Thiết kế mạng lưới cấp thoát nước

Thiết kế mạng lưới cấp thoát nước Phần 1: Cơ sở thiết kế mạng lưới cấp thoát nước Phần 2: Tính toán thiết kế mạng lưới Mạng luwois cụt ( giờ max, giờ có cháy) Mạng lưới vòng ( giờ max, giờ có cháy) Mạng lưới thoát nước Thoát nước mưa Thoát nước chung

ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG LƢỚI CẤP THOÁT NƢỚC ĐỀ BÀI : Mặt bằng 06 Mật độ dân số người/km 2 Nhà máy Số CN Số công nhân PXn Số ca làm việc Lưu lượng nước thải SX (m 3 /Ca) BV Số giường bệnh TH số học sinh KVI 27960 950 40 2 974 135 1193 KVII 31295  Ghi chú: - 45% công nhân ở PX nguội tắm sau khi tan ca - 55% công nhân PX nóng tắm sau tan ca PHẦN 1 : CƠ SỞ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI CẤP NƢỚC 1.1. Xác định quy mô dùng nƣớc và công suất của trạm bơm cấp nƣớc 1.1.1. Tính diện tích các khu vực xây dựng, đƣờng phố, công viên cây xanh Bảng 1.1 : Tiêu chuẩn dùng nước lấy theo TCXDVN 33: 2006 STT Đô thị loại II Giai đoạn thiết kế đến 2020 1 Tiêu chuẩn cấp nước (l/người.ngày):+ Nội đô +Ngoại vi Tỉ lệ dân số được cấp nước (%) : + Nội đô +Ngoại vi 150 100 99 90 2 Lượng nước SH cho công nhân ở PX n (l/người/ca) 45 3 Lượng nước SH cho công nhân ở PX l (l/người/ca) 25 4 Lượng nước rửa đường bằng cơ giới/ 1 lần tưới ( l/m 2 ) 1,2-1,5 5 Tưới cây xanh đô thị cho 1 lần tưới q (l/m 2 ) 3-4 Bảng 1.2 : Diện tích phân bố khu vực F KVI (km 2 ) F KVII (km 2 ) F cây xanh (km 2 ) F đường =10% (F KVI + F KVII ) (km 2 ) F KVI XD (km 2 ) F KVII XD (km 2 ) 1,33 9,15 1.8 1.05 1.197 8,235 Bảng1. 3 Diện tích và dân số của khu dân cư F KV XD (km 2 ) Mật độ dân số P(người/km 2 ) Tỉ lệ dân số được cấp nước f i (%) N = F KV ×P×f i (người) Khu vực I 1,197 27 960 90 30 121 Khu vực II 8,235 31 295 99 255 138 Tổng 9,432 285 350 1.1.2. Xác định lƣu lƣợng nƣớc cho nhu cầu sinh hoạt của các khu dân cƣ dd 1000 ii N TB ng ng Q q K    (m 3 /ngđ) Trong đó: + q i Tiêu chuẩn dùng nước định hướng đến năm 2020 ; q=(l/người.ngày ) + N i Dân số tính toán của từng khu vực xây dựng . + K ngd Hệ số dùng nước không điều hòa ngày đêm , K ngd = 1,25- 1,5.  Khu Vực I: 11 dd 100 30121 1,4 4217 1000 1000 N TB ng ng Q q K        (m 3 /ngđ) (1) Trong đó : + q 1 = 100 l/người.ngày + N 1 = 30121 (người) Dân số tính toán của khu vực I xây dựng + K ngd = 1,4 - Hệ số không điều hòa lớn nhất : K h.max = α max ×β max α max = 1,4-1,5 ( Theo TCVN 33-85), Hệ số kể đến mức độ tiện nghi của công trình + β max - Hệ số tính đến số lượng dân cư đô thị và nội suy ta có β max = 1,18 → K h.max = α max ×β max = 1,4× 1,18 = 1,652 ( ta chọn K h.max = 1,7)  Khu Vực II: 22 dd 150 255138 1,4 53579 1000 1000 N TB ng ng Q q K        (m 3 /ngđ) (1’) Trong đó : + q 2 = 150 l/người.ngày + N 1 = 255 138 (người) Dân số tính toán của khu vực II xây dựng + K ngd = 1,4 - Hệ số không điều hòa lớn nhất : K h.max = α max ×β max α max = 1,4-1,5 Hệ số kể đến mức độ tiện nghi của công trình + β max - Hệ số tính đến số lượng dân cư đô thị và nội suy ta có β max = 1,06 → K h.max = α max ×β max = 1,5× 1,06 =1,59 ( ta chọn K h.max = 1,6) 1.1.3. Lƣu lƣợng nƣớc tƣới đƣờng, tƣới cây xanh  Lƣu lƣợng nƣớc tƣới cây: 6 3 1,8.10 4 7200( ) 1000 1000 tt t Fq Qm      Trong đó: + F t = 1,8 km 2 = 1,8.10 6 m 2 -> Diện tích cây cần tưới tính bằng (m 2 ) + q t tiêu chuẩn tưới nước cây xanh đô thị cho 1 lần tưới 3-4 (l/m 2 ) q Tưới cây = 4(l/m 2 ) (Bảng 3.3 TCVN 33: 2006)  Lượng nước cho 2 lần tưới cây xanh Q t = 14 400 ( m 3 / ngd)  Lƣu lƣợng nƣớc tƣới đƣờng : D 1000 D RD R Fq Q   (m 3 ) Trong đó: + F D = S đường =10% (S KVI + S KVII ) = 1.05 km 2 =1,05.10 6 m 2 + q t tiêu chuẩn rửa đường bằng cơ giới , mặt đường và quảng trường đã hoàn thiện 1,2- 1,5 (l/m 2 ) q rửa đường = 1,5(l/m 2 ) Thay số vào : 3 1050000 1,5 1575[ ] 1000 1000 D RD RD Fq Qm        Lượng nước rửa đường Q RD = 1575 [m 3 ] rửa từ 7h-22h 1.1.4. Lƣu lƣợng nƣớc dùng cho các xí nghiệp công nghiệp Bảng 1.4a : Phân tích số công nhân làm việc trong các xí nghiệp công nghiệp Tên xí nghiệp Tổng số công nhân trong xí nghiệp Phân bố công nhân trong các phân xưởng Số công nhân được tắm trong các phân xưởng PX n PX l PX n PX l % N 1 % N 2 % N 3 % N 4 I 950 40 380 60 570 55 209 45 257 II 950 40 380 60 570 55 209 45 257 a. Nước cho nhu cầu sinh hoạt của công nhân trong thời gian làm việc ở nhà máy XN 12 45 25 Q 1.000 sh ca NN  [m 3 / ca] Trong đó: + 45; 25 Tiêu chuẩn nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt của công nhân phân xưởng nóng và phân xưởng nguội ( l/người.ca) + N 1 = 380 (người)-> Số công nhân ở PX n + N 2 = 570 (người) -> Số công nhân ở PX l Thay số 3 12 45 25 45 380 25 570 Q = =31,5[ / ] 1.000 1.000 sh ca NN m ca      b. Nước tắm cho công nhân xác định theo công thức 3 34 60 40 60 209 40 257 Q = =23[ / ] 1.000 1.000 tam ca NN m ca      Trong đó : + 60, 40 - Tiêu chuẩn nước tắm của công nhân ở phân xưởng nóng và phân xưởng nguội ( l/người.ca) + N 3 =209 người -Số công nhân được tắm ở PX n + N 4 = 257 người - Số công nhân được tắm ở PX l c. Nước cho nhu cầu sản xuất - Lượng nước phục vụ sản xuất 3 100 100 974 1218[ /1 ] 80 80 sx nthai Q Q m ca     Bảng 1.5 Tổng hợp lưu lượng nước cấp cho các xí nghiệp công nghiệp Tên xí nghiệp Lưu lượng nước cấp cho các xí nghiệp tính bằng ( m 3 /ca) Nước cho sinh hoạt Nước tắm Nước cho SX Q CN ca ∑Q CN ngđ (2 ca) I 31,5 23 1218 1272,5 2545 II 31,5 23 1218 1272,5 2545 Tổng cộng 63 46 2436 ∑Q xn =5090 1.1.5. Lƣu lƣợng nƣớc cấp cho bệnh viện - Số giường bệnh N= 135 ( giường bệnh) - Tiêu chuẩn nước dùng cho một bệnh nhân q= 250- 300 (l/người. ngd) -> chọn q = 300 (l/ người.ngd) 3 135 300 40,5[ / ] 1.000 1.000 Bv Nq Q m ngd      1.1.6. Lƣu lƣợng nƣớc cấp cho trƣờng học - Số học sinh N= 1193 ( học sinh) - Tiêu chuẩn dùng nước cho 1 học sinh q= 15-20 (l/người.ngd)→ Chọn q = 20 (l/ng.ngd) 3 cs 1193 200 24[ / ] 1.000 1.000 TH ho inh Nq Q m ngd      → Lưu lượng nước cấp cho 3 trường học ∑Q TH = 3 Q TH =72 [m 3 /ngd] 1.2. Quy mô công suất của trạm bơm cấp nƣớc - Quy mô công suất trạm bơm cấp II ( . ) sh xn cay RD BV TH Q aQ Q Q Q Q Q b        [m 3 /ngd] - Quy mô công suất trạm bơm cấp I : Q tr = c.∑Q Trong đó: + a = 1,05-1,1 , Hệ số kể đến lượng nước dùng cho sự phát triển công nghiệp địa phương. -> Chọn a=1,1 + b= 1,2-1,3 Hệ số kể đến những yêu cầu chưa dự tính hết và lượng nước hao hụt rò rỉ trong quá trình vận hành hệ thống cấp nước > Chọn b= 1,25 + c =1,05-1,1 , Hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm bơm cấp nước-> Chọn c=1,1 Bảng 1.6. Tổng hợp lưu lượng quy mô trạm bơm Q ngd sh [m 3 /ngd] ∑Q xn [m 3 /ngd] Q cây [m 3 /ngd] Q BV [m 3 /ngd] ∑Q TH [m 3 /ngd] ∑Q [m 3 /ngd] Q tr [m 3 /ngd] Q KVI sh Q KVII sh 4 217 53 579 5090 14 400 40,5 72 106078 116686 1.3. Lập bảng thống kê lƣu lƣợng và biểu đồ dùng nƣớc của thành phố Bảng thống kê lưu lượng nước dùng cho thành phố phải lập theo từng giờ, phải phân phối nước đáp ứng cho nhu cầu của các đối tượng dùng nước theo từng giờ trong một ngày đêm. - Nước rửa đường và quảng trường bằng máy và tưới liên tục từ 7h-22h với lưu lượng phân bố đều - Nước tưới cây xanh tưới thủ công vào các giờ : 5,6,7 và 16,17,18 giờ trong ngày. - Nước tắm cho công nhân được tiêu thụ vào 45 phút kéo dài sau khi tan ca - Nước sản xuất phân bố điều hòa đều theo các giờ trong ca - Nước sinh hoạt trong thành phố tính theo hệ số sử dụng nước không điều hòa giờ - Nước sinh hoạt trong xí nghiệp theo ca tùy theo từng phân xưởng được tính theo bảng sau: Bảng 1.7. Phân bố nước cho nhu cầu sinh hoạt của công nhân trong thời gian làm việc ở xí nghiệp. Loại phân xưởng Lưu lượng nước tiêu thụ trong từng giờ, tính bằng % Q ca Thứ tự giờ trong ca 1 2 3 4 5 6 7 8 Giờ dùng nước kéo dài sau tan ca PX n 6 9 12 16 10 10 12 16 9 PX l 0 6 12 19 15 6 12 19 11 Bảng 1: Thống kê lưu lượng cho toàn thành phố theo từng giờ trong một ngày đêm ( Phụ lục 1) 1.4. Tính toán lƣu lƣợng nƣớc để dập tắt các đám cháy a. Lựa chọn số đám cháy đồng thời.  Khu vực I : - Diện tích của xí nghiệp I : F< 150 ha chọn 1 đám cháy - Khối tích của xí nghiệp ≈ 3000 m 3 , bậc chịu lửa I,II, hạng sản xuất A,B,C →chọn lưu lượng nước tính cho 1 đám cháy q cc xn =10 (l/s)  Khu vực II - Xí nghiệp II : F< 150 ha chọn 1 đám cháy ; q cc xn =10 (l/s) - Chọn số đám cháy cho khu dân cư. Cả thành phố có N = 285 259 người → Chọn 2 đám cháy đồng thời, lưu lượng cho chữa cháy q cc = 40 (l/s) b. Xác định lưu lượng nươc chữa cháy cho khu vực thiết kế Với thời gian dập tắt đám cháy trong mọi trường hợp lấy bằng 3 giờ. → Tổng lưu lượng nước dùng cho chữa cháy trong mọi trường hợp tất cả các đám cháy xảy ra đồng thời : Q cc = 10 + 10 + 40×2 =100 ( l/s) 1.5. Chế độ làm việc của trạm bơm cấp II . Tính thể tích bể chứa và đài nƣớc. 1) Biểu đồ tiêu thụ nước của thành phố - Dựa vào bảng thống kê lưu lượng nước tiêu dùng theo giờ trong ngày của thành phố ta có biểu đồ tiêu thụ nước thành phố như sau: Biểu đồ dùng nƣớc trong ngày của thành phố + Vì trạm bơm cấp I hoạt động điều hòa liên tục cấp nước vào công trình xử lý nên công giờ của trạm bơm cấp I : Q TB I = 4,17% Q ngđ + Trạm bơm cấp II hoạt động điều hòa do nhu cầu dùng nước trong thành phố giữa các giờ khác .Dựa vào biểu đồ dùng nước của thành phố ta chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II trên nguyên tắc: - Đường làm việc của trạm bơm cấp II bám sát đường tiêu thụ nước→ Vậy ta chia quá trình hoạt động của trạm bơm cấp II ra làm 3 cấp: Cấp I: Thời gian hoạt động từ 24h – 5h (với 1 bơm công tác) Cấp II : Thời gian hoạt động từ 9h-16h và 20h-23h (với 2 bơm hoạt động α =0,9) 0.61 1.57 5.98 7.35 8 4.02 5.01 4.63 5.18 3.72 3.42 3.57 4.82 7.95 8.17 8.37 4.89 4.14 3.72 2.3 1.27 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Giờ trong ngày 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 %Qngđ [...]... : Công trình thu nước, trạm bơm cấp I, trạm xử lý, bể chứa nước sạch, trạm bơm cấp II, đài nước, mạng lưới đường ống cấp nước Có thể dùng sơ đồ mạng lưới cụt hoặc sơ đồ mạng lưới vòng Yêu cầu chung của vạch tuyến : 1 Mạng lưới cấp nước phải đưa nước đến mọi đối tượng dùng nước trong phạm vi thiết kế 2 Tổng chiều dài đường ống của toàn mạng phải nhỏ nhất và đảm bảo cấp nước liên tục và an toàn 2.2 Xác... tích thiết kế bể chứa nước : Wtb  14151  18549  5834,3  38534,3(m3 ) PHẦN 2 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI CẤP NƢỚC Vạch tuyến mạng lƣới cấp nƣớc 2.1 Mạng lưới cấp nước là tập hợp của các công trình làm nhiệm vụ , khai thác nước , vận chuyển , xử lý, điều hòa, dự trữ và phân phối nước cho các đối tượng tiêu dùng trong khu vực thiết kế Các công trình của hệ thống cấp nước gồm : Công trình thu nước, ... thủy lực mạng lƣới cụt  Tuyến cống bất lợi nhất : J1 – J2 – J3 – J4 – J 5 – J 6 - J 7 - J 8 - J 9 - J10 Ứng dụng phần mềm epanet để ta tính toán thủy lực cho mạng lưới cụt Kết quả chạy epanet mạng lưới cấp nước cụt Sơ đồ tính toán mạng lƣới vòng : Sơ đồ tính toán mạng lƣới cụt: PHẦN III : QUY HOẠCH HỆ THỐNG MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA 3.1 Nguyên tắc vạch tuyến thoát nƣớc mƣa - Vạch tuyến thoát nước mưa... tính phân chia lƣu vực thoát nƣớc mƣa ( Bảng phụ lục 3)  TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƢỚI THOÁT NƢỚC MƢA  Xác định lƣu lƣợng tính toán cho các đoạn cống thoát nƣớc mƣa Việc tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước mưa dựa vào phần mềm tính toán mạng lưới thoát nước mưa FLOWHY  Nguyên tắc tính toán của phần mềm dựa trên TCXDVN 51: 2008 h - Đường cống tính toán với độ đầy = 1 d - Giả thiết Vgt, tính thời... tục và an toàn 2.2 Xác định trƣờng hợp tính toán cần thiết cho mạng lƣới Ta bố trí đài nước ở đầu mạng lưới do vậy có 2 trường hợp tính toán: Trường hợp thứ nhất : Tính toán mạng lưới cho giờ dùng nước nhiều nhất Đây là trường - hợp tính toán cơ bản Trường hợp thứ hai : Tính toán kiển tra mạng lưới trong các trường hợp có cháy xảy ra - trong giờ dùng nước nhiều nhất 2.3 Xác định chiều dài tính toán,... sơ đồ tính toán mạng lưới a) Lập sơ đồ tính toán mạng lưới cho giờ dùng nước lớn nhất - Qua bảng phân phối lưu lượng dùng nước của thành phố ta thấy trong giờ 18h ÷ 19h thành phố dùng nhiều nước nhất với lưu lượng 8,37% Qngđ , nghĩa là: Qmaxh = 8,37% Qngđ= 8880,13 m3/h =2467 (l/s) Trong đó: - Trạm bơm cấp II cung cấp lưu lượng = 6.087% Qngđ = 6457 m3/h = 1793,6 (l/s) - Nước do đài cung cấp với lưu lượng... - Tận dụng các ao hồ sẵn có làm hồ điều hoà, giảm quy mô mạng lưới - Tránh xây dựng các trạm bơm thoát nước mưa trong nội bộ mạng lưới - Không xả vào các vùng không có khả năng tự thoát, vào các ao tù, nước đọng và các vùng dễ gây xói mòn - Không làm ngập lụt, ảnh hưởng tới vệ sinh môi trường và quy trình sản xuất - Tránh không cho cống thoát nước mưa gặp các công trình như đường giao thông, đường xe... thuật… Nếu buộc phải giao cắt thì cống thoát nước phải đặt vuông góc với những công trình này - Những chỗ ngoặt, gấp khúc thì phải giữ được hướng dòng chảy 3.2 Các chỉ tiêu kỹ thuật khi thiết kế hệ thống thoát nước mưa - Chiều sâu nước chảy lớn nhất trong kênh mương ( đối với vùng dân cư) lấy bằng 1m Phần thành máng cao hơn mực nước là 0,2- 0,4 m 3.3 Tính toán mạng lƣới thoát nƣớc mƣa  Khi vạch tuyến xong... 11.34 b Thể tích thiết kế của bể chứa nước: Wtb  Wdh  Wcc  Wbt Trong đó: - Wdhb : Thể tích điều hòa bể chứa nước : b Wdh  13,34%Qngd max  - 13,34 106078  14151(m3 ) 100 Wbt : Lượng nước dùng cho bản thân các công trình của hệ thống cấp nước lấy bằng 5% Qtr : Wbt  5%Qtr  5% 116686  5834,3(m3 ) - Wcc Thể tích nước để dập tắt đám cháy trong 3 h Trong đó:  Qcc Tổng lượng nước cấp để dập tắt đám... lập sơ đồ tính toán mạng lƣới cho các trƣờng hợp: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG LƢỚI VÒNG 1) Xác định chiều dài tính toán cho mạng lưới: - Để kể đến khả năng phục vụ cho các đoạn ống của khu vực có các tiêu chuẩn dùng nước khác nhau, ta tính chiều dài tính toán của các đoạn ống (ltt) : ltt = lthực × m + m : Hệ số kể đến mức độ phục vụ của đoạn ống đối với từng khu vực có tiêu chuẩn dùng nước khác nhau m ≤ . đài nước, mạng lưới đường ống cấp nước. Có thể dùng sơ đồ mạng lưới cụt hoặc sơ đồ mạng lưới vòng. Yêu cầu chung của vạch tuyến : 1. Mạng lưới cấp nước phải đưa nước đến mọi đối tượng dùng nước. phân phối nước cho các đối tượng tiêu dùng trong khu vực thiết kế Các công trình của hệ thống cấp nước gồm : Công trình thu nước, trạm bơm cấp I, trạm xử lý, bể chứa nước sạch, trạm bơm cấp II,. đồ tính toán mạng lưới a) Lập sơ đồ tính toán mạng lưới cho giờ dùng nước lớn nhất - Qua bảng phân phối lưu lượng dùng nước của thành phố ta thấy trong giờ 18h ÷ 19h thành phố dùng nhiều nước