Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu Thoát nước chương 1 Hướng dẫn chi tiết môn thoát nước cao cấp giành cho sinh viên đại học, bao gồm tài ôn thi tài liệu ôn thi chúc các bạn may mắn thi tốt Đạt được điểm cao trong kỳ thi chúc may mắn trong môn Thoát nước
Bài giảng: THOÁT NƯỚC SINH HOẠT & CÔNG NGHIÊP Chương 2: MẠNG LƯỚI VÀ CƠNG TRÌNH TRÊN MẠNG LƯỚI THỐT NƯỚC 2.1 ĐẶC TÍNH THỦY LỰC 2.1.1 Đặc điểm chuyển động nước thải mạng lưới Trong trình chuyển động nước thải, cặn lắng lại cống Đây tượng phức tạp thủy lực vấn đề bất lợi cho công tác quản lý Tùy theo quan hệ cặn lắng dịng chảy xảy trường hợp sau: - Nếu lượng chất khơng hịa tan nhỏ khả chuyển tải dịng chảy, cặn khơng bị lắng lại, cặn bị rơi xuống bị theo dạng sóng - Nếu lượng chất khơng hịa tan cân với khả chuyển tải dịng chảy, cặn dịch chuyển dạng sóng - Nếu lượng chất khơng hịa tan lớn khả chuyển tải dịng chảy, cặn bị lắng lại tượng tiếp tục đến chừng lượng cặn nước thải chưa cân với khả chuyển tải dòng chảy Hình 2-1: Sơ đồ cấu trúc dịng chẩy 1- Khoảng trống; 2- Nước thải; 3- Cặn lắng 27 Bài giảng: THỐT NƯỚC SINH HOẠT & CƠNG NGHIÊP 2.1.2 Các tiết diện ống, cống đặc tính thủy lực Trong thực tế có nhiều loại tiết diện ống- cống Việc lựa chọn tiết diện vào điều kiện cụ thể nơi, xuất phát từ yêu cầu: - Có khả chuyển tải lớn - Có độ bền tốt tác động tải trọng động tĩnh - Giá thành xây dựng m dài nhỏ - Thuận tiện quản lý (cọ rửa cống ) Đặc tính thuỷ lực tốt tiết diện cống xác định khả chuyển tải lớn đặt độ nghiêng diện tích tiết diện ướt Do cống có tiết diện trịn tốt khả chuyển tải lớn, độ bền vững tốt phương pháp sản xuất dễ hoàn thiện Được dùng tới 90% R 0,5R H 2R 2R R R (a) (b) h h b b (c) (d) 28 Bài giảng: THỐT NƯỚC SINH HOẠT & CƠNG NGHIÊP Hh h (e) (f) b Hình 2-2: Tiết diện ống, cống nước 2.1.3 Các cơng thức tính tốn thuỷ lực mạng lưới: bao gồm việc xác định đường kính cống, độ dốc, độ dày tốc độ nước chảy Dùng cơng thức dịng chảy ổn định * Công thức lưu lượng: Q =.v * Cơng thức tính vận tốc: v = C RI Trong đó: Q: lưu lượng nước thải (m3/s) v: vận tốc nước chảy (m/s) a: diện tích tiết diện ướt (m2) R: bán kính thuỷ lực R =/X X: chu vi ướt I: Độ dốc thuỷ lực, lấy độ dốc cống I = .v2 4R.2g Trong đó: g: gia tốc trọng trường (m/s2) : hệ số ma sát dọc đường 2lg e a2 13,68R Re Trong đó: * c: độ nhám tương đương (cm) 29 Bài giảng: THỐT NƯỚC SINH HOẠT & CƠNG NGHIÊP * a2: hệ số tính đến đặc tính độ nhám thành cống thành phần vật chất lơ lửng nước thải Re = 4vR - hệ số Rênol, đặc trưng cho chế độ dòng chảy * C: hệ số sêdi- hệ số tính đến ảnh hưởng chế độ nhám bề mặt ống, hình thức tiết diện ống thành phần, tính chất nước thải C = Ry/n Trong đó: y: số mũ phụ thuộc vào độ nhám, hình dáng kích thước ống y = 2,5 n - 0,13 - 0,75( n -0,1) d 4000m n = 0,013 y = 1/6 * Giá trị e, a2 n lấy theo bảng sau: Bảng 2-`1: Bảng xác định e, a2, n Ông, kênh, máng e a2 n Sành 1,35 90 0,013 Bê tông bê tông cốt thép 100 0,014 Xi măng amiăng 0,6 73 0,012 Gang 83 0,013 Thép 0,8 79 0,012 Bê tông bê tông cốt thép trát nhẵn thành 0,8 50 0,013 Bê tông trát vữa mạt sắt 0,5 70 0,013 Gạch 3,15 110 0,015 2.1.4 Tổn thất cục mạng lưới thoát nước Tổn thất cục mạng lưới thoát nước xảy nơi như: giếng chuyển hướng dòng chảy, giếng nối cống nhánh với cống chính, giếng chuyển bậc Tổn thất cục thường gây hượng dềnh nước tượng không cho phép cống thoát nước tự chảy 30 Bài giảng: THOÁT NƯỚC SINH HOẠT & CÔNG NGHIÊP Tổn thất cục xác định theo công thức: hcb = v2 (m) 2g Trong đó: - hệ số kháng cục bộ, lấy theo bảng 2-2 Bảng 2-2: Hệ số kháng cục Vị trí gây tổn thất cục -Cửa thu nước vào kênh 0,1 -Cửa thu nước vào ống gờ nhọn 0,5 -Cửa thu nước vào ống mực nước 1,0 -Van khóa với độ mở 0,05 +Hoàn toàn 0,26 +3/4 2,06 +1/2 -Van chiều -Khuỷu ống 900, d100-d1000 0,39-0,5 2.1.5 Đường kính tối thiểu, dmin độ đầy tối đa (h/D) a) Đường kính tối thiểu Theo tiêu chuẩn TCVN7957-2008: - Ống sân nhà, ống dẫn nước thải sản xuất: dmin = 150 mm - Ống dẫn nước thải sinh hoạt đặt đường phố: dmin =200mm, mạng lưới tiểu khu dmin = 150 mm - Ống nước mưa: đặt sân dmin = 200mm, đặt phố dmin = 400m - Ống nước chung: đặt sân dmin = 200mm, đặt phố dmin = 400m - Ống dẫn bùn có áp dmin = 150mm b) Độ đầy tối đa: (h/D) 31 Bài giảng: THOÁT NƯỚC SINH HOẠT & CÔNG NGHIÊP Theo TCVN 7957-2008 Bảng 2-3: Độ đầy tối đa cho phép: D(mm) 200-300 350-450 500-900 >900 hmax/D 0,6 0,7 0,75 0,8 Lưu ý:- Với mương có chiều cao H 09m tiết diện ngang h/D 0,8 - Với cống thoát nước mưa nước chung h/D max = 2.1.6 Vận tốc tính tốn độ dốc tối thiểu: a) Vận tốc tính tốn Vận tốc tính tốn phụ thuộc thành phần độ thô hạt lơ lửng có nước thải, vào bán kính thuỷ lực R độ dày ống Khi tính tốn vận tốc nước chảy ống phải đảm bảo: vmin vtt vmax (m/s) Trong đó: - Vmin: Vận tốc nhỏ không gây lắng đọng ống (m/s) - bảng 2-4 Bảng 2-4: Vận tốc tối thiểu Vmin: D(mm) 150-250 300-400 450-500 600-800 900-1200 >1300-1500 vmin(m/s) 0,7 0,8 0,9 1,15 1,3 - Vmax: Vận tốc lớn không gây hư hỏng cho ống: + Ống phi kim loại: 4m/s + Ống kim loại: 8m/s b) Độ dốc tối thiểu imin Độ dốc tối thiểu chọn sở đảm bảo vận tốc tối thiểu Ngồi cịn phụ thuộc đường kính ống Đối với ống cống nước sinh hoạt xác định gần i = 1/D Trong đó: D đường kính – D (mm) Bảng 2-5: Độ dốc tối thiểu imin : D [mm] 150 200 300 400 600 800 1000 1200 imin 0,008 0,005 0,004 0,0025 0,002 0,016 0,014 0,012 32 Bài giảng: THỐT NƯỚC SINH HOẠT & CƠNG NGHIÊP 2.2 THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC 2.2.1 Các phận sơ đồ thoát nước a) Hệ thống thoát nước bên nhà Hệ thống thoát nước bên nhà có nhiệm vụ thu tất lại nước thải, kể rác nước mưa mái nhà để đưa mạng lưới thoát nước bên Trong số trường hợp cần thiết phải xử lý cục nước thải nhà trước đưa mạng lưới nước bên ngồi Hệ thống nước bên nhà bao gồm phận: - Thiết bị thu nước thải hố xí, âu tiểu, chậu rửa, chậu giặt - Mạng lưới dẫn nước thải bên nhà gồm ống đứng, ống nhánh, ống xả 33 Bài giảng: THOÁT NƯỚC SINH HOẠT & CƠNG NGHIÊP b) Mạng lưới nước thị (ngồi đường phố) gồm - Mạng lưới thoát nước sân nhà, tiểu khu: dùng để thu nhận nước thải nhà từ nhà tiểu khu vận chuyển mạng lưới ngồi phố - Mạng lưới nước xí nghiệp cơng nghiệp - Mạng lưới nước đường phố gồm nhiều đường ống, bao trùm lưu vực rộng lớn, nước vận chuyển tự chảy bơm c) Các trạm bơm ống dẫn có áp (nếu cần) Vì lý địa hình kinh tế kỹ thuật, nước thải khơng thể cho tự chảy phải cho trạm bơm chuyển lên cao, giảm độ sâu chôn ống - Trạm bơm cục phục vụ cho vài ngơi nhà xí nghiệp cơng nghiệp - Trạm bơm chuyển tiếp xây dựng cần phải chuyển tiếp tiếp nước từ nơi đến nơi khác - Trạm bơm dùng để bơm tồn nước thải thị đưa lên cơng trình xử lý d) Các cơng trình làm (bao gồm cơng trình xử lý, chế biến cặn) cống miệng hay miệng xả nước làm vào miệng tiếp nhận 2.2.2 Các sơ đồ mạng lưới thoát nước: Mạng lưới thoát nước làm việc theo nguyên tắc tự chảy sơ đồ mạng lưới thoát nước phụ thuộc chủ yếu vào địa hình, vị trí sơng hồ, điều kiện đất đai, mực nước ngầm a) Sơ đồ vng góc Các đường ống góp lưu vực xây dựng vng góc với dịng chảy sơng Nước mưa chảy thẳng sông, không qua làm Sơng Hình 2-4: Sơ đồ mạng lưới vng góc 34 Bài giảng: THOÁT NƯỚC SINH HOẠT & CÔNG NGHIÊP Áp dụng: nơi có độ dốc nghiêng hướng sơng để thải nước mưa nước thải sản xuất quy ước b) Sơ đồ cắt nhau: ống góp lưu vực Sơng ống Hình 2-5: Sơ đồ mạng lưới cắt Đặc điểm: Các đường ống góp lưu vực đặt vng góc dịng chảy sơng nối với đường ống đặt theo sơng Áp dụng: địa hình khu vực nước xuôi hướng sông cần thiết làm tất loại nước thải c) Sơ đồ song song: Các đường ống lưu vực đặt song song với song song với dịng chảy sơng Đường cống vng góc sơng ống lưu vực ống Sơng Hình 2-6: Sơ đồ mạng song song 35 Bài giảng: THOÁT NƯỚC SINH HOẠT & CÔNG NGHIÊP Áp dụng: Độ dốc sơng nhỏ độ dốc thành phố phía sông lại lớn d) Sơ đồ phân vùng: Áp dụng thành phố có nhiều khu vực có địa hình chênh lệch lớn Mỗi khu vực có sơ đồ tương tự sơ đồ cắt Nước thải khu vực tự chảy đến cơng trình làm sạch, cịn khu vực phải bơm lên cống khu vực đưa trạm làm Hình 2-7: Sơ đồ phân vùng f) Sơ đồ phân ly: áp dụng cho thành phố lớn thành phố có địa hình phức tạp Sơ đồ phân ly có nhiều trạm làm Nước thải khu vực dẫn theo mạng lưới riêng phân tán Hình 2-8: Sơ đồ phân ly 36