Giáo trình thoát nước dân dụng và công nghiệp - Chương 8 docx

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-1 Chư ơ ng 8. CÁC CÔNG TRÌ NH TRÊN MẠ NG LƯ Ớ I (11 tiết: 8LT+1BT+2ĐA VIII-1. GIẾNG THĂM Chức năng: Để quan sát, kiểm tra chế độ công tác của MLTN một cách thường xuyên, đồng thời để thông rửa trong trường hợp cần thiết. Vị trí: - Chỗ thay đổi hướng, đường kính, độ dốc - Có cống nhánh đổ vào - Theo khoảng cách nhất định trên các đoạn ống thẳng 1. Các loại giếng thăm a. Giếng đặt theo khoảng cách * Đối với cống thoát nước thải: d= 150 l= 35 m 200󽞹450 - 50 - 500󽞹600 - 75 - 700󽞹1000 - 100 - * Đối với cống thoát mưa: d= 300󽞹450 l= 50 m 500󽞹600 - 75 - 700󽞹900 - 100 - 1000󽞹1400 - 150 - 1500󽞹2000 - 200 - >2000 - 250󽞹300 - b. Giếng ngoặt Tại những chỗ thay đổi hướng Lòng máng được uốn cong R uốn =(2󽞹3)d Không quá 90 0 c. Giếng nút Xây dựng ở những chỗ có cống nhánh đổ vào d. Giếng kiểm tra Xây dựng ở cuối HTTH tiểu khu trước khi đổ vào cống đường phố, đặt ở phía trong chỉ giới. e. Giếng tẩy rửa Để tẩy rửa cống, thường đặt ở đoạn đầu ML khi tốc độ không đủ để làm sạch Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-2 f. Giếng đặc biệt Khi d>600, cứ 300󽞹500m làm 1 giếng kích thước lớn để đưa dụng cụ vào nạo vét cống ***** (1) 2. Cấu tạo giếng Hình. Giếng thăm bằng BTCT đúc sẵn a) Thân giếng 1- Lưới và nắp đậy 6 -Khe chèn cống 2- Mái che bên trong 7- Cống 3- Cổ giếng 8- Máng hở 4- Tay nắm 9- Bờ đai 5- Phần thắt 10- Nền b), c), d) Hướng nối tiếp máng giếng 1- Tường giếng 3- Cống 2- Lòng máng Gồm các bộ phận: a. Máng hở - Nhiệm vụ: Dẫn nước từ cống vào đến cống ra - Lòng máng được uốn cong R uốn =(2󽞹3)d. Không quá 90 0 . - Độ dốc i=0,02󽞹0,03 - Phần dưới có m/c nửa hình tròn, phần trên thành thẳng đứng - Thường làm bằng BTCT M󽞴100 b. Ngăn công tác - Mặt bằng có thể tròn hay CN - H CT 󽞴1,8m - Đường kính giếng: d 󽞴 600 󽞯 Dg = 1000 d = 700 󽞯 Dg = 1250 d = 800󽞹1000 󽞯 Dg = 1500 Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-3 c. Phần thắt lại Để nối thiếp ngăn công tác với cổ giếng d. Cổ giếng Đường kính 󽞴 600 để người có thể lên xuống e. Tấm đậy Thường bằng gang * Ghi chú: - Đ/v cống nông độ sâu đặt giếng <1,8m có thể giếng không có phần thắt lại - Đ/v cống tiểu khu, sân nhà H<1,2m đường kính cổ giếng có thể bằng đường kính ngăn CT - Đối với những giếng đặc biệt cổ giếng có đường kính lớn - Khi có nhiều cống giao nhau có thể làm giếng kiểu đa giác - Ngoài các bộ phận chính trên, còn có nhiều chi tiết khác - Vật liệu làm giếng có thể là BT, BTCT, gạch xây (hình trong GT) - Trên đường cống chính, các giếng thăm có thể có Dg<d (hình trong GT) ***** (2) VII-2. GIẾNG CHUYỂN BẬC 1. Vị trí và nhiệm vụ Vị trí: - Tại nút có chênh lệch cao trình đáy cống trên 0,5m: - Những chỗ chuyển nước xuống sâu (qua CT ngầm, cửa vào nguồn ở CT thấp) - Cống nông đổ vào cống sâu - Nơi cần giảm tốc độ dòng chảy trong đường cống Nhiệm vụ: - Tiêu năng dòng chảy - Nối tiếp các cống với nhau - Giảm tốc độ dòng chảy Cấu tạo giếng phụ thuộc d và ch/cao chuyển bậc 2. Các kiểu giếng chuyển bậc a. Kiểu ống đứng - Kiểu ống đứng có hố tiêu năng (hình a) - Kiểu ống đứng có cút cong định hướng dòng chảy (hình b) - Kiểu ống đứng có tấm đan tiêu năng (hình c) - Kiểu ống đứng có lưới tiêu năng (hình d) - Kiểu ống đứng có bậc thang (xem GT) Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-4 a) b) c) d) ***** (3) Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-5 Ch cao chuyển bậc h cb ≥ 1,0 m Đối với các kiểu giếng đứng a, b, c, d, cần khống chế: với d 󽞤 300 mm: h cb 󽞤 6,0 m với d = 200󽞹400 mm: h cb 󽞤 4,0 m với d = 400󽞹600 mm: h cb 󽞤 2,0 m Nếu h cb lớn thì phải dùng kiểu khác: giếng tiêu năng nhiều bậc (kiểu e), đập tràn xoáy b. Kiểu đập tràn Điều kiện sử dụng: d󽞴600 h 󽞤3,0 m Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-6 Tính toán các kích thước cơ bản Mục đích: Có q, d b , h b , v b , h, d h , h h Tìm: P, l 1 , L, đường cong mặt tràn - Năng lượng toàn phần của dòng chảy: T 0 = 2 c 2 2 0 c hg2 q h 󽝫 󽜬 (tính tại m/c co hẹp) (8-1) T 0 = g2 v hPh 2 b b 󽜬󽜬󽜬 (tính tại m/c miệng cống vào) (8-2) - Chiều cao gối nước B= c c 0 h5,0 h q451,0 󽜮 (8-3) - Độ sâu hố tiêu năng P=B󽜮h h (8-4) - Chiều dài bể tiêu năng l 1 =1,15 )h33,0h(h 00 󽜬 (8-5) - Toạ độ đường cong mặt tràn x=l 1 h y ; (0󽞤y󽞤h) (8-6) - Chiều rộng giếng L=2l 1 (8-7) Trong đó: h - Chiều cao bậc B - Chiều cao gối nước h c - Độ sâu co hẹp 󽝫 - Hệ số vận tốc q 0 - LL đơn vị; q 0 = b d q q - LL tính toán Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-7 d b - Đường kính cống dẫn nước vào d h - Đường kính cống dẫn nước ra h b - Độ đầy của cống dẫn nước vào h h - Độ đầy của cống dẫn nước ra ***** (4) Trong 4 phương trình (8-1), (8-2), (8-3), (8-4) có 4 ẩn số T 0 , h c , P, B; giải bằng phương pháp thử dần. Cách 1. Tra đồ thị Dựa vào đồ thị lập sẵn của Kalabanov về quan hệ T 0 ~q 0 ~B - Đầu tiên tạm tính năng lượng T 0 '=h+h b + g2 v 2 b (bỏ qua P) - Có T 0 , q 0 , xác định B trên đồ thị - Tính P theo CT (8-4) - Lại thay P vào (8-2) để tính lại T 0 - Có T 0 , q 0 , xác định lại B trên đồ thị - Tính P theo CT (8-4). Trị số P này đúng hơn, có thể ấn định. (Có thể lặp lại một số lần nữa để nâng độ chính xác) Cách 2. Lập trình và dùng máy tính (rất nhanh) Gợi ý 1: - SV tự làm, có nhiều thuật toán - Nên giả thiết h c , - Tính T 0 ' theo (8-1), T 0 '' theo (8-2) - Tính SS tuyệt đối 󽝅T 0 =󽞾T 0 '-T 0 '' 󽞾 - Tính SS tương đối 󽝥T 0 = ' 0 0 T T󽝅 - Lặp lại các bước tính toán cho tới khi sai số 󽝥T 0 󽞤󽝦 cho trước Gợi ý 2: Viết gọn 4 phương trình trên thành 1 phương trình: 0 g2 v hhh5,0 h q451,0 h hg2 q h)h(F 2 b bhc c 0 2 c 2 2 0 cc 󽜾󽜮󽜮󽜬󽜬󽜮󽜮󽜬󽜾 (8-9) Giải phương trình tìm nghiệm phương trình F(h c )=0 theo thuật toán cách ly nghiệm (đã học trong PP tính), định trước khoảng có thể có nghiệm [m 0 , n 0 ] Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-8 ***** (5) Nhập số liệu: q, d b , h b , h, d h , h h, m 0, n 0 Sơ đồ khối tính toán giếng hạ bậc kiểu đập tràn m/c thực dụng m:=m 0 , n:=n 0 Tính: h c :=d; P= c c 0 h5,0 h q451,0 󽜮 -h h ; l 1 =1,15 0 h (h+0,33h 0 );L:=2l 1 ; n:=d Ra kết quả đ BEGIN END Tính: q 0 =q/d h; v b d:=(m+m)/2 Fm:=m+ 22 2 0 mg2 q 󽝫 󽜮h󽜮 m q451,0 0 +0,5m+h h 󽜮h b 󽜮 g2 v 2 b Fd:=d+ 22 2 0 dg2 q 󽝫 󽜮h󽜮 d q451,0 0 +0,5d+h h 󽜮h b 󽜮 g2 v 2 b Fn:=n+ 22 2 0 ng2 q 󽝫 󽜮h󽜮 n q451,0 0 +0,5n+h h 󽜮h b 󽜮 g2 v 2 b Fd.Fm=0 Fd.Fm<0 m:=d |Fd|<󽝦 Fd:=0 s s s đ đ Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-9 VIII-3. GIẾNG TRÀN TÁCH NƯỚC MƯA TRÊN HTTN CHUNG Xây dựng trên các tuyến cống chính hoặc tuyến cống lưu vực để tự động thoát 1 phần nước thải đã pha loãng ra sông hồ nhằm giảm kích thước cống bao, TB, CTXL, đồng thời đảm bảo cho CT đó làm việc ổn định. a) b) Hình. Sơ đồ giếng tràn tách nước mưa a) Xả bên cạnh; b) Xả theo hướng thẳng 1- Cống dẫn đến; 2- Cống dẫn đi; 3- Gờ tràn; 4- Cống xả nước mưa Khi tuyến cống chính đặt cao hơn MN sông hồ, dùng kiểu xả bên cạnh (a) Khi tuyến cống chính đặt thấp hơn MN sông hồ, dùng kiểu xả thẳng dòng (b), nhưng bố trí trên tuyến cống lưu vực. (Xem GT ví dụ cấu tạo giếng tràn tách nước mưa thiết kế điển hình cho HTTN TP HCM) 1. Hệ số pha loãng n 0 n 0 = k m Q 'Q (8-10) Q m ' - LL NM không xả vào nguồn Q m ' = n 0 .Q k Q k - LL NT trong mùa khô; Q k =Q SH +Q SX 2. LL NM xả vào nguồn Q m xa Q m xa = Q m 󽜮 Q m ' = Q m 󽜮 n 0 .Q k (8-11) 3. LL NT và NM chảy đến CTXL Q = (1+n 0 )Q k Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8-10 4. Tần suất làm việc của giếng tràn tách nước mưa Là số lần NM có lẫn NT qua cửa tràn vào nguồn (tính TB trong năm) 󽜩 󽜪󽜩 󽜪 3 833,0 0 0 ττ1.Plg.C1 S n m 󽜮 󽟻 󽟻 󽟼 󽟺 󽟫 󽟫 󽟬 󽟪 󽜬󽜮󽜬 󽟸 󽟹 󽟷 󽟨 󽟩 󽟧 󽜾 , lần (8-12) n 0 - Hệ số pha loãng S=Q m /Q k C- Hệ số có tính đến đặc tính riêng của khí hậu địa phương P – Chu kỳ tràn cống 󽝵 - Thông số, x/đ theo đ/k địa phương (TKSB có thể lấy 󽝵=2) 5. Thời gian làm việc của giếng tràn tách nước mưa (tính trong năm) T = K'.t 0 (8-13) t 0 – Th gian NM chảy tới giếng K' - hệ số, phụ thuộc m 0 và 󽝵 K'= 3 0 0 m.1 m.47,1 󽝵󽜮 󽝵󽜮 (8-14) Hoặc có m 0 , tra bảng được K' 6. Lượng HH (NM có lẫn NT) qua cửa tràn vào nguồn (tính TB trong năm) W hh = n 0 .Q k .t 0 .K'', m 3 /năm (8-15) K'' - Hệ số phụ thuộc m 0 (tra bảng) 4. Lượng NTSH và SX qua cửa tràn vào nguồn W SH+SX = Q k .t 0 .K x , m 3 /năm (8-16) K x - Hệ số phụ thuộc m 0 (tra bảng) 7. Lượng NTSH bẩn mang vào nguồn Q SH xa = (Q SH xa /Q k ).Q k (8-17) Tỉ số Q SH xa /Q k phụ thuộc m 0 (tra bảng) ***** (6) [...]... Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8- 1 2 Tính toán thuỷ lực điu-ke: Sử dụng các công thức: 2gH 0 Q= H0=H+ = C= l 4R ( 8- 1 8) 2 v0 2g 1 ( 8- 1 9) = c 1 ( 8- 2 0) 2gl C2R c 1 +17,72lgR n ( 8- 2 1) Trong đó: Q - LL qua điu-ke - Hệ số lưu lượng - Diện tích tiết diện cống H - Chênh lệch mực nước trước và sau điu-ke v0 - Lưu tốc tới gần - Hệ số sức cản c - Hệ số tổn thất cục bộ n - Hệ số nhám R - Bán kính thuỷ lực... 0,00016 W , h μ H max d 2 1 8g l C2 d ( 8- 2 7) ( 8- 2 8) ξ 1 Trong đó: W - Thể tích hồ, m3 d - Đường kính cống dẫn đi, m Dương Thanh Lượng Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8- 1 9 Hmax - Ch cao cột nước tháo lớn nhất trong hồ, m - HS triết giảm l - Ch dài cống dẫn từ hồ (tính từ hồ đến cống chính), m g, C, - (đã biết) Lưu lượng trung bình tháo cạn hồ: qtb= W T 1,74 d 2 H max , m3/s ( 8- 2 9) b Khi trên tuyến... XM amiăng qua đường 1- Ống bọc bằng thép 2- Cống ximămg amiăng 3- Ống bọc lót bằng XM amiăng 4- Con trượt thép tròn d 1- Đ/kính trong ống bọc d 2- Đ/kính trong cống ximăng amiăng Đặt cống sành qua đường 1- Ống bọc bằng thép 2- Cống sành 3- Gối đỡ 4- d 1- Đ/kính trong ống bọc 5- d 2- Đ/kính trong cống sành ***** (9) Dương Thanh Lượng Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8- 1 5 VIII-6 HỒ ĐIỀU HOÀ TRONG... Lượng Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 ( 8- 3 3) 8- 2 0 F2 - Diện tích lưu vực 2, ha * Lưu lượng chảy đi từ hồ thứ hai Q2 3= q(F1+F2+F3 F02), m3/s ( 8- 3 4) F02 - Diện tích triết giảm của hồ 1 và hồ 2 F02= W1 W2 , ha W0 ( 8- 3 5) * Nếu có n hồ thì LL chảy đi từ hồ thứ i (i:=1 n) sẽ là: i 1 Qi i+1= Fi qi+1 F0 i , m3/s ( 8- 3 6) 1 i i Wi i F0 = i 1 W0 Wi = 1 0,06.q.t , ha ( 8- 3 7) Wi - Tổng thể tích các hồ điều... nền đất đào; b- Đặt qua nền đất đắp 1- Cống; 2- Ống bọc; 3- Giếng số 1; 4- Giếng số 2 B- Ch rộng phần đường; Lh, Lb- Ch rộng đủ ứng với phần đất đào và phần đất đắp L 1- Ch dà ống bọc; L 2- Ch dài đoạn ống quản lý ( 10m); L3-Ch dài cống qua đường - Trước và sau có giếng thăm và trường hợp đặc biệt phải có van khoá - Ống thép đặt trong ống bọc phả có gối đỡ - K/thước của các bộ phận cống và k/c đến CT... Hình Sơ đồ điu-ke qua sông 2- Giếng cửa vào 3 Phai chắn 6- Cống có áp 7- Giếng cửa ra 4 Khoá Một số chỉ dẫn cần cần lưu ý khi thiết kế điu-ke - Địa chất bờ sông ổn định - Thẳng góc với dòng sông - Độ dốc nhánh xuống và nhánh lên: 20 300 - Vận tốc đủ lớn để tránh lắng đọng bùn cát (v 1,5 m/s) - Nối cống Phương pháp thi công: 2 PP chính: - Đắp đê quai và lắp ráp trong hố móng đã bơm cạn - Phương pháp... Makov: W=60.K.Qt.tt Q=q.φ.F ( 8- 2 5) Trong đó: Qt - LL nước mưa chảy đến vào hồ, m3/s tt - Th gian tính toán kể từ điểm xa nhất tới hồ, ph K - Hệ số, biến đổi phụ thuộc thời gian dòng chảy tới hồ - Hệ số dòng chảy A , l/s/ha q - Cường độ mưa, q tn t F - Diện tích lưu vực chảy vào hồ, ha K=(1 )1,5 ( 8- 2 6) =Q0/Qt Q0 - LL nước mưa không chảy vào hồ, m3/s K và có thể tra bảng Thời gian dòng chảy từ hồ (tháo... pha loãng n0 Khi biết: Qk=110 l/s; Qm =80 0 l/s; cho phép xả vào nguồn 24,3 l/s NTSH Giải: Tính QSHxa/Qk = 24,3/110 = 0,221 tra bảng được m0=10 S= Qm/Qk = 80 0/110 = 7,3 thay vào CT: 10 n0 7,3 3 0 ,83 3 1 C lg1 1 0,2 0,2 n0=1,93 2 ***** (7) Dương Thanh Lượng Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8- 1 1 VIII-4 CỐNG ĐẶT QUA SÔNG HỒ VÀ KÊNH ĐÀO 1 Điu-ke Khi gặp chướng ngại vật (sông, hồ, kênh , đường sắt,... hơn nhiều so với điu-ke Có thể kết hợp cầu đi bộ a) b) Hình Cầu cạn qua hồ 1 Giếng thăm 4 Thang đỡ BTCT 2 Cống 5 Trụ đỡ thang 3 Trụ đỡ 6 Giếng cửa ra Dương Thanh Lượng Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 8 8- 1 3 Vật liệu: - Máng: BTCT, thép, - Trụ: sắt, BTCT, gạch, (cầu tạm có thể làm bằng gỗ) Tính toán thuỷ lực cầu cạn: - Cửa ra và cửa vào: Có thể tính như đập tràn đỉnh rộng - Trong máng: Dùng phương... 0-1 : Q 0-1 = q.F1, m3/s ( 8- 3 0) - Hệ số dòng chảy A , l/s/ha tn t F1 - Diện tích lưu vực 1, ha q1 - Cường độ mưa, q1 Thể tích dòng chảy trong th/gian mưa tính toán đối với 1 đv diện tích: W0 60.q.t t 1000 0,06.q.t t , m3/ha ( 8- 3 1) tt - Th/gian mưa tính toán, ph LL dòng chảy trong cống sau hồ sẽ giảm đi do diện tích triết giảm của hồ: F01= W1 , ha W0 ( 8- 3 2) F01 - Diện tích triết giảm của hồ 1, ha W1 -