Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng cấp thoát nước CHƯƠNG 3: MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 3.1.1. Mạng lưới cấp nước và các yêu cầu của MLCN 3.1.2. Qúa trình phân bố tuyến ống của MLCN 3.1.3. Nội dung thiết kế mạng lưới thoát nước 3.1.4. Phân bố mạng lưới cấp nước 3.1.5. Các nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước 3.1.6. Phân cấp mạng lưới cấp nước 3.1.7 Tính toán mạng lưới cấp nước
10/26/20 13 1 Chương 3 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC ML CẤP THOÁT NƯỚC 3.1. MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 3.1.1. Mạng lưới cấp nước và các yêu cầu của MLCN 3.1.2. Quá trình phân bố tuyến ống của MLCN 3.1.3. Nội dung thiết kế mạng lưới thoát nước 3.1.4. Phân loại mạng lưới cấp nước 3.1.5. Các nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước 3.1.6. Phân cấp mạng lưới cấp nước 3.1.7. Tính toán mạng lưới cấp nước 10/26/20 13 2 3.1.1. Mạng lưới cấp nước và các yêu cầu của MLCN MLCN là một bộ phận của hệ thống cấp nước, là tập hợp các loại đường ống với các kích cỡ khác nhau, làm nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nước đến các nơi tiêu thụ. Giá thành xây dựng chiếm từ 50-70% tổng giá thành xây dựng toàn bộ HTCN. 1 3 4 7 SÔNG CH?T KH? TRÙNG ĐU ? NG ? NG D?N N U ? C 2 5 6 4 Đường ống dẫn nước Chất khử trùng 3.1.1. Mạng lưới cấp nước và các yêu cầu của MLCN MLCN là một tập hợp các loại đường ống gồm các đường ống chính, chủ yếu dùng để vận chuyển nước đi xa và các đường ống nhánh làm nhiệm vụ phân phối nước vào ngôi nhà, tiểu khu, …. Đường ống chính Đường ống nhánh 10/26/20 13 3 3.1.1. Mạng lưới cấp nước và các yêu cầu của MLCN MLCN phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây: Cấp đủ lưu lượng tới mọi đối tượng dùng nước dưới áp lực yêu cầu và chất lượng tốt Cung cấp nước thường xuyên, liên tục và chắc chắn đến mọi đối tượng dùng nước trong phạm vi thiết kế. Thiết kế sao cho chi phí xây dựng và quản lý mạng lưới cũng như mọi công trình liên quan tới nó (TBC II, đài nước, bể chưa) là thấp nhất. • Lựa chọn hình dạng mạng lưới (vạch tuyến mạng lưới); • Vật liệu làm ống; • Xác định đường kính ống sao cho kinh tế nhất. 3.1.2. Quá trình phân bố tuyến ống của MLCN Sự phân bố các tuyến ống của MLCN phụ thuộc vào: Đặc tính quy hoạch cấp nước của khu vực: • Sự phân bố các đối tượng dùng nước riêng rẽ, • Sự bố trí các tuyến đường; • Hình thù, kích thước các khu nhà ở, công xưởng, cây xanh. Sự có mặt của các chướng ngại vật thiên nhiên hay nhân tạo khi tiến hành đặt ống. Địa hình của khu vực sẽ thiết kế HTCN. 10/26/20 13 4 3.1.3. Nội dung thiết kế MLCN Thiết kế MLCN gồm các bước cơ bản sau đây: Vạch tuyến MLCN; Lập sơ đồ phân bố lưu lượng cho ML: • Xác định lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống; • Tính toán thủy lực MLCN: chọn đường kính ống, xác định tổn thất áp lực trên các đoạn ống và toàn ML và cuối cùng là xác định chiều cao đài nước và áp lực công tác máy bơm cấp II. Tính toán thiết kế và bố trí công trình trên MLCN; Bố trí đường ống cấp nước trên mặt cắt đường phố, trình bày mặt cắt dọc (trắc dọc) của các tuyến ống thiết kế. Bản đồ địa hình khu vực: vị trí thành phố, nguồn nước, các tuyến ống dẫn nước hiện hữu. Bản đồ quy hoạch và số liệu quy hoạch của thành phố Bản đồ quy hoạch các công trình ngầm Mặt cắt ngang đường phố Tài liệu về địa chất công trình và địa chất thủy văn. 10/26/20 13 5 3.1.4. Phân loại MLCN Tùy theo quy mô và tính chất của các đối tượng dùng nước, người ta phân ra: Mạng lưới cụt Mạng lưới vòng Mạng lưới hỗn hợp Chỉ cho nước chảy đến điểm cấp nước theo một chiều nhất định và kết thúc ở đầu nút của các tuyến ống. Mạng lưới cụt 3.1.4. Phân loại MLCN (tt) Ưu điểm: Dễ tính toán; Tổng chiều dài đường ống nhỏ. Nhược điểm: Không đảm bảo an toàn cấp nước. Ứng dụng: cho thành phố nhỏ, thị xã, thị trấn không có KCN hoặc đối tượng không yêu cầu cấp nước liên tục. 10/26/20 13 6 Mạng lưới vòng Là ML đường ống khép kín, nước được cung cấp nước tới một điểm nào đó bằng hai hay nhiều đường khác nhau. 3.1.4. Phân loại MLCN (tt) Nhược điểm: • Khó xác định chiều nước chảy khó tính toán. • Tổng chiều dài ML đường ống lớn giá thành xây dựng và quản lý cao. Ưu điểm: Đảm bảo cung cấp nước an toàn và liên tục. 3.1.4. Phân loại MLCN (tt) Kết hợp được ưu điểm của cả 2 loại trên. Mạng lưới vòng: dùng cho cấp truyền dẫn và những đối tượng tiêu thụ nước quan trọng. Mạng lưới cụt: phân phối cho những điểm ít quan trọng hơn. Mạng lưới hỗn hợp 10/26/20 13 7 3.1.5. Nguyên tắc vạch tuyến MLCN Khi vạch tuyến MLCN cần dựa trên các nguyên tắc sau: ML phải bao trùm được các đối tượng dùng nước; Tổng chiều dài toàn ML là nhỏ nhất; Các tuyến ống chính phải đặt theo đường phố lớn, hướng về phía cuối mạng lưới và các điểm dùng nước tập trung, cách nhau 300-600mm và 1 ML phải có ít nhất 2 tuyến ống chính; Các ống chính nối nhau bằng các ống nhánh, cách nhau 400- 800mm và hạn chế việc bố trí đường ống đi qua sông, đê, đầm lấy, đường xe hỏa, khu nghĩa địa, BCL; Kết hợp chặt chẽ giữa hiện tại và phát triển trong tương lai của khu vực. 1 2 3 4 5 Khoảng cách giữa các ống nhánh Khoảng cách giữa các ống chính 10/26/20 13 8 3.1.6. Phân cấp MLCN Cấp 1 Cấp 2 Tùy thuộc vào quy mô mạng lưới và cỡ ống thường chia thành: 2 cấp với mạng lưới nhỏ 3 cấp với mạng lưới lớn: • ML cấp 1 (tuyến ống cấp 1), • ML cấp 2 (tuyến ống cấp 2), • ML cấp 3 (tuyến ống cấp 3). Tuyến ống cấp 2 Tuyến ống cấp 1Nút/điểm lấy nước 10/26/20 13 9 • ML hay tuyến ống cấp 1 o Làm nhiệm vụ truyền dẫn và điều hòa áp lực o Đường kính ống ≥ 300mm o Mật độ tuyến ống cấp 1 càng nhiều cấp nước càng an toàn. o Khoảng cách giữa các tuyến ống cấp 1 từ 300-600mm • ML hay tuyến ống cấp 2 o Dẫn và phân phối nước cho từng khu trong ML o Đường kính ống từ 150-250mm o Tuyệt đối không đấu nối trực tiếp nước vào nhà từ các tuyến ống cấp 1 và 2. 3.1.6. Phân cấp MLCN (tt) • ML hay tuyến ống cấp 3 o Là mạng lưới cụt dạng nhánh cây, gồm các tuyến ống có đường kính ≤ 150mm. o Đi vào các ngõ, các tiểu khu để phân phối nước vào các hộ gia đình. o Lưu ý: • Khi tính toán thủy lực ML có thể không tính đến tuyến ống cấp 3, coi nước đi vào ML cấp 3 như là phân phối đều trên dọc tuyến cấp 2; • Có giá trị lưu lượng quy về 2 nút ở đầu và cuối của mỗi đoạn ống cấp 2. 3.1.6. Phân cấp MLCN (tt) 10/26/20 13 10 3.1.7. Tính toán MLCN Mục đích: •Xác định Q toàn mạng lưới 1 •Xác định lưu lượng q trên từng đoạn ống: q dđ , q ttr ,q nút 2 •Chọn đường kính d ống cấp nước •Xác định tổn thất áp lực trên đường ống 3 •Xác định chiều cao đài nước 4 •Tính toán áp lực công tác của máy bơm, chọn bơm. 5 3.1.7. Tính toán MLCN (tt) 1. Xác định Q tính toán cho toàn mạng o Phải xác định cho 3 trường hợp: 24 . .max max QK Q h 24 . .min min QK Q h cccc qnQQ 6,3 max (m 3 /h) (m 3 /h) (m 3 /h) [...]... ống d theo qtt, và các số liệu khác: 1000i, v tra ở bảng tính thủy lực đối với ống bằng gang 3.2 TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 3.2.1 Những đặc điểm hình học của MLCN 3.2.2 Tổ chức nhiệm vụ tính toán MLCN 3.2.3 Tính toán thủy lực mạng lưới cụt 3.2.4 Tính toán thủy lục mạng lưới vòng 3.2.5 Xác định chiều cao đài nước 20 10/26/2013 3.2.1 Những đặc điểm hình học của MLCN Đa số MLCN là mặt phẳng,... dùng nước cố định (tại các nút trong mạng lưới) Cao trình mặt đất của tất cả các nút trong hệ thống 29 10/26/2013 3.2.4 Tính toán thủy lực mạng lưới vòng (tt) Các phương pháp điều chỉnh lưu lượng: Những đại lượng chưa biết khi tính toán điều chỉnh lưu lượng Lưu lượng và tổn thất áp lực trên tất cả các đoạn ống của mạng lưới Cột áp tại tất cả các nút của mạng lưới 3.2.4 Tính toán thủy lực mạng lưới. .. thất áp lực từ trạm bơm đến đài là 4m Tính: 1/ Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống 2/ Lập bảng tính thủy lực của MLCN 3/ Chiều cao xây dựng đài nước và áp lực công tác của máy bơm 3.2.4 Tính toán thủy lực mạng lưới vòng Tính toán ML vòng rất phức tạp, vì: Rất khó xác định phương chuyển động của nước tới một điểm nào đó một cách chính xác Ví dụ: từ 14 nước có thể chuyển động theo hai hay nhiều... kính cho các đoạn ống của ML cần phải biết lưu lượng nước tính toán trong các đoạn ống đó Trước khi tính toán MLCN, cần phải biết: o Hình thù của ML; o Chiều dài các đoạn ống tính toán; o Lưu lượng lấy ra tại các nút một cách cụ thể Cần phải có sơ đồ tính toán ML 22 10/26/2013 3.2.3 Tính toán thủy lực mạng lưới cụt A- Nhận định bài toán: Bài toán này cho biết: Áp lực cần thiết: Hct lấy ra ở... của mạng lưới Xác định qđv , qdđ , qnút , qtt của từng đoạn ống Dựa vào qtt và vkt chọn đường kính ống (d) cho từng đoạn ống 3.2.3 Tính toán thủy lực mạng lưới cụt (tt) Bước 2 (tt): Lập bảng tính thủy lực và tiếp tục tính tổn thất áp lực h cho từng đoạn và tổng tổn thất toàn mạng lưới Xác định Hđ , Hb Dựng mặt cắt dọc đường đo áp các tuyến ống chính (trắc dọc tuyến ống chính) Bảng tính toán. .. pháp 1: Phương pháp Lobachep (Nga) và Cross (Đức): tính cho 1 vòng Trong đó: - ∆h = h: sai số áp lực của vòng đang tính - hi, qi, Si: tổn thất áp lực, lưu lượng và sức kháng thủy lực thuộc đoạn ống thứ i trong vòng đang tính Nếu mạng có nhiều vòng thì q đc xác định cho từng vòng một và lập bảng tính thủy lực cho từng vòng 30 10/26/2013 3.2.4 Tính toán thủy lực mạng lưới vòng (tt) Các phương pháp... Andrayxep: tính cho nhiều vòng cùng một lúc và thực hiện ngay trên sơ đồ Trong đó: - ∆h: sai số áp lực trên mỗi vòng - ∑h: tổng tổn thất áp lực theo mỗi nhánh của vòng - qtb: lưu lượng tính toán trung bình cho mỗi vòng 3.2.4 Tính toán thủy lực mạng lưới vòng (tt) Thí dụ minh họa: Cho sơ đồ mạng lưới có hai vòng I và II, chiều dài các đoạn ống tính toán được ghi trên hình vẽ Từ TB cấp II cung cấp cho mạng. .. toán và theo dõi kết quả 24 10/26/2013 3.2.3 Tính toán thủy lực mạng lưới cụt (tt) C- Thí dụ minh họa: Cho MLCN như hình vẽ, bình đồ và kích thước đã ghi trên hình Từ trạm bơm cấp II cung cấp một lưu lượng nước là 40l/s Đài nước đặt ở đầu mạng, cung cấp một lưu lượng là 10l/s Tại nút 6 lấy ra một lưu lượng tập trung là 5l/s Mạng cấp cho nhà 4 tầng, đc thiết kế bằng ống gang nước sạch Tổng tổn thất áp lực. .. 1-8-7-6-4… tùy theo áp lực từng nhánh ống 25 10/26/2013 3.2.4 Tính toán thủy lực mạng lưới vòng (tt) Lưu lượng q và tổn thất áp lực h từng nhánh là hai đại lượng không xác định, nó phụ thuộc vào đường kính (d) và chiều dài (L) các đoạn ống, nếu q thay đổi thì d cũng thay đổi theo Như vậy, mỗi đoạn ống sẽ có 2 ẩn số là q và d Nếu mạng có p đoạn ống 2.p ẩn số 3.2.4 Tính toán thủy lực mạng lưới vòng (tt)... thiết của điểm dùng nước, lưu lượng và cột áp công tác của tất cả các trạm cấp nước hay các điểm dùng nước không cố định trong mạng lưới 3.2.4 Tính toán thủy lực mạng lưới vòng (tt) Các phương pháp điều chỉnh lưu lượng: Những đại lượng đã biết khi tính toán điều chỉnh lưu lượng Đường kính (chọn theo lưu lượng sơ bộ), chiều dài và sức kháng của các đoạn ống trong mạng lưới Vị trí và trị số lưu lượng