Chương 3 he thong cap nuoc cho khu vuc

HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO KHU VỰC 3.1 Bố trí mạng lưới câp nước 3.2 Tính toán thủy lực mạng lưới cụt 3.3 Tính toán thủy lực mạng lưới vòng 3.4 Cấu tạo mạng lưới cấp nước 3.5 Trạm bơm, bể nướ

HỆ THỐNG CẤP NƯỚC CHO KHU VỰC

3.1 Bố trí mạng lưới câp nước 3.2 Tính toán thủy lực mạng lưới cụt

3.3 Tính toán thủy lực mạng lưới vòng

3.4 Cấu tạo mạng lưới cấp nước 3.5 Trạm bơm, bể nước và đài các thiết bị, khối lượng đất đào, đất đắp, khái toán giá thành công trình, tính toán hiệu quả kinh tế, đánh giá tác động

BỐ TRÍ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

2 Các tài liệu cần có:

(1)Quy hoạch tổng thể khu vực để xác định nhiệm vụ của HT cấp nước (2)Bản đồ địa hình khu vực

(3) Mặt cắt ngang các tuyến đường nơi mạng lưới đường ống dự kiến đi qua (nhằm xác định hiện trạng các công trình ngầm như cống thoát nước, cáp ngầm, …)

(4) Địa chất công trình dọc theo tuyến ống (5) Địa chất thủy văn (mực nước ngầm, )

A TỔNG QUAN

3 Phân loại mạng lưới cấp:

3.1 Mạng lưới nhánh (mạng lưới cụt) Đặc điểm: Tại 1 điểm chỉ chạy 1 chiều từ thượng nguồn xuống hạ nguồn hay đứng yên

Nhược điểm: Độ an toàn cấp nước không cao

Ưu điểm: Tổng chiều dài đường ống trong mạng lưới ngắn hơn, vốn đầu tư

Đặc điểm: Tại 1 điểm trong mạng lưới có thể đổi chiều nước chảy tùy theo tình hình dùng nước

Nhược điểm: Tổng chiều dài đường ống trong mạng lưới vốn, vốn đầu tư cao

Ưu điểm: Độ an toàn cấp nước cao Áp dụng: các khu thương mại, dịch vụ, giải trí, khu công nghiệp, khu ngoại giao, …

BỐ TRÍ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

A TỔNG QUAN

3 Phân loại mạng lưới cấp:

3.2 Mạng lưới hỗn hợp

Trong các đô thị lớn, khu vực quan trọng và không quan trọng nằm xen lẫn nhau, thường dùng giải pháp mạng lưới vòng cho khu vực quan trọng và mạng lưới nhánh cho khu vực không quan

(2)Đường ống được bố trí dọc theo các tuyến đường để dễ lắp đặt, kiểm tra, duy tu, sữa chữa

(3)Tránh các vật chướng ngại như ao hồ, công trình, …

BỐ TRÍ MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC

(4)Tránh các nguồn ô nhiễm như bãi rác, nghĩa địa,…

(5)Sau khi thỏa mản các nguyên tắc: (1) – (4), mạng lưới được bố trí sao cho tổng chiều dài ống ngắn nhất để hạ giá thành

(6)Đài nước bố trí nơi địa hình cao, có thể ở đầu, giữa hay cuối mạng lưới

động của xe bên trên

(2)Ống nước bố trí cách xa: (i) trụ điện, hàng cây, tường rào, cống thoát nước,… trên 1,5m; (ii) Trụ điện cao

3 Các thiết bị trên mạng lưới:

(1)Van (khó nước): bố trí tại các giếng thăm

(2)Van 1 chiều: trước và sau bơm (3)Van xả khí: đặt ở vị trí cao của mạng (3)Tổn thất cột nước qua từng đoạn

ống, qua đó xác định chiều cao đài nước, cột nước bơm

TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI

B TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN

Chọn trường hợp bất lợi nhất để xác định đường kính ống, đài nước, … (1)Mạng lưới làm việc vào giờ cao

điểm Qhmax

(2)Mạng lưới làm việc vào giờ cao điểm đồng thời có cháy xảy ra: Qcmax = Qhmax + 3,6nqcc (m3/h) (1)

C LƯU LƯỢNG NƯỚC TRONG CÁC

(4)Lấy nước phân bố: khi dọc theo đọan ống là khu dân cư, nước được lấy ra tại nhiều điểm (trước mỗi nhà)

TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI

C LƯU LƯỢNG NƯỚC TRONG CÁC ĐOẠN ỐNG

2 Lưu lượng trong đoạn ống chỉ có lấy nước tập trung:

Được xác định theo nguyên tắc: “Lưu lượng trong đọan ống bằng tổng lưu lượng đầu ra của nó”

Quy ước: Tại đầu ra, lưu lượng mang dấu dương (+) khi chúng được lấy đi, lưu lượng mang dấu âm (-) khi chúng được cấp bổ sung vào (từ máy bơm,

C LƯU LƯỢNG NƯỚC TRONG CÁC Lấy nước phân bố dọc theo ống CC2 tương đương với việc lấy nước tập trung tại 2 đầu C và C2

TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI

QC = QC2 = QCC2/2 (4)

Như vậy việc xác định lưu lượng trong ống CC2 quay về trường hợp đọan ống chỉ có lấy nước tập trung 2 đầu (iii) Theo một số dự án cấp nước đã xây dựng ở miền Nam (TS Nguyễn Văn Đăng)

DKT = (0,69 – 1,23)Q0,49 (7) Q (m3/s), DKT (m)

Để đơn giản hóa trong tính toán, thường quy đổi tổng tổn thất cục bộ (hc) trong đoạn ống về hệ số k

hw = khd (9) Với k = 1,15 – 1,2: đối với HT cấp

nước cho khu vực

Hai bồn nước A và B cách nhau L=450m, nối nhau bằng ống nước PVC (CH=140) có đường kính D=100mm Mực nước trong bồn A và bồn B được giữ không đổi là ZA=+16m, ZB=+13,5m Hỏi lưu lượng chảy trong ống là bao nhiêu? Với k=1,2

Xác định cao trình đài nước tại A Biết đài nước cấp nước cho một nhà máy tại B với lưu lượng và mực áp yêu cầu là: QB=50 L/s; ZB=+16m; đài nước nối với nhà máy B bằng đường ống thép dài

Xác định đường kính ống nối đài nước A cấp nước cho 1 nhà máy tại B với lưu lượng và mực áp yêu cầu là:

G TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI NHÁNH 1 Mục đích:

(1)Xác định đường kính các đoạn ống (2)Xác định chiều cao đài nước hay cột

nước bơm của trạm bơm cấp 2

2 Trình tự tính toán:

(1)Xác định lưu lượng và mực áp yêu cầu tại các điểm nút (Zi=Zđấti + HCTnhi) (2)Xác định lưu lượng trong các đọan

(ii) Giải tuyến ống nhánh:

(1)Trên mỗi tuyến ống nhánh x/định mực (b)Phân phối hd dọc theo tuyến “ống

chính” theo tỷ lệ chiều dài

(c)X/định đ/kính các đọan ống tuyến “ống nhánh” theo bài toán 3

Ví dụ 5:

Chọn đ/kính ống và chiều cao đài nước tại O của 1 mạng lưới cấp sau:

Lưu lượng và áp lực yêu cầu tại các nút:

Dọc theo BC là khu dân cư: N=5600 dân, qsh=120 L/người/ngày, Kngđ=1,5; Kh=1,3; a=1,1; b=1,15; c=1, n=3 tầng

Nếu tại O là trạm bơm nước ngầm (nước không cần xử lý, bơm trực tiếp vào mạng lưới không qua đài nước) với mực nước

Trong mỗi mạng lưới vòng thì chiều

dòng chảy, lưu lượng, tổn thất cột nước trong các đoạn ống chỉ có thể xác

H TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI VÒNG 1.Mục đích:

(1) Xác định chiều dòng chảy, lưu lượng, tổn thất cột nước trong các đoạn ống (tìm đ/kính đ/ống bằng PP thử dần)

(2) X/định tổn thất cột nước giữa đầu vào và các đầu ra của mạng lưới vòng, đây là các số liệu cần có để giải mạng lưới hỗn hợp

TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI

2 Trình tự tính toán:

(1) Xác định lưu lượng và áp lực yêu cầu tại các điểm nút (Zi=Zđấti+HCTnhi) (2) Đánh số các vòng có trong mạng

lưới: j=1,2,3,… Quy ước chiều dương trong mỗi vòng theo chiều kim đồng hộ, nếu chiều dòng chảy trong đoạn ống có cùng chiều quy ước thì Q và hd (hay hw) mang dấu dương (+), còn ngược lại thì mang dấu âm (-) Như vậy trên cùng một ống thì Q và hd khi thì mang dấu dương (+), khi thì mang dấu âm (-) tùy theo vòng đang xét

(5)Giải vòng j=2 Lặp lại các bước trong (4) cho vòng j=2, với bước (a) được nội suy từ vòng j=1 theo điều kiện biên ∑Qvào= ∑Qra

(6)Giải tiếp các vòng j=3,4,… tương tự như (5) cho đến vòng cuối cùng trong mạng lưới vòng

TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI

2 Trình tự tính toán:

(7) Lặp lại bước (4) lần thứ 2, với bước (a) được nội suy từ các kết quả mới nhất của lần thứ 1 theo điều kiện ∑Qvào= ∑Qra Tiếp tục các bước (5), (6)

(8) Lặp lại bước (7) cho đến khi Q của tất cả các vòng trong mạng lưới đạt độ chính xác yêu cầu: Q< Đến đây đã có được chiều dòng chảy, lưu lượng, tổn thất cột nước trong các đọan ống tương ứng với các đường kính ống đã chọn

2 Trình tự tính toán:

(9)Từ Q đã tính được, kiểm tra lại đường kính ống ở các đọan theo đường kính kinh tế (5a) hay (5b) hay (5c) Nếu D nằm ngoài phạm vi đường kính kinh yế, cần chọn lại D và tính lại các bước (4) – (8) cho đến khi có D của các đoạn ống nằm trong

Lưu lượng vào tại A: QA=0,008 m3/s Lưu lượng ra tại B: QB=0,02 m3/s; tại C: QC=0,045 m3/s; tại D: QD=0,045 m3/s 1/ Xác định chiều dòng chảy, lưu lượng, tổn thất cột nước trong mạng lưới vòng Sai số lưu lượng cho phép là =0,001

2/ Nếu đ/kính kinh tế tính theo công thức: DKT=(0,65-1,13)Q0,5 Kiểm tra xem đ/kính chọn bên trên đã hợp lý chưa?

Ví dụ 7:

Nếu mạng lưới vòng trong ví dụ 6 là một thành phần trong mạng lưới hỗn hợp Sau khi giải các mạng lưới nhánh nối với các nút B,C,D, xác định được lưu lượng và áp lực yêu cầu tại đây là:

LƯỚI CẤP NƯỚC