Mạng lưới thoát nước - Giáo trình dùng cho sinh viên đại học chuyên ngành cấp và thoát nước

Trang 1

= a C H 5 el = ae mm 38 + E re F2 ›<{ 3 ¥ nh 3 Ễ (a) 8 = ra dịu

Trang 2

TRUONG DAL HOC KIEN TRUC HA NỘI | PGS.PTS HOANG HUE - KS PHAN ĐÌNH BUỔI

TƯ

: ¬

EK ESP |

Họ? (+)

i ~

MẠNG LƯỚI THỐT NƯỚC

(GIÁO TRÌNH DÙNG CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC CHUYEN NGANIL CAP VA THOAT NUOC)

Phy tS

| V aS

† Số RUN

i : cà ‘4

NHA XUAT BAN XAY DUNG

Trang 3

LOENOL DAU

Để, đạp tíng HN cản Tại liệu học tấp Chủ đọc sink, send vien chanven ngành

nude ca cac treme trae, dat hoe nganh Nav dung tony diet crane cả thầm au Hiếu thun KHảO cho các cán bộ quản ty, nghien crn duet ke va uiy dường TANG LUOL THOAT NUOC vita POS.PTS Howie Hue KS Phan Dink Budi, Treone

dai học Niên trúc Ha Nói

thuốc Hình cực củp thốt NƯỚC, NHÀ QHẬT bàn VĂN tHg Vật BH CHÓN

Cuan sich oink bảy Hiữững KHIN Thực cơ bản về tHuết kẻ váy dưng Hệ Thông

thodt meade VỚI HN HỘI HÀNG CN veut sae

~

Chương Ù Cúc hệ thông vá sở đã thoát nước

Chương 3 Những tần để cơ TẤN về thiết Kể hệ thông thoat mec

Chicos a TÍNH tồn TH lực những Hướt THoat tước

Chuune t Ông vÀ KCGHỈ: HHƯƠHG, HN Củng THỊNH tren many fice

Chương Š THoat Hước na ca hệ THôNG THUẾ HHƯớC CHỜ

Chương 6 Fram bơm nước thất

Cường 7 Cơ vở Kệ thuất quản RÈ hệ thông thuát nước

Sách vuật bản lún đâu nên khơng trìnH khói vài voi Cung tôi ninh HIHàN được ý kiến phê bình dóng góp của Bạn dục XIoi ý Kiện vin wrt ve 2 Nha XHảI bản Xủy dừng 37 Lé Dai Hanh Ha Not howe Boomon Cap thodt nice va Ky thuật mi tường đó thị Trưởng dài học Niên trúc Ha Noi, Chang toi van trey nhan veri long bet an

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG

Trang 4

PHAN |

NHUNG KHAI NIEM CHUNG VE THOÁT NƯỚC

Chuong I

CAC HE THONG VA SO DO THOAT NUOC 1.1 Nhiệm vụ của hệ thơng thốt nước và các dang nước thải

Nước sau khi sử dụng vào mục dịch sinh hoạt hày sản xuất, nước mưa chay trên các mai nha, mat đương, sản vươn chứa nhiều hợp chất vớ cơ và hưu co dé bị phân húy thôi rửa và chứa nhiều ví trùng gây bệnh, truyền bệnh rất nguy hiểm cho người và động vặt, Nếu những loài nước thái này xã ra một cách bữa bài, thì khơng những là một trong những nguyên nhân chính gây õ nhiềm mới trưởng, này

sinh và lan truyền các thứ bệnh hiểm nghèo, ảnh hướng tới điều kiện vệ sinh, sức

khỏe của nhân đân, mà về mặt khác còn gây nên link trang ngập lụt rong các

diểm dân cư và xí nghiệp cơng nghiềp, lam hàn chế đất dai xây dựng, ảnh hướng đến nên móng cơng trình, gây trở ngụ cho giao thông và tác hài đến một gỗ ngành kinh tế khác như chăn nuôi cá vv

Vì vậy nhiệm vụ của hệ thống thoát nước la vấn chuyển nhanh chồng mọi loại nước thải ra khỏi khu dân cư và xí nghiệp công nghiệp, dông thơi xử lý và khứ trùng ti mức độ cần thiết trước khi xã vào nguồn nước Cao ho, song lach )

Nước thải có nhiều loại khác nhau Tùy theo tính chất và nguồn gốc của nó

mà người ta phân biệt ba loại chính sau đây :

- Nước thải sinh hoạt : thải ra từ các châu rửa, bng tắm, xí, tiểu chứa nhiều chất bẩn hữu cơ và vi trùng

- Nước thải sản xuất : Thải ra sau quá trình sản xuất, Thành phần và tính chất

loại nước này phụ thuộc vào lĩnh vực công nghiệp, nguyên liệu tiêu thụ và công

nghệ , khác nhau rất nhiều

Người tạ thường phân biệt nước thải sản xuất thành hai nhóm : nước nhiềm bần nhiều (nước bẩn) và nước nhiễm bẩn ít (nước quy ước sạch)

Trang 5

Nếu trong đô thị, nước thải sinh hoạt và sản xuất được dẫn chung, thì hỗn hợp đó người ta gọi là nước thải đô thị

1.2 Hệ thống thoát nước

Hệ thống thoát nước là tổ hợp những cơng trình thiết bị và các giải pháp kỹ thuật được tổ chức để thực hiện nhiệm vụ thoát nước

Tùy thuộc vào mục đích, yêu cầu tận dụng nguồn nước thải của vùng phát triển lân cận thành phố, thị xã, thị trấn do yêu cầu kỹ thuật vệ sinh và nguyên tấc xả nước thải vào mạng lưới thốt nước đơ thị, mà người ta phân biệt các hệ thống thoát nước : hệ thống thoát nước chung, hệ thống thoát nước riêng, hệ thống thoát nước nữa riêng và hệ thống hồn hợp Hệ thống thoát nước chung, (Hình 1-1), là hệ thống mà tất cả các loại nước thải (sinh hoạt, sản xuất và mưa) xả chung vào một mạng lưới và dẫn đến cơng trình xử lý Nhiều trường hợp người ta xây dựng các miệng xả nước mưa (giếng tràn) ở điểm đầu của các đoạn cống góp, cống chính để đón nhận phần lớn lượng nước mưa của những trận mưa to kéo dài, đổ ra nguồn nước cạnh đó nhằm giảm kích thước các đoạn cống và giảm bớt lưu lượng nước không cần thiết tới trạm bơm, lên công trình xử lý

Hinh 1-1:

8ø dồ hệ thống

thoát nước chung 1 Cơng trình xử lý ; 2 Trạm bơm ; 3 Giếng tràn xả nước mưa ; 4 Cống góp chính ; B Cống góp

Hệ thống thoát nước chung có ưu điểm là đảm bảo tốt nhất về phương diện vệ sinh, vì toàn bộ phần nước bẩn đêu được xử lý trước khi xả vào nguồn Hệ thống chung sẽ kinh tế đối với những khu xây dựng nhà cao tầng Vì khi đó tổng

chiêu đài của mạng lưới tiểu khu và đường phố giảm được 30 - 40% so với hệ

Trang 6

thể xây dựng nhiều giếng xả nước mưa để giảm bót kích thước của hệ thống ma không làm ảnh hưởng xấu tới điều kiện vộ sinh môi trường Bởi vì khi xả nước mưa vào nguồn, cũng là lúc lưu lượng và khả năng tự làm sạch của nước nguồn

tốt nhất

Cũng cần lưu ý rằng, đối với những khu vực xây dựng nhà thấp tầng và phân tán thì hệ thống thốt nước chung có nhiều nhược điểm Mùa mưa nước chảy đầy cống, có thế gây ngập lụt, nhưng mùa khô khi chỉ có nước thải minh hoạt và sản xuất (lưu lượng nhỏ hơn nhiều lần so với nước mưa) thì cống chảy lưng và tốc độ dịng chảy khơng đảm bảo điều kiện kỹ thuật, gây nên lắng đọng cặn, làm giảm khả năng chuyển tải phải thường xuyên nạo vét thau rửa cống Ngoài ra do nước mưa chảy tới trạm bơm, trạm xử lý không điểu hịa nên cơng tác quản lý điều phối trạm bơm và trạm xử lý trở nên phức tạp, khó đạt hiệu quả mong muốn

Hệ thống thốt nước riêng, (Hình 1-2), có hai hay nhiều mạng lưới riêng biệt : một dùng để vận chuyển nước bần nhiều (ví dụ như nước sinh hoạt), khi xả vào nguồn cho qua xử lý ; một dùng để vận chuyển nước bẩn ít hơn (ví dụ như nước mưa), thì cho xả thẳng ra nguồn Tùy theo độ nhiễm bẩn của nước thải sản xuất (nếu độ nhiễm bẩn cao) xả chung với nước sinh hoạt hoặc (nếu độ nhiễm bẩn thấp) chung với nước mưa Còn nếu trong nước thải sản xuất có chứa chất độc hại (kiểm, a xít v.v ) thì nhất thiết phải dẫn trong một hệ thống riêng biệt

Hinh I-3: Sa dd hé théng

thoót nước riêng 1 Trạm xử lý ; 2 Trạm bơm ;

3 Hệ thống thoát

nước mưa ;

4 Hệ thống thoát nước sinh hoạt

Trang 7

So với hệ thống thoát nước chung thì hệ thống thốt nước riêng có lợi hơn về mặt xây dựng và quản lý Hiện nay ở Liên Xô cũ có hơn 200 thành phố và hàng nghìn xí nghiệp công nghiệp được trang bị hệ thống thoát nước theo kiểu này Tuy về mặt vệ sinh có kém hơn song rất ưu điểm là giảm được vốn đầu tư xây dựng ban đầu và chế độ làm việc của hệ thống ổn định Nhược điểm của hệ thống này là tồn tại hai hay nhiều mạng lưới thoát nước trong đơ thị

Hệ thống thốt nước nửa riêng, theo quan điểm vệ sinh, thì tốt hơn hệ thống riêng Trong thời gian mưa lượng chất bẩn xả vào nguồn ít hơn Tuy nhiên, vì vốn đầu tư xây dựng ban đầu cao (phải xây dựng hai hệ thống mạng lưới đồng thời), nên ít được sử dụng Nó thường được sử dụng trong việc cải tạo những hệ thống thoát nước cũ

Hệ thống hỗn hợp là sự kết hợp các loại hệ thống kể trên, thường gặp ở những thành phố cải tạo mở rộng

Việc lựa chọn hệ thống và sơ đổ thoát nước phải căn cứ vào tính chất phục vụ lâu dài và ổn định của các cơng trình thiết bị trên hệ thống Tùy theo điều kiện địa phương, dựa trên cơ sở so sánh kinh tế kỹ thuật và vệ sinh mà ta chọn hệ thống này hay hệ thống kia cho thích hợp.ˆ

Khi lựa chọn hệ thống thoát nước khu dân cư, trước hết cần phải xây dựng sơ đổ và xác định vị trí xã nước mưa Nước mưa không được xả vào dòng chảy bề mặt trong giới hạn khu dân cư nếu dịng chảy có tốc độ nhỏ hơn 0,05 mựs và lưu lượng nhỏ hơn 1 m3⁄s ; không được xả vào những bãi tắm, hồ sinh học, hổ nuôi cá, biển nếu không được sự đồng ý của chính quyền địa phương, cơ quan chủ quản và cơ quan kiểm soát vệ sinh

Hệ thống riêng hoàn toàn nên áp dụng cho những đô thị lớn và xây dựng tiện nghỉ cũng như cho các xí nghiệp cơng nghiệp :

a) Có khả năng xả toàn bộ lượng nước mưa vào dòng chảy bể mặt;

b) Theo điều kiện địa hình phải xây dựng nhiều trạm bơm (> 3 trạm) khu vực ; c) Cường độ mưa q20 > 80 //s.ha ; -

d) Cần thiết phải xử lý sinh hóa đây đủ nước thải

Hệ thống riêng khơng hồn toàn phù hợp với những đô thị và vùng ngoại ô cö cùng mức độ xây dựng tiện nghỉ hoặc giai đoạn đầu xy y dựng hệ thống thoát nước

Hệ thống nữa riêng phù hợp :

Trang 8

e) Đối với những khu có nguồn nước dùng để tắm, thể thao bơi lội ;

d) Khi yêu cầu tăng cường bảo vệ nguồn nước khỏi sự nhiễm bần do nước thải mang vào

Hệ thống chung thường sử dụng đối với những đô thị xây dựng nhà nhiều tầng : a) Bên cạnh có nguồn nước dòng chảy mạnh, cho phép xả nước mưa và nước bề mặt ;

b) Với số lượng trạm bơm hạn chế và áp lực bơm thấp ; €) Có cường độ q20 nhỏ hơn 80 //s.ha

Hệ thống thoát nước hỗn hợp sử dụng hợp lý khi xây dựng và cải tạo hệ thống thoát nước trong những thành phố lớn (dân số trên 100.000 người) có nhiều vùng với mức độ tiện nghí và địa hình khác nhau Theo số liệu nước ngoài, hệ thống này chiếm khoảng 33 - 34% tổng số các hệ thống đã xây dựng cho các đô thị, Phần lớn các đô thị lớn trên thế giới được trang bị loại hệ thống cống chung hoặc hệ thống hốn hợp

Hệ thống thốt nước các xí nghiệp công nghiệp thường theo nguyên tÁc hệ thống riêng rẽ hoàn tồn (xem hình 1-3) Đối với hệ thống thoát nước mưa cần

xét đến khả năng dẫn lượng nước bẩn nhất của nước mưa (lượng nước ban đầu

của các trận mưa) và nước bể mặt lên cơng trình xử lý Trên khu vực công nghiệp có thể tốn tại nhiều mạng lưới : sinh hoạt, sản xuất, nước mưa và các mạng lưới

đặc biệt khác (để dẫn nước thải chứa a xít, kiểm )

Hình 1~3 : Hệ thống riêng rẻ hoàn toàn của các xí nghiệp cơng nghiệp

Trang 9

Quy hoạch sơ đồ thoát nước cho hệ thống thoát nước đã chọn phải tính đến các điều kiện địa phương và khả năng phát triển kinh tế quốc dân của khu vực, nhằm đạt được những giải pháp tổ hợp và hiệu quả Trong đó cân phải tính đến những cơng trình hiện có và khả năng tận dụng lại

Sơ đồ thoát nước liên hệ vùng công nghiệp và dân cư thường thiết lập với mục đích bảo vệ và sử dụng nguồn nước hợp lý

Khi quy hoạch bất kỳ sơ đồ thoát nước nào cũng cần tính đến :

a) Lưu lượng và nồng độ của các loại nước thải ở các giai đoạn xây dựng ; b) Khả năng giảm lưu lượng và nông độ nhiễm bẩn của nước thải công nghiệp bằng việc áp dụng các quá trình cơng nghệ hợp lý với việc sử dụng hệ thống cấp thốt nước tuần hồn hay nối tiếp trong khu công nghiệp

c) Loại trừ hay tận dụng, thu hồi các chất quý có chứa trong nước thải ; d) Lợi ích của việc xử lý chung nước thải sinh hoạt và công nghiệp ;

đ) Khái quát về chất lượng nước tại các điểm sử dụng và các điểm xả nước thải Tóm lại lựa chọn sơ đồ và hệ thống thoát nước trong mọi trường hợp cần tiến hành trên cơ sở tính tốn kinh tế kỹ thuật và yêu cầu vệ sinh Sơ đỏ và hệ thống lựa chọn là sơ đồ và hệ thống ổn định nhất theo các chỉ tiêu vệ sinh, kinh tế nhất theo giá thành xây đựng và quản lý đối với tất cả tổ hợp cơng trình bao gồm mạng lưới, trạm bơm và các cơng trình xử lý

Ư nước ta là nơi mưa nhiều nắng lắm, thì xây dựng hệ thống riêng và nửa riêng là hợp lý Khi đó nước mưa có thể cho chảy trong cống ngâm hoặc trong kênh mnương lộ thiên xả ra nguồn nước Để giảm kích thước các kênh mương ta xây dựng các hồ điêu hòa

Trong các thành phố của ta hiện nay phần lớn là hệ thống thoát nước chung, nước xả vào nguồn không qua xử lý Nó cần phải cải tạo lại theo kiểu riêng một nửa hoặc hỗn hợp để đảm bảo vệ sinh môi trường và mỹ quan cho thành phố Khi đó ta xây dựng thêm mạng lưới cống đón lấy các cửa xả của hệ thống thoát nước chung hiện tại và dẫn lên cơng trình xử lý Ö chỗ giao nhau giữa hệ thống cũ và cống lây dựng mới sẽ bố trí ngăn và miệng xả nước mưa

1.3 Sơ đồ thoát nước của khu dân cư

Trang 10

cống Ngược lại khi đặt cống nông ta phải xây dựng nhiều tram bom Cũng như vậy có thể có một hoặc nhiều trạm xử lý (trạm làm sạch) Vị trí của trạm xử lý

giữ một vai trò quan trọng trong việc chọn sơ đồ thoát nước

Như vậy sơ dé thoát nước (hay là giải pháp thiết kế hệ thống thoát nước có căn cứ về phương diện kinh tế kỹ thuật, điều kiện địa phương cũng như khả năng phát triển trong tương lai) cũng rất khác nhau Nhưng bất kỳ sơ đồ hộ thống thoát nước nào cúng bao gồm các bộ phận chính sau đây

1) Thiết bị thu và dẫn bên trong nhà :

- Các thiết bị vệ sinh : hồ xí, hố tiểu, chậu tắm, chậu rửa v.v

- Mạng lưới đường ống : ống nhánh, ống đứng, ống dẫn nước thải ra mạng lưới ngoài nhà,

Nước thải từ các thiết bị vệ sinh chây qua ống nhánh tới ống đứng Các ống đứng thường đặt dựa theo tường, góc của buồng vệ sinh và có thể được ốp lát hoặc che đậy kín đáo trong các hộp bằng gạch, bằng bê tông hoặc bằng gỗ Ống đứng thường đặt cao hơn mái nhà khoảng 0,7m và phần trên gọi là ống thông hơi

-2 Sakis tt 12

Hình 1-4: So dd téng quét thiết bị thu uà dẫn nước thải bên trong nhà

1 Ống thông hơi ; 2 Ống đứng thoát nước ; 3 Chậu tắm ; 4 Chậu rửa ; 5 Ket xi;

6 H6 xi (chau xf) ; 7 Ong nh4nh ; 8 Chau ria ; 9 Si phong (khda thiy luc) ;

10 Lỗ kiểm tra ; 11 Ống dẫn ra ngoài nhà ; 12 Giếng thám ; 13 Giếng kiểm tra ;

14 Giếng thám trên mạng lưới bên ngoài

Trang 11

Giữa mạng lưới ống và các thiết bị vệ sinh lắp đặt các khóa thủy lực để ngăn ngừa hơi khí độc xâm thực vào buồng vệ sinh Kiểm tra và tẩy rửa ống qua các cửa kiểm tra và các ống tẩy rửa

Nước thải theo các ống đứng tới mạng lưới cống dẫn ngồi nhà, Ị chỗ giao nhau giữa mạng lưới bên trong và bên ngoài nhà xây dựng giếng thăm để theo đõi chế độ làm việc của mạng lưới bên trong và tẩy rửa khi cần thiết

2) Mạng lưới thoát nước bên ngoài nhà :

Là hệ thống cống ngắm và mương máng lộ thiên dùng để dẫn nước bằng cách tự chảy tới trạm bơm, trạm xử lý hay ra sông hồ Tùy theo vị trí, quy mô và nhiệm vụ mà mạng lưới thoát nước bên ngồi nhà có thể là :

- Mạng lưới thoát nước sân nhà (cho một nhà) - Mạng lưới thoát nước tiểu khu (Hình 1-ð)

- Mạng lưới thoát nước trong các xí nghiệp cơng nghiệp - Mạng lưới thoát nước đường phố (ngoài phố)

126 E yn y a A | | Hình 1-5 : Sơ đồ

mang lưới thoát

—I ứ 122 ` nước tiểu khu

1 Mạng lưới thoát

= Sore = <A 12 nước tiểu khu ;

2 # 32 Giếng thăm ;

° = é 8, Giống hiểm tra ;

% = j.{[> 120 4 Các nhánh nối ;

123 122 121 ạt t9 5 Mạng lưới

: ngoài phố

Mạng lưới cống xây dựng trong phạm vi tiểu khu, dùng để thu nhận tất cả nước thải từ các ngôi nhà trong tiểu khu và vận chuyến ra mạng lưới ngoài phố

Trang 12

Để kiểm tra chế độ làm việc của mạng lưới trong sân nhà hay tiểu khu thì ở cuối mạng lưới người ta xây dựng giếng thăm - giống kiểm tra Đoạn nhánh nối liền từ giếng kiếm tra tới cống thoát ngoài phố gọi là nhánh nối

Mạng lưới xây dựng dọc theo các đường phố và thu nhận nước thải từ các mạng lưới trong sân nhà, tiểu khu gọi là mạng lưới thốt ngồi phố, có rất nhiều nhánh, bao trùm những lưu vực rộng lớn và thường dẫn nước bằng cách tự chảy

Người ta cịn chia tồn bộ khu vực thành những lưu vực thoát nước mà giới hạn là các đường phân thủy hay tụ thủy, Nước thải trên toàn bộ khu vực tập trung về các cống góp : thoát nước lưu vực, thốt nước chính (cho nhiều lưu vực), thốt nước ngồi phạm vi thành phố (khơng có cống nhánh)

3) Trạm bơm và ống dẫn áp lực

Dùng để vận chuyển nước thải khi vì lý do kinh tế - kỹ thuật không thể tự chảy được Người ta phân biệt trạm bơm theo khái niệm : trạm bơm cục bộ, trạm bơm khu vực và trạm bơm chính Trạm bơm cục bộ phục vụ cho một hay một vài cơng trình Trạm bơm khu vực phục vụ cho từng vùng riêng biệt hay một vài lưu vực thoát nước Trạm bơm chính dùng để bơm toàn bộ nước thải thành phố lên trạm xử lý hoặc xả vào nguồn

Doan ống đẫn nước thải từ trạm bơm đến cống tự chảy hay đến cơng trình xử lý là đường ống áp lực

Khi cống chui qua sông hổ hay gặp chướng ngại phải luồn xuống thấp, gọi là điu- ke (hay cống luồn) Đoạn cống này cũng làm việc với chế độ có áp và nữa áp

4) Cơng trình xử lý

Bao gồm tất cả các cơng trình dùng để xử lý nước thải và xử lý cặn lắng

3) Cống và miệng xả nước vào nguồn

Dùng để vận chuyển nước thải từ cơng trình xử lý xả vào nguồn Miệng xã nước thường xây dựng có bộ phận để xáo trộn nước thải với nước nguồn

Hình (1-6) Giới thiêu sơ đồ tổng quát thoát nước khu dân cư

Trang 13

được Ö đây chỉ giới thiệu một số dạng ad đồ tổng quát, phụ thuộc chủ yếu vào địa hình : Ỳ èẹŸ ⁄ VN đu “N any Ẳ ALA # , 'X⁄ > a = Janse 4 Wi lÀ lr at 8 n6 vấP” 0

Hình I—6 : Sơ dồ tổng quát thoát nước khu đân cư

1 Ranh giới thành phố ; ; 2 Ranh giới lưu vực ; 3 Mạng lưới cống ngoài phố ;

4 Đường ống áp lực ; 5 Cống góp lưu vực ; 6 Cống góp chính ;

7 Cống góp ngồi phạm vi thành phố ; 8 Cửa xả ra sông hồ

4 So dé thing géc (Hinh 1-7a) ; - Sơ đỗ giao nhau (Hình 1-7b) ; - Sơ đồ phân vùng (Hình 1-7c) ; - Sơ đơ khơng tập trung (Hình 1-7d)

Sơ đơ thẳng góc sử dụng khi địa hình có độ dốc đổ ra sông hơ Chủ yếu dùng để thốt nước mưa và nước thải sin xuất quy ước là sạch, nước xã thẳng vào sông hồ mà không cần xử lý

So dé giao nhau : điều kiện địa hình giống như sơ đỏ thẳng góc, nhưng nước

thải cân phải xử lý trước khi xã vào nguồn, nên có cống góp chính chạy song song với dịng sơng để dẫn nước thải lên cơng trình xử lý

Sơ đồ phân vùng : sử dụng trong trường hợp thành phố chia làm nhiều khu vực riêng biệt hay trong trường hợp thành phố có địa hình đốc lớn Nước thải từ vùng thấp thì bơm trực tiếp đến cơng trình xử lý hay bơm vào cống góp của vùng cao to : ‘

Trang 14

Sơ đồ không tập trung : sử dụng đối với thành phố lớn hoặc thành phố có

chênh lệch lớn về cao độ, địa hình phức tạp hoặc thành phố phát triển theo kiểu

hình trịn Sơ đồ có nhiều trạm xử lý độc lập nhau

Ngược lại với sơ đồ không tập trung là sơ đổ tập trung, nghĩa là toàn bộ nước

thải được tập trung về trạm xử lý chung (Hình 1-7b, c)

» 6 2 deonrs echo oP as,

ust

Hình 1~7 : Các sơ đồ mạng lưới thoát nước

Cần chú ý đặc điểm xây dựng đợt đầu của thành phố có ảnh hưởng nhiều đến việc chọn sơ đồ thốt nước Vì chí phí xây dựng hộ thống thoát nước rất lớn, nên người ta phải chia thành nhiều đợt Trong đợt đầu chỉ giải quyết thoát nước cho các khu công nghiệp và các khu nhà ở cao tầng Nếu các khu đó nẦm cách xa nhau thì có thể giải quyết bằng các cơng trình xử lý riêng biệt, khi đó có dạng sơ đổ khơng tập trung Khi thành phố mở rộng, tiếp tục xây dựng bổ sung thêm

đường ống chính, khi đó lại trở thành sơ đổ tập trung

1.4 Sơ đồ thoát nước liên hệ vàng

Đối với một số điểm tập trung dân cư và các xí nghiệp công nghiệp nằm kế nhau hoặc khơng xa nhau lắm, có mối quan hệ về nguồn và kinh tế nước, có thể

sử dụng sơ đồ thoát nước liên hệ vùng,

Trang 15

Đặc điểm của sơ đô này là nước thải từ tất cả các điểm dân cư và xí nghiệp

công nghiệp tập trung về một trạm xử lý Trạm xử lý này thay cho các trạm xử lý riêng của các điểm Cái đó tạo khả năng giảm được giá thành xây dựng và quản lý xử lý nước, bảo vệ ổn định vệ sinh và khai thác sử dụng hợp lý nguồn nước Thực tế chỉ rõ rằng hiệu suất xử lý chung hỗn hợp nước sinh hoạt và sản xuất trên một trạm công suất lớn cho hiệu quả cao hơn so với trên những trạm công suất nhỏ riêng biệt

ri H6 GHUA S l6 HO CHUA oN Cay Vouk TXL 1 e:

Hình 1-8 : Sơ đồ thốt nc tiên hệ úng ở ngoại ô Moacoue (Nga)

1 Thành phố meneona ; 2 Thành phố Kanwnanrpan ;

3 Thành phố Wnanreankn ; 4 Thành phố (Opasmno; 5 Lang 3aneTri HI8HWA,

6 Làng MoonTonka ; 7 Thành phố IÏymkwna

1~ Cổng thoát chỉnh ; 2, Trạm bơm ; TXL ~ Trạm xử lý

Hình (1-8) giới thiệu sơ đồ thoát nước liên hệ vùng của một số điểm dân cư

và các xí nghiệp công nghiệp ở ngoại 6 Mascova (Nga) So dé có một trạm xử lý

cơng suất 900.000 m°/ngày đêm, có 10 trạm bơm, gần 400 km đường éng, 58,2

km đường ống chính áp lực và tự chảy với đường kính 400 - 1100 mm Thực hiện

sơ đổ này thay cho 22 trạm công suất nhỏ và cải thiện môi sinh trên bình diện

các lưu vực của sông Klazrmui wà: Đựi `

Trang 16

Sơ đồ thoát nước liên hệ vùng được áp dụng phổ biến cho nhiều vùng thuộc Liên Xô cũ, ở các nước khác cũng được áp dụng rộng rãi mang lại hiệu quả kinh tế và mơi trường Ví dụ, hệ thống thoát nước Meiple - Lokd và Model (Anh) phục vụ cho số dân tương ứng là 383.000 và 1,6 triệu người, thay thế cho 26 và

28 trạm xử lý cục bộ Ö Nhật, trên diện tích 3,3 nghìn ha ở cạnh bờ biển Kasima

bố trí 39 xí nghiệp, nước thải được tập trung về một trạm xử lý, sau khi xử lý được

sử dụng lại trong hệ thống cấp nước tuần hoàn

1,5 Điều kiện thu nhận nước thải vào mạng lưới thoát nước

Khả năng thu nhận các loại nước thải khác nhau vào mạng lưới của hệ thống

thoát nước riêng hoặc chung được xác định bởi thành phần nhiễm bẩn và lợi ích

của việc xử lý chung có tính đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và vệ sinh

(xem bang 1-1)

Nước sinh hoạt và nước sản xuất bẩn không được xả vào mạng lưới thoát nước

mưa Nước thải từ các đài phun tạo cảnh, nước thấm và nước rửa đường thường

xả vào mạng lưới thoát nước sinh hoạt hoặc mạng lưới thoát nước sản xuất

Theo các chỉ tiêu kinh tế, thường thì thốt và xử lý hỗn hợp nước thải sinh hoạt và sản xuất là có lợi, song trong nhiều trường hợp, khi trong nước thải sản xuất chứa các chất độc hại thì khơng được phép xả và xử lý chung

Nước thải sản xuất chỉ được phép xả vào mạng lưới hệ thống thoát nước riêng

hoặc chung khi đảm bảo không gây tác hại tới vật liệu làm cống và công trình xử lý cũng như không phá hoại chế độ làm việc của chúng, chẳng hạn như sau :

~ Không chứa những chất ăn mòn vật liệu

- Không chứa những chất dễ làm tắc cống hoặc những chất hơi khí tạo thành những hỗn hợp dễ gây nổ và cháy

- Nhiệt độ không vượt quá 40°C

- Không chứa những chất làm ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý sinh hoc nước thải

- Hỗn hợp nước thân sinh hoạt và sản xuất phải đảm bảo nồng độ PH = 6,5 + 8,5

Các loại rác, thức ăn thừa trong gia đình chỉ được xả vào mạng lưới thoát

nước khi đã được nghiền nhỏ với kích thước 3 - 5mm và pha loãng bằng nước

Trang 17

Điều kiện thu nhận nước thải vào mạng lưới Bang 1-1 Hệ thống thoát nước

Các loại nước thải Hệ thống riêng Hệ thống

Nước Nước Nước mưa chung

sinh hoạt | sản xuất Ngắm Hỗ

Nước sinh hoạt từ :

— Nhà ở, nhà công cộng, nhà sản xuất + + - - +

- Bénh vién truyén nhiém, trai diéu

dudng diéu trj cach li, sau khi clo hda + + - - +

¬ Các trạm và các điểm có trang bị song chắn rác, bể láng cát, sau khi đã

pha loãng bằng nước + + - - +

~ Các trạm nghiền chat thai ran

(phân rác) + + - - +

- Cée tram ria xe ôtô (sau khi cho

qua bể vớt dầu mỡ) - - + + +

— Tu6i và rửa đường - ~ + + +

= Nước thấm lọc - - + + +

~ Đài phun nước, trạm lạnh và điều

hịa khơng khí ` - - + + J +

Nước mưa từ :

- Vùng công nghiệp nhiễm bẩn + + - - +

— Nước mưa = - + + +

- Bau xử lý cục bộ - - + + +

Nước sản xuất từ :

- Tram lạnh công nghiệp, làm lạnh thiết bị máy móc sản xuất với nhiệt

độ t< 40°G - - + +

- Tram xt ly cuc bd + + * - +

¬ Nước bẩn với nhiệt độ t < 40C + + - - +

~ Những nơi cách li trong xÍ nghiệp

chế biến thịt, thuộc da, chứa các chất

bẩn dễ gây bệnh và truyền nhiễm, sau

khi xử lý và khử trùng + + * - +:

* Theo sự dồng ý của cơ quan kiểm tra uệ sinh Nhà nước

A

Trang 18

Chương l1

NHUNG VAN DE CO BAN VE THIET KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

2.1 Tài liệu cø sở để thiết kế hệ thống thoát nước

; Đối tượng thoát nước cũng như đối tượng cấp nước có thể là những đô thị xây ” dựng mới, cải tạo hay mở rộng ; là các khu dân cư, các xí nghiệp v v mà giới

⁄ hạn được ấn định trong thiết kế quy hoạch xây dựng

-, Về phương điện kinh tế mà nói thì nhà từ hai tầng trở lên trang bị hệ thống ie thoát nước mới hợp lý và kinh tế Trong những trường hợp đặc biệt việc xây dựng

: ' hệ thống thoát nước là căn cứ vào điều kiện địa phương và những đặc điểm về ee vệ sinh ở nơi đó mà quyết định Hệ thống thoát nước cũng xây dựng cả ở những

nơi nhà một tầng

Thiết kế là giai đoạn chuẩn bị cần thiết cho công tác xây dựng Bởi vậy, nếu

} thiết kế tốt, thì cơng tác xây dựng có điều kiện thực hiện tốt,

Các tài liệu cơ sở cho việc thiết kế hệ thống thốt nước đơ thị là đồ án quy

hoạch đơ thị, cịn đối với xí nghiệp cơng nghiệp là mặt bằng tổng thể của xí nghiệp cơng nghiệp Ngồi ra còn các tài liệu về đất đai, địa chất công trình địa chất thủy văn ; số liệu về nguồn nước, điều kiện vệ sinh v.v (xem kỹ hơn ở quyền

Ý "Hướng dẫn làm đồ án môn học cấp và thoát nước", Nhà xuất bản Xây dựng Hà

© NOi 1991 [15))

Trong đố án quy hoạch để cập tới các vấn để : m@jigdo phat trién cla dé thi

và xí nghiệp cơng nghiệp ; việc giải quyết tổng thể các ấn dé kiến trúc, xây dựng,

É kinh tế, kỹ thuật và vệ sinh trong giai đoạn 20 + 25 năm và trong giai đoạn đầu

' 1 ð + 10 năm ; sự phát triển công nghiệp và yếu tố mở rộng đô thị cũng như giải : ds quyết hàng loạt các vấn đề về vị trí các phần cơ bán của thành phố, khu công

Ủ nghiệp, khu xây dựng cơ quan phục vụ văn hoá đời sống, khu trung tâm (nói chung

là việc phân chia thành phố) ; các vấn để thuộc giko thông đô thị, xây dựng hệ

thống đường xá, cây xanh, việc tăng cường thiết bị xây dựng và cải thiện đời sống

(trowể đó có vấn để cấp và thoát nước) ; việc phân đợt xây dựng vx đều được a ¡ ấn định trong đồ án quy boạch

Thiết kế hệ thống thoát nước thường tiến hành theo hai hay ba giai đoạn :

† nhiệm vụ thiết kế, thiết kế kỹ thuật và bản vẽ xây dựng (bản vẽ thi công ) Đối

_ với tổ hợp nhộ và những công trình riêng biệt có thể thực hiện cùng lúc trong

một giai đoạn

Trang 19

Nhiệm vụ đầu tiên khi thiết kế hệ thống thoát nước là việc xác định lưu lượng nước thải lưu lượng nước thải thường xác định dựa theo dân cư tính toán và tiêu chuẩn thoát nước có tính đến hệ số khơng điều hịa

2.2 Dan cư tính tốn

Dân cư tính tốn là số người sử dụng hệ thống thoát nước cho đến cuối thời gian dự tính quy hoạch (thời gian đự tính quy hoạch thường lấy 15 + 25 năm) được xác định trong khi lập đồ án quy hoạch chung của đô thị

Dân cư tính tốn của từng khu vực trong đô thị có thể khác nhau do mức độ tiên nghị và tầng cao nhà ở Người ta đưa ra khái niệm mật độ dân số - tức là ị số người tính trên 1 ha diện tích xây dựng khu nhà ở Khi biết: mật độ dân số P_ đã dàng tính được số lượng dân cư tính tốn :

N=P.F (2-1)

Trong đó : P - mật độ dân số, người/1ha ; F - diện tích của khu nhà ở, ha

Hiện nay người ta còn phân biệt mật độ dân số đợt đầu (5 - 10 năm) và tương

lai 15 - 25 năm) tùy thuộc vào tiêu chuẩn diện tích ỡ của mối thời kỳ `

Ye Theo kinh nghiệm thấy rằng xây dựng hệ thống thoát nước đạt hiệu quả kinh tế chỉ khi mật độ dân số P > 45 - 50 người/1 ha Với mật độ dân số bé hơn thì chỉ nên xây dựng hệ thống thoát nước cục bộ

2.3 Tiêu chuẩn thos foc và hệ số khơng điều hịa

Tiêu chuẩn thoát nước là lượng nước thải tính trung bình ngày đêm cho mỗi

người sử dụng hệ thong thoát nước hay lượng nước thải tính trên sản phẩm Tiêu chuẩn thoát nước của khu đân cư thường lấy bằng tiêu chuẩn cấp rước (thực tế |

thì chỉ khoảng 70 + 75% tiêu chuẩn cấp) my

Cũng như cấp nước, tiêu chuẩn thoát nước phụ thuộc vào mức độ hoàn thiện - thiết bị tiện nghị, điêu kiện khí hậu, điều kiện vệ sinh, phong tục tập th điều kiện kinh tế xã hội và điều kiện địa phương

Đấi với đơ thị và xí nghiệp công nghiệp khác nhạu thải ra lượng nước khác : nhau Những đơ thị lớn có thể lấy tiêu chuẩn thoát nước lớn hơn so với những đô thị nhỏ Tiêu chuẩn thoát nude trong những ngày lễ, ngày thứ bảy, chủ nhật lớn

Trang 20

nước thải ra ít hơn những giờ ban ngày v v Nói tóm lại nước thải ra không đồng

đều theo ngày, theo giờ và tiêu chuẩn thốt nước khơng đồng đều giữa các đô

thị, thị xã thị trấn và giữa các vùng khác nhau của một đơ thì Khi tính tốn có thể tham khảo bảng (2- 1) hay lấy theo quy phạm TCXD-51- 72, 20TCN B1- 84

Bang 2-1

Tiêu chuẩn thái nước

SốTT Mức độ thiết bị vệ sinh trong các ngôi nhà (người ngé)

1 Các nhà bên trong có hệ thống cấp thốt nước, có dung

cụ vệ sinh, nhưng khơng có thiết bị tắm 80 - 100

2 Các nhà bên trong có hệ thống cấp thoát nước, có dụng

- |eu vệ sinh và thiết bị tắm thông thường (tắm hương sen) 110 - 140

3 (Các nhà bên trong có hệ thống cấp thốt nước, có dụng

cy vệ sinh, có chậu tầm và cấp nước nóng cục bộ 140 - 180

Ghỉ chú :

1- Tiêu chuẩn thoát nước ghi ở bảng 1-1 bao gồm kể cả lượng nước dùng cho

các cơng trình cơng cộng thuộc khu nhà ở

3- Trong trường hợp đô thị có những yêu cầu đặc biệt (khu nghỉ mát, an dưỡng,

du lich .) thì có thể tăng tiêu chuẩn thoát nước một cách đáng kề 3- Tiêu chuẩn thoát nước ghỉ ở bảng 1-1 áp dụng như sau :

Trị số nhỏ áp dụng cho những trường hợp :

- Toàn bộ vùng núi cao gồm các địa điểm thuộc tỉnh Hà Giang, Cao Bằng,

Lào Cai, Sơn La, Lai Châu, Nghĩa Lộ và một phần Bắc Thái

- Một số vùng núi thấp gồm các điển lân cận vùng núi cao thuộc các tỉnh Yên

Bái, Hồ Bình, Lạng Sơn, Tun Quang

- Một vùng nhỏ đồng bằng trung du duyên hải Bắc bộ gồm các địa điểm lân cận vùng núi thấp, những nơi hẻo lánh hay nguồn nước khó khăn

Trị số lớn áp dụng cho những trường hợp :

~ Phần lớn phần đồng bằng trung du và duyên hải Bắc bộ gồm 2 thành phố :

Hà Nội, Hải Phòng và các tỉnh Vĩnh Phú, Hà Bắc, Hải Hưng, Thái Bình, Nam Hà, Ninh Bình, Thanh Hoá, Quảng Ninh

- Phần lớn phần ảnh hưởng của gió Lào gồm các tính Nghệ An, Hà Tinh,

Quảng Bình và khu vực Vĩnh Linh `

Trang 21

4- Các tỉnh vùng phía Nam cũng có thể đối chiếu sửa đổi đối với tiêu chuẩn ghỉ ở bảng 1-1 để áp dụng

5- Tuy theo mức độ phát triển thành thị trong tương lai mà tăng tiêu chuẩn

thoát nước lên một cách thích đáng

Cũng như mật độ dân số, tiêu chuẩn cấp và thoát nước phân biệt theo giai

đoạn xây dựng : đợt đầu và tương lai Do đó khi tính tốn phải sử dụng số liệu

tương ứng với nhau

Đối với xí nghiệp cơng nghiệp thì có hai loại : nước thải sinh hoạt và nước thai

sản xuất Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt trong các xí nghiệp công nghiệp và hệ số không điều hịa có thể tham khảo bảng (2-2)

Bảng 2-2

“Tiêu chuẩn thoát nước, +

Tính chất phân xưởng (lingudi-ngd) Hiệ số khơng điều hịa giờ Kn

Phân xưởng nóng toả nhiệt 35 2,5

Phân xưởng lạnh 25 3,0

Lượng nước tắm cho công nhân sau giờ làm việc tính theo kíp đồng nhét với tiêu chuẩn 40 - 60 //người và thời gian tắm là 45 phút ,

Tiêu chuẩn thoát nước sản xuất xác định theo đơn vị sản phẩm hay lượng thiết,

bị cần cấp nước, phụ thuộc vào dây chuyển công nghệ của từng nhà máy Khi thiết

kế cần tham khảo các nhà máy tương tự

Tiêu chuẩn thoát nước sinh hoạt vừa nêu lên ở trên là đại lượng trung bình Trong thực tế thì như chúng ta đã biết, nước thải ra không đồng đều theo thời

gian Để tính tốn hệ thống thốt nước khơng những cần biết lưu lượng trung bình

ngày mà cịn cần biết sự thay đổi lưu lượng theo giờ trong ngày đêm , Gia trị đặc trưng trị số giữa lưu lượng ngày lớn nhất và lưu lượng ngày trung bình (tính trong năm) gọi là hệ số khơng điêu hịa ngày kng

i

Qmax ;ạ ng

top _ Sa (2-2)

Tỉ số giữa lưu lượng giờ tối đa và lưu lưởng giờ trung bình (trong ngày thai’:

nước tối đa) gọi là hệ số không điêu hòa gid, Kn

2

Qmax, h

Trang 22

Hệ số không điều hỏa chung là tỷ số giữa lưu lượng giờ tối đa trong ngày có lưu lượng lớn nhất và lưu lượng trung bình trong ngày có lưu lượng trung bình, Kc Hệ số Kc có thể lấy bằng tích số giữa hai hệ số điều hòa giờ và điều hòa ngày

Kc = Kng Kh (2-4)

Khi tính tốn mạng lưới thoát nước thường sử dụng hộ số không điểu hòa chung, Ke Dai lượng này lấy căn cứ vào lưu lượng trung bình giây của nước thải xả vào hệ thống thoát nước (bảng 2-3)

Bang 2-3 Hệ số khơng điều hịa chung của nước thải sinh hoạt

Lưu lượng 1260 va

trung bình, //s 5 15 30 50 100 | 200 | 300 | 500 | 800 lớn hơn

Ke 31 | 2/2 | 18 | 17 | 16 | 1,4 | 1,36 | 1,25 1,2 1,16

Ghỉ chú : Các giá trị năm trong khoảng lưu lugng trung binh : 6 bảng 2-3, thì giá trị Ke xác định bằng nội suy

2.4- Công thức xác định lưu lượng tính toán nước thải sinh hoạt và sản xuất Lưu lượng tính tốn nước thải là lượng nước thải lớn nhất mà cơng trình thiết kế cần phải đáp ứng

1) Lưu lượng nước thải sinh hoạt của vùng dân cư :

Trang 23

Trong đó :

QL, Qhb , afb - tương ứng là lưu lượng trung bình ngày, giờ và giây ;

Qhrax , Qt , qhax tương ứng là lưu lượng tối đa ngày, giờ và giây ;

q - tiêu chuẩn thoát nước, //người.ngày đêm

2) Lưu lượng nước thải sản xuất :

Để tính tốn lưu lượng nước thải sản xuất ta căn cứ theo công nghệ sản xuất Trong một số trường hợp tính theo đơn vị sản phẩm hoặc nguyên liệu tiêu thụ và tính theo cơng thức sau đây :

Lưu lượng trung bình ngày :

QÍẾ ngày = ne , m/ngay dam (2-1)

Lưu lượng tối đa giây

m.Pị Eh T.3600 '

Qitax.e = l/s (2-12)

Trong đó :

m- lượng nước thải tính trên sản phẩm, //tấn, //sản phẩm ;

Pi- số lượng sản phẩm trong ca có năng suất tối đa, tấn, sản phẩm P- số lượng sản phẩm trong ngày, tấn, sản phẩm

T- thời gian làm việc trong ca, h

3) Lưu lượng nước thải sinh hoạt trong các xí nghiệp công nghiệp Lưu lượng ngày :

_ 25.N1 7000 + 35Ne ” mnẺ/ngày đêm (2-18)

Qn

Lưu lượng tối đa giờ :

25.Ng Kn + 35.N4.Kh

Qmax.h = T-_ 1000 mip (2-14)

Luu lugng t6i da giay :

25.N3.Kn + 35.Nq4.Kn ©”:

Trang 24

Trong đó :

Ni va Ne- số lượng công nhân làm việc trong ngày theo tiêu chuẩn thoát nước tương ứng là 25 và 3ð ;

Na và N4- số công nhân làm việc trong ca theo tiêu chuẩn thoát nước 25 và 35M Ku- hệ số khơng điều hịa giờ :

T- số giờ làm việc trong ca

4) Lượng nước từ các nhà tắm trong các xí nghiệp cơng nghiệp :

Cứ mỗi vòi tấm hương sen thải ra 500 //h ; thời gian làm việc của các vòi tắm là 45 phút sau mối ca làm việc ; hoặc tính theo kíp đồng nhất với tiêu chuẩn 40 - 60 lít/người

2.5 Biểu đồ giao động lưu lượng nước thải :

Để tính tốn hệ thống thốt nước ta cần biết chế độ thải nước Thường nước thải ra không đồng đều theo thời gian trong ngày Ban đêm nước thải ít, ban ngày nước thải nhiều ; giữa các ngày trong tháng, các mùa trong năm lưu lượng nước thải đều có sự thay đổi

Theo kết quả quan sát nhiều năm, người ta thấy rằng lưu lượng nước thải trong các đô thị giao động theo một quy luật nhất định, với độ sai lệch không lớn

Hinh (2-1) trình bày biểu đồ giao động lưu lượng nước thải của một đô thị với số đân tính tốn 20.000 người Trên trục tung biểu diễn % lưu lượng các giờ so với tổng lưu lượng ngày đêm

? Sut in k Hình 2-1 : Biểu dồ

PS BS 3 dao động lưu lượng

Rs H = nước thải của đô

Trang 25

Nếu nước thải ra đồng đều trong ngày đêm thì biểu đổ giao động là đường thẳng song song với trục hồnh, lưu lượng trung bình (%) :

Qh = 100: 24 = 4,17

Lưu lượng tối đa tại thời điểm 11 - 12 giờ là 6,õ% lưu lượng ngày đêm, tương ứng với hệ số không điều hòa chung :

Ke = 6,5 : 4,17 = 16

Bảng (2-4) giới thiệu về lưu lượng nước thải của các đô thị theo các giờ trong

ngày đêm và hệ số khơng điêu hịa tương ứng

Bảng 2-4 Lưu lượng trung bình giây, qo, l/8

Các giờ | 50 100 200 300 500 soo |! “DA”

trong ngày Ke 1,8 1,6 1,4 1,85 1,25 1,2 1,15 9-1 1,25 1,55 1,65 1,85 2,0 2,25 2,6 1-2 1,25 1,55 1,65 1,85 2,0 2,25 2,6 2-3 1,25 1,65 1,65 1,85 2,0 2,25 2,6 3-4 1,25 1,65 1,65 1,85 2,0 2,25 2,6 4-5 1,25 1,55 1,65 1,85 2,0 2,25 2,6 5-6 3,3 4,35 4,2 4,8 5,05 4,9 4,8 6-7 5 5,95 5,8 5,0 5,15 49 4,8 7-8 7,2 5,8 5,8 5,0 5,15 5,0 4,8 8-9 1,5 6,7 5,85 5,65 5,2 5,0 4,8 9-10 1,5 6,7 5,85 5,65 5,2 5,0 4,8 10-11 7,5 6,7 5,85 5,65 5,2 5,0 4,8 11-12 6,4 4,8 5,05 5,25 5,1 5 4,8 12-13 3,7 3,95 4,2 5,0 5,0 4,8 4,7 18-14 - 8,7 5,55 5,8 6,25 51 5,0 4,8 14-15 4,0 6,05 58 5,65 5,2 5,0 : 4,8 15-16 6,7 6,06 5,8 5,65 5,2 5,0 4,8 16-17 6,8 5,6 5,8 5,65 5,2 5,0 4,8 17-18 63 5,6 5,75 4,85 5,15 5,0 4,7 18-19 6,3 4,3 6,2 4,85 5,1 5,0 4,8 19-20 5,25 4,35 4,72 4,85 5,1 5,0 4,8 20-21 34 4,35 4,1 4,85 5,1 5,0 4,8 31-22 2,2 2,85 2,85 3,45 3,8 45 4,8 22-28 1,25 1,55 1,65 1,85 2,0 2,4 3,0 23-24 1,25 1,55 1,65 1,85 2,0 2,25 2,6

Lưu lượng nước thải sinh boạt của công nghiệp xả vào hệ thống thoát nước

Trang 26

những thời gian đầu mỗi ca và trước giờ nghỉ ăn cơm trưa ; lưu lượng lớn nhất ứng với hệ số không điều hòa giờ K = 3,0 hoặc K = 3,5 vào cuối thời gian các ca Trong những giờ khác lưu lượng có thể lấy theo giá trị trung bình

Chế độ thải nước sản xuất lấy theo số liệu cho trước của để án thiết kế công nghệ

2.6 Tổng lưu lượng nước thải

Tổng lưu lượng nước thái của vùng dân cư xác định theo các giai đoạn xây dựng (giai đoạn đầu, giai đoạn tính tốn) Những lưu lượng này được tính riêng biệt :

1 Trên số người sống thường trú,

2 Trên số người sống tạm trí hoặc số người ở khách sạn, nhà ga, bến xe 3 Trên số ngưòi làm việc ở các xí nghiệp cơng nghiệp

Lưu lượng tính tốn trên số người sống thường trú có thể xác định theo hai phương pháp :

a) Theo 86 lượng người sống ở những vùng riêng biệt của đô thị và trong những nhà với mức độ tiện nghi khác nhau ;

b) Theo lưu lượng đơn vị hay là mô đun lưu lượng

Trong mọi trường hợp khi tính tốn số người đều lấy theo đồ án quy hoạch Với phương pháp thứ nhất người ta xác định lưu lượng tính toán theo : dân cư, tiêu chuẩn thải nước và hệ số khơng điều hịa (xem phần 2.4)

Phương pháp thứ hai được xây dựng trên cơ sở cho rằng nước thải của khu dân cư thường trú tỉ lệ với diện tích dịng chảy, Giả thiết là toàn bộ lượng nước từ diện tích mà đoạn cống phục vụ đều đổ vào điểm đầu, thì lưu lượng nước ở trên đoạn cống là không đổi

Lưu lượng đơn vị hay mô đưn gọi là lưu lượng trung bình tính tốn qo (//s ha) :

_n,P

90 ^ 36400

(2-16) Trong đó :

n- tiêu chuẩn thoát nước, Ung.ng.đêm : P- mật độ dân số, ng/ha

Trang 27

Đối với những đô thị hoặc khu dân cư lớn, phương pháp xác định lưu lượng theo môđuyn dịng chảy là chính xác, nhưng đối với những khu dan cư nhỏ hay các tiểu khu thì lưu lượng xác định theo phương pháp này cho các giá trị hoặc cao quá hoặc thấp quá

Tiêu chuẩn thoát nước - n, bao gồm cả phần nước thải - nec, chảy ra từ các nhà công cộng (nhà tắm, xí nghiệp giặt là, trường học, câu lạc bộ, nhà hát, rạp chiếu bóng, nhà hàng, bệnh viện v.v ) ở ngoài khu vực hay tiểu khu đã nói ở trên

Đề điều chỉnh đúng việc tính tốn (nhất là khi kiểm tra khả năng chuyển tải

của các đoạn cống đặt sau điểm đấu nguồn), lưu lượng nước thải từ các nhà công cộng cần tính tốn như tổng các lưu lượng tập trung 5 Qui Khi đó lưu lượng đơn vị hay mơ đụn dịng chảy có thể tính theo công thức :

nọP to ” 88200 (2-17) hay _ (Q-EQu) 1000 Go = “$6 400.F> 400.Fp (2-18) Trong đó :

nọ- tiêu chuẩn thốt nước cịn lại (/ng.ha) ;

Q- lưu lượng trung bình ngày của khu vực thoát nước, mẺ/ng đêm ; Fp- dién tích khu vực thốt nước có cùng mức độ trang bị tiện nghi, ha

Tiêu chuẩn thốt nước cịn lại no bang :

nọ = n- Tee, (2-19)

Trong đó :

TQit 1000

Nec = NG (2-20)

p

Tổng các lưu lượng nước thải : lưu lượng của khu dân cự, lựu lượng tập trung

từ các nhà công cộng, lưu lượng nước sinh hoạt và sản xuất từ các xí nghiệp cơng

nghiệp được tính tốn riêng và đưa vào các bảng, sau đó thành lập biểu đổ tổng cộng để xác định lưu lượng tối đa giờ và lưu lượng tính tốn giây cẩn cho việc

tính toán đường ống, trạm bơm, các cơng trình xử lý có tính đến hộ số khơng điều

Trang 28

PHAN II

MANG LUGI VA CAC CONG TRINH

TRÊN MẠNG LƯỚI

Chương III

TÍNH TOÁN THỦY LỰC

3.1 Đặc điểm, chuyển động của nước thải trong mạng lưới

Sự chuyển động của nước thải (do chỗ chứa nhiều cặn lầng) khác với sự chuyển động của nước cấp Việc lấy cặn lắng đọng lại ở trong cống rất khó khăn, phức tạp, tốn công sức và mất vệ sinh Vì vậy phải làm sao để cống thoát nước làm việc được bình thường, nghĩa là phải đảm bảo các chất không hòa tan chứa trong nước thải được vận chuyển liên tục bằng dịng chảy mà khơng đọng lại ở trong cống Cặn lắng đọng lại trong cống thường chứa 3 - 8% (tính theo thể tích) là chất hữu cơ với kích thước > Imm va 92 + 97% là tạp chất khống với kích thước trung bình 1mm Trong cặn chứa 70 - 90% là cát, Trọng lượng riêng của cặn nén mịn lấy bằng 1,6 Tim’, cặn chưa nén mịn 1,4 T/mŠ Theo kết quả nghiên cứu của giáo sư N F Pheđơưrơp thì thành phần tổ hợp của cặn lắng trong hệ thống thoát nước chung và riêng khơng có sự thay đổi lớn (Hình 3- 1)

S ~ 025 a5 lô 2,0 _— J0 so 70 s = 3.8 ĐƯỜNG KÍNH HAT, MM 3 NONG BO TO HOP CUA CAC HAT %

Hinh 3-1: Thanh phdn 8 hop cita edn tang

Trang 29

Các cơng trình nghiên cứu của A IA Milôvich, B O Bôtuk, N F Pheđôrôp, C B IAkôvlep cho thấy rằng chất hữu cơ khơng hịa tan có thé vận chuyển dễ dàng trong cống thốt nước, cịn tạp chất khơng hịa tan chủ yếu là cát thì khó vận chuyển và trong những điều kiện thủy lực bất lợi có thể lắng lại trong cống làm giảm khả năng chuyển tải và có khi làm tắc cống hoàn toàn Tùy theo quan hệ giữa cặn lắng và dòng chảy mà có thể xẩy ra các trường hợp sau đây :

- Nếu lượng chất khơng hịa tan nhỏ hơn khả năng chuyển tải của dòng chảy, thì cặn khơng bị lắng lại, hoặc các hạt cặn đã rơi xuống cũng bị cuốn lăn theo dạng làn sóng

~ Nếu lượng chất không hỏa tan bằng khả năng chuyển tải của dòng chảy, thì cặn sẽ chuyển dịch theo đạng làn sóng

- Nếu lượng chất khơng hịa tan vượt quá khả năng chuyển tải của dòng chảy, cặn sẽ rơi lắng và hiện tượng đó cứ tiếp tục đến chừng nào số lượng cặn trong nước thải chưa cân bằng với khả năng chuyển tải của dòng chảy

Sơ đồ cấu trúc dòng chảy ở trong cống thoát nước xem hình (3-2)

Hình 3-2 : Sơ đồ cổu trúc dòng chảy 1 Khoảng trống ; 9 Nước thải ; 3 Can ling

Cặn lắng trong cống sẽ làm tăng sức khoáng thủy lực của dòng chảy Sức kháng

đó có khi đạt tới giá trị sức kháng trong kênh mương bằng đất Tổn thất áp lực

hy khi nước thải chảy trong cống biểu diễn bởi phương trình :

hy = b.v™ (3-1)

Trong đó :

b - hệ số có tính đến ảnh hưởng của hình dạng, kích thước, độ nhám của thành cống và loại nước thải ;

v - tốc độ chuyển động (trung bình) trong cống ;

mm ~ Số mũ, có tính đến ảnh hưởng của tốc độ dòng chây Đối với chuyển động tầng m = 1, chuyển động rối m = 1,7ð + 2

Trang 30

Đặc trưng chuyển động của nước thải ở trong cống là số Raynơn- Ra Với cống trịn khi độ đầy hoàn toàn, Re được xác định theo công thức sau :

Vid V.4.R

Ty“ y (3-2)

Re = Trong dé :

v- t6e dO chuyén động trong cống ; d - đường kính cống ;

y - hệ số nhớt của nước thải

Nước thải chảy ở trong cống, ở trong kênh mương thốt nước có thể là chây tầng hoặc chảy rồi, chảy đều hoặc không đều, chảy ổn định hoặc không ổn định Chuyển động đều là chuyển động trong đó tốc độ trung bình của dịng chảy, tính theo chiều dài của cống (hoặc kênh mương) không thay đổi a = const, w = const,

I = i = const va P = const)

Chuyển động không đều là chuyển động mà tại những mặt cất khác nhau (theo chiều dài) của cống tốc độ trung bình có những giá trị khác nhau

Trong thực tế có thể coi chuyển động của nước thải ở trong mạng lưới thoát

chẳng những là không đều mà cịn khơng ổn định, nhất là trong cống có kích thước nhỏ Nhưng trong tính toán, để đơn giản, người ta coi như chuyển động đều ở phạm vi nhám và quá độ của chế độ rối

Đặc trưng thủy lực cơ bản của dòng chảy là lưu lượng q, tốc độ trung bình v, tiết điện ướt ø, bán kính thủy lực và độ nhám của thành cống

Căn cứ vào tốc độ tự làm sạch, độ đầy, lưu lượng tính toán - là những đặc trưng cơ bản nhất của dòng chảy, và những đặc trưng khác người ta tiến hành xác định đường kính và độ đốc đặt cống hợp lý

3.2 Các tiết diện cống và đặc tính thủy lực

Trong thực tế xây dựng hệ thống thoát nước, chúng ta thường gặp nhiều loại tiết điện cống Việc lựa chọn tiết diện này hay tiết diện kia là căn cứ vào điểu

kiện cụ thể của từng nơi mà quyết định Nói chung phải xuất phát từ các yêu câu sau :

- Có khả năng chuyển tải lớn nhất ;

- Có độ bần tốt dưới tác động của tải trọng động và tĩnh ; - Giá thành xây dựng trên mét dài là nhỏ nhất ;

Trang 31

Trén hinh (3-38) giới thiệu

các loại tiết diện cống thốt

TƯỚC

Đặc tính thủy lực tốt nhất

của các tiết diện cống xác định bằng khả năng chuyển

tải lớn nhất khi cùng đặt một

độ nghiêng và diện tích tiết

diện ướt bằng nhau Với quan

điểm đó thì cống trịn là tốt

nhất, bởi có bán kính thủy lực Hình 3-3 : Các loại tiết diện cổng thoát nước lớn nhất

Bán kính thủy lực R là tỉ số giữa điện tích tiết diện ướt œ và chu vi tiếp xúc giữa nước và thành rắn :

R=ø/y (3-3)

Bán kính thủy lực của cống tròn khi nước thải chảy đây hoàn toàn và chảy đầy một nửa bằng l =@/xz = 73 = — = 025d (3-4) (d - đường kính ống)

Và đạt giá trị tối đa R = 0,804d khi độ dây h = 0,813d

Với độ đầy khơng hồn tồn :

R=Rd (3-5)

o =a 4? (3-6)

Trong đó :

` và œ - đặc tính thủy lực, lấy theo sổ tay thủy lực căn cứ vào hình thái và độ đầy dòng chảy

Với cùng một giá trị R, tốc độ dòng chảy trong cống tròn khi độ đây h = 0,5 và h= 1 được xem là bằng nhau và tốc độ đạt giá trị tối đa khi độ đẩy h = 0,813d Khả năng chuyển tải (lưu lượng) đạt giá trị tối đa khi độ đây h = 0,95d, con sau đó giảm dân, song lưu lượng khi nước chảy đẩy hoàn toàn gấp đôi khi chảy đầy một nửa

Trang 32

ứng với các độ đầy là tốc độ và lưu lượng tính theo tỉ lệ đơn vị tốc độ và độ đây khi chảy đầy hoàn toàn

a) 10 b}

ie

ow wea ey 1

Hình 3-4 : Các thành phần thủy lực của dòng chảy

a Dường cong phụ thuộc giữa tốc độ, lưu lượng với độ đấy ; b Độ đốc thủy lực của dòng chảy trên đoạn I ¬ I;

c Độ nhám tuyết đối Âz

Cống trịn cịn là cống có độ bền vững và phương pháp sản xuất cũng được hoàn thiện hơn so với các loại cống tiết diện khác Vì vậy nó cũng được sử dụng trong xây dựng mạng lưới thoát nước tới 90%

Khi đặt cống nông, muốn hạn chế chiều cao, thì có thể dùng loại céng (3- 3c) Khi có lưu lượng lớn, đồng thời muốn hạn chế chiều cao - dùng loại (3- 3b), (3- 3c) Đối với hệ thống thoát nước chung có thể dùng loại (3-3g) ; khi không có mưa, nước thải sẽ được tải ở phần nhỏ phía dưới Loại tiết diện chữ nhật hay hình thang (3- 3d), (3- 34) chủ yếu sử dụng trong mạng lưới thoát nước mưa hay những kénh xả nước sau khi đã xử lý

3.3 Cơng thức tính toán thủy lực mạng lưới

Tính tốn thủy lực mạng lưới thoát nước bao gồm việc xác định đường kính cống, độ dốc, độ đầy và tốc độ nước chảy Người ta thường sử dụng các công thức sau đây :

Công thức lưu lượng :

Q=øx (3-7)

Công thức tốc độ :

v= CYRI (3-8)

Trong dé :

Q - lưu lượng, m/s ;

Trang 33

R - bán kính thủy lực, bằng „ (P - chu vi ướt) ; I- độ dốc thủy lực, lấy bằng độ đốc của cống ;

C - hé 6 Sezi, tính đến ảnh hưởng của độ nhám trên bề mặt trong của cống, hình thức tiết diện cống và thành phần tính chất của nước thải

Hệ số Sezi (C) có thể xác định theo công thức :

C= i RY n (3-9)

Trong đó :

n- hệ số độ nhám ;

y- chỉ số mũ, phụ thuộc độ nhám, hình dáng và kích thước của cống :

y = 25 Yn — 0,138 — 0/76 ({n -01),(3-10)

Khi d < 4000 mm thì n = 0,013 và y = §

Độ dốc thủy lực xác định theo công thức Dacxi - Veysbakhơ :

l=ằš-7- (8-11) Trong đó : g - gia tốc trọng trường, m/s ; 2 - hệ số ma sát dọc đường Hệ số ma sát  có thể xác định theo công thức (3-12) : n = = —ae(/—Ae 6( 73,68R 4 & Re = (3-12)

© day : Ae - độ nhám tương đương, cm ;

a2 - hệ số tính đến đặc tính của độ nhám thành cống và thành phần chất lơ lửng của nước thải ;

Re - hệ số Raynôn, đặc trưng cho chế độ dòng chây

Các giá trị As và as của các loại cổng làm từ các vật liệu khác nhau tham

Trang 34

Bang 3-1 Giá trj Ae va a2 trong cong thic (3~12) ~ công thức của N F Phedorop

Loại ống Ac, em a2 " rong oe thức

Cống :

~ Sanh 0,136 90 0,013

~ Bé tong va bê tông cốt thép 0,20 100 0,014

- Xi mang amiang 0,06 73 0,012

~ Gang 0,10 83 0,018

~ Thép 0,08 79 0,012

Kênh :

- Gạch 0,315 110 0,015

~ Dé co trat vita xi mang 0,635 180 0,017

Hệ số nhám của các loại cống phụ thuộc vào vật liệu chế tạo và nhiều yếu tổ khác như phương pháp sản xuất, quá trình sử dụng v.v

Các giá trị cho trong bằng (3-1) là tương ứng trong điều kiện sản xuất cống theo phương pháp hoàn chỉnh Nếu điều kiện sản xuất bằng thủ cơng thì hộ số độ nhám sẽ lớn hơn nhiều Ví dụ loại cống gang của ta sản xuất bằng khuôn cát thi Ae vao khoảng 0,2 + 0,3cm

Dé tiện lợi trong tính tốn mạng lưới thoát nước, người ta lập thành bảng tính sẵn hay toán đổ, đồ giải để sử dụng Theo kết quả tính tốn thì sự chênh lạch giữa việc sử dụng bảng, sử dụng toán đổ hoặc đồ giải không vượt quá 3 + 10% Sự chênh lệch đó chủ yếu là do khi tính tốn lấy hệ số độ nhám khơng giống nhau Vì vậy có thể sử dụng bang tính toán thủy lực của N, F Pheđôrôp (lập theo công thức của G L Zac) hay của A A Lukhinức (lập theo công thức của Viện sĩ Pavlơpaki) Cũng có thể sử dụng toán đồ tọa độ mạng lưới hay để giải lập theo công thức của Viện sĩ Pavlôpski với n =0,011 + 0,017 (xem 3-7)

3.4 Tổn thất cục bộ trong mạng lưới thoát nước

Tổn thất cục bộ trong mạng lưới thoát nước xẩy ra tại các nơi như ; giếng chuyển hướng dòng chảy, giếng nối cổng nhánh vào cống chính, giếng chuyển bậc Tén thất cục bộ thường gây ra hiện tượng dềnh nước - là hiện tượng không cho phép trong cống thoát tự chảy Khi đó vì tốc độ giảm các chất lơ lửng lắng đọng xuống đáy cống Hiện tượng giảm nhanh tốc độ đỏng chảy thường gặp ở những

chỗ dông chảy chuyển hướng và trước những nơi nối cổng nhánh vào cống chính

Trang 35

heb = & (8-18)

Trong đó :

£ - hệ số kháng cục bộ ;

v- tốc độ trung bình của dịng chảy, m/s ;

g - gia tốc rơi tự do, mịa2,

Hệ số tổn thất cục bộ đối với cống dẫn áp lực có thể lấy theo bảng (3-2), còn

tại những nơi chuyển hướng và hội lưu dịng chảy người ta tính theo công thức do

giáo sư N F, Phâđôrôp để xuất

Trong thực tế, tổn thất cục bộ tại cfc giéng chuyén huéng dong chay đạt tới 1,5 + đem, còn ở các giếng hội lưu đến 6cm Vì thế tại các giống đổi hướng cần tăng độ đốc lòng máng dẫn để khắc phục tổn thất áp lực và tại các giếng hội lưu cần hạ lòng máng xuống một độ sâu bằng độ tăng chiều dày của dòng chảy ở đó

Bảng 3-2

VỊ trÍ gây tổn thất cục bộ Giá trị của hệ số £

¬ Cửa thu nước vào kênh mương 0,1

- Cửa thu nước vào ống gờ nhọn 0,5

~ Cửa thu nước vào ống ở đưới mực nước 1,0

- Van khóa với mức độ mở :

+ hoàn toàn 0,05

+3⁄4 : , 0,26

+12 - 2,06

— Van ngược chiều 5

— Khủy ống 90°, ø100 ~ 1000mm 0,39 + 0,5

3.5 Đường kính tối thiểu và độ đầy tối đa

Trong những đoạn đầu của mạng lưới thoát nước, lưu lượng tính tốn thường khơng lớn, do đó có thể dùng các loại cống có đường kính bé Kinh nghiệm sử dụng cho thấy khả năng làm tắc cống loại d150 mm lớn hơn khoảng 2 lần so với loại đ200 mm Do vậy loại cống d150 đòi hỏi nhiêu chỉ phí quản lý, trong khi giá thành xây dựng hai loại trên lại chênh lệch không đáng kể Điêu ấy chứng tổ không phải lúc nào cống có đường kính nhỏ đều là kinh tế, mà nó phải có một

giới hạn nhất định Để thuận tiện trong quản lý người ta quy định đường kính tối

thiểu dùng cho từng hệ thống riêng biệt - , : Đối với mạng lưới thoát nước trong sân nha thi đường kính tối thiểu là 150 ram ; đối với mạng lưới trong tiểu khu và đường phố -.200 mm Riêng hệ thống

Trang 36

Nước thải chảy trong cống, ngay khi đạt lưu lượng tối đa cũng khơng chốn đầy cống Tỉ lệ giữa chiều cao lớp nước trong cống so với đường kính của nó gọi

h

là độ đầy tương đối (a): Người ta cũng không cho cống chảy đầy còn lý do nữa là cần khoảng trống để thông hơi Độ đầy tối đa lấy như sau,

Bảng 3-3

Đối với nước thải

Đường kính (tam) với nước th

Sinh hoạt Sản xuất

d 150 + 300 (3) = 0,6 0,7 d 350 + 450 a max 0,8 d 500 + 800 n mO7 0,86 d > 900 nt = 0,75 1 nt = 0,80

Riêng đối với hệ thống thoát nước mưa và thốt nước chung thì cống được tính chảy đẩy hồn toàn : = 1, khi đạt lưu lượng tối đa

3.6 Tốc độ và độ đốc

Tóc độ là hàm số của độ dốc và bán kính thủy lực (cơng thức 3-8) Tốc độ phân bố rất không đều theo mặt cắt ướt của cổng Ò trung tâm dòng chảy tốc độ lớn hơn ở những vùng khác Nhưng đối với tính toán thủy lực mạng lưới ta sử dụng tốc độ trung bình mặt cất ướt của dòng chảy, thường lấy trong khoảng tốc độ khơng xói mòn vật liệu làm cống và tốc độ không lắng cặn Tốc độ cho phép khơng xói mịn là tốc độ lớn nhất mà khi dòng chảy đạt tới trị số ấy không gây ra sự xói lở (phá hoại) lịng cống, trở ngại cho việc sử dụng bình thường Đối với cống kim loại vmax = 8,0 m/s đối với loại cống không kim loại vmax = 4 m/s ; đối với kênh mương đất có thể sử dụng các giá trị cho trong phụ lục 1

Tốc độ giới hạn không lắng (œ› tốc độ tự làm sạch) là tốc độ mà ứng với nó dịng chảy đủ sức chuyển tải lượng cặn lắng với thành phần tổ hợp xác định Như vậy muốn cho cống không bị bồi lấp cần thỏa mãn điều kiện :

V>[Vkil (8-14)

Công thức (3-14) trong thực tế chỉ mang ý nghĩa lý thuyết bởi vì trong đó khơng phản ánh một số yếu tố quan trọng như số lượng chất lơ lửng và thành phần hạt

Trang 37

W « Uy (3-18)

Trong đó : Uy - tốc độ lơ lửng, do tốc độ mạch động đứng tạo nên Trị số của nó coi gần đúng tỉ lệ thuận với tốc độ trung bình Uy = øV

Ấp dụng (3-15) đối với hạt có kích thước lớn nhất, ta được :

'Wmax

max

Theo số liệu thực tế amex = 0,065, Từ đó rút ra biểu thức không lắng :

< Vh¡i (3-16)

(3-17)

Mặt khác các hạt rắn lắng xuống khơng chỉ vì lý do kích thước quá lớn mà côn

do nồng độ của chúng quá cao Vì vậy trên cơ sở thỏa mãn điều kiện (3-14), trong đó VkỊ xác định theo (3-17), chúng ta cần kiểm tra bổ sung về điêu kiện :

Po < pk (3-18)

Trong đó : øo - số lượng chất lơ lửng trong đơn vị thể tích của đồng chây, ta

gọi ở đây là nồng độ nước thải ;

pk - nồng độ phân giới của dòng chảy ; trị số của nó là hàm số của các yếu tố thủy lực và các yếu tố đặc trưng cho thành phần cặn lắng

Trong thực tế tính tốn thủy lực mạng lưới thoát nước, người ta quy định tốc độ tối thiểu bằng hoặc lớn hơn tốc độ không lắng áp dụng cho các loại cống như

sau (bảng 8-4) :

Bang 3-4

COng véi dutng kinh : d mm Tốc độ tối thiểu, Vụ (m/s)

d = 150 + 260 0,7 d=300+400 - ì 0,8 d = 450 + 500 0,9 d = 600+ 800 0,95 d = 900 + 1200 và lớn hơn 1,25

Đối với nước thải đã lắng trong thì tốc độ tối thiểu cho phép giảm :xưống tới 0,4 mựs Đối với céng luén (diuke) - Vit = 1 m/s pee

Trang 38

cống ở đầu mạng lưới, cống trong tiểu khu hay sân nhà), nếu tăng tốc độ sẽ tăng chiều sâu chôn cống và làm tăng giá thành xây dựng lên một cách đáng kể Trong những trường hợp như vậy thường căn cứ vào độ dốc tối thiểu Độ dốc tối thiểu là độ đốc mà khi ta tăng lưu lượng đạt mức độ đầy tối đa thì sẽ đạt được tốc độ không lắng của dòng chảy, Độ dốc tối thiểu Imin ti lệ nghịch với đường kính của cống (cơng thức kinh nghiệm) :

1

Imia = a’ (d - đường kính của cống) (3-19) Các ví dụ có thể xem trong bảng sau : (Bảng 3-5)

Bang 3-5

Cống với đường kính, d (mm) Độ dốc tối thiểu (mịn)

150 0,007 200 0,005 300 0,003 400 0,0025 500 0,002 600 0,0017 700 0,0014 800 0,0012 900 0,0011 1000 0,001 1200 0,0005 Độ đốc nhỏ hơn 0,000 rất ít áp dụng trong thực tế

Cần lưu ý rằng việc tính tốn theo độ dốc tối thiểu chỉ hạn chế trong trường hợp cá biệt Nói chung độ dốc phải chọn xuất phát từ yêu cầu về tốc độ như đã

nói ở trên

Nếu thay tốc độ V ở công thức (#11) bằng tốc độ tối thiểu có thể xác định,

được giá trị của độ đốc tối thiểu, nhưng tính tốn phức tạp và khó khăn

Ví dụ 7: Xác định độ dốc tối thiểu cho cống bê tông d = 400mm với độ đầy lấy bằng 0,ð

Sử dụng công thức của giáo sư N F Phêđôrộp :

Trang 39

Trong d6 : Ag = 2mm ; a2 = 100 ;

Từ đó : 4 = 0,031

Theo công thức (3-11) :

_ 0081 (0,832

Imin = 2x01 X2x 981 = 09627

3.7, Bang s6, toán đồ và đồ giải để tính tốn thủy lực mạng lưới thoát nước Từ hai công thức q = wv va V = C VRÏ, khi tính tốn chỉ mới biết được lưu lượng, còn ba giá trị chưa biết là V, w va I, do đó ta khơng thể giải được mà phải

tiến hành với tính tốn lựa chọn hợp lý dần Để tiện lợi người ta lập sẵn các bảng

tính tốn, các biểu đổ và đồ giải để sử dụng trong khi thiết kế

Trong các bảng số, ứng với mỗi đường kính d (hoặc kích thước kênh mương)

và độ dốc ¡ được dẫn ra các thông số về lưu lượng q, tốc độ v với độ đầy từ 0,05 đến 1d Dựa theo lưu lượng q và độ dốc địa hình, đồng thời với độ đẩy lựa chọn

h/d, ta chọn đường kính cống cần thiết, sau đó chọn ¡ và xác định v

Nhược điểm của cách tính theo bảng số là cần thực hiện nội suy khi xác định

độ đẩy, độ đốc và tốc độ Ví dụ 2 :

1) Với lưu lượng tính tốn bằng 18,4ð //s, chọn đường kính cống d = 200mm

với độ đốc tối thiểu ¡ = 0,005 và độ đây giới hạn 2 = 0,6 không thể tải nổi Do

vậy ta chuyển qua đường kính sau, đ = 2ð0mm (bảng tính của A A Lukhinức),

i = 0,004 Với độ dốc ¡ = 0,004 ta thực hiện phép nội suy để xác định tốc độ và độ đầy

18,46 — 176 _

v= 0,72 + (0,75 - 0,72) x Soria = 0,78 mis

W/d = 0,50 +(0,55 - 0,50) x 2845 — 17.6 _ 0,51 20,7 — 17,6

2) Với lưu lượng 24,48 le, cổng với đường kính d = 250, i = 0,004 và độ đây

h/d = 0,6 không thể tải được Dựa theo bảng tính của A A Lukinức ta chọn

đường kính d = 300 và xác định độ đốc ¡ = 0,0035 gần với độ đốc tối thiểu

imin = 0,0083 «

Với i = 0,0085, thi t6c độ và độ đây trong cống sẽ là : 24,48 ~ 22,4

= 078 #(,76 -

Trang 40

24,48 - 22,4

= J —

h/d = 0,45 +(0,5 - 0,45) x 969 - 2.4 0,47

Người ta cũng áp dụng rộng rãi các tốn đồ (Hình 3-5) để tính tốn mạng lưới thốt nước Nguyên tẮc cấu tạo của toán đồ như sau :

- Mối loại đường kính cống có một tốn đồ ; - Toán đỏ thành lập trên tọa độ lôga ;

- Trên mỗi toán đồ (cho mối loại đ) thể hiện 4 yếu tố liên quan : q, i, v và h/d Khi cho trước hai yếu tố sẽ tìm được hai yếu tố khác

Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là mối đường kính cổng có một tốn đổ riêng biệt

Tiện lợi hơn là sử dụng đồ giải được lập trên tọa độ song song theo phương pháp "điểm vuốt phẳng", (Hình 3-6) 3 x DS day hid ~ ki 3 ^ ` 42 1 S se So ot 3° ° or =3 s Tà te ey gos aed Độ dốc ¡ 1 2 3 4 5 1 2 32 100

tưu lượng Q (ia)