Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu Công nghệ cấp thoát nước và môi trường phần 1 trình bày các nội dung chính sau: Tối ưu hóa hệ thống cấp thoát nước; Lý thuyết cơ bản trong xác định tối ưu hóa đường ống cấp thoát nước; Tối ưu hóa đường kính ống;... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
https://tieulun.hopto.org PGS TS PHAN VĨNH CẨN TÓI ưu HÓA HỆ THỐNG CẤP THỐT Nước VÀ MƠI TRƯỜNG ؛ì íư i:i ١K> OẠI 1 ŨŨ25'285 NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựN G HÀ N Ơ I-2013 https://tieulun.hopto.org LỜI NĨI ĐẦU Từ năm học ووور- 7 ﻫﻮوkhoa Cao học cấp nước mơi trường Trucftig Đạì học Kìến trúc Hà NỘI đă tien hanh giang dạy theo chương trinh khang tạo Thạc sỹ (Ma số 60.58.70), t٣ ong đố cố môn học “Tốt ưa hoủ hệ thống cảp nước Mơi trư ầ g ỷ ’ (Mã so NMT524) Đảy la môn học không đ f gtdng dạy chương trinh Đọì học, Vi ١?ộy cdc ky sư١ saa kht trường đì vào hoạt động khdo sát, thiết kể gtáín sủt١ tht cOng xdy lốp, nghiên củ٠a khoa học gtdng dạy thảy rõ mdng kiến thiC cần dược bổ sangndy ١ Một công trinh cốp thodt nườc mỏi Irườìxg cần dược xây d p g cho hợp ly nhảt٠ ử)ìg vơi cht phi xây dựng thấp nhảt phat dược qadn ly khat thdc lổi ưu Cuốn sách ‘ Tối U'U hố hệ ilỉống cấp nước Mơi trường}} tồng hợp, vộn dạng ktển thửc, thdnh tựa cdc ngdnh khoa học, cdc môn học khác toan, ỉỷ, sinh, hoá, vận trù học, vật lỉệu học, công nghệ thong tin V V để tim công nghệ tinh toan xây dụng quàn lý đế hệ thong cấp n ả mơi tru٠ờ ng dam bdo hoạt dộng bền vimg \١à hiệu Tdc gta xin chân thdnh cám ơn cdc chưyèn gta, cỏc nha khoa học, củc thày cô giáo học viên ùng hộ đỏng góp nhiều ỷ kỉến quỷ báu để sách dược đời phục vụ cho nhu cầu đào tạo, nghiên ciru thực te sàn xuat kinh doanh Tác gỉả https://tieulun.hopto.org CHƯƠNG I TỐI ƯU HĨA u BÀI TỐN TỚI UtJ TỐNG QT B ài to n tố i u tổ n g q u t đ ợ c p h t b iể u n h sau : C ự c đ ại h ó a (c ự c tiể u h ó a ) -Hàm f(x)-» m a x (m in ) (1 ) gi(x)(< =, < ) b ị , i = 1, , m (1.2) xEXeR" (1.3) V i c c đ iề u k iện : B ài to n ( 1, 1) đ ế n (1 ) đ ợ c g ọ i m ộ t q u y h o c h , h m f(x) đ ợ c g ọ i h m m ụ c tic u , h m gi(x), i = 1, , m đ ợ c g ọ i c c h m rà n g b u ộ c M i đ ẳ n g th ứ c h o ặ c b ấ t đ n g th ứ c tro n g h ệ (1 ) đ ợ c g ọ i m ộ t rà n g b u ộ c - T ậ p h ợ p: D = {x e X I g,(x )(< = , < ) b j , i = 1, , m } đ ợ c g ọ i m iề n rà n g b u ộ c M ỗ i đ iể m M ộ t p hư cm g án (1 ) X = (X| X2 Xn) G D đ ợ c g ọ i m ộ t p h o n g án X * G D đ t c ự c đ i (h a y c ự c tiể u ) c ủ a h m m ụ c tiê u , c ụ th ể: f(x.) > f(x), € D đ ố i v i b i to n c ự c đ i f(x.) < f(x), £ D đ ố i v i b ài to n c ự c tiể u (1 ) (1 ) đ ợ c g ọ i p h o n g n tố i u K h i đ ó g iá trị f(x.) đ ợ c g ọ i g iá trị tố i u c ủ a b ài to án 1.2 PHÂN LOẠI BÀI TOÁN M ộ t tro n g n h ữ n g phưoưig án h iể n n h iê n n h ấ t đ ể g iải b ài to n đ ặ t p h n g án d u y ệ t to n b ộ : T ìm g iá trị tín h đ ợ c đ ể tìm g iá trị c ủ a h m f(x) trê n tấ t c ả c c p h n g n , sa u đ ó so s n h c c g iá trị tố i u v p h n g n tố i u c ủ a b ài to n l 'u y n h iê n c c h g iải n y k h ó th ự c h iệ n đ ợ c , n g a y c ả k h i k íc h th c b ài to n k h ô n g lớ n (sổ b iế n n v số r n g b u ộ c m k h ô n g ló n ) B i v ì, tập D th ô n g th n g g m m ộ t số rấ t lớ n p h ầ n tử , tro n g n h iề u trư n g h ợ p c ị n k h n g đ ế m đ ợ c V ì v ậ y , c ầ n p h ả i c ó n g h iê n c ứ u v p h â n lo i trư c v ề m ặ t lý th u y ế t đ ể c ó th ể tá c h từ b ài to n tổ n g q u t th n h n h ữ n g b ài to n d ễ g iải https://tieulun.hopto.org C c n g h iê n c ứ u d ó th n g là: ا N g h iê n c ứ u c c tin h c h ấ t c ủ a c c th n h p h ầ n b ài to n (h m m ụ c tiê u , h m rà rig b u ộ c , c c b iế n số , c c h ệ số Ѵ.Ѵ ); t N g h iê n c ứ u c c d iề u k iệ n tồ n tạ i c h o lờ i g iả i; + N g h iê n c ứ u c c d iề u k iệ n c ầ n v đ ủ c ủ a c ự c trị,v v M ộ t b i to n tố i u d ợ c g ọ i là: * Q u y h o c h tu y ế n tin h (Q H T T ) n ế u h m m ụ c tiê u f(x) v tấ t c ả c c h m r n g b u ộ c gi(x), 1= m tu y ể n tin h M ộ t trư n g h ợ p q u a n trọ n g c ủ a Q H T T b i to n v ậ n tái * Q u y h o c h th a m số n ế u c c h ệ số tr o n g b ỉể u th ứ c c ủ a h m m ụ c tiê u v c c r n g b u ộ c p h ụ th u ộ c v o th a m số * Q u y h o c h d ộ n g n ế u d ố i tư ợ n g x é t c c q u trin h p h t tr iể n th e o th i g ia n * Q u y h o c h p h i tu y ế n tin h n ế u f(x) h o ặ c gj(x) p h i tu y ế n h o ặ c c ả h a i trư n g h ợ p d ó cU ng x ả y * Q u y h o c h rờ i rạ c n ế u m iề n r n g b u ộ c D tậ p rờ i rạc * Q u y h o c h d a m ụ c tiê u n ế u tr ê n cU n g m ộ t m iề n r n g b u ộ c la x é t d n g th O i c c hàm khác 1.3 VÁN ٠Ề MƠ HÌNH HĨA V iệ c m h ìn h h ó a c ó b c : B c 1: X â y d ự n g m h ìn h đ ịn h tin h c h o v ấ n d ề th ự c tế , tứ c x c d in h c c y ế u tố c ó ý n g h ĩa q u a n tr ọ n g n h ấ t v x c đ ịn h c c q u y lu ậ t m chU ng p h ả i t u n th e o b n g lờ i, b n g b iể u d , c c d iề u k iệ n k in h tế k ỹ th u ậ t, tự n h iê n c c m ụ c tiê u с П d t d ợ c B c 2: X â y d ự n g m h ìn h c h o v ấ n d ề d a n g x é t, tứ c d iễ n tả lại d i d n g n g ô n n g ữ to n h ọ c c h o m h ìn h đ ịn h tin h M h ìn h to n h ọ c th iế t lậ p m ố i q u a n h ệ g iữ a b iế n số v c c h ệ số d iề u k h iể n h iệ n tư ợ n g T r o n g b c n y p h ả i x c đ ịn h ; + H m m ụ c tiê u ; + D iễ n tả b ằ n g c c p h n g tr in h h a y b ấ t p h n g trin h c c d iề u k iệ n k in h tế k ỹ th u ậ t B c : S d ụ n g c ô n g c ụ t o n h ọ c d ể k h ả o s t v g iả i q u y ế t b i to n h ìn h th n h tro n g b c T iế p th e o , c ụ th ể h ó a c c h g iả i b ằ n g c c th u ậ t to n tổ i u N ế u k íc h th c lớ n , n ê n g iả i b ^ g m y tin h v i n h ữ n g p h ầ n m ề m th íc h h ợ p B c 4: P h â n tíc h v k iể m đ ịn h lại k ế t q u ả th u d ợ c tro n g b c d â y c ầ n p h ả i x c đ ịn h m ứ c đ ộ p h ù h ợ p c ủ a m h ìn h v k ế t q u ả tin h to n v i th ự c tế C ó h k h ả n ă n g c ó th ế x ả y ra: M ô h ìn h v k ế t q u ả tin h to n p h ù h ợ p ; M h ìn h v k ế t q u ả tin h to n k h ô n g p h ù h ợ p v i th ự c tế N ế u k ế t q u ả k h ô n g phù h ợ p , c ó th ể c ó c c n g u y ê n n h â n : t C c k ế t q u ả tin h to n tro n g b c c h a dU đ ộ c h ín lr x c c ầ n th iế t K h i d ó , phai x e m lại c c th u ậ t t o n https://tieulun.hopto.org -t C c số liệ u b a n đ ầ u k h ô n g p h ả n n h đ ú n g th ự c tế g iá c ả , c h i p h í, đ ịn h m ứ c , v ậ t tư k hi đ ó , c ầ n đ iề u c h ỉn h lại m ộ t c c h c h ín h x ác ^ M h ìn h đ ịn h tín h c h a p h ả n n h đ ợ c h iệ n tư ợ n g th ự c tế cần r s o t lại b c 1, x e m có y ế u tố n o , q u y lu ậ t n o b ị b ỏ só t k h ô n g ? V iệ c m ô h ìn h h ó a b c c h a th ỏ a đ n g , c ầ n x â y d ự n g lại c h o p h ù h ọ p , m ứ c đ ộ tă n g d ầ n từ tu y ế n tín h đ ế n p h i tu y ế n , từ tĩn h đ ế n đ ộ n g 1.4 MỘT SỐ BÀI TOÁN VÍ DỤ 1.4.1 Bài tốn M ộ t bể c h ứ a n c đ ợ c m b ằ n g th é p k h n g rỉ c ó d n g h ỉn h trụ Đ y b ể n c h ìn h trị n c ó b n k ìn h R C h iề u c a o b ể n c H H ã y x ác đ ịn h tư o n g q u a n k íc h th c R v H s a o c h o v i R d u n g tíc h lớ n n h ấ t m d iệ n tíc h th é p k h ô n g gỉ m b ể c h ứ a nlrỏ n h ấ t B ài giải: M u ố n v ậ y , ta x é t h m Y : Y = 27TR.H + 2Tr.R؛ 27tH + 47tR K h ả o sá t Y ’ ta có : Y ’(r) ’ = C ho Y’= ^ S u y ra: 27tH = -47tR (1 ) H = -2R (1 ) 27tH + 47tR = (1 ) (1 ) Hình 1.1 N g h ĩa là, v i đ n g k ín h b ể c h ứ a n c b n g c h iề u c a o H , th ì d iệ n tíc h th é p In o x c ầ n c ó đ ể m b ể c h ứ a n c n h ỏ n h ấ t Đ â y m ộ t b i to ấ n đ ợ c th ự c tế ứ n g d ụ n g rấ t n h iề u k h i g ia c ô n g c c đ ài n c h o ặ c b e c h ứ a n c g ia đ ìn h đ ặ t trê n m i n h v đ ã đ e m lại h iệ u q u ả c ụ th ể 1.4.2 Bài toán H ã y x c đ ịn h k íc h th c c ủ a m ộ t th a n h d ầ m s a o c h o M o m e n t q u n tín h c ủ a n ó lớ n n h ấ t T h e o h ìn h 1.2, m o m e n t q u n tín h c ủ a th a n h d ầ m đ ợ c x c đ ịn h th e o c ô n g th ứ c : = a.b^ ( 11) 12 tro n g đ ó: a, b - c c c n h c ủ a th a n h d ầ m v đ ặ t a + b = K n١ N h vậy: ١ K b ^ -b ^ T _ (K -b )b ' , , Jx = - vàJx= ٠ 12 12 ( 12) Đ e k h ả o s t m o m e n t q u n tín h c ủ a th a n h d ầ m , ta p h ả i Hinh 1.2 n g h iê n c ứ u h m số Jx· M u ố n v ậ y , tìm đ o h m c ủ a Jx: https://tieulun.hopto.org ١ , J _ K b ^ - b ^ ( 1 ) V 12 C h o J ’x = , t a c ó : K b ؛ ؛- b ؛١= ( 1 ) b(؛3 K -4 b ) = ( 1 ) G iả i p h n g ì n h (1 ) t a đ ợ c : b = ( 1 ) K -4 b = ( 1 ) T h a y K = a + b v o ta có : b “ — ( a + b ) G iả i r a ta đ ợ c n g h iệ m : ( 1 ) b = a + 3b b = 3a ( 1 ) X é t n g h iệ m b = v b = a T a th ấ y b = , n g h ĩa k h n g c ó th a n h d ầ m V ậ y , n g h iệ m th ự c b = a Đ iề u đ ó ١có n g h ĩa v i c h iề u c a o c ủ a th a n h d ầ m b ằ n g lầ n c h iề u rộ n g c ủ a n ó th ì th a n h d ầ m đó) có m o m e n t q u n tín h lớ n n h ấ t V í d ụ : T h a n h d ầ m c ó c h iề u c a o b = c m v c h iề u r ộ n g a = c m , th ì th a n h dlầm c ó m o m e n t q u n tín h lớ n n h ấ t là: Jx ) 12 0 0 c m 1.4.3 Bài toán tiế t k iệ m c h i p h í n h ấ t V i m ộ t b ể c h ứ a c ó d u n g tíc h c h o trư c V = a b H , c h iề u c a o H c ủ a b ể c o i n h k h ô n g đ ổ i th n g lấ y H = 4-Ỉ-5 m B ằn g c c h tín h d iệ n tíc h to n p h ầ n F c ủ a b ể , lấ y đ o h m c ấ p c ủ a F , c h o đ o h m tr iệ t tiê u tìm r a k íc h th c a, b tố i ưu D iệ n tíc h to n p h ầ n c ủ a b ể c h ứ a : Đ ặ t; F = a b + (a + b ) H (1 ) a + b = K (1 ١2 ) Hình 1.3 H m m ụ c tiê u F c ó th ể v iế t: ( 22) F = 2ab + 2aH + 2bH F = ( K - b ) b + (K - b ) H + b H F = K b - b b + K H - b H + b H V ì H m ộ t h ằ n g s ố , n ê n đ o h m b ậ c n h ấ t (1 23) F ' = K -4 b - (a + b) - 4b - a + 2b - 4b = a - 2b C h o đ o h m F ’= - > a = b V ậ y c c b ể c h ứ a c ó đ y h ìn h v u ô n g s ẽ tiế t k iệ m c h i p h í x â y d ự n g n h ấ t https://tieulun.hopto.org CHƯƠNG2 τ ό ι ƯU HÓA HỆ t h On g Cấ p t h o At n c M h ín h to n v lý th u y ế t tố i u d ợ c ứ n g d ụ n g rấ t n h iề u tr o n g c u ộ c số n g , n g a y tro n g lĩn h v ự c c ẩ p th o t n c c ũ n g d ã d ợ c n g h iê n c ứ u v ứ n g d ụ n g n h iề u tro n g c h u y ê n n g n h h ẹ p v d ã d t n h iề u th n h tự u k h ả q u a n T r o n g c h n g trin h n y , chU ng ta s ẽ dl v o từ n g m ụ c c ủ a c h u y ê n d ề v b ắ t d ầ u t c c b i to n tố i u ٥ỊNH NGHĨA TỐI u h ó a h ệ th ố n g c ấ p th o t n c m ộ t q u tr in h m tro n g d ó n g i ta p h a i tlm ctr c ấ u x â y d ự n g v q u ả n ly h ệ th ố n g s a o c h o tổ n g c h i p h i n h ỏ n h ấ t 2.2 CÁC DẠNG BÀI TỐN TĨI ưu 2.2.1 Tối ưu địa điểm xây dựng TÔI u d ịa d lể m x â y d ự n g n g h ĩa tim c c d Ịa d lể m d ể x â y d ự n g c c c ô n g trin h tro n g h ệ th ố n g c ấ p th o t n c n h : tr m b m , trạ m x lý , d l n c , v ị tr i d ặ t c c tu y ế n ố n g tru y ề n d ẫ n , p h â n p h ố i, sa o c h o tổ n g c h l p h i x â y d ự n g v q u ả n lý h ệ th ố n g n h ỏ n h ấ t h (jặc tổ n g h ợ p c c b ài to n d ó lệ c x c đ ịn h đ ịa d lể m tố l u c h o từ n g h n g m ụ c c ô n g tr in h tr o n g h ệ th ố n g cấp th o t n c , v l d ụ n h d ịa d lể m x â y d ự n g k h u x lý m ộ t c ô n g v iệ c q u a n trọ n g v h ế t sức pl١ức tạp ٧ 2 1 Đ ịa đ iể m xây d ự n g k h u x lý (K X L ) N g o i v iệ c p h a i rộ n g rã l, dU c h o c c g la l đ o n p h t tr iể n th e o q u y h o c h , th i k h u v ự c d ỏ p h a i: - C a o , th o n g , k h ô n g bị Ung n g ậ p - Đ n g g ia o th ô n g th u ậ n lợ l; - C ó h al n g u n d iệ n tr lê n v d iề u k iệ n c u n g c ấ p d iệ n th u ậ n lợ l; - G ần k h u v ự c cấp nư c n h n g u n nướ c; - C a o đ ộ th u ậ n lợ l d ể g iả m p lự c c h o trạ m b m ; - T c d ộ n g c ủ a k h u x lý VỚI m ô l trư n g x u n g q u a n h tố t; - D ặ c b i ệ t , p h a i d p trn g d ợ c c c y ê u c ầ u v ề t in h to n thU y lự c BỞI v l, c h i p h i d iệ n n ă n g c h o b m n c v c c h ệ s ố k è m th e o c h iế m t ỷ tr ọ n g lớ n tr o n g c c c h i p h l v ề q u ả n ly 2 Đ ịa đ iể m xây d ự n g T rạ m b m , tr m tă n g p , d l n c , b ể c h ứ a , Ѵ.Ѵ Y ê u c ầ u d ố l VỚI v iệ c x â y d ự n g c c c ô n g trin h k ể tr ê n d ợ c th ể h iệ n n h sau : + N ề n d ấ t tố t, n ế u tiế p g ia p VỚI s ô n g , su ố i th l b s ô n g , s u ố i p h a i ổ n d jn h , dO ng c h ả y k h n g có tin h sOl m ò n , p h hUy tạ i k h u v ự c d ặ t tr m b m v vU ng lâ n c ậ n ; https://tieulun.hopto.org + Đ i !ạ ؛th u ậ n tiệ n , c ấ p d iệ n d ễ d n g ; t ٧ iệ c k ế t n ố i v i d n g ố n g h ợ p lý v tu â n th e o c c q u y lu ậ t v ề thU y lự c; + ٧ iệc x â y d ự n g d ài n c , b ể c h ứ a n c c ũ n g d ò i h ỏ i tư n g tự n h dối v i tr m b m , n h n g tro n g m ố i liê n h o n : T rạ m b m - d n g ố n g - b ể c h ứ a (d i n c ) c h o tổ n g c h i p h i x â y d ự n g v q u ả n lý n h ỏ n h ấ t N g o i , p h ả i q u a n tâ m dU ng m ứ c d ế n d u n g tíc h c h ứ a n h b i t o n tố i u tim k íc h th c b ể c h ứ a , tro n g d ó c ó x e m x é t v ấ n d ề p h t triể n tro n g tư n g lai 2.2 Ι.3 Các công trinh khác mạng T h p c ắ t p , th p d iề u p , h ố g a, h ố v a n , h ọ n g c ứ u h ỏ a Ѵ Ѵ c ầ n d ợ c b ố tri c h o h ợ p lý; ؛T h e o tiê u c h u ẩ n , q u y p h p ; t D ễ th a o tá c , v ậ n h n h , s a c h ữ a ; + T h e o q u y h o c h p h t triể n ; + v a c u ố i cU ng, n ế u c ó th ể th i tin h tố i u th e o tổ n g c h i p h i x â y d ự n g v q u ả n ly 2.2.2 Tối iru hóa lựa ch ؟n dung tích chứa D u n g tíc h c h ứ a dU ng c h o b ể c h ứ a n c th ô , n c s c h , d i n c g ắ n v i t r p b m , trạ m t n g p , k h u x lý d ề u p h ả i d ợ c n g h iê n c ứ u tỷ m l trê n c s tin h to n d u n g tíc h p h ù h ợ p v i n h u c ầ u dU ng n c V iệ c m n g lư i tiê u th ụ h o t d ộ n g v th a y d ổ i từ n g g iờ (B iể u d dU ng n c n g y ) k è m th e o h ệ số d iề u h ò a : Kmùa Kngày Kgiờ d ề u p h ả i d ợ c c h ú ý k h i x c đ ịn h d u n g tíc h b ể c h ứ a v d i n c M ộ t tro n g n h ữ n g y ế u tố q u y ế t đ ịn h d ế n d u n g tíc h c h ứ a c h in h m y b m V I th ế , c ầ n s d n g c c lo i b m c ó h iệ u s u ấ t c a o h o ặ c c ó c c d ặ c tin h p h ù h ợ p , d ể d ặ c tin h c ủ a m y b m b m s t d n g tiê u th ụ n c tro n g b iể u d dU ng n c th e o g iờ v nhrr v ậ y d u n g tíc h b ể c h ứ a n h ỏ n h ấ t S a u k h i x c đ ịn h d ợ c d u n g tíc h c h ứ a c ầ n th iế t, n g i th iế t k ế c ò n p h ả i k h ả o sát k íc h th c c ủ a b ể c h ứ a s a o c h o c h i p h i x â y d ự n g tố i u ( x e m m ụ c , c h n g I) 2.2.3 Tối ưu hóa việc ch ؟n bơm CO n h iề u lo i b m d ợ c s d n g tr o n g lĩn h v ự c c ấ p th o t n c: B m ly tâ m B m c h im B m trụ c đ ứ n g B m h n g trụ c B m th o t n c (c h ịu a x it) B m tầ n g , v v S a u k hi lắ p d ặ t c ầ n có s ự th e o d õ i, k iể m tra d ể d iề u c h in h ch ế đ ộ h o t d ộ n g ch o p h ù h(.jp T u y v ậ y , d i d a số s d ụ n g b m ly tâ m D ặ c tin h q u a n trọ n g ١'à c bn bơm ly tâ m m ố i q u a n h ệ g iữ a lư u lư ợ n g v p lự c c ủ a b m (Q - H ) T h ự c tế tro n g d i s ố n g , n g i ta h a y s ả n x u ấ t c c lo i b m ly tâ m có c ác c h i số Q H c ố đ ịn h N ế u th a y d ổ i lư u lư ợ n g b m k é o th e o th a y d ổ i p lự c b m T u y n h iê n 10 https://tieulun.hopto.org n g i t a c ũ n g k h u y ế n c o n ê n th a y đ ổ i lư u lư ợ n g v áp lự c b o m (Q - H ) tư n g ứ n g v i h iệ u s u ấ t c ủ a b m ly tâ m (n = ,6 - ,8 ) T r n g h ọ p m u ố n th a y đ ổ i Q - H , có th ể tậ n d ụ n g c c k h ả n ă n g s a u đ â y ; 2 S ổ v ò n g q u a y n V iệ c th a y đ ổ i số v ò n g q u a y n c ủ a m y b m k é o th e o s ự th a y đ ổ i tố c đ ộ c ủ a b n h x c c ô n g tác v d o đ ó th a y đ ổ i lư u lư ọ n g b m S ự th a y đ ổ i đ ó x ả y r a th e o đ ịn h lu ật: n, n , H١ — n2 Q2 H ٤^2 (2 1) v^2y tr o n g đ ó : Q | v H ١- lư u lư ợ n g v áp lự c c ủ a m y b m có số v ị n g q u a y n i ; Q v H - tư n g ứ n g v i số v ò n g q u a y n ■ K h i th a y đ ổ i Q - H th ì c n g s u ấ t đ ộ n g c trê n trụ c m y b m c ũ n g th a y đ ổ i th e o v đ ợ c x c đ ịn h : í ^ n \ N- ( 2 ) yl^2y S ự th a y đ ổ i c c đ i lư ợ n g Q , H , n v N , đ ợ c đ a r a tr o n g v í d ụ c ủ a b o m ly tâ m q u a bẽm g 1: Bảng 2.1 Ví dụ thay đổi vòng quay máy bơm ĨIỊ = 2900v/min ĨÌ2 Qi = 2500v/min H3 = 2000v/min H4 = 3200v/min Q2 = 0,862Qi Q3 = 0,690Q| Q 4=1,103Q i H Ị cho trước H2 = 0,743Hi H3 = 0,476Hi H 4=1,218H i N1 N2 = 0,641N| N3 = 0,328Ni N4 = l,344Ni Qi Hi N, Q2 H2 N2 r n ỉh m kw m^/h m 26.0 2.8 10 20 25.8 2.9 3.2 8.6 17.2 25.5 kw Q3 m^/h H3 m 19.3 1.8 19.2 6.9 18.9 1.9 2.0 13.8 25.9 18.7 2.2 20.7 34.5 18.3 2.4 30 40 25.2 24.6 3.5 3.8 50 23.7 4.3 43.1 17.6 60 22.6 4.6 51.7 70 20.9 4.9 80 18.8 90 N3 kw Q4 m% H4 m N4 kw 12.4 0.9 31.7 3.8 12.3 12.1 1.0 11.0 31.4 3.9 1.0 22.1 31.1 4.3 4.7 1.1 33.1 27.6 12.0 11.7 1.2 44.1 30.7 30.0 2.8 34.5 11.3 1.4 55.2 28.9 5.8 16.8 2.9 41.4 10.7 1.5 66.2 27.5 6.2 60.3 15.5 3.1 48.3 9.9 1.6 77.2 25.5 6.6 5.1 69.0 14.0 3.3 55.2 8.9 1.7 88.2 22.9 6.8 5.3 5.4 77.6 86.2 12.3 7.8 6.4 1.7 7.1 1.8 99.3 110 20.1 10.0 3.4 3.5 62.1 100 16.5 13.4 104,5 12.0 5.4 90.1 8.9 3.5 5.7 1.8 115 16.3 14.6 7.3 7.3 69.0 72.1 5.1 11 https://tieulun.hopto.org Hình2.3 Sau thời gian khai thác, ống lọc bị chít tắc làm g؛ảm hiéu khai thác nuớc, chi giếng bị vơ hiệu hóa Khi cần khắc pliục Ik ؛thuật khác nhung thuờng luu luợng giếng duợc phục hồi tối da không 90-95% Các biện pháp gồm: C h i t tắ c ố n g l ọ c : - Thổỉ rửa máy nén với áp lực p = 7kg/cm2; - Lau rửa khi; - Lau rửa nuớc hóa chất (ví dụ: giếng bị chít tắc cặn sắt); - DUng kíp mln nổ với áp lục p = 50 - 150 at C h a t Iư ợ /Ιίξ n c g iả m s ú t : tiêu chuẩn thl buộc phải bỏ giê'ng khoan giếng khác thay 2.2.8 Thau rửa dường Ong Khi gặp truínig hợp liru lượng nước chất lượng nước sau khỏ ؛nhà miá) nước bị giảm chiíng tỏ có chất bẩn dường ống phụ tUng Vì dể dảm bả) chất lượng nước dạt yêu cầu sử dụng thi cần định kỳ thau rửa đ g ống kii sửa chữa dương ống phải xả cặn noi có van xả Cịn lưu lượng giảm tkì cấn kiểm tra xem có cố van bị dOng bất thương phải kiểm tra dồng hổ đo lưu lượng áp lực Các phương pháp thau rừa gồm: - Khi có cố phải chia đoạn ống kiểm tra thau rUa 18 https://tieulun.hopto.org - Trên câ'p nước, 500-700 n١phải có van chặn Khi thau rửa, mờ van chặn mỌt íJầu đấu nối dường ống vứi bơm Đầư thi khóa van chặn lại, sau dó dUng van xả dể xả cặn Trong dợt sửa chữa phải thau ríra vài lần - Nếu ống có cặn vOi, cặn sắt bơm áp lực khOng dược thl pliải pha dung dỊch axit loẫng 5% ngitm dương ống 2-4І1 - DUng bOng bể mặt ngồi có lớp tua sắt tương tự cliổi, bOng nối dây thép hai dầu bằtig tơi quay tơi cho bOng chuyển dộng ống Hoặc dUitg bơm nước vào dầu Ong dặt bOng, áp lực nước dẩy bOng chạy xoiíy ống giUp cọ sạcli ống Quả bOng gồ hay nhựa + Trường hợp bOng gồ: trọng lượng riêng nhẹ nước bOng mặt nư& Lúc này, vị tri bOng, tiết diện ống giảm di vận tốc nước tăng lên khỉén bong lớp cặn dOng dưCnig ố + Trương hợp bOng nhựa: lúc người ta sử dụng tờí dể kéo bOng chuyển dỌngqua lạ ؛dể làm bong lớp cặn bám - Trường liợp ống bẩn thi pliải kê't hợp hay nhiều biện pháp kể - Nê'u dưòng kinh ống lớn 500 mm thl cho cOng nhân chui vào cọ rửa та quay H ìn hlề 2.2.9 Lý thuyẻt xác định tỏ'í ưu hóa dường ống cà'p nước Tiong thự ذtê' cấp thoát nưỏc thi dường ống thường dược xác định theo vận tốc trung bìnli, dựa vàớ lưu lư g pl١ân bố theo vUng tiêu thụ nước diều k؛ện làm việc an toàn mạạg lưới phương pliáp: DUng biểu dồ, dUng bảng lưu lượng giới hạn Tất phương pháp dó phương pháp gần dUng, cịn thực tinh tốn đưímg ống kinh tế trinh phức tạp khó khăn Mạng lướ; cấp nước có hlnh thù khác tuỳ thuộc vào mặt quy hoạch xày dựng piân bố dối tượng dUng nước phạm vi thiết kê' D ؛ều kiện cấp nước mạng lưJỈ khác Trên mạng lưới cịn có tham gia cùa cOng trinh dỉểu hòa, dự trữ trạm bơm cấp II Chế độ làm việc cùa mạng lưới liên quan tớỉ chế độ làn١việc cùa trạm bơm cấp II cOng trinh diều hịa, dự trữ Tinh tốn thUy Itrc mạng lưới cấp nước thi dược tiến hành với dưCnig kinh ống dẫn (lấy sơ thío lưu lượng phân phối ban dầu) mục dích di tim lưu lượng dUng cho 19 https://tieulun.hopto.org c c đ o n ố n g C ò n tin h to n k in h tế k ỹ th u ậ t h ệ th ố n g d ẫ n v p h â n p h ố i n c ih i c ả lia i lư ợ n g lẫn d n g k in h ố n g d ề u ch a b ؛ế t ١cắc c h ỉ tỉê u k in h tế d ợ c đ n h g iá tlieo m ứ c đ ộ ch i p h i v ố n d ầ u tư (W ) c h o to n hệ th ố n g N g o i h iệ u q u ả k in h t ế c ò n p h ụ thuỌ'C vào c c yê'u tố h ê n q u a n dê'n n g u n v ố n d ầ u tư d iề u k iệ n c ụ c b ộ k h c C h i p h i vốn d ầ u tư c ủ a h ệ th ố n g c ấ p n c chU y ế u b ao g m : C hi p h i x â y d ự n g ( C x d ) v ch i p h i q u ản lý ( C q l ) N h v ậ y tổ n g c h i p h i v ố n d ầ u tif c ủ a h ệ th ố n g c ấ p th o t n c x ác đ ịn h th eo cOng thứ c: W = Cx ٥ ؛t.CQL (2.4) G iá th n h x â y d ự n g ố n g c ấ p th o t nướ c p h ụ th u ộ c : - L o i v ậ t lỉệ u m ố n g ; - D n g k in h ố n g D , c h iề u d ài tu y ế n ố n g L; - T h iế t bl v p h n g p h p n ố i ố n g (p h ụ tUng n ố i ố n g ); - D iề u k iệ n th i c ô n g N ếu c h ú n g ta b iể u th ị tổ n g ch i p h i v ố n d ầ u tư w c ủ a h ệ th ố n g c ấ p th o t n c b ằn g h m s ố c ủ a lư u lư ợ n g n c c h ả y tro n g đ o n (q ؛-k) d n g k in h ( d ؛٠ k) cíia c h ú ỉig tliì lư u lư ợ n g k in h t ế n h ấ t (qk()và d n g k in h (dki) tư n g ứ ng với tổ n g c h i p h i v ố n d ầ u tư n h ỏ n h ấ t( W m ؛n) V ấ n d ề d t là: n ế d a n c tới nơi tỉê u th ụ b ằ n g m y b m m p lực c ù a m áy b m c h a b iế t th l chU ng ta c ẩn p h ả i c h ọ n d n g k in h c h o c c đ o n ố n g c ủ a to n h ệ th ố n g s a o c h o tổ n g c h i p h i n h ỏ n h ấ t, tức ta p h ảỉ t'،m d n g k in h k in h tê' n h ấ t M ạt k h c , nê'u c ấ p n c b ằ n g m y b m m áp lực c ủ a m y b m đ ã b iế t, th i v iệc tin h to n d n g iả n h n , ta c h ỉ c ầ n c h ọ n d n g k in h c h o c c đ o n ố n g tro n g h ệ th ố n g s a o c h o giá th n h x â y d ự n g n h ỏ n h ấ t dư ợ c N ế u g ọ i tổ n g g iá th n h w th i g ia n tin h to án t (t th i g ia n làm v íệ c hay tu ổ ỉ th ọ c ủ a ố n g ), chU ng ta c ó b iể u th ứ c b iể u thị tổ n g c h i p h i vốn d ầ u tir c h o m ộ t năm tro n g th ỉ g ia n tin h to n t: W .C xd + C ql (2.5) tro n g dO: CxD - c h i p h i x â y d ự n g m n g lưới c ấ p th o t nư c h ệ th ố n g ố n g d ẫ n ; C q l - c h i p h i h n g n ã m c ủ a hệ th ố n g ; t - th i g ia n h o n v ố n C h i p h i q ả n lý b a o g m : C hi p h i d iệ n n ă n g c h o v iệ c b m n c, c h ỉ p lií sLta chữ a h n g n g y , c h i lư n g c h o c n bọ, cO ng n h â n q u ả n lý v c c c h i p h i c ụ c b ộ k h c T ro n g d ó , c h ؛p h i d íệ n n ă n g c h o v ỉệ c b m n c dOng vai trò c h ủ d o , cOn c c c h i p h i k liá c liên q u a n d ế n v iệ c q u ả n ly k ỹ th u ậ t sử a c h ữ a h ệ th ố n g c h ỉ c h iế m m ộ t tỷ lệ tư n g d ố i nliO (tin h b ằ n g % ) C q l — C điện + C bảo dưỡng + CsiVa chữa ؛ 20 https://tieulun.hopto.org ^’!١اآا١ جс Ili phi !iên quail ، اا'ﺧﺎviệc đảiĩi bảo Iiăng lutíiig dược xác dỊiih bằiig sở' !ượng nước áp !ực cần phải dẩy ν؛ιο hệ lhỏ'ng áp lực đirợc xác dịnli SI.Í chênli lệcli gitra cốt áp điểm tínli toííii bâ't lọi cốt mực nước bể chiía ntrOc cíia tr٤)m bơm cấp II tổng giíí trị tổn thiít áp 10 ؛اtrong hệ thống Tổn thâ't áp lực phụ thiiộc g؛á trl sức kháng tliLiy Irtc dược xác đỊnli cliiềư dài, dương kinh luyê'n ống lưu lượng nước chảy ống COn chi phi sửa chữa hàng ngày pliụ thuộc vào clii plií xây d n g dirợc tínli phần trăm cùa chi phi xây dtmg dược ký hiệu làCxDNếu chiing ta tách chi phi sửa chữa hàng ngày (٩ ٥ ) khOi chi phi quản ly thi chi plií quản ly cịn lại Cql, ta có cơng thức xác dỊnh tổng chi plií vốn dầu trr cho năm tiong thơi hạn tínli tốn là: Nếu dạt tỷ số = إE, ta cO cOng thức xác định tổng chi phi vốn dầu tư cho năm thời hạn tinh toán: W = (E + p ).C xd + Cql (2.6) Giá thành xây dựng hệ thống cấp phân phối nước dược xác dỊnh chủ yếu giá th.Inh mạng lưới cấp thoát nước liệ thống ống dẫn Còn giá t,hành xây dựng tr؛Ịm bơm chiê'm mỌt phần tương dối nhO giá thành chung hệ tliOng Giá thành cOng trinh khác khOng ảnh hương lới đánh giá kinh tê' tổng thể cOng trinh cùa hệ tliOng câ'p nirớc Thílnh pliần chủ yê'u giá thinh xây dtrng cOng trinh hệ thống ống dẫn pliăii pliOi nước (giá thànli mạng lươi hệ thống ống dẫn) phụ thuộc vào chiều dài dương kinh cíia đoạn Ong (klii dă lựa chọn dược loại ống thiết bỊ u cầu) Klii tinh tốn liệ tliOng tliì cliiều dài đoạn Ong coi nhir biê't, cịn dưCmg kínli cíia chUng cần phải xác dỊnh Vấn dề dạt phải tìin ditơng kinh kinh tê' cho đoạn ống hệ thOng, tức di tim tOng chi phi xây dựng quíln ly hệ thống nhỏ (Wmin) Giá thành mét ống dược biếu diễn cOng thức tliực nghiệm, cOng thức có dạng hàm số dương kínli, phụ thuộc vào vật liệu làm ống, diều kiện xảy dựng mạng lưới (như độ sâu chOn Ong, dặc điểm dịa chất, mực nirớc ngầm nơi xây dựng mạng lưới, phương pháp thi cOng diều kiện khác ) COng tliức xác định giá thànli mét d ^ g ống có dạng: Co = a + b.d^k (2.7) đó: a, b - Ciic hệ số phụ thuộc vào vật liệu ống diều kiện xây dựng tuyến ống; a - hệ sO dặc trimg clio phần vốn cố định giá thành khOng phụ thuộc vào dường kínli ống 21 https://tieulun.hopto.org K h i g iá th n h x â y d ự n g to àn b ộ hệ th ố n g ố n g d ẫ n v p h â n p h ố i n c là: Cxd, ML = z (a + b d “ |،).lị_|^ (2.8) tro n g đ ó : d |٠| ؛- đưịfng k ín h c ủ a c c đ o n ố n g ; 1؛.؛ - c h iể u d i c ủ a c c đ o n ố ng; a - h ệ s ố p h ụ th u ộ c v ậ t liệu , p h ụ tù n g n ố i ố n g ; b - h ệ s ố p h ụ th u ộ c p h o n g p h p v đ iề u k iệ n th i c ô n g ố n g ; a - số m ũ C h i p h í q u ả n lý c b ả n c h ủ y ếu p h ụ th u ộ c v o c h i p h í đ iệ n n ă n g đ ể b m n c V ì đ n g k ín h ố n g th a y đ ổ i n ê n áp lự c c ủ a m y b m c ũ n g th a y đ ổ i th e o v d o đ ó nâng lư ợ n g đ iệ n tiê u th ụ c ũ n g th a y đổ i c; =Cd.KA = Q.H(p, + P2) (2.9) 8760.Ơ Pi = ( 210) 102.Ĩ1 ( ẹ + p ^ (2 1 ) 102.T1 tro n g đ ó : K ٨ - h ệ s ố tín h đ ế n sử a ch ữ a , b ả o d ỡ n g , k h ấ u h a o ; c ٥ - chi p h í đ iệ n n ă n g ; - g iá th n h lk w h Ỵ - trọ n g lư ợ n g riê n g c ủ a nư c T /m ١; r| h iệ u s u ấ t c ủ a m y b m ; ٠ Q - lư u lư ợ n g m y b m ; H - cột p c ô n g tá c c ủ a m y b m (m ), H = Hị٥ + AH; H ؛٥ - p lự c tự d o đ iể m b ất lợi n h ấ t; A H - tổ n th ấ t p lực từ trạ m b m c ấ p II đ ế n đ iể m b ấ t lợ i n h ấ t; e - h ệ s ố h iệ u q u ả tín h b ằ n g thờ i g ia n h o n v ố n e = 1/t (c h o trạ m b m ) ; p - h ệ s ố k h ấ u h a o trạ m b m ; k | - h ệ s ố đ ầ u tư c h o trạ m bơ m ; r - h ệ s ố d ự p h ò n g c h o m y b m N g o ài c c y ếu tố , tổn thất áp lực m ộ t th àn h p h ầ n c ó tác đ ộ n g lớ n đ ế n h m tối LIU L — X g tro n g đ ó : V ( 12) D v ậ n tố c th e o p h n g trìn h M a n in g - S tric h le r c ó d n g : ٠ 22 https://tieulun.hopto.org ٧ = K T h a y giá trị ٧ m J I/2 R /3 'à ٥ ta được: ١ K.Q^.L h = D m D =K !'m Q 2/m ,hr'/" ٦ L’i/m (2.13) C hi phi xây dựng: CxD = (a + b.D“).L = (a + b.( KỊ/m ọf/m hr'/m ] } 'r )“ ).L (2.14) D ẻ giải to n tối ưu hóa dưCmg kíiih ố n g đơn d ỉều k iệ n tĩn h , n g h la th e o m ộ t ch iềư dOng c h ảy n h ấ t đ ịn h khOng d ấu vào m ạch vOng, ta lập h m m ụ c tiêu th e o dạn g : M : Z ( C ٠٥+ C „ ) (2.15) m in n=l ,2/m L l / m ĩl / rĩ i xa M = S ( a ؛b ( K ؛/ ^ Q " " ؛ h ' " ' ' ؛ L 'i'^ )“ ) L t P ( H t h ) Q - > m in (2.16) D ể m in h h ọ a str ràn g b u ộ c củ a c c chi p h i ta x â y d ự n g b iể u d b íể u d iễ n c c tliOng s ố n h clii p h i x â y di.mg với lini Itrợng, tổ n th ất d n g k in h từ d ó ta x â y d ự n g d ợ c b iể u đ ổ tối iru c ù a tuyê'n ố n g dó T rên biểu d ta th ấ y đ iể m c ự c trị c ủ a d n g tố i ưư c ó th ể khO ng trU ng với g iao đ iểm c ủ a hai d ^ g co n g k in h p h i x â y d ự n g v tổ n th ất Hình 2.5 Dồ thi ,XCK■ ا ج١١ ااđường kínti ống tối tfu ^ c đ ịn h h m rn ụ c tiêu d ể tlm d ợ c g iá trỊ n h ỏ n h ất M Ế C + C t=l đó: C x = Ề C \ ( L , ) + C x ( U ) + Cx(L3) + 1=1 23 https://tieulun.hopto.org C p=Ề C p(L i) + Cp(4 ) + Cp(4 ) + j, ا=ﺀ - ٠, ,١ ٥٠ ٠ ỔM A ١ ỔM B ăiig p h ل ١ g p h p d o h m trự c tiê p rôi c h o — = _ = ỡh ỔQ D n g k in h ố n g tố i ưu; D ị = ѵ ч /а+ т ٧ ta s ẽ dirợ c: Q a+m (2 ) tro n g d ó : w - h ệ s ố k in h tế w= ,8 '2 η ι.σ (2 ) K؛١ a.b.η.c ,8 ا- h ệ s ố c h u y ể n đ ổ i; m - h ệ s ố M a n n in g - S tric k le r; σ - g iá tiề n d iệ n , th ự c t ế g iá tiề n d iệ n luOn th a y d ổ i h n g n ă m v d o d ó σ c ũ n g ١à m ộ t h m s ố p h ụ th u ộ c v o thOi g iait; K |1 - h ệ s ố n h m c ủ a ố n g Km p h ụ th u ộ c v ậ t liệ u m ố n g Km = ;؛ b - h ệ s ố x â y d ự n g c ủ a du O n g ố n g tín lí th e o g iá th ụ c tế; a - s ố m ũ p h ụ th u ộ c v o v ật liệ u ố n g ; η - h ệ s ố h iệ u d ụ n g c ủ a b m ; c - h ệ s ố c h iế t k h ấ u c ó tin h đ ế n tliời g ia n sử d ụ n g c = ,0 ,0 ؛ B ằn g c c th u ậ t to n tố i ưu trê n , ta c ó th ể lập d ợ c k ết q u ả c c d n g k in h g iớ i h n c h o tím g lo ại d n g k in h tiê u c h u ẩ n , h o ặ c th n h lậ p c.ác g iá trị “ T ố c đ ộ k in lt tế” m ta c ó th ể ứ n g d ụ n g d ể c h ọ n d n g k in h b a n đ ầ u p h ụ c vụ c h o việc q u y h o c h lioặc lậ p k ế hoạch xây dựng dài hạn L d o h m H m m ụ c tiê u d ể tim g iấ trị Mmin Đ ể g iả i d ợ c b ài to n n y ta cần : - Q u y n p c c b iế n s ố k h c n h a u vế m ộ t b iến s ố đ n g th i tở n trọ n g c c đ ịn h lu ậ t th ủ y lực T ro n g trư n g h ợ p n y có th ể c ltọ n m ộ t tro n g c c b iế n số : D (d trờ n g k in h ), h (tổ n tliất thUy lự c); Q (lim lư ợ n g ) (c h iề u d ài) - D ù n g p h n g p h p L a g n d e d ể g iả i với g iú p d ỡ c ủ a c c h ệ s ố L a g n d e : F — Σ c 4- λ| ·f| + 2· أf] + λ3·ί3 + 1=1 H o ặ c g iả i g ầ n đ ú n g b ằ n g c c h g iả th iế t c c vị tri c ủ a k h u x lý rổ i so s n h tổ n g chi p h i N ế u sử d ụ n g p h n g p liá p n y till pliải ứ ng d ụ n g c a c b i to n tố i u c ụ c b ộ , n g h ĩa kê't h ợ p b i to n x c đ ịn h d r r ^ ig k in h ố n g k in h tế c h ọ n đ ộ d ài tu y ế n ố n g h ợ p ly 24 https://tieulun.hopto.org CHƯƠNG TỐI u HĨA ĐƯỜNG KÍNH ÓNG 3.1 SỤ CẦN THIẾT TỐI ƯU HÓA ĐƯỜNG KÍNH ỐNG T ro n g h ệ th ố n g đ n g ố n g c ấ p , th o t n c b a o g m c c y ế u tố q u a n trọ n g : a) Vật liệu ống Đ n g ố n g c ó th ể m b ằ n g g a n g , th é p , đ n g , c h ì, b ê tô n g , b ê tô n g c ố t th é p , th u ỷ tin h , sợ i tổ n g h ọ p , n h ự a pvc, H D P E , P P R b) Phưo٠ ng pháp đấu nối Đ n g ổ n g c ó th ể n ố i v i n h a u b n g : H n k im lo ại: C h o ố n g th é p , g a n g , đ n g , ch ì - H n n h ự a ; C h o ố n g n h ự a P V C , P E , P P R - B ắ t b íc h : C h o ố n g th é p , g a n g , n h ự a - M iệ n g bát: C ó th ể x m b ằ n g đ a y , b i tu m v x i m ă n g , h o ặ c d ù n g ố n g m iệ n g b t có g io ă n g c a o su c) PhuoTig pháp thi công Đ n g ố n g đ ợ c lắ p đ ặ t th e o c c p h o m g p h p k h c n h a u : T h ủ c ô n g , c g iớ i h o ặ c c g iớ i từ n g p h ầ n k ế t h ợ p c h o c c c ô n g đ o n k h c n h a u : - K ế t c ấ u m ó n g đ n g iả n : đ ặ t trê n n ề n đ ấ t c ứ n g , h o ặ c có ló t c t, đ d ă m - K ế t c ấ u m ó n g p h ứ c tạ p : c ó c ọ c m ó n g (b a n g tr e , b ê tô n g c ố t th é p ), có lớ p đ ệ m cát, s ỏ i, v c ó đ ế b ằ n g b ê tô n g c ố t th é p - C h o n h ữ n g đ o n ố n g đ ặ c b iệ t n h ; ố n g q u a c ầ u , đ n g x e lử a , s ô n g , s u ố i, ao hồ T u y v ậ y , c c y ế u tổ k ể trê n p h ụ th u ộ c n h iề u v o v iệ c k c h ọ n b a n đ ầ u , n h : - Ố n g q u a c ầ u , s ô n g , su ố i n ê n m b n g th é p , - Ồ n g c ấ p n c c ó p , d ọ c th e o c c tu y ế n đ n g q u a n trọ n g n ê n m b ằ n g g a n g , th é p , b ê tô n g c ố t th é p - Ố n g tự c h ả y h o ặ c p lự c th ấ p c ó th ể đ ợ c m b ằ n g n h ự a , b ê tô n g h o ặ c b ê tô n g c ố t th é p - Ố n g th o t n c ; c ó th ể d ù n g ố n g n h ự a , a z b é t h o ặ c b ê tô n g c ố t th é p G iá th n h c ủ a m ộ t tu y ế n ố n g , n g o i n h ữ n g y ế u tố k ể trê n c ò n p h ụ th u ộ c rấ t n h iề u v o đ ộ lớ n c ủ a tu y ế n h o ặ c đ n g k ín h ổ n g d ẫ n ố n g c n g lớ n , c n g to c h i p h í x â y d ự n g c n g lớ n Ố n g c n g b é c h í p h í c n g n h ỏ V ì v ậ y tố i u h o đ n g k ín h ố n g d ẫ n m ộ t tro n g n h ữ n g m ụ c tiê u q u a n trọ n g n h ấ t c ủ a b ài to n g iá th n h h ệ th ố n g đ n g ố n g m n g lư i c ấ p th o t n c 25 https://tieulun.hopto.org 3.2 C S Ở C Ô N G N G H Ệ C c b i to n u p d ụ n g tro n g c ấ p th o t n c đ ề u đ ợ c g ắ n liề n v i h iệ n tư ợ n g th u ỷ lự c H o ặ c n ó i m ộ t c c h k h c đ i, c c phưorng n tố i u đ ợ c th n h lập trê n c s đ iề u k iệ n b iê n n h ữ n g q u y lu ậ t th u ỷ lự c c ủ a h ệ th ố n g C c q u y lu ậ t đ ó là; Đ ịn h lu ậ t B e rn o u lli v ề c â n b n g đ ộ n g lư ợ n g : H „0 +' V' 2g + “ + h , = co n st (3 ) Y Đ ịn h lu ậ t v ề d ò n g c h ả y liê n tụ c: Q = V F Đ ịn h lu ậ t K ir c h h o f f th ứ n h ấ t: T ổ n g lư u lư ợ n g n ú t b n g k h ô n g Sqi=0 (3.2) nút Đ ịn h lu ậ t K ir c h h o f f th ứ h ai: T ổ n g tổ n th ấ t p lự c tr o n g m ỗ i v ò n g k ín b n g k h n g : I h, = (3 ) vòng Đ ịn h lu ậ t D a rc y v ề tổ n th ấ t p lự c tr o n g đ n g ố n g ; H: - V ^L X (3 ) 2gD N g o i tố c đ ộ d ò n g c h ả y đ ợ c x c đ ịn h th e o M a n n in g - S tric k le r: (3 ) V = K „m.J H = ,2 10 Q^L (3 ) ■ ٥٠١١ tro n g đó: H o - c h iề u c a o đ ịa h ìn h ; H r - tổ n th ấ t p lự c; V - tố c đ ộ d ò n g c h ả y ; g - g ia tố c trọ n g trư n g ; p = _ .١ — c ộ t n c th u ỷ tĩn h ; Y - h ệ số tổ n th ấ t; L - c h iề u d i ố n g ; D - đ n g k ín h ố n g ; Km - h ệ số m a s t c ủ a ố n g ; J- đ ộ d ố c th u ỷ lự c; m - số m ũ tro n g c ô n g th ứ c c ủ a M a n n in g - S tric k le r 26 https://tieulun.hopto.org 3 c K IN H T Ế s T ố ؛ư u h o h ệ th ố n g d n g ố n g cấp th o t n c có n g h ĩa ؛à p h ả ỉ tin h to n x â y d ự n g sa o c h o tổ n g c h ؛p h i x â y lấp m ạn g ؛ướỉ d n g ố n g v T ổ n g ch i p h i b a o g m chi phi x ây lắp m n g lư i и П lý k h a ؛th c n ó n h ỏ n h ất ٩ Cxd v c h i p h i q u ả n lý k h a i th c Cqا N h v ậ y , b ài to n tố i ưu có thề pliát b ؛ểu d i góc đ ộ k in h tế: H iệu q u ả = K ết q u ả / C h i p h i - > m a x H iệ u q u ả n y d t d ợ c b ằn g cách: a) ٧ ؛d iề u k ؛ệ n c h o trư c phải d ạt d ợ c k ết q u ả c a o n h ấ t v d ó b i to n C ự c d i b) ٧ ớí m ụ c d íc h c h o trư c cần tiến h àn h c h o ch i p h i n h ỏ n h ấ t D ó c h in h b ài to n C ự c tiể u T r o n g c ấ p th o t n c n gư i ta th n g áp d ụ n g b ài to n C ự c tiể u N ó i m ộ t c c h k h c , tổ n g c h i p h i: ٤ (Cxd+Cq|)-^m in 3.3.Ι Chỉ phi xây dựng N h trê n d ã trin h b ày , chi phi dề xây lắp hệ th ố n g d n g ố n g c ấ p th o t n c d ợ c tiến h n h n g a y m ộ t lần d ầu tư xây d ự n g m ạng lưới d n g ố n g v d ợ c k ý h iệ u CxdC ^ ^ ( a + b D “ )L (3 ) tro n g d ó : a, b , a - h ệ số dầu tư tu y ế n ố n g v p h ụ th u ộ c v o : ٧ ậ t liệ u ố n g ; P h n g p h p th i c ô n g ; C c h n ố i ống; D iều k iệ n d ịa ch ất cUa tu y ế n ố n g D i d â y ví d ụ tin h giá xây d ự n g ch o m ộ t số tu y ế n ố n g b ằ n g th é p , g a n g , b ê tô n g c ố t th é p v p٧ c c h o vUng H N ội Số TT ٧ ật!!ệuốiig óng thép: p = 10kg/cm2 Đường k؛nh mm a b a Ф 100-1000 10.000 240 1,5 Óng gang: p = Ỉ0kg/cm2 Ф 100-800 10.500 350 1,45 Ong BTCT: p = 6kg/cn٦ Φ200-1200 3500 60 1,46 Ống nhựa PE: p 10 تkg/cm2 Φ50-400 1500 37 1,73 Ghi chủ: t D o i i g iá p d ụ n g d o ii g iá n ă m 0 + C c h ệ số tr o n g b ả n g d ợ c tin h th e o th ự c n g h iệ m , t Á p lự c c ô n g tá c c íia ố n g ó k g /c m ؛ 27 https://tieulun.hopto.org 3.3.2 Chỉ ph ؛quản lý T ro n g c ấ p th o t n c k h i n iệ m c h i p h ؛q u ả n lý c ó th ể h iế u n h u sau : Cql t c،i ؛ C ig C ؛chua + C cbung + C ị a j ؛d+ Ckhac ( ) tro n g dó: C |g - c h i p h i tiề n lư n g ; Ce - ch i plií d iệ n n ă n g ; Cscbua - ch i p h í sUa c h ữ a , b ả o d ỡ n g ; Ca - p h i k h ấ u h a o d n g ố n g : Ca = E = 1/ T ; C h an g -ch i phi chung; C(a؛sd - ch i p h í tá i s d ụ n g n g u n ; Ckhac-chi p h í k h ác T u y n h iê n , tro n g b i to n tố i u h o th i c c c h i p h i tiề n lư n g , ch i p h i tá i sử d ụ n g n g u n , ch i p h i c h u n g v ch i p h i k h c k h n g có ả n h h n g trự c tiế p d ế n đ ộ lớ n c ủ a d n g k in h tu y ế n ố n g T ro n g k h i d ó , ch i p h i d iệ n n ă n g d ể b m n c v c h i p h i k liấ h a o , s a c h ữ a lại có ý n g h ĩa q u a n trọ n g c h o v iệ c tin h to it d n g k in h tố i ưư N h v ậ y H m m ụ c tiê u d ợ c v iết: F - (E b ٠ C schua + C a ) C x ٥ t Ce m in tro n g d ó : Eb - h ệ số k h ấ u h a o trạ m b m 3.3.2.1 C h i p h i điện n ă n g C ô n g x u ấ t d iệ n c ủ a m y b m d ợ c x c d in h th e o c ô n g tliUc: N ^ I0 q ٠ (3 ) tro n g dó: N - cô n g suất m áy bơ m kw ; Q - lư u lư ợ n g b m , m ^/g iờ ; H - áp lự c b m , m ; - g iá d iệ n n ă n g d /k w h ; - h ệ sổ c ltu y ể n d ổ i; q - h ệ số h iệ u d ụ n g c ủ a m y b m ; p - tỷ trọ n g c ủ a n c kg /m ^ 28 https://tieulun.hopto.org N hư tiền điện tính theo cơng thức; ( 10) Ce = Q niaxH.(P] + P2) đó; t - thời gian chạy máy năm = 8760 giờ; - giá tiền điện đ/kwh p _ Ơ P ' ^ 102.11 p = (E + p).k,.r, 102.r) tro n g đó: E=ị; T T - tu ổ i th ọ c ủ a trạ m b m ; p - h ệ số k h ấ u h a o c ủ a m n g lưới đ n g ố ng; k i - h ệ số đ ầ u tư c h o trạ m b o m ; ri - h ệ số d ự p h ò n g ch o m y bơm 3.3.2.2 C h i p h í b ả o (lưỡng C h i p h í b ả o d ỡ n g v sử a c h ữ a phụ th u ộ c v tín h c h ấ t c ủ a đ ò n g ố n g c ũ n g n h y ế u tố: - V ật liệ u ố n g - Phư crng p h p n ố i ốn g - T ín h n ă n g , k íc h th c , c h ủ n g loại c ù a p h ụ tù n g p h ụ k iệ n c ủ a tu y ế n ố n g - V ị trí tu y ế n ố n g (c h ô n tro n g đ ất q u a hồ, a o , s n g , n g ị i h a y n ằ m tro n g đ n g h ầ m , h o ặ c m e n th e o c ầ u cố n g , v v ) - C ác tín h c h ấ t c ô n g n g h ệ k h ác c ủ a tu y ế n ống T ro n g c c tín h to n k in h k ế kỹ th u ậ t n gư i ta th n g x c đ ịn h ch i p h í b ả o d ỡ n g , s a c h ữ a th e o tỷ lệ % n h ấ t đ ịn h so với ch i đầu tư T ro n g h ệ th ố n g C ấ p th o a t n c v m ôi trư n g n g i ta tín h c h i p h í s a c h ữ a , b ả o d ỡ n g th e o tỷ lệ % c ủ a ch i p h í đ ầu tư v th n g lấy b ằ n g : F = Đ ặt; (E + p + r).Cxd + Q ^ , H P ٥ ١ (3 1 ) E + p + r = Am F = Am-Cxd + Qmax-H p P = Pi + P 29 https://tieulun.hopto.org 8760ơ ( E + p ).k |.r, ?2 102n 102.Г1 tro n g đó: p - h ệ số k h ấ u h a o c ủ a m n g lư i đ n g ố n g ; k | - h ệ số đ ầ u tư c ủ a trạ m b o m ; Tị - h ệ số d ự p h ò n g c ủ a b o m V i tín h to n tố i u đ n g k ín h m n g lư i đ n g ố n g h ệ số đến Am c ó th ể lấy từ 0.01 0,099 c ủ a c h i p h í x â y d ự n g đ ò n g ố n g T h e o M a n n in g - S tr ic k le r tổ n th ấ t p lự c c h o đ o n ố n g đ ợ c tín h : H K -Q f-L , (3.12) (3 ) D = K ^؛ Q "؛٦ L ؟٦ H "؛٦ :H m m ụ c tiê u đ ợ c v iế t th n h F = Am H a + Ъ.кГ Q > L - H - ) L ؛+ Н ) + P Q '.( H ٥ (3 ) :Đ ể giải p h o n g trìn h n y c ó p h cm g p h p Đ o h m trự c tiế p Á p d ụ n g p h cm g p h p L a g n d e v i c c h ệ số L a g r a n d e Đ ố i v i b i to n tim đ n g k ín h tố i u n g i ta h a y s d ụ n g p h o n g p h p th ứ n h ấ t.K h i tín h đ o h m trự c tiế p p h ả i tu â n th ủ c c đ iề u k iệ n v ề th ủ y lự c :m c ụ th ể EQi = c c n ú t c ủ a m n g lư i v EH = o tổ n th ấ t p lự c tấ t c ả c c v ò n g c ủ a m n g lư i , T h e o h ìn h 3.1: tro n g đ ó : đ ặ t SQi = -> Q = q i + Я2 q , = e Q q2 = (l - e ).Q H d ị = —> h] = h2 30 https://tieulun.hopto.org G iá s u c ù n g m ột loại ố n g ١n u h ĩa K ị = K ía có: d D, ٥ ^ ؛Q (® ~ 1)] ^2 J ^ 02 ١ L, ( ci->Q) 5i m u - COj 2] m *^1 ( 15) ^ -0 ١ D, ^ D ^ co ; V ^2 y m m ١ V (3 ) y Đ a p h n g trìn h (3 ) vào h àm m ục tiê u v g iải p h cm g trìn h , ta đ ợ c dF A ٢^.a.b.D a-! 2a jn L ١+ dD, Cù m.P.K„ ,((oQ)vQ.L, D m ·L L| J (3 ) -0 m+! _ 1٠ D, = w VcVi: w = (Z| Q)« +m Q a +m PK nym a A ٢١٦ b Zl = 2a p - c o m ^ L| + Í ^ f!) L Z2 = ؛- + í “ V1 - 02 L ١ L ، ì J 2a ìn Í L ^ z , + Z i= K h i ÍO = tứ c - 02 = n g h ĩa v ò n g m n g b iế n th n h đ o n ố n g h o ặ c m n g c ụ t th ì đ n g k ín h tối ưu ch o đ o n ố n g là: D, ٥ , uu = W ١١- ٥ Q a+m tro n g đ ó : w= (3 ) ,2 '°.m g T 102.p.K ^ ٦.b a C 31 https://tieulun.hopto.org N ế u !ấy ٦' số g iờ liơạt đ ộ u g g iờ /n ă m th i w là: w= ,8 θ '2 η ι.σ K^.n.b.a.c Với hệ số: m - liệ sổ Manning - Strickler 5,3333; σ - giá điện cho KWH; p - trọng lượng riêng ctia nước 1; Km - hệ số nháin ống, phụ thuộc vào vật liệu ống 80 - 130; η - liệ số hiệu dụng bơm; a, b, a - tiệ số công tliLrc tinh clii plií xây dựng tuyến ống Các liệ số dêu xác dinh thực ngliiệm (xeni cOng thức 3.7); c - hệ số claiết khấu chế kinh tế thl trường c = 1.07362 (nếu T = -5 năm) 3.4 C Á C B c t iEn h n h Đe xác dinh đ ò n g kinh Tốỉ u ta cần thực bước: A Thứ nhất, phải xem vật liệu ống Gang, Thép, BTCT hay nhựa (HDPE liíiy PVC) Sau dó lấy báo giá ống Nhà sản xuất tinh giá xây dụ'ng tuyến ống bầng cách nliân VỚI hệ số Vận chuyến, hệ số phụ tùng dường ống (như; Van, tê, cút, măng sụng ) hệ số thi cOng Các hệ số tíiy thuộc vào dịa phương Hệ số vận cliuyển thường lấy bằng: | = 1,05 - 1,10 Hệ số phụ tUng 1,15- 1,05 = ذ Hệ số tlii công 1,3- 1,15 = و B ThU' hai, sau klii có liệ số giá trị clii plií dường ống till cơng, cần phải xác định hệ số dể xác định chi phi xây dựng tuyến ổng, cụ thể a b băng cách thử so sánh độ sai số Nếu sai số nàm khoảng ٥/o - % cliâp nhận dược C Thứ ba, tOnh d n g k in h tố i u th e o cOng th ứ c (3 ) T ấ t n h iê n k ết q u ả c h o ta !n ộ t c ỡ d n g k in h c liín h x ác tớ i tírn g m m n g h ĩa khO ng có tro n g thị trư n g V ì ta p h ải lụ'a c h ọ n tro n g số nhũ'i ١g d u 'ơ n g k in h ố n g tiê u c h u ấ n g ầ n v i d n g k ín li u'u tin h to n D Thứ tư, so sánli giá trị kinli tế dường kínli: < ا هD tối ưu < ٥ theo cơng thức (3.18) Trong dó cần lưu ý clii phi áp dụng cho tliời hạn nâm tinh toán Nhu' clii phi nliO till dO cliínli đường kinh cần lụ'a chọn Khi lựa chọn dường kinh cần cho lưu lượng dU nhỏ dề phân biệt bước nliảy cUa dường kinh ống E Thú' năm, klii có dường kínli tối ưu Iụ'a chọn, pliải biếu diễn mối quan liệ lưu lượng dường kínli dó biểu đồ, cững xác dịnli vận tốc giới hạn, vận tốc kinh tế ứng với diều kiện cUa tuyến ố!ig clio 32 https://tieulun.hopto.org ... 22.9 6.8 5.3 5.4 77.6 86.2 12 .3 7.8 6.4 1. 7 7 .1 1.8 99.3 11 0 20 .1 10.0 3.4 3.5 62 .1 100 16 .5 13 .4 10 4,5 12 .0 5.4 90 .1 8.9 3.5 5.7 1. 8 11 5 16 .3 14 .6 7.3 7.3 69.0 72 .1 5 .1 11 https://tieulun.hopto.org... 34.5 18 .3 2.4 30 40 25.2 24.6 3.5 3.8 50 23.7 4.3 43 .1 17.6 60 22.6 4.6 51. 7 70 20.9 4.9 80 18 .8 90 N3 kw Q4 m% H4 m N4 kw 12 .4 0.9 31. 7 3.8 12 .3 12 .1 1.0 11 .0 31. 4 3.9 1. 0 22 .1 31. 1 4.3 4.7 1. 1... 4.7 1. 1 33 .1 27.6 12 .0 11 .7 1. 2 44 .1 30.7 30.0 2.8 34.5 11 .3 1. 4 55.2 28.9 5.8 16 .8 2.9 41. 4 10 .7 1. 5 66.2 27.5 6.2 60.3 15 .5 3 .1 48.3 9.9 1. 6 77.2 25.5 6.6 5 .1 69.0 14 .0 3.3 55.2 8.9 1. 7 88.2