Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa Mở đầu: Tổng quan mặt điều kiện tự nhiên khu vực thiết kế Theo số liệu yêu cầu thiết kế, ta thấy Thành phố thiết kế hệ thống thoát nước có hai khu vực dân cư có mật độ dân số tiêu chuẩn thải nước khác Công tác thiết kế tiến hành việc coi thiết kế hệ thống thoát nước cho Thành phố giai đoạn xây dựng Trong Thành phố có hai nhà máy công nghiệp có quy mô tiêu chuẩn thải nước khác Dựa đồ thiết kế quy hoạch mặt bằng, ta biết khu vực xác định diện tích biên giới diện tích khu vực, dân số, hướng gió chủ đạo, công trình phục vụ công cộng, bệnh viện, trường học, vườn hoa, Có sông chạy dọc theo chiều dài Thành phố làm nhiệm vụ vận chuyển nước thải nước mưa toàn hệ thống thoát nước Lựa chọn sơ đồ hệ thống thoát nước cho Thành phố Theo yêu cầu, ta thiết kế hệ thống thoát nước cho khu đô thị hoàn toàn giai đoạn cải tạo mở rộng Thiết kế hệ thống thoát nước kiểu chung, riêng hoàn toàn hay nửa riêng Mỗi kiểu hệ thống thoát nước có ưu nhược điểm định Với hệ thống thoát nước chung, khu vực xây dựng gồm nhiều khu nhà thấp tầng có nhiều khuyết điểm Chế độ thuỷ lực hệ thống không ổn định, mùa mưa nước chảy đầy cống gây ngập lụt, mùa khô có nước thải sinh hoạt nước thải sản xuất độ đầy tốc độ dòng chảy nhỏ không đảm bảo điều kiện kỹ thuật gây nên lắng cặn làm giảm khả chuyển tải, tăng số lần nạo vét Ngoài nước thải chảy tới trạm bơm, trạm xử lý không điều hoà mặt lưu lượng chất lượng nên công tác điều phối trạm bơm trạm xử lý trở nên phức tạp khó đạt hiệu mong muốn Với hệ thống thoát nước nửa riêng, vốn đầu tư xây dựng ban đầu cao phải xây dựng song song hai hệ thống mạng lưới đồng thời Ngoài ra, chỗ giao hai mạng lưới phải xây dựng giếng tách nước mưa, thường không đạt hiệu m ong muốn vệ sinh Theo quy hoạch phát triển Thành phố, hệ thống thoát nước cần đảm bảo có khả xả toàn lượng nước mưa vào nguồn tiếp nhận (nước mặt) Đồng thời ta thấy kệ điều kiện địa hình không thuận lợi đòi hỏi phải xây dựng nhiều trạm bơm nước thải khu vực, khu vực thiết kế lại quy hoach để trở thành Thành phố đại tương lai Do ta chọn hệ thống thoát nước riêng cho Thành phố sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa Hệ thống có ưu điểm thấy rõ so với hai hệ thống thoát nước kể là: - Giảm vốn đầu tư xây dựng đợt đầu - Chế độ làm việc thuỷ lực hệ thống ổn định - Công tác quản lý trì hiệu Vây, ta tính toán thiết kế hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn cho Thành phố PHầN I: CHUẩN Bị Số LIệU TíNH TOáN Tiêu chuẩn nước thải khu dân cư: Diện tích F (ha) 576,78 508,49 Khu vực I II Mật độ (người/ha) 300 350 Tiêu chuẩn thải nước (l/ng.ngđ) 250 220 Lưu lượng nước thải sinh hoạt từ khu nhà ở: Xác định dân số tính toán theo công thức: N = FiNi Trong đó: : Tỷ số diện tích nhà diện tích toàn Thành phố, lấy: + Khu vực I: =0,9 + Khu vực I: =0,85 Fi: Diện tích khu vực tính toán, theo số liệu đo thì: + Diện tích khu vực I FI =576,78 (ha) + Diện tích khu vực II FII =508,49 (ha) Ni: mật độ dân số khu vực tính toán Từ công thức ta có dân số tính toán khu vực là: Khu vực I: N1= 0,9.576,78.300 =155730 (người) Khu vực II: N2= 0,85 508,49.350 =151275 (người) Vậy tổng dân số Thành phố là: N = N1 + N2 =307005 (người) Xác đinh lưu lượng trung bình ngày: Theo công thức: q i N Qtbngày = = (m3/ngđ) 1000 Trong qi0 tiêu chuẩn thải nước khu vực dân cư i q10 N1 250.155730 Khu vực I : Qtb-ngày1= = 38932,5 (m3/ngđ) 1000 1000 sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa q 20 N2 220.151275 = 33280,5 (m3/ngđ) 1000 1000 Vậy, tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt thải Thành phố ngày Khu vực II: Q tb-ngày2= đêm là: Qsh-tp = Qtb-ngày1 + Qtb-ngày2 = 72213 (m3/ngđ) Xác định lưu lượng trung bình giây: tb Theo công thức: qitb = Q ngày (l/s) 24.3,6 tb - 38932,5 Khu vực I: qtb-s1 = Q ngày = =450,6 (l/s) k1ch = 1,275 24.3,6 24.3,6 tb - 33280,5 Khu vực II: qtb-s2 = Q ngày = =385,2 (l/s) k2ch = 1,3 24.3,6 24.3,6 Lưu lượng trung bình giây toàn Thành phố là: qtb-TPs = qtb-s1 + qtb-s2 = 450,6 +385,2 = 835,8 (l/s) Từ lưu lượng trung bình giây, để có lưu lượng tính toán cho toàn Thành phố ta phải tìm hệ số không điều hòa kch Nội suy theo bảng Trị số kch phụ thuộc qtbs, ta có: kch = 1,2 Lưu lượng tính toán lưu lượng giây max: q10max = qtb-s1 k1ch = 1,275.450,6 = 574,5 (l/s) q20max = qtb-s2 k2ch = 1,3.385,2 = 500,76(l/s) Lưu lượng trung bình lớn toàn Thành phố là: qmax = qtb-TPs.kch = 835,8.1,2= 1002,96 (l/s) Kết qủa tính toán cho theo bảng sau: Bảng 1: Lưu lượng nước thải tính toán khu dân cư Khu vực Diện tích (ha) Số dân (người) Mật độ (người/ha) T/c thoát nước: q0 (l/ng.ngđ) Q (m3/ng.đ) q (l/s) kch qmax (l/s) I II 576,78 508,49 155730 151275 300 350 250 220 38932,5 33280,5 450,6 385,2 1,275 1,3 574,5 500,76 Tổng 1085,27 307005 - - 72213 835,8 1,2 1075,26 Xác định lưu lượng tập trung có tiêu chuẩn thải nước: a Bệnh viện Số giường bệnh nhân lấy theo quy phạm 0,09 %N 0,9 0,9 B= N = 307005 =276 (người) 1000 1000 Lấy số bệnh nhân 300người, ta thiết kế bệnh viện mà bệnh viện có 150 giường sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa - Tiêu chuẩn thải nước: qbv0 =500 (l/ng.ngđ) - Hệ số không điều hòa giờ: kh = 2,5 - Bệnh viện làm việc 24/24 ngày Do ta tính số liệu bệnh viện sau: - Lưu lượng thải trung bình ngày là: B.q bv Qtbngày = = 500.150 =75(m3/ngày) 1000 1000 - Lưu lượng thải trung bình là: tb 75 Qtbgiờ= Q ngày = 3,125 (m3/h) 24 24 - Lưu lượng Max là: Qhmax= kh Qtbgiờ = 2,5.3,125 = 7,8125 (m3/h) - Lưu lượng Max giây là: h qsmax = Q max = 2,2 (l/s) 3,6 b Trường học: - Số học sinh lấy theo quy phạm 18%N 18 18 H= N = 307005 55261 (người) 100 100 Thiết kế 19 trường học, trường có 3000 học sinh (nghĩa h = 3000 người) - Tiêu chuẩn thải nước: qth0 = 20 (l/ng.ngđ) - Hệ số không điều hòa kh = 1,8 - Trường học làm việc 12 ngày Do ta tính số liệu trường học sau: - Lưu lượng thải trung bình ngày là: h.q th Qtbngày = 3000.20 60 (m3/ngày) 1000 1000 - Lưu lượng thải trung bình là: tb Qtbgiờ= Qng 60 = (m3/h) 12 12 - Lưu lượng Max là: Qhmax=kh Qtbgiờ = 1,8.5= (m3/h) - Lưu lượng Max giây là: h qsmax = Q max = 2,5 (l/s) 3,6 3,6 c Nhà tắm công cộng: Quy mô thải nước: Số người đến nhà tắm công cộng lấy theo tiêu chuẩn là3% dân số tính toán sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa khu vực đô thị T = 3%N = 0,03 307005 = 9210,15 (người), lấy tròn bằng9210 người - Tiêu chuẩn thải nước: q0 = 150 (l/người -lần) - Thời gian dùng nước: T = 10 (h) - Hệ số điều hòa: kh = - Lưu lượng thải trung bình ngày nhà tắm công cộng: Qtbngày = 9210.150 = 1382(m3/ngày) 1000 - Lưu lượng thải trung bình giờ: tb Qtbgiờ= Q ngày 1382 = 138,2 (m3/h) T 10 - Lưu lượng max là: Qmaxgiờ= Qtbgiờ.kh =138,2 1= 138,2 (m3/h) - Lưu lượng thải max giây: max Qtbgiây= Q 138,2 = 38,4 (l/s) 3,6 3,6 Quy mô công trình công cộng lấy sau: Bệnh viện 19 Trường học Nhà tắm công cộng Ta có bảng tổng hợp nước thải tập trung từ công trình công cộng sau: Bảng 2: Lưu lượng tập trung từ công trình công cộng Nơi thoát nước Qui mô thải nước Bệnh viện Bệnh viện Trường học 19Trường học Nhà tắm Nhà tắm 150 300 3000 57000 1400 9800 Số làm việc 24 12 10 Tiêu chuẩn thải nước 500 20 150 - Lưu lượng kh 2,5 1,8 TB ngày (m3/ngày) TB (m3h) Max (m3/h) Max giây (l/s) 75 150 60 1140 1382 9674 3,125 6,25 95 138,2 967,4 7,8 15,6 171 138,2 967,4 2,2 4,4 2,5 47,5 38,4 268,8 3.Lưu lượng nước thải từ nhà máy xí nghiệp: a, Tổng lượng nước thải sản xuất: Lưu lượng nước thải sản xuất chiếm 20% lưu lượng nước thải khu dân cư xác định theo công thức: Qsx = 20 72213 = 14442,6 (m3/ng.đ) 100 Lượng nước thải tính nhà máy, nhà máy tính toán với lưu lượng nước thải sản xuất 7221,3 (m3/ng.đ) Trong đó,Nhà máy I sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa có 75% nước thải bẩn phải xử lý (tức Qngày =5416 m3/ng.đ) 25% nước thải quy ước không cần phải xử lý Nhà máy I I có 60% nước thải bẩn phải xử lý (tức Qngày =4334 m3/ng.đ) 40% nước thải quy ước không cần phải xử lý Nhà máy I: Nhà máy làm việc ca, ca Lưu lượng ngày Qngày = 5416 (m3/ng.đ), phân phối theo ca sau: Ca I: 40% tức 2166,4 (m3/ca) Ca II: 30% tức 1624,8 (m3/ca) Ca III: 30% tức 1624,8(m3/ca) Hệ số không điều hoà ca kh =1, lưu lượng Ca I: QIgiờ = 2166,4 =270 (m3/h) Ca II: QIIgiờ = 1624,8 203 (m3/h) Ca III: QIIIgiờ = 1624,8 203 (m3/h) Do đó, lưu lượng giây lớn là: qsmax-XNI = 270 75 (l/s) 3,6 Nhà máy II: Nhà máy làm việc ca, ca Lưu lượng ngày Qngày = 4334 (m3/ng.đ), phân phối theo ca sau: Ca I: 0% tức (m3/ca) Ca II: 50% tức 2167 (m3/ca) Ca III: 50% tức 2167 (m3/ca) Hệ số không điều hoà ca kh =1, lưu lượng Ca I: QIgiờ = =0 (m3/h) Ca II: QIIgiờ = 2167 270 (m3/h) sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước Ca III: QIIIgiờ = GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa 2167 270 (m3/h) Do đó, lưu lượng giây lớn là: qsmax-XNII = 270 75 (l/s) 3,6 Từ số liệu ta có bảng thống kê lưu lượng nước thải sản xuất cho nhà máy xí nghiệp sau: Bảng 3: Lưu lượng nước thải sản xuất thải từ nhà máy Nhà máy I Tổng II Tổng Lưu lượng Ca I II III Nhà máy I I II III Nhà máy II %Q m3/ca 40 30 30 100 50 50 100 2166,4 1624,8 1624,8 5416 2167 2167 1200 Hệ số không điều hoà kh 1 1 - Lưu lượng Qh (m3/h) qtính toán (l/s) 270 203 203 676 270 270 540 75 75 - b, Tổng lượng nước thải sinh hoạt nước tắm công nhân: Tổng số công nhân hai nhà máy chiếm 19% tổng dân số Thành phố 19 Wcn = 307005 = 58332(người) 100 - Số công nhân nhà máy I chiếm 70% tổng số công nhân toàn Thành phố: N1 = 50 58332 = 29166 (người) 100 - Số công nhân nhà máy II chiếm 30% tổng số công nhân toàn Thành phố: N2 = 50 58332 = 29166 (người) 100 Theo số liệu cho, ta có bảng xác định lưu lượng nước thải sinh hoạt nước tắm cho công nhân nhà máy sau: sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa Bảng 4: Biên chế công nhân nhà máy, xí nghiệp Trong PX nóng Trong PX nguội Số người % Số người Số người tắm PX PX nóng PX nguội Số Số % % người người I 70 20416 30 8750 75 21875 60 17500 40 11666 30 II 40 11666 60 17500 80 23333 60 17500 Tên nhà máy % Biên chế công nhân theo ca Ca I Số % người 0 Ca II Số % người 8750 Ca III Số % người 30 8750 50 14583 50 14583 Dưới bảng xác định nước thải bẩn sinh hoạt nước tắm cho công nhân bảng phân bố lưu lượng nước thải sinh hoạt nhà máy - Bảng Bảng sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa Theo bảng thống kê lưu lượng nước thải Thành phố (Bảng 7) ta tính lưu lượng nước thải tính toán qtt xí nghiệp công nghiệp sau: Lưu lượng thải tập trung từ xí nghiệp I: Ta thấy xí nghiệp I vào 14 - 15 giờ, lưu lượng nước thải (gồm sản xuất, tắm sinh hoạt) lớn 205,34 + 15,75 + 45 = 266,09 (m3/h) hay: q0XNI-max 266,09.1000 =73,9 (l/s) 3600 Do vậy, lưu lượng tập trung tính toán xí nghiệp I là: qXN-Itt = 73,9 (l/s) Lưu lượng thải tập trung từ xí nghiệp II: Ta thấy xí nghiệp II vào 14 - 15 giờ, lưu lượng nước thải (gồm sản xuất, tắm sinh hoạt) lớn 75,54 + + 45 =127,54 (m3/h) hay: q0XNI-max 127,54.1000 =35,43 (l/s) 3600 Do vậy, lưu lượng tập trung tính toán xí nghiệp I là: qXN-Itt = 35,43 (l/s) Sở dĩ ta chọn lưu lượng tính toán lưu lượng lớn thải nước xí nghiệp sau thiết kế, đương nhiên hệ thống ống đảm bảo thoát thoát nước an toàn Lập bảng tổng hợp lưu lượng nước thải cho toàn Thành phố: Nước thải từ khu dân cư: Từ hệ số không điều hòa kch =1,4 ta xác định phân bố nước thải theo ngày (Xem bảng tổng hợp lưu lượng nước thải Thành phố) Nước thải từ bệnh viện: Từ hệ số không điều hòa kch =1,25 ta xác định phân bố nước thải theo ngày Nước thải từ trường học: Từ hệ số không điều hòa kch =1,8 ta xác định phân bố nước thải theo 12 tiếng hoạt động theo ngày Nước thải từ nhà tắm công cộng: Từ hệ số không điều hòa kch =1,00 ta xác định phân bố nước thải theo ngày Nước thải sản xuất từ nhà máy: Nước thải sản xuất nhà máy thải điều hòa trong ngày Nước thải sinh hoạt công nhân ca nhà máy: Lượng nước thải tính theo bảng - trang sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa Từ số liệu đó, ta có bảng tổng hợp lưu lượng nước thải Thành phố biểu đồ dao động nước thải Thành phố sau: 2.77 1.71 1.84 1.84 1.73 1.7 1.7 2.75 4.21 4.43 5.26 5.31 3.6 3.98 5.25 4.69 5.55 5.77 5.76 5.53 5.7 6.42 6.86 5.64 %Qng.đ Biểu đồ dao động nước thải TP 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Giờ ngày Còn trang sau Bảng tổng hợp lưu lượng nước thải Thành phố sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 10 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa Phần II: vạch tuyến tính toán mạng lưới I Vạch tuyến mạng lưới thoát nước xác định vị trí Trạm xử lý Vạch tuyến mạng lưới thoát nước khâu quan trọng công tác thiết kế mạng lưới thoát nước, ảnh hưỏng trực tiếp đến giá thành xây dựng giá thành hệ thống nói chung Công tác vạch tuyến mạng lưới tiến hành theo nguyên tắc sau: Triệt để lợi dụng địa hình để cho mạng lưới thoát nước tự chảy chủ yếu, đảm bảo thu nước nhanh vào đường ống lưu vực toàn Thành phố Mạng lưới thoát nước phải phù hợp với thống thoát nước chọn Vạch tuyến hợp lý để chiều dài cống nhỏ nhất, giảm độ sâu đặt cống tránh đặt nhiều trạm bơm Đặt đường ống phải phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn tuân theo quy định khoảng cách hệ thống công trình ngầm Hạn chế đặt đường ống thoát nước qua sông, hồ qua công trình giao thông đường sắt, đê, kè, Tuynen, Các cống góp phải đổ trạm làm cống xả nước hồ chứa Trạm xử lý đặt phía thấp so với địa hình Thành phố, nằm cuối nguồn nước, cuối hướng gió chính, đảm bảo khoảng cách vệ sinh khu dân cư xí nghiệp công nghiệp Do vậy, với địa hình có độ dốc giảm dần theo hướng Tây - Nam ta vạch tuyến theo phương án tập trung Nước thải ống góp lưu vực, ống góp chảy cào ống trạm bơm để bơm vào trạm xử lý trước lúc đổ sông Cống đặt dọc theo triền thấp Thành phố, gần song song với sông Căn vào mặt mạng lưới thoát nước, ta có phương án vạch tuyến mạng lưới thoát nước (Xem hình vẽ trang sau) Từ ta có nhận xét sau hai phương án: Phương án 1: Độ dài ống ống nhánh từ lưu vực đổ vào tương đối ngắn, đáp ứng độ dốc việc tính toán thuỷ lực Do tuyến ngắn nên khả đào bới bơm chuyển bậc nên giá thành xây dựng mạng lưới giảm Phương án 2: Độ dài tuyến nhánh lưu vực dài, tận dụng độ dốc địa hình Nhưng tuyến cống từ lưu vực dài nên khả đào bới tăng, số trạm bơm chuyển bậc tăng dẫn đến giá thành xây dựng mạng lưới tăng sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 12 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa So sánh hai phương án ta thấy phương án có nhiều thuận lợi cả, ta chọn phương án tính toán phương án 1vì vừa đáp ứng yêu cầu kinh tế lẫn kỹ thuật II Tính toán mạng lưới thoát nước Lập bảng tính toán diện tích ô thoát nước Diện tích ô đất xây dựng lưu vực thoát nước tính toán dựa đo đạc trực tiếp đồ quy hoạch Thành phố Các kết tính toán thể bảng sau: Bảng 8: Bảng diện tích lưu vực thoát nước Khu vực I Số thứ tự ô 11 12 13 Khu vực II Ký hiệu ô Diện tích a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d 10.19 7.89 8.18 9.03 6.23 2.79 6.48 1.91 6.77 4.22 6.69 2.82 6.65 3.93 6.28 4.95 2.25 4.89 2.55 4.83 2.12 7.51 2.23 2.26 2.36 6.70 2.15 7.01 Số thứ tự ô 10 17 18 Khu vực II Ký hiệu ô Diện tích a b c d a b c d a b c a b c a b c d a b c d a b c d a b 5.98 11.52 6.88 10.94 4.65 2.22 5.00 3.49 2.61 4.08 5.24 2.05 5.34 5.82 2.34 3.90 2.20 5.21 2.28 8.41 2.11 7.34 2.47 7.84 2.45 7.25 2.82 6.39 sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Số thứ tự ô 40 41 42 43 44 45 46 Ký hiệu ô Diện tích a b c a b c a b c d a b a b c d a b c d a b c d 1.85 3.83 3.2 3.68 2.88 2.28 4.56 4.85 6.76 3.1 3.87 5.16 2.81 2.1 2.18 6.23 2.06 4.32 2.65 4.32 3.3 2.47 4.53 1.77 15 Đồ án mạng lưới thoát nước 14 15 16 20 21 22 24 25 26 28 29 30 a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d a b a b c d a b c 2.67 7.66 2.78 7.76 2.59 6.41 2.84 6.35 2.68 5.47 3.04 4.83 2.67 8.74 2.56 9.12 3.03 6.14 2.05 6.92 3.81 4.21 3.73 3.53 2.84 10.62 3.52 11.05 5.50 5.86 5.78 5.73 4.82 3.90 4.80 2.99 6.57 4.10 1.50 5.98 2.82 5.37 2.74 3.36 3.46 19 23 27 31 32 33 34 35 36 37 38 39 GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa c d a b c a b c d a b c d a b c d a b c a b c d a b c d a b c d a b a b c d a b c d a b c sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 3.34 7.59 2.32 7.06 7.68 3.01 6.62 3.08 6.12 5.04 5.87 5.09 6.12 4.27 3.54 4.60 1.68 3.13 4.64 4.16 1.52 4.08 1.58 4.32 1.81 5.00 2.03 5.04 1.97 6.64 2.07 5.68 5.10 4.48 1.73 4.45 1.70 4.72 1.75 5.60 1.64 5.64 1.73 5.89 2.41 16 Đồ án mạng lưới thoát nước d 2.64 GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa d 4.87 Xác định lưu lượng tính toán cho đoạn ống tính toán Trước tiên, để tính lưu lượng cho đoạn ống, ta tính lưu lượng riêng cho khu vực thoát nước Xác đinh lưu lượng riêng: Bố trí Bệnh viện Trường học khu vực I khu vực II, tức khu vực có bệnh viện, trường học nhà tắm công cộng Do đó, lưu lượng công cộng phân phối khu vực: QBV QTH Qtắm 450 560 840 QIIcông cộng = QIcông cộng = = = 925 (m3/ngđ) 2 Xác định lưu lượng riêng khu vực I: QIcc = 925 (m3/ngđ) Tiêu chuẩn thoát nước công cộng khu vực I là: Q I cc.1000 925.1000 qcc = = = 16,59 (l/người.ngày) N1 55755 Tiêu chuẩn thoát nước khu vực I sau trừ q cc là: qn = q10 - qcc =120 - 16,59 = 103,41 (l/người.ngày) Do vậy, qIr = 103,41.180 = 0,216 (l/s.ha) 86400 Xác định lưu lượng riêng khu vực II: QIIcc = 925 (m3/ngđ) Tiêu chuẩn thoát nước công cộng khu vực I là: Q I cc.1000 925.1000 qcc = = = 16,71 (l/người.ngày) N1 55355 Tiêu chuẩn thoát nước khu vực I sau trừ q cc là: qn = q1I0 - qcc =120 - 16,71= 103,29 (l/người.ngày) Do vậy, qIIr = 103,29.150 = 0,18 (l/s.ha) 86400 Xác định lưu lượng đoạn cống tuyến tính toán: Lưu lượng tính toán đoạn ống coi chảy vào đầu đoạn cống xác định theo công thức: qntt = (qndđ + qnnhánh bên + qnvc).kch + qttrung Trong đó: qntt: Lưu lượng tính toán cho đoạn cống thứ n, qndđ: Lưu lượng dọc đường đoạn cống thứ n, Với: qndd = F.qr (ở đây, F tổng diện tích tất tiểu khu đổ nước sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 17 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa thải theo dọc tuyến cống xét, qr lưu lượng riêng khu vực chứa tiểu khu) qnnhánh bên: Lưu lượng nhánh bên đổ vào đoạn cống thứ n, Với: qnnhánh bên = F.qr (ở đây, F tổng diện tích tất tiểu khu đổ vào nhánh bên) qnvc : Lưu lượng vận chuyển qua đoạn ống thứ n, tổng lưu lượng dọc đường, nhánh bên, vận chuyển đoạn cống phía trước đoạn cống tính toán, kch : Hệ số không điều hoà chung, xác định dựa vào tổng lưu lượng nước thải đoạn cống qttrung: Lưu lượng tính toán công trình công cộng, xí nghiệp công nghiệp quy ước đổ vào đầu đoạn cống tính toán Dựa vào công thức trên, ta tính dược lưu lượng cho đoạn cống Kết tính toán cho tuyến cống tính toán thể bảng thống kê lưu lượng theo tuyến cống - Bảng Ghi chú: Trong xác định lưu lượng tính toán cho đoạn cống mạng lưới, ta dùng công thức sau để xác định hệ số không điều hoà: K 2,69 ch q 0,121 tb III Tính toán độ sâu đặt cống cho tuyến cống tính toán Độ sâu đặt cống tuyến cống Căn vào bảng tính toán cho đoạn cống trên, ta tiến hành tính toán thuỷ lực cho đoạn cống để xác định được: Đường kính ống D, độ dốc thuỷ lực i, vận tốc dòng chảy v cho phù hợp với yêu cầu đường kính nhỏ nhất, độ đầy tính toán, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đường cống, độ sâu đặt cống đặt theo quy phạm Việc tính toán thuỷ lực dựa vào : bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước - GS Trần Hữu Uyển Độ sâu đặt cống nhỏ tuyến cống tính theo công thức: H = h + (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + d (m) Trong đó: h: Độ sâu đặt cống cống sân nhà hay tiểu khu, lấy (0,20,4) m +d - Với d đường ống tiẻu khu Lấy h = 0,4 (m), i : Độ dốc cống thoát nước tiểu khu hay sân nhà tính , sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 18 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa L1: Chiều dài đoạn nối từ giếng kiểm tra tới cống đường phố - m, L2: Chiều dài cóng nhà (hay tiểu khu) - m, Z0: Cốt mặt đất giếng thăm nhà hay tiểu khu, Zd: Cốt mặt đất ứng với giếng thăm mạng lưới thoát nước khu đô thị, d: Độ chênh kích thước cống thoát nước đường phố với cống thoát nước sân nhà (tiểu khu) d = Dđường phố - Dtiểu khu = 300 - 200 = 100 (mm) = 0,1 (m) Lấy tuyến cống 12 13 14 15 590 làm tuyến cống tính toán Với: i1 = i2 = 0,005 L1 = 50 (m) L2 = 140 (m) h = 0,5 (m) d = 0,1 (m) Zd = 81,3 (m) Z0 = 80,7 (m) Vậy độ sâu đặt cống tuyến cống tính toán là: H = 0,4 + (0,005.30 + 0,005.140) + 81,3 - 81 + 0,1 (m) H = 1.75 (m) Độ sâu đặt cống tuyến cống kiểm tra Lấy tuyến ba tuyến cống Tuyến 1: 18 19 Tuyến 2: Tuyến 3: 25 26 27 28 29 17 làm tuyến cống kiểm tra Việc tính toán kiểm tra ta tính xem độ sâu đặt cống theo tuyến kiểm tra giếng có đảm bảo để nước thải đổ vào giếng theo tuyến tính toán hay không; 19 sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa không đảm bảo phải chọn lại tuyến tính toán Chiều sâu đặt cống tuyến kiểm tra H = h + (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + d (m) Với: i1 = i2 = 0,005 L1 = 30 (m) L2 = 120 (m) h = 0,4 (m) d = 0.1 (m) Zd = 84,7 (m) Z0 = 84,5 (m) Vậy độ sâu đặt cống tuyến cống kiểm tra là: H1 = 0,4 + (0,005.30 + 0,005.120) + 84,7 - 84,5 + 0,1 (m) H 1= 1,55 (m) Chiều sâu đặt cống tuyến kiểm tra H = h + (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + d (m) Với: i1 = i2 = 0,005 L1 = 50 (m) L2 = 130 (m) h = 0,4 (m) d = 0,1 (m) Zd = 81,3 (m) Z0 = 81,2 (m) Vậy độ sâu đặt cống tuyến cống kiểm tra là: H2 = 0,4 + (0,005.30 + 0,005.130) + 81,3 - 81,2 + 0,1 (m) H2 = 1.4 (m) Chiều sâu đặt cống tuyến kiểm tra H = h + (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + d (m) Với: i1 = i2 = 0,005 L1 = 30 (m) L2 = 150 (m) h = 0,4 (m) d = 0.1 (m) Zd = 83,2 (m) sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 20 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa Z0 = 83 (m) Vậy độ sâu đặt cống tuyến cống kiểm tra là: H1 = 0,4 + (0,005.30 + 0,005.150) + 83,2 - 83 + 0,1 (m) H 1= 1,6 (m) Sau xâc định độ sâu đặt cống đầu tiên, ta tiếp tục xác định cốt đáy cống cho đoạn cống Các đoạn cống nối theo mặt nước chiều cao lớp nước đoạn cống phía sau lớn chiều cao lớp nước đoạn cống phía trước; chiều cao lớp nước đoạn cống phía sau nhỏ nối theo đáy cống Khi tính toán thuỷ lực tuyến cống ta phải khống chế độ sâu đặt cống, chiều sâu đặt cống không lớn khó khăn cho việc thi công tốn mặt kinh tế Khi chiều sâu đặt cống lớn - lớn m , ta phải đặt trạm bơm cục để giảm chiều sâu đặt cống đoạn Dưới Bảng xác định lưu lượng tính toán Bảng tính toán kiểm tra thuỷ lực tuyến cống tuyến cống kiểm tra Theo Bảng tính toán kiểm tra thuỷ lực tuyến cống ta thấy tuyến cống 12 13 14 15 590 tuyến cống bất lợi Kết tính toán tuyến kiểm tra 25 26 27 28 29 17 ta thấy tuyến cống có độ sâu đặt cống điểm 17 3,79 (m), cao độ sâu đặt cống điểm 17 tuyến cống tính toán, đảm bảo nước chảy vào tuyến cống Cũng điểm tính toans 17, ta đặt bơm bơm nước lên cao đoạn h=3,0 (m để giảm chiều sâu đặt cống tuyến phía sauvà tạo điều kiện thi công dễ dàng Sau bơm, giếng5, ta thấy chiều sâu đặt cống đảm bảo cho tuyến nhánh đổ vào tuyến ống nhánh khác đổ vào tuyến cống cách dễ dàng Như công tác tính toán thuỷ lực mạng lưới đảm bảo vận chuyển nước thải đến trạm xử lý sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 21 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa IV Tính toán hệ thống thoát nước mưa Vạch tuyến hệ thống thoát nước mưa Nguyên tắc: Mạng lưới thoát nước mưa khâu thiết kế nhằm đảm bảo thu vận chuyển nước mưa khỏi đô thị cách nhanh nhất, chống tượng úng ngập đường phố khu dân cư Để đạt yêu cầu đó, vạch tuyến phải dựa số nguyên tắc sau: Nước mưa xả thẳng vào nguồn (sông, hồ gần cách tự chảy) Tránh xây dựng trạm bơm thoát nước mưa Tận dụng ao hồ sẵn có để làm hồ điều hoà Khi thoát nước mưa không làm ảnh hưởng tới vệ sinh môi trường quy trình sản xuất Không xả nước mưa vào vùng khả tự thoát, vào ao tù nước đọng vùng dễ gây xói mòn Ta vạch tuyến hệ thống thoát nước mưa theo sơ đồ thẳng góc, nước mưa với nước thải sản xuất quy ước góp vào tuyến cống đổ thẳng sông Đối với sơ đồ tính toán nước mưa ta tính toán cho tuyến Trong đồ án chọn tuyến cống hai khu vực I II làm tuyến cống tính toán Tính toán diện tích mặt tuyến tính toán Dưới bảng tính toán diện tích ô thoát nước mưa Ký hiệu diện tích 5a 5b 5c 10a 10b 10c Diện tích, 15.00 6.50 18.8 8.53 5.12 11.36 Ký hiệu diện tích 17a 17b 17c 23a 23b Diện tích, 7.74 5.46 10.12 7.72 4.87 Ký hiệu diện tích 23c 27a 27b 31a 31b Cxh 13 Tổng cộng Diện tích, 10.27 13.66 10.17 10.69 8.00 167,01 Cường độ mưa tính toán Cường độ mưa tính toán xác định theo công thức: q (20 b)n (1ClgP) q= 20 (l/s-ha) (t b)n Trong đó: - Các hệ số q20,b,n,P thông số cho để tính toán, cho sau: sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 30 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa q20 = 112 m = 0,18 b = 19 C = 0,45 n = 0,82 - t: Thời gian mưa - tính phút Căn vào đặc điểm vùng thoát nước mưa vùng có địa hình bàng phẳng (độ dốc trung bình mặt đất < 0,006) với diện tích lưu vực thoát nước mưa tính toán nhỏ 150 (ha) Do ta lấy chu kỳ tràn cống P = 1,5; đó, với giá trị biết trước t, ta tính q cho đoạn cống tính toán để đưa công thức tính toán lưu lượng nước mưa cho tuyến cống Xác định thời gian mưa tính toán Thời gian mưa tính toán xác định theo công thức: t = tm + tr + tc (phút) tm: thời gian nước chảy từ điểm xa lưu vực đến rãnh, mương thoát nước nên lấy tm= 10 (phút) tr: thời gian nước chảy rãnh đến giếng thu tính theo công thức: tr=2 vlrr (phút) Với lr, vr chiều dài vận tốc nước chảy cuối rãnh thu nước mưa Lấy trung bình sơ ta có lr = 100 (m), vr = 0,6 (m/s) 1,25 hệ số kể đến dần vận tốc rãnh Vậy ta có tr = 1,25 100 = (phút) 0,6.60 tc: thời gian nước chảy cống từ giếng thu đến tiết diện tính toán; tính theo công thức: tc=2 vlrc (phút) - lc: chiều dài đoạn cống tính toán, - vc: Vận tốc nước chảy cống Xác định hệ số dòng chảy Số liệu thành phần mặt phủ Thành phố theo tỷ lệ lấy theo tỷ lệ phần trăm tính theo bảng sau đây: sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 31 Đồ án mạng lưới thoát nước Loại mặt phủ Mái nhà Đường Bê tông Đường nhựa Đường rải đá răm Đường cấp phối Mặt đất san Bãi cỏ GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa Tỷ lệ % 25 15 15 15 5 20 Diện tích 32.19 19.31 19.31 19.31 6.44 6.44 25.75 Hệ số 0.95 0.90 0.90 0.60 0.40 0.20 0.10 Do diện tích mặt phủ thấm nước lớn 30% tổng diện tích Thành phố nên hệ số dòng chảy tính toán không phụ thuộc vào cường độ mưa thời gian mưa Khi hệ số dòng chảy lấy theo hệ số dòng chảy trung bình: i.Fi = 0,65 m F i Chọn chiều sâu đặt cống Chiều sâu đặt cống xác định đảm bảo đặt cống đưòng tránh tác dụng học xe cộ lại, H = h + D (m) Trong đó: - h = 0.9 (m) chiều sâu đặt cống tính từ mặt đất đến đỉnh cống - D đường kính ống, lấy = 1,1 (m) H = 0,9 +1,1 = 2,0 (m) 7.Xác định lưu lượng tính toán Lưu lượng tính toán mạng lưới thoát nước mưa tính theo phương pháp cường đội giới hạn Qtt = F.q. tb (l/s) Từ ta có bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước mưa Từ bảng tính toán thuỷ lực ta thấy điểm tính toán, chiều sâu đặt cống đảm bảo an toàn cho công tác bảo vệ cống sv: Nguyễn Xuân Lợi 49MN3 - Ms: 2890.49 32 ... 49MN3 - Ms: 2890.49 21 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa IV Tính toán hệ thống thoát nước mưa Vạch tuyến hệ thống thoát nước mưa Nguyên tắc: Mạng lưới thoát nước mưa khâu thiết... Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: THS Nguyễn Hữu Hòa Phần II: vạch tuyến tính toán mạng lưới I Vạch tuyến mạng lưới thoát nước xác định vị trí Trạm xử lý Vạch tuyến mạng lưới thoát nước khâu quan... tính toán phương án 1vì vừa đáp ứng yêu cầu kinh tế lẫn kỹ thuật II Tính toán mạng lưới thoát nước Lập bảng tính toán diện tích ô thoát nước Diện tích ô đất xây dựng lưu vực thoát nước tính toán