Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là tài liệu của các bạn sinh viện hiện tại đang học tại Đại học Bách Khoa TP HCM. Đồng thời cũng là giáo án của giảng viên tại Đại học Bách Khoa. Nó sẽ rất hữu ích cho công việc học tập của các Bạn. Chúc Bạn thành công.
Trường Đại học Bách Khoa TP HCM Khoa Kỹ thuật Xây dựng Bộ môn Kỹ thuật Tài nguyên nước TS Hồ Tuấn Đức hotuanduc@hcmut.edu.vn 09/2017 Hệ thống thoát nước bên ngồi 19/10/2017 Hệ thống nước bên ngồi 19/10/2017 Hệ thống nước bên ngồi Nhiệm vụ: Thu nước nơi hình thành Thốt nước khỏi khu dân cư, xí nghiệp, … đến cơng trình xử lý Xử lý đến mức độ cần thiết trước xả nguồn nhận nước Các loại nước thải: Nước thải sinh hoạt: chứa chất bẩn hữu cơ, vi trùng Nước thải sản xuất: chất lượng phức tạp Nước mưa: bẩn với mưa ban đầu 19/10/2017 Phân loại Hệ thống thoát nước chung: Các loại nước thải xả chung vào hệ thống Ưu điểm: toàn nước bẩn xử lý (kể nước mưa) Nhược điểm: Thu xử lý nước khơng điều hòa, dễ lắng đọng chất bẩn cống vào mùa khô Hệ thống thoát nước riêng: Nước mưa thải trực tiếp nguồn nhận Ưu điểm: làm việc ổn định, dễ quản lý, vốn đầu tư nhỏ Nhược điểm: không xử lý chất bẩn ban đầu nước mưa 19/10/2017 Phân loại 19/10/2017 Phân loại 19/10/2017 Phân loại 19/10/2017 Nguyên tắc vạch tuyến Tận dụng tối đa điều kiện địa hình để xây dựng tuyến cống tự chảy Cống thoát nước bố trí đường, hai bên đường đường có chiều rộng m Chiều dài cống nhỏ nhất, tránh nước chảy vòng Giảm số lượng cơng trình chuyển tiếp qua sơng hồ, đường giao thơng, cơng trình ngầm Nghiên cứu sử dụng lại nước thải sản xuất không bị nhiễm bẩn Trạm xử lý cần đặt phía thấp, khơng bị ngập lụt, cuối nguồn nước, xa khu vực dân cư công nghiệp 19/10/2017 Tiêu chuẩn thoát nước Nước thải sinh hoạt: ≥80% tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt (QCXDVN 01:2008/BXD) Nước thải sinh hoạt xí nghiệp sản xuất Hệ số khơng điều hòa giờ: 2,5 (phân xưởng lạnh) - (phân xưởng nóng) 19/10/2017 10 Các loại giếng khác Giếng kiểm tra - Rộng 400 mm – 600 mm, cuối hệ thống sân nhà trước đổ vào cống đô thị Giếng chuyển bậc (giếng tiêu năng) - chuyển nước thải, nước mưa xuống cống có độ sâu lớn - Tránh cơng trình ngầm Giếng tẩy rửa - đầu mạng lưới thoát nước vận tốc nhỏ Giếng đặc biệt - Đưa dụng cụ nạo vét vào cống 19/10/2017 42 Tính tốn thủy lực cống tròn Cho biết: Thiết kế: 19/10/2017 Lưu lượng Q Hệ số nhám n Đường kính cống D Độ dốc đặt cống S 43 Tính tốn thủy lực cống tròn Cống nước mưa: Bước 1: Giải phương trình tìm Dm ứng với θ = 3600 Với S = 1/(1000.D) – công thức kinh nghiệm Bước 2: Chọn Dtk giá trị làm tròn lên Dm theo đường kính thực tế, giải phương trình để xác định lại giá trị θ, V Bước 3: Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy cống với vận tốc tối thiểu, khơng đạt tính lại độ dốc cống theo công thức: 𝑆=[ 𝑉.𝑛 𝐷 𝜃−sin 𝜃 2/3 𝜃 với 𝜃 xác định từ 𝑄 = 19/10/2017 𝐷2 ] 𝜃 − sin 𝜃 𝑉 44 Tính tốn thủy lực cống tròn Cống nước thải: Bước 1: Làm tương tự cống thoát nước mưa Bước 2: Làm tương tự cống thoát nước mưa Bước 3: Kiểm tra lại vận tốc dòng chảy cống tương tự với cống thoát nước mưa để xác định độ dốc cống hợp lý Bước 4: Kiểm tra lại độ đầy cống có thỏa điều kiện nhỏ độ đầy tối đa theo công thức: Trường hợp độ đầy cống lớn độ đầy quy định, tăng đường kính thiết kế lên bậc tính lại từ bước 19/10/2017 45 Bảng tra thủy lực cống tròn Cho biết: Lưu lượng Q Hệ số nhám n Độ dốc cống i Tìm: Đường kính cống D thích hợp Quy trình: Tính giá trị 𝑛𝑄/ 𝑖, giá trị F(h/D) Bắt đầu từ đường kính D nhỏ bảng tra, tìm giá trị cột F(h/D) gần nhỉnh giá trị vừa tính Nếu khơng có giá trị phù hợp, chọn đường kính lớn Khi tìm được, ghi giá trị độ đầy h/D diện tích ướt ω(h/D) vận tốc dòng chảy V (m/s) = Q / ω 19/10/2017 46 Tính tốn thủy lực cống tròn Ví dụ Cống nước có lưu lượng tính tốn qua cống Q = 0,5 (m3/s) Biết hệ số nhám n = 0,015 Hãy thiết kế chọn đường kính cống độ dốc đặt cống trường hợp: a Cống thoát nước mưa b Cống thoát nước thải Lưu ý độ đầy cho phép cống thoát nước thải 19/10/2017 47 Thiết kế hệ thống thoát nước mưa Quy trình: - Xác định cường độ mưa lưu lượng mưa chảy vào đoạn cống nhánh - Thiết kế chọn đường kính độ dốc đặt cống, sau tính tốn thời gian chảy đoạn cống nhánh - Tính tốn theo ngun tắc cộng dồn lưu lượng cho đoạn cống sau Thời gian tính tốn tính thời gian lâu mà nước chảy đến cống từ đoạn cống nhánh 19/10/2017 48 Thiết kế hệ thống nước mưa Ví dụ 3: Hệ thống nước mưa có cống tròn bê tông cốt thép n = 0,015, nước mưa tập trung hố ga B1, A1, A3 , lưu vực có diện tích A (ha) hệ số dòng chảy C Thời gian nước tập trung hố ga tc = 10 phút Cường độ mưa lưu vực: q (l/s/ha) = 13000 / (T + 30) với T thời gian mưa (phút) 19/10/2017 49 Thiết kế hệ thống nước mưa Ví dụ 3: Cống L(m) BB1 200 AB 400 A1 A1A 200 A2A 200 A = C = 0,5 A2A3 300 AX 300 A = C = 0,5 B1 Sông B A A2 19/10/2017 A3 A = C = 0,6 50 Thiết kế hệ thống thoát nước mưa Ví dụ 3: Thiết lập bảng tính tốn Ống L (1) C.A q (2) (3) (4) Q D i V T dT (5) (6) (7) (8) (9) (10) Biết cao độ mặt đất san khu vực +0m Hố thu cặn có chiều sâu nhỏ 0,4m Xác định cao độ chiều sâu giếng thăm hệ thống thoát nước mưa 19/10/2017 51 Thiết kế hệ thống thoát nước mưa Ống L C.A q Q D i V T dT m l/s/ha m3/s m % m/s phút phút BB1 200 325 0.975 1.2 0.083 0.983 10 3.39 A2A3 300 325 0.975 1.2 0.083 0.983 10 5.09 AA1 200 325 1.3 1.5 0.067 0.999 10 3.34 AB 400 299.6 0.899 1.2 0.122 1.15 13.39 5.8 AA2 200 288.3 0.865 1.2 0.125 1.15 15.09 2.9 AX 300 10 264.3 2.64 0.082 1.3 19.19 19/10/2017 52 Thiết kế hệ thống thoát nước thải Quy trình: - Xác định lưu lượng nước theo TCVN 7957:2008 - Thiết kế chọn đường kính độ dốc đặt cống cho đoạn cống nhánh cống chính, lưu ý kiểm tra điều kiện vận tốc tối thiểu độ đầy tối đa - Các đoạn cống khác đường kính nối với theo nguyên tắc “nối đỉnh” Tại đoạn cống giao có cốt chênh 0,5m cần bố trí giếng chuyển bậc 19/10/2017 53 Thiết kế hệ thống nước thải Ví dụ Từ nhu cầu cấp nước cho khu nội khu cơng nghiệp tính Ví dụ chương «Cấp nước bên ngồi», thiết kế hệ thống thoát nước thải cho khu vực với tỷ lệ thoát nước 80% tỷ lệ cấp nước Khu B1 Trạm xử lý W 19/10/2017 C1 Khu 500 m B A 1.000 m D1 C 1.000 m D 2.000 m 54 Thiết kế hệ thống thoát nước thải Ví dụ 4: Thiết lập bảng tính tốn Ống Q (m3/s) D (m) i (%) (1) (2) (3) (4) V [h/D] [V] (m/s) (m/s) (5) (6) (7) h/D (8) Lưu ý kiểm tra điều kiện vận tốc tối thiểu độ đầy ứng với đường kính cống thiết kế 19/10/2017 55 Thiết kế hệ thống thoát nước thải Ống D (m) i (%) DD1 0,0096 0,2 0,657 0,7 0,7 0,6 0,45 CC1 0,6 0,243 1 0,75 0,61 CD 0,0096 0,2 0,657 0,7 0,7 0,6 0,45 BC 0,1904 0,6 0,236 1 0,75 0,64 AB 0,3704 0,8 0,154 1 0,75 0,69 19/10/2017 Q (m3/s) 0,18 V [h/D] [V] (m/s) (m/s) h/D 56 ... (mm/h) 2. 8 16.6 3.9 23 .3 5.9 35.5 10.4 62. 1 23 .6 141.4 14.9 89.5 7.7 45.9 4.7 28 .4 3 .2 19.5 30 Xây dựng biểu đồ mưa 160 140 120 100 I (mm/h) 80 60 40 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90 T (min) 19/10 /20 17... tăng (mm) 10 141,39 23 ,6 23 ,6 20 115,43 38,5 14,9 … 90 19/10 /20 17 29 Xây dựng biểu đồ mưa Thời gian - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70 70 - 80 80 - 90 19/10 /20 17 Lượng mưa gia... 19/10 /20 17 21 Biểu đồ quan hệ I-D-F theo công thức: Ghi chú: i (mm/h) = 0,36.q (l/s/ha) (TCVN 7957 :20 08 Thoát nước – Mạng lưới bên ngồi cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế) 19/10 /20 17 22 19/10 /20 17 23