Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị và công nghiệp chuẩn của trường đại học Xây Dựng Hà Nội SUMMARY I. Natural condition and current data: Designing a water supply network for a city with an area 540,53 ha, including 2 areas: + Zone 1: 271,69 ha + Zone 2: 268,84 ha Topography: The city has a gradual slope towards the river. The contour line decreases gradually from 12 to 9m. The river flows to the east of the city. The city has 2 industrial enterprises located in the west, each area is 106.13ha Features of construction planning of residential areas: Residential area: • Zone 1: + Population density: P1 = 265 peopleha + Number of floors: n = 45 floors + Level of sanitary equipment: type 4 • Zone 2: + Population density: P2 = 205 peopleha + Number of floors: n = 23 floors + Level of sanitary equipment: type 3 The rate of roads and squares: accounts for 18% of the city area. Trees account for 20% of the city area. The rate of roads and squares being irrigated accounted for 80% (mechanized watering from 8 am to 6 pm) The rate of trees being irrigated accounted for 85% (manually watering at hours 56, 67, 78 and 1718, 1819, 1920 during the day) Industrial area: + Industrial areas with the largest building volume: 19,000 m3 + Production grade: A, B. + Fire resistance grade: I, II. II. Calculating flow and reservoir: Total volume of water supplied to the whole city in a day and night: 45 122,47 m3day Hour of biggest water use at 17 – 18h with flow of 2904,9 m3day = 806,92 ls, accounted for 6,44% of total volume in a day and night Volume of the reservoir: 10 000 m3 III. Calculating and Designing water supply network: 1. Mapping principle: The water supply network must cover all water use points within the city. The main pipeline routes must extend in the main transport direction of the network. The main pipeline routes are connected to each other by connecting pipes, forming continuous closed rounds. The main pipelines must be arranged in such a way that there are few windings and bends, the shortest length and the most convenient water flow. The pipelines must rarely overcome natural obstacles such as rivers, lakes, railways, important intersections or areas with bad terrain and geology (such as hills, mountains, swamps, etc.), causing difficult management. difficult, complicated and expensive. Closely combining between the present and future development of the region. Ensure that the supply network can be expanded according to the citys development plan and the increase in water usage standards. 2. Calculating the number of fires: The number of simultaneous fires in the city is 2 fires at the same time, 1 fire in zone 1, 1 fire in zone 2. Zone 1, the flow of extinguishing a fire at point 17 is: 25 ls Zone 2, the flow of extinguishing a fire at point 23 is: 20 ls Since industrial parks 1 and 2 are located at the very beginning of the water supply network, it is not necessary to set a fire for inspection. IV. Calculating and Designing Pumping Station 2: Surface elevation at the point contacting with the network: 11,21 m Required pressure at the point contacting with the network: + In hour of biggest water use: 38,30 m + In hour of biggest water use with fire: 36,51 m Number of simultaneously fires: 2 fires = 45 ls Length of suction pipe: 20 m Length of discharge pipe: 290 m Capacity of 1 working pump: Qb = 305,65 ls Total height of pump: Hb = 43,71 m Unit head loss of suction pipe and discharge pipe: 2,082 m Choosing OMEGA 250480A. Impeller diameter: 403 mm Pump efficiency: η = 83% Anticavitation reserve: NPSH = 2,6 m Capacity on shaft: P = 150 kW Number of rotations: n = 1450 (rotationsminute) Elevation of pump shaft: 14,1 m Pump priming device: using vacuum pump type PMK3
Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo CHƯƠNG I: CHUẨN BỊ VÀ TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG I Mơ tả điều kiện tự nhiên trạng, quy hoạch hệ thống hạ tầng kỹ thuật phạm vi thiết kế I.1 Về địa hình: Thành phố có địa hình dốc dần phía sơng Đường đồng mức giảm dần từ 23÷20 m Sơng chảy phía Đơng thành phố Do đất bờ sông không nên xây dựng cơng trình thu nước theo kiểu phân ly Trạm bơm cấp xây dựng lùi sâu vào bờ, bố trí tách riêng so với cơng trình thu nước I.2 Về quy hoạch thành phố: Khu dân cư phân thành khu vực, có xí nghiệp công nghiệp I.3 Về đặc điểm xây dựng: Đối với khu dân cư : Khu dân cư số : - Mật độ dân số : P1 = 195 người/ha - Số tầng nhà : n = 3-4 tầng Khu dân cư số : - Mật độ dân số : P2 = 240 người/ha - Số tầng nhà : n = 2-3 tầng Tỷ lệ đường quảng trường : chiếm 20% diện tích thành phố Tỷ lệ xanh chiếm 20% diện tích thành phố Tỷ lệ đường quảng trường tưới 80% (tưới giới vào từ đến 18 ) Tỷ lệ xanh tưới 85% (tưới thủ công vào từ 5-6, 6-7, 7-8 17-18, 18-19, 19-20 ngày) Đối với xí nghiệp cơng nghiệp : - Các xí nghiệp cơng nghiệp có khối tích nhà lớn : 10000 m3 - Hạng sản xuất : A, B - Bậc chịu lửa : I, II SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866 Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo II Xác định lưu lượng nước cấp vào mạng lưới quy mô công suất trạm cấp nước Công suất trạm cấp nước phải đáp ứng nhu cầu ngày dùng nước lớn thời gian tính tốn Cơng suất nhà máy phải tính đến đầy đủ lưu lượng cho mục đích khác nhau, thường dựa vào tiêu chuẩn dùng nước diện tích xây dựng cho đối tượng II.1 Xác định diện tích khu vực, đường phố, quảng trường, cơng viên xanh Với đồ mặt quy hoạch thành phố tỉ lệ 1:10000 cho, ta có diện tích phần khu vực sau: - Khu vực 1: F1 = 527,1 - Khu vực 2: F2 = = 406,15 - Vậy tổng diện tích thành phố : F = 933.25 - Diện tích xí nghiệp cơng nghiệp I : F1XN = 52,57 - Diện tích xí nghiệp cơng nghiệp II : F2XN = 39.95 - Diện tích xanh chiếm 20% diện tích thành phố: F cx= 20% × F = 0,2 × 933,25 = 186,65 - Diện tích đường quảng trường chiếm 20% diện tích thành phố: F đ = 20% × F = 0,2 × 933,25= 186,65 - Diện tích xây dựng khu vực I là: F1XD = S1XD = S1 - (20+20)%S1- S1XN= 60%.S1-S1XN = 0,6 527,1 - 52,57 = 316,26 - 52,57 = 263,69 (ha) - Diện tích xây dựng khu vực II là: F2XD = S2XD = S2 - (12+18)%S2 –S2XN = 60%.S2 –S2XN = 0,6 406,15 - 39.95 = 243,69 -39.95 = 203,74 (ha) II.2 Tính lưu lượng nước cho nhu cầu sinh hoạt khu dân cư Q TB ng = ∑ qi × N i (m3 /ngđ ¿ 1000 Trong đó: q i - Tiêu chuẩn dùng nước cho đầu người ngày đêm ứng với khu vực khác thành phố (lấy theo TCXDVN 33-2006/BXD) Ni - Dân số tính tốn khu vực xây dựng xác định theo công thức: Ni= Pi FiXD ( người) SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866 Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp Pi GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo - Mật độ dân số tính tốn khu vực xây dựng, tính người/ha SiXD - Diện tích xây dựng ứng với khu vực (ha) Qshmax = QngTB × K max ngđ (m /ngđ) max K max ngđ - Hệ số dùng nước không điều hịa ngày đêm: K ngđ = 1.2 ÷ 1.4, trị số nhỏ áp dụng cho thành phố lớn ngược lại Kgiờ max - Hệ số dùng nước không điều hòa giờ: Kgiờ max = αmax x βmax αmax: Hệ số kể đến mức độ tiện nghi nhà, chế độ làm việc xí nghiệp cơng nghiệp điều kiện địa phương khác αmax = 1.2÷1.5 βmax: Hệ số kể đến số dân khu dân cư, tra bảng 3.2, TCXDVN 33-2006 Khu vực 1: - Mật độ dân số : P1 = 195 người/ha - Dân số khu vực I : N1= P1 × F1XD = 263,69 195 = 51419 ( người) - Hệ số dùng nước khơng điều hịa ngày đêm: Ta chọn Kngđ = 1,3 Chọn αmax = 1,425 N1 = 44 639 người nên βmax = 1,1485 Vậy kgiờ max = αmax x βmax 1,425× 1,1485= 1,6366 Lấy kgiờ max = 1,7 Vì thị loại III , ta lấy: q1 = 150 (l/người.ngđ) Vậy lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt khu vực 1: Qmaxngđ= 51419∗150∗1.3 10026 (m3/ngđ) 1000 Khu vực 2: - Mật độ dân số : P2 = 240 người/ha - Dân số khu vực II : N2 = P2 × F2XD = 203,74 240 = 48897 (người) - Hệ số dùng nước khơng điều hịa ngày đêm: Ta chọn Kngđ = 1,3 Chọn αmax = 1,4 N2 = 48897 người nên βmax = 1,1518 Vậy kgiờ max = αmax x βmax = 1,4 × 1,1518 = 1,612 Lấy kgiờ max = 1,5 Vì thị loại , ta lấy: q2 = 170 (l/người.ngđ) Vậy lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt khu vực 2: SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866 Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp Qmaxngđ = GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo 170∗48897∗1.3 11637 (m3/ngđ) 1000 Vậy lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt thành phố : QTP = Qshmax = Qsh1max + Qsh2max = 10026+ 11637 = 21663 (m3/ngđ) II.3 Lưu lượng nước tưới xanh, rửa đường Lưu lượng nước tưới cây, rửa đường tính theo diện tích cần tưới: Qtc = qt Ft ( m3/ngđ ) 1000 Trong : Ft: Diện tích cần tưới, rửa tính (m2) qt: Tiêu chuẩn nước tưới Theo quy phạm 3.3, TCXDVN 33-2006/BXD: + Tưới thủ cơng: 3÷6 l/m2 cho lần tưới + Tưới rửa giới: 0.5÷1.5 l/m2 cho lần tưới Ta chọn: + Lưu lượng nước tưới cây : qt = (l/m2 cho lần tưới) + Lưu lượng nước rửa đường: qrđ = (l/m2 cho lần tưới) a Nước tưới : - Diện tích tưới cây: Ft = 85% × 186,65= 158,652 (ha) - Vậy lượng nước tưới cần là: Qtc = 158,652 × 10 × = 6341,1 (m3/ngđ) - Cây xanh tưới thủ công vào 5,6,7 17,18,19 ngày: Qh = 6346,1 = 1057,7 (m3/h) b Nước rửa đường quảng trường : - Diện tích rửa đường quảng trường: Fr = 80% × 186,65 = 149,32 (ha) - Vậy lượng nước rửa đường quảng trường là: Qr = 149,32 × 10 × = 1493,2 (m3/ngđ) - Đường tưới nước giới vào đến 18 Với lưu lượng là: SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866 Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp Qh = GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo 1493,2 = 124,4 (m3/h) 12 Vậy lượng nước tưới rửa đường cho thành phố ngày đêm là: Qt = Qtc + Qr = 6341,1+ 1493,2 = 7839,3 (m3/ngđ) II.4 Lưu lượng nước dùng cho xí nghiệp cơng nghiệp Lưu lượng nước dùng cho xí nghiệp cơng nghiệp xác định theo diện tích đất cơng nghiệp: Q XN =¿ F× q tc × t (m3 /ca ¿ Trong đó: q tc - Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt sở sản xuất cơng nghiệp theo diện tích ngày đêm (m3/ha.ngđ) Tiêu chuẩn cấp nước lấy theo TCXDVN 33-2006 q tc=¿ 22 ÷ 45 m3/ha.ngđ, Chế độ lấy nước theo số làm việc ngày t - Tỷ lệ lấp đầy (%) F - Diện tích xí nghiệp (ha ¿ Xí nghiệp I: - q tc=¿ 28 m3/ha.ngđ - Làm việc theo ca : 24h qtc f N = 28.3400 52,57 =5004.66 1000 XN1 1000 - Q = (m /ngđ) QXN1ca = 5004,66/24=208,53 (m /h) Xí nghiệp II: - q tc=¿ 42 m3/ha.ngđ - Làm việc theo ca: 16 từ đến hết 22 F qtc N 42.3900 39.95 = =6543,81 1000 XN2 1000 Q = (m /ngđ) QXN2ca =6543,81 /16 = 408,99 (m /h) Vậy lượng nước dùng cho hai XN ngày đêm : Q XN = Q XN + Q XN = 5004,66 + 6543,81 = 11548,47 (m /ngđ) QXNca = QXN1ca + QXN2ca = 208,53 + 408,99= 617.52 (m3/ca) II.5 Lưu lượng nước dùng cho cơng trình cơng cộng Bệnh viện: SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866 Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo Lưu lượng trung bình ngày bện viện Qbv = qbv N 300.550 = 165 (m3/ngày) 1000 1000 g = Lưu lượng nước thải trung bình Q tb Qtbng y = = 165/24 =6,875 (m3/h) 24 Lưu lượng max Qhmax = kh Qtbgiờ =2,5.6,875=17,1875 (m3/h) Lưu lượng max giây Qsmax = Qhmax /3,6 =4,77 (l/s) Trường học: Qtbngày = - qth N 20.7000 =140 (m3/ngày) 1000 1000 hs = Lưu lương nước thải trung bình Q - tb tb Qng y 140 = = = 11.7 (m3/h) 12 12 Lưu lượng max Qhmax = kn Qtbgiờ =1,8.11,7=21 (m3/h) Lưu lương max giây - Q s max Qhmax = =21/3,6=5,8(l/s) 3,6 II.6 Quy mô công suất trạm trạm cấp nước Qtr = (a × Qshmax + Qt + ΣQXN + QBV + QTH) × b × c (m3/ngđ) Trong đó: a - Hệ số kể đến lượng nước dùng cho công nghiệp địa phương, a = 1,05 ÷ 1,1 Chọn a =1,1 b - Hệ số kể đến yêu cầu chưa dự tính hết lượng nước hao hụt rị rỉ trình vận hành hệ thống cấp nước, b = 1,15 ÷ 1,25 Chọn b = 1,2 c - Hệ số kể đến lượng nước dùng cho thân trạm cấp nước, c = 1,05 ÷ 1,1 Chọn c = 1,1 Lưu lượng sử dụng cho ngày dùng nước lớn ∑ Qtr = [a(QtbngdI + QtbngdII)+ QtbngàyTH + Qtbngày bv +Qt +Qr +QXN1 +QXN2) ).b ={1,1.( 10026+11637,49) + 140+ 165+ 6341,1 +1493,2 + 5004.66 + 6543,81 }.1,15 SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866 Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo =46 983,86 Vậy công suất trạm cấp nước là: Q TR =c ∑ Q =1,1 46 983,86=51 682,25 (m3/ngđ) II.7 Xác định chế độ tiêu thụ nước lập bảng tổng hợp lưu lượng nước tiêu thụ cho thành phố Bảng thống kê lưu lượng nước tiêu thụ cho thành phố phải lập theo giờ, nghĩa phải phân phối nước đáp ứng cho nhu cầu đối tượng dùng nước theo ngày dùng nước lớn Chế độ tiêu thụ nước cho nhu cầu sinh hoạt Thời gian tính toán để dập tắt đám cháy khu dân cư khu công nghiệp Chế độ tiêu thụ nước rửa đường, tưới Thông thường tưới dùng xe, máy (tưới đường, quảng trường) hay tưới thủ cơng (tưới cây, chăm sóc hoa cỏ…) Tưới máy tưới liên tục từ 7h00 đến 22h00 Tưới cây, tưới hoa thủ công vào ba buổi sáng sớm (giờ thứ 5, 6, 7) ba buổi chiều tối (giờ thứ 16, 17, 18) ngày Chế độ tiêu thụ cho cơng nhân nhà máy, xí nghiệp Thùy theo đặc điểm, điều kiện làm việc phân xưởng Trong trường hợp tính theo diện tích khu cơng nghiệp, tiểu chuẩn dùng nước theo diện tích số ca làm việc ngày chế độ tiêu thụ nước điều hòa Chế độ tiêu thụ cho cơng trình đặc biệt khác: trường học, bệnh viên Thông thường, nước dùng cho bệnh viện thường ca bệnh viện hoạt động 24/24h Đối với trường học trường học có ca sáng ca chiều với thời gian tổng cộng 12h (từ 6:00 ÷ 18h) SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866 Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866 GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo Bảng 1.1: Thống kê lưu lượng tiêu dùng cho toàn thành phố theo SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866 Đồ án mạng lưới cấp nước đô thị công nghiệp GVHD: TS Nguyễn Phương Thảo II.8 Tính tốn lưu lượng nước để dập tắt đám cháy Nước để dập tắt đám cháy không đưa thường xuyên vào mạng lưới mà đưa vào có cháy xảy Số đám cháy xảy đồng thời thời điểm xác định sau: Lựa chọn số đám cháy đồng thời lưu lượng để dập tắt đám cháy: Khu công nghiệp: Trong khu cơng nghiệp, lưu lượng chữa cháy bên ngồi lấy từ trụ nước chữa cháy, tính với nhà cần lượng nước chữa cháy nhiều tính cho đám cháy quy định bảng I, II, phụ lục II - Xí nghiệp có S = 92,52 < 150 nên coi xí nghiệp có đám cháy đồng thời - Coi xí nghiệp có bậc chịu lửa I,II hạng sản xuất A, B; khối tích 10000 m Ta có lưu lượng dập tắt đám cháy là: qccxn= 15 (l/s) * Khu dân cư: Dân cư khu vực là: 100316 (người) - Nhà xây dựng từ tầng trởi lên không phụ thuộc bậc chịu lửa, tra bảng ta thấy có đám cháy đồng thời với lưu lượng đám: qccdc= 35 (l/s) - Do khu dân cư khu công nghiệp có chung hệ thống cấp nước nên ta chọn số đám cháy đồng thời thành phố đám cháy với lưu lượng đám cháy là: qcc = 15/2 + 35 = 42,5 (l/s) Tổng lượng nước chữa cháy khu vực Là :42,5*2 = 85 (l/s) a Xác định tổng lưu lượng nước chữa cháy cho khu vực thiết kế: Dựa vào thời gian tính tốn để dập tắt đám cháy trường hợp lấy lưu lượng chữa cháy xác định trên, tính tốn tổng lượng nước chữa cháy cho khu vực thiết kế III Lựa chọn nguồn cấp nước phương án cấp nước - Qua tài liệu số liệu cho, ta thấy thành phố có quy mơ trung bình, với u cầu cấp nước cho khu dân cư công nghiệp mức độ tiện nghi tương đối cao Số tầng nhà khu dân cư mức cao vừa từ – tầng Vì vậy, nhiệm vụ thiết kế đồ án phải đảm bảo yêu cầu sau: + Đảm bảo hoàn thành nhiệm vụ cung cấp đủ lưu lượng, áp lực chất lượng nước liên tục đầy đủ.Dựa vào quy mô dân số, mức độ trang bị thiết bị vệ sinh cho khu nhà, mức độ tiện nghi thành phố điều tra thực nghiệm, sinh viên lựa chọn hệ số dùng nước khơng điều hịa (k h) dẫn thêm giáo viên hướng dẫn; ứng với giá trị hệ số dùng nước khơng điều hịa (kh) có bảng dẫn chế độ phân phối nước sinh hoạt cho khu vực theo ngày đêm (xem phần phụ lụcIV) + Đảm bảo việc vận hành, quản lý đơn giản, dễ dàng, thuận lợi + Đảm bảo chi phí xây dựng, vận hành quản lý phù hợp tiết kiệm, ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành sản phẩm (giá nước) SVTH: Nguyễn Anh Tú – MSSV: 0157866