đổi suốt trình mưa rơi; - cường độ mưa giống toàn lưu vực; - mưa rơi lưu vực kéo dài suốt trình mưa; - hệ số dòng chảy có giá trò không đổi suốt trình mưa hệ số không phụ thuộc vào cường độ mưa, I Tuy nhiên thực tế, ta thấy giá trò có xu hướng gia tăng thời gian kéo dài mưa; - với mưa có cường độ không đổi nào, dòng chảy tạo cực đại thời gian mưa với thời gian tập trung nước đặc trưng cho lưu vực; - bề mặt xem không thấm (đường, mái che, sân phủ vật liệu không thấm ) phân phối toàn diện tích lưu vực; - tần số xuất lưu lượng lớn tần suất mưa sử dụng tương ứng Nói cách khác đi, ví dụ chọn mưa xuất trung bình 10 năm lần để tính lưu lượng lớn tương ứng lưu lượng xuất cách trung bình 10 năm lần; - với lưu vực có dạng hình chữ nhật, khởi đầu mưa có cường độ không đổi, tỷ lệ diện tích lưu vực tham gia vào tạo dòng nơi thoát khỏi lưu vực gần với tỷ lệ thời gian kéo dài mưa thời gian tập trung nước lưu vực Ta gọi lưu lượng lớn tiêu chuẩn tính từ phương trình thích hợp tất điều kiện thỏa mãn Tuy giả thiết đơn giản hóa, phương trình thích hợp cho phép dễ dàng tính giá trò lớn dòng chảy gây mưa Kết tính tương đối xác cho phép thiết kế phần lớn mạng lưới thoát nước không lớn (trong phạm vi km2 trở xuống) Ngoài ra, ta có phương pháp tính toán khác thường chương trình hóa sử dụng máy tính thường có lợi điểm cho phép tính tất lưu lượng, kể lưu lượng lớn Nhiều điều kiện biên khác ràng buộc toán đưa vào thuận tiện phương pháp (mưa có cường độ thay đổi theo không gian thời gian, hệ số dòng chảy thay đổi, ) Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT 9 6.2.5 Lưu vực Tất đường ống tháo nước thiết kế cho vùng nhằm mục đích tháo nước mưa lưu vực Nhằm bảo đảm đường dẫn có khả mặt thủy lực dó nhiên không cần thiết lớn cách không cần thiết, cần phải biết với độ xác tối đa có thể, tất yếu tố ảnh hưởng đến giá trò lưu lượng cần tháo Với lưu vực, tiểu lưu vực (nếu lưu vực có dạng trải dài), phải biết: - quy hoạch tương lai khu vực (để đánh giá hệ số dòng chảy); - tính thấm nước tương lai đất; - độ dốc lưu vực tiểu lưu vực; - đường thoát dòng chảy 6.2.6 Chu kỳ lặp lại mưa (chu kỳ tràn cống) Chu kỳ lặp lại mưa P ảnh hưởng đến cường độ mưa đònh kích thước, khối lượng hệ thống thoát nước Chọn chu kỳ P theo cách: (1) Kinh nghiệm (2) Phân tích rủi ro (3) Phân tích kinh tế nước Trong phân tích kinh tế nước, ứng với chu kỳ P xác đònh mức đầu tư cho công trình đồng thời đánh giá thiệt hại mưa có chu kỳ lớn gây Rõ ràng chọn p lớn mức đầu tư tăng cao thiệt hại giảm ngược lại; qua phân tích kinh tế chọn P tối ưu Trong dự án ‘Thoát nước lưu vực Nhiêu Lộc – Thò Nghè’, công ty CDM từ phân tích số liệu điều tra kinh tế điều tra mức độ thiệt hại mưa gây úng ngập TP HCM giai đoạn 1994 – 1995 đề nghò chu kỳ p = năm cho hệ thống cống ngầm (cấp II, III, IV), p = năm cho kênh Nhiêu Lộc – Thò Nghè (cấp I) phù hợp với điều kiện kinh tế TP HCM tương lai gần Như việc chọn chu kỳ mưa tính toán p phụ thuộc vào trạng kinh tế xã hội khu vực hướng phát triển nó; lấy p thành phố phát triển cao Tokyo, San Francisco, … dùng cho thành phố có mức sống thấp Hà Nội, TP HCM, … đầu tư cho hệ thống thoát nước cao không tương xứng với thiệt hại mà tránh được; phạm vi Việt Nam có khác biệt p TP HCM thành phố nhỏ khác Nhưng dự án thoát nước nhỏ, điều kiện phân tích kinh tế xã hội tổng thể, chu kỳ mưa tính toán p thường chọn theo kinh nghiệm + Theo Tiêu Chuẩn Việt Nam (TCVN 4449: 1987): - Đối với khu dân cư: Khu đường nhánh, khu vực Khu đường p (năm) ĐK thuận lợi trung bình ĐK thuận lợi 1-2 Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT Chương : Nước mưa đô thò 10 ĐK không thuận lợi ĐK đặc biệt không thuận lợi ĐK trung bình 2-3 ĐK không thuận lợi 5-10 ĐK đặc biệt không thuận lợi 10-20 Điều kiện (ĐK) thuận lợi: Diện tích lưu vực Flv ≤ 150ha độ dốc đòa hình iđh 0,005 ĐK trung bình: Flv > 150ha iđh ≤ 0,005 Flv ≤ 150ha iđh = 0,005÷0,02 ĐK không thuận lợi: Flv > 150ha iđh > 0,005 Flv ≤ 150ha iđh > 0,02 ĐK đặc biệt không thuận lợi: Cống thoát nước mưa từ vùng trũng lưu vực - Đối với khu công nghiệp: Hậu ngập úng p (năm) Không gián đoạn sản xuất Gián đoạn sản xuất 3-5 + Theo Hiệp Hội Kỹ Sư Công Chánh Mỹ (ASCE): Khu vực Đất nông nghiệp, nghóa trang Khu dân cư, quan Khu thương mại, công nghiệp, nhà ga, phi trường, bến cảng ≤ p (năm) 10 6.2.7 Cường độ mưa Vấn đề áp dụng phương trình thích hợp đòi hỏi phải chọn giá trò cường độ mưa, I Đây thông số phụ thuộc vào vò trí, vùng có lưu vực khảo sát Để có xác đònh hợp lý, trước hết phải đánh giá thời gian tập trung nước, t c,, lưu vực ta muốn tính lưu lượng dòng chảy lớn Tiếp theo, ta phải xác đònh chu kỳ mưa xuất áp dụng tính toán Điều dó nhiên tùy thuộc vào quy đònh có tính cách pháp lý 6.2.8 Quan hệ Cường độ - Thời gian mưa - Tần số (đường cong IDF) Các đường cong IDF theo đònh nghóa, đồ thò giới thiệu thay đổi cường độ trung bình mưa, hàm thời gian kéo dài mưa cho loại mưa kéo dài thời gian ngắn (< giờ, 300 ha) ta phải kể đến hệ số mưa không Khi công thức tính lưu lượng tính toán : Qtt = η.C.q.F η hệ số mưa không hay gọi hệ số phân bố mưa xác đònh sau : η= q tb q max qtb cường độ mưa trung bình toàn diện tích thoát nước mưa qmax cường độ mưa lớn điểm lưu vực tính toán Trong trường hợp đủ tài liệu, hệ số mưa không tham khảo giá trò bảng sau : Diện tích lưu vực (ha) η 300 0.96 500 0.94 1000 0.91 2000 0.87 3000 0.83 4000 0.80 Bảng 5.12 6.3.5 Giảm lưu lượng dòng chảy môi trường đô thò Vấn đề đầu tư để thực công trình nhằm để chủ động dẫn nước kiểm soát lưu lượng lớn (nó xảy tương đối hiếm, từ năm đến 10 năm) thường tương đối lớn, nhiệm vụ người kỹ sư phải tìm biện pháp hữu hiệu để giảm cách đáng kể lưu lượng Để đạt đến mục tiêu này, có phương pháp bản: * phát triển kỹ thuật nhằm giữ nước chỗ, vài phút; * tạo hồ chứa có kích thước đủ lớn lưu vực để trữ nước tạm thời 6.3.5.1 Làm chậm nước chảy Vấn đề quản lý nước chảy môi trường đô thò ngày nhận biết có ích giữ nước dòng chảy muốn hạn chế tối đa hư hại gây từ dòng chảy nhanh lưu lượng lớn Một gợi ý ta nên làm chậm việc tháo nước khỏi nơi phát sinh Từ đó, giảm cách đáng kể giá thành xây dựng công trình hạ tầng dùng để thu nước Để giữ làm chậm dòng chảy, có thể: - điều hòa việc tháo nước mưa rơi lên mái lợp; Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT 29 29 - tháo nước qua bề mặt phủ cỏ cho nước rơi mái lợp; - điều hòa việc thoát nước mưa rơi bãi đất trống (sân chơi, bãi đậu xe ); - tháo nước hố chứa nước hay khu dân cư 6.3.5.2 Sự làm chậm giảm dòng chảy nhờ vào hồ chứa lưu vực Khi có thể, phần hay toàn bộ, giữ hay làm chậm dòng chảy phương pháp trình bày sau đây, giảm cách đáng kể lưu lượng lớn dòng chảy nhờ vào hồ chứa tích trữ nước tạm thời lưu vực Chấp nhận hồ chứa tích trữ nước, có tác dụng giảm cách đáng kể lưu lượng lớn nhất, thể qua việc giá trò đỉnh thủy đồ giảm xuống có kể đến công trình tích nước hệ thống Thể tích diện tích trung bình cần thiết hồ chứa nước phụ thuộc vào: - thể tích nước lớn mà ta cần giữ lại; - thay đổi lớn mực nước chấp nhận được; - hiệu kinh tế thực liên quan đến việc xây dựng hệ thống thu nước đô thò vùng hạ lưu hồ giữ nước; - sử dụng cho mục đích khác hồ chứa (các dạng thể thao nước) Hình vẽ sau trình bày sơ đồ làm việc hồ chứa nước tạm thời Tuy vậy, không quên để thiết kế hồ trữ nước, phải biết thủy đồ dòng chảy vào hồ giữ nước dự kiến A Hồ trữ nước Hình 6.7 Hồ trữ nước tạm Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT Chương : Nước mưa đô thò 30 Lưu lượng Q (m3/s) Thủy đồ dòng chảy sau đô thò hoá (chưa có hồ trữ) Dung tích trử Thủy đồ dòng chảy sau đô thò hoá (có hồ trữ) Thủy đồ dòng chảy trước đô thò hoá Thời gian Hình 6.8 Thủy đồ dòng chảy điểm A trước sau xây dựng hồ trữ nước Thể tích tham gia điều hòa nước mưa hồ xác đònh theo công thức sau : W = KQtt t tt K hệ số phụ thuộc vào mức độ điều hòa hồ α (tỷ số lưu lượng điều tiết lưu lượng nước mưa tính toán vò trí xả vào hồ, α[...]... i độ dốc bề mặt I cường độ mưa (mm/phút) l chiều dài đoạn nước chảy Trong trường hợp thiếu tài liệu và tính toán sơ bộ tm có thể được lấy như sau : - Nếu trong tiểu khu không có hệ thống thoát nước mưa : tm=10 phút - Nếu trong tiểu khu có hệ thống thoát nước mưa : tm=5 phút tr : thời gian nước chảy trong rãnh : l t r = 1,25 r (s) vr với lr chiều dài rãnh và vr vận tốc nước mưa chảy cuối rãnh ; hệ số... chảy nước mưa từ đầu rãnh (vr=0) đến lúc đạt được vận tốc cuối rãnh tf : thời gian nước chảy trong ống đến tiết diện tính toán Ml t f = 0 (s) v0 với l0 chiều dài ống và v0 vận tốc nước chảy trong ống và M hệ số tính đến sự chậm trễ của dòng chảy nước mưa và được lấy như sau : M=2 khi đòa hình lưu vực thoát nước mưa bằng phẳng ; M=1,2 khi đòa hình lưu vực thoát nước mưa dốc (>0,5%) 6.3.2 Cường độ mưa. .. : Nước mưa đô thò 28 6.3.4 Hệ số mưa không đều Khi xác đònh lưu lượng tính toán nước mưa trên một lưu vực lớn (>300 ha) ta phải kể đến hệ số mưa không đều Khi đó công thức tính lưu lượng tính toán sẽ là : Qtt = η.C.q.F trong đó η chỉ hệ số mưa không đều hay còn gọi là hệ số phân bố mưa được xác đònh như sau : η= q tb q max trong đó qtb chỉ cường độ mưa trung bình trên toàn bộ diện tích thoát nước mưa. .. ta chấp nhận thời gian kéo dài cơn mưa tính toán chính bằng thời gian tập trung nước Nói một cách khác đi, ta xác đònh lưu lượng tính toán nước mưa căn cứ vào thời gian tập trung nước Lưu lượng tính toán nước mưa được xác đònh bởi quan hệ sau : Q = CqF trong đó : C : hệ số dòng chảy q : cường độ mưa (l/s/ha) F : diện tích lưu vực thoát nước mưa (ha) 6.3.1 Thời gian mưa tính toán Cũng tương tự như phương... dòng chảy C như sau : q C= c qr trong đó qr, qc lượng nước mưa rơi trên 1 ha và lượng nước mưa chảy vào mạng lưới thoát nước mưa từ 1 ha ấy Hệ số dòng chảy phụ thuộc vào tính chất, độ dốc và lớp phủ bề mặt, cường độ mưa, thời gian mưa và được xác đònh như sau : C = Z tb q 0.2 t 0.1 trong đó : q chỉ cường độ mưa (l/s/ha) t chỉ thời gian kéo dài cơn mưa (phút) Ztb hệ số biểu thò mặt phủ trung bình toàn... mưa dạng I=M/(t+B) như sau: Chu kỳ mưa xuất hiện (năm) Cường độ mưa (mm/giờ) 0.25 0.50 1 2 5 10 533.4/(t+5) 863.6/(t+7) 1244.6/(t+9) 1778.0/(t+12) 2184.4/(t+12) 2743.2/(t+14) Bảng 5.3 Cường độ mưa cho vùng Montréal Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT Chương 6 : Nước mưa đô thò 12 Cường độ mưa (cm/phút) nă m nă m nă m nă m Thời gian mưa (phút) Hình 6.3 Cường độ mưa cho vùng Québec 6.2.9 Thời gian tập trung nước. .. 0.007 1000 Bài giải : Ví dụ 2 : Cho một hệ thống thoát nước mưa như sơ đồ sau Nước mưa sau khi tập trung sẽ thoát về nút số 5 Cho biết cống tròn bê tông có hệ số nhám n=0.015 Cho biết cống có trên thò trường gồm các loại có đường kính D=1.2m, 1.5m,1.8m và 2.0m Nước mưa thu trên các diện tích tương ứng, chảy tập trung về các hố ga như hình vẽ Cho biết cường độ mưa i tính theo phương pháp thích hợp trong... Do đó, thời gian tập trung nước sẽ được tính như sau: Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT 13 13 tc = te + t f Đường phố Miệng thu nước Đường ống thoát nước Hố ga Hình 6.4 Hệ thống thoát nước mưa trên đường 6.2.10 Thời gian đi vào cho một tiểu lưu vực, t e Thời gian đi vào te của một tiểu lưu vực là thời gian dài nhất cần thiết để nước trong tiểu lưu vực này đi đến được miệng thu nước Nó phụ thuộc vào: - độ... rãnh có thể chứa nước; - Phương pháp thích hợp chỉ giới hạn trong nghiên cứu cho mưa rơi một cách đều đặn trên toàn lưu vực hoặc 1 phần lưu vực; Ví dụ 1 : Cho một hệ thống thốt nước mưa như sơ đồ sau Nước mưa sau khi tập trung sẽ thốt về nút số 5 Cho biết cống tròn bê tơng có hệ số nhám n=0.015 Cho biết cống có trên thị trường gồm các loại có đường kính D=1.2m, 1.5m,1.8m và 2.0m Nước mưa thu trên các... nên làm chậm việc tháo nước ra khỏi nơi phát sinh Từ đó, chúng ta có thể giảm một cách đáng kể giá thành xây dựng các công trình hạ tầng dùng để thu nước Để giữ hoặc làm chậm dòng chảy, chúng ta có thể: - điều hòa việc tháo nước mưa rơi lên các mái lợp; Khoa Quy Hoạch Bộ môn KTĐT 29 29 - tháo nước đi qua các bề mặt phủ cỏ cho nước rơi trên các mái lợp; - điều hòa việc thoát nước mưa rơi trên các bãi