Thiết kế hệ thống thoát nước Phan Thiết

Việc hoàn thiện hệ thống thoát nớc và xử lý nớc thải là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của các đô thị Việt Nam, việc xây dựng các công trình thoát và xử lý nớc thải nhằm nâ

Lời nói đầu Phát triển các hệ thống thoát nớc thải đang là một nhu cầu cấp bách của các nớc trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng Việc hoàn thiện hệ thống thoát nớc và xử lý nớc thải là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của các

đô thị Việt Nam, việc xây dựng các công trình thoát và xử lý nớc thải nhằm nâng cao đời sống nhân dân, cải thiện môi trờng, làm

đẹp cảnh quan đô thị khi mà đất nớc ta đang trong xu thế hội nhập và phát triển

Hiện nay, hệ thống thoát nớc ở các đô thị Việt Nam còn rất nhỏ lẻ và không đáp ứng đợc nhu cầu của đô thị, trong khuôn khổ một đồ án môn học, em đa ra đề tài thiết kế mạng lới thoát nớc thải sinh hoạt thị xã Phan Thiết tỉnh Bình Thuận nh là một ví dụ cho phơng án thoát nớc ở các đô thị nhỏ nớc ta

Em xin chân thành cảm ơn các giáo viên hớng dẫn,

đặc biệt là thầy giáo Phan Đình Bởi đã tận tình giúp đỡ, chỉ dẫn

em trong suốt thời gian em thực hiện đồ án này

Hà Nội, tháng 10/2003

Sinh viên

Trần văn thọ

Chơng I

Mở đầu

Thị xã Phan Thiết là một đô thị tỉnh lỵ, với chức năng là Trung tâm văn hoá, chính trị, kinh tế, khoa học kỹ thuật của tỉnh Bình Thuận, là một trung tâm giao lu kinh tế - thơng mại của dải đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ và vùng Đông Nam Bộ, là đầu mối giao thông quan trọng, một

điểm trọng yếu về mặt kinh tế của khu vực và quốc gia

Tuy nhiên, do Bình Thuận là một tỉnh nghèo, vốn ngân sách cấp cho Tỉnh hàng năm còn hạn hẹp nên công tác quy hoạch phân khu chức năng,

đầu t xây dựng các công trình hạ tầng kỹ thuật mới đợc tiến hành chủ yếu ở phần nội thị và việc đầu t xây dựng không đồng bộ Đáng chú ý nhất là hệ thống mạng lới thoát nớc của Thị xã, việc xây dựng các công trình này còn

nhỏ lẻ mang tính cục bộ nhiều nơi, thiếu một thiết kế qui hoạch hoàn chỉnh cho toàn Thị xã Nhiều nơi trên địa bàn Thị xã phải chịu ngập úng sau cơn

ma, nớc thải sinh hoạt ứ đọng nhiều nơi làm phát sinh ruồi muỗi và là nguyên nhân chủ yếu gây nên nhiều bệnh dịch trong mùa ma lũ Nhìn chung toàn Thị xã đang ở trong tình trạng khó khăn về thoát nớc

Là đô thị tỉnh lỵ đang trong giai đoạn qui hoạch xây dựng lại, ngoài

hệ thống giao thông nội thị đã có hiện đang đợc nâng cấp cải tạo, Thị xã còn đang xây dựng phát triển thêm nhiều tuyến giao thông mới, các công trình cơ sở hạ tầng kỹ thuật khác của Thị xã nh cấp điện, cấp nớc, cũng

đang đợc đầu t đúng mức nhằm mang lại một bộ mặt mới cho Thị xã Phan Thiết, phấn đấu đa Thị xã lên ngang tầm với một đô thị loại II trực thuộc tỉnh Bình Thuận

Mặt khác, Phan Thiết là một đô thị đang phát triển mạnh mẽ, mức sống ngời dân ngày càng đợc nâng cao, các hình thức sinh hoạt ngày mỗi

đa dạng, nhu cầu về vệ sinh thoát nớc thải sinh hoạt và công nghiệp tăng cao

Do đó, cần thiết phải xây dựng một hệ thống thoát nớc hoàn chỉnh cho toàn Thị xã để giải quyết nhu cầu cấp bách trên

Chơng II

Cơ sở lập thiết kế

I Những căn cứ lập thiết kế hệ thống thoát nớc cho Phan Thiết.

năm 2010

Dựng ban hành

3) Căn cứ vào nhu cầu cần thiết phải có hệ thống thoát nớc cho Thị xã Phan Thiết

II Cơ sở vạch tuyến mạng lới thoát nớc

1) Phải hết sức lợi dụng địa hình đặt cống theo chiều nớc tự chảy từ phía đất cao đến nơi đất thấp của lu vực thoát nớc, đảm bảo lợng

n-ớc thải lớn nhất tự chảy theo cống, tránh đào đắp nhiều, tránh đặt nhiều trạm bơm

2) Phải đặt cống thật hợp lý để tổng chiều dài của cống là nhỏ nhất, tránh trờng hợp nớc chảy vòng vo, tránh đặt cống sâu

Trạm xử lý đặt ở phía thấp so với địa hình thành phố nhng phải không bị ngập lụt, cuối hớng gió chính, cuối nguồn nớc, đảm bảo

khoảng cách vệ sinh, xa khu dân c và xí nghiệp công nghiệp là 500m

4) Giảm tối thiểu cống chui qua sông hồ, cầu phà, đờng giao thông đê

đập và các công trình ngầm Việc bố trí cống thoát nớc phải kết hợp chặt chẽ với các công trình ngầm khác của thành phố

Chơng III

Khái quát điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội của thị xã Phan thiết

I Điều kiện tự nhiên.

1 Vị trí địa lý:

Thị xã Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận nằm ở Tọa độ địa lý :

Kinh độ : 1070 Đông

Vĩ độ : 110 Bắc

là một đô thị duyên hải nằm trong chuỗi các đô thị trên trục đờng xuyên Việt 1A, có quốc lộ 55 đi Bà Rịa - Vũng Tàu, quốc lộ 28 đi Lâm

Đồng

Phan Thiết cách thành phố Hồ Chí Minh 200 km, cách thành phố Nha Trang 250 km, cách thành phố Vũng Tàu 150 km Phía Đông Nam thị xã giáp Biển Đông, phía Tây Nam giáp Huyện Hàm Thuận Nam, phía Bắc giáp huyện Hàm Thuận Bắc

2 Địa hình:

Phan Thiết có địa hình đa dạng nhng tơng đối bằng phẳng, thấp dần

từ phía Tây Nam sang phía Đông Bắc Phía Tây Nam là địa hình bán sơn

địa, có nhiều đồi núi, phía Đông Bắc là vùng đồng bằng thấp ở ven sông biển

3 Khí hậu:

Thị xã Phan Thiết nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với 2 mùa

rõ rệt trong năm

- Nhiệt độ trung bình : 270C

- Gió : mật độ gió phân bố tơng đối đều theo các hớng nhng hớng gió

Đông Nam là hớng gió chủ đạo

4 Thủy văn:

Phan Thiết có 2 con sông lớn chảy qua là sông Cà Ty và sông Cái,

có mực nớc cao và trong vào mùa ma, thấp và đục vào mùa khô, lu lợng nớc trung bình trong năm rất lớn, đặc biệt là trong mùa ma dễ gây nên lũ lụt Mực nớc ngầm biến động theo mùa và thờng xuất hiện ở độ sâu 12m dới mặt đất

II Điều kiện kinh tế - xã hội.

1 Giao thông:

Phan Thiết là một đô thị duyên hải, có cảng biển Phan Thiết tiếp nhận đợc tàu 2.000 tấn là một thế mạnh vợt trội so với nhiều đô thị khác cùng cấp

Trên địa bàn Thị xã có nhiều tuyến đờng giao thông huyết mạch nối liền với các khu vực khác trong vùng Hơn 80% đờng giao thông nội thị

đã đợc bêtông hóa

Tỉnh Bình Thuận đang kêu gọi đầu t xây dựng sân bay Phan Thiết

để tạo thêm nhiều thuận lợi cho các du khách và nhà đầu t bên ngoài tiếp cận đợc với Phan Thiết nói riêng và Bình Thuận nói chung

2 Cấp - thoát nớc:

Thị xã hiện có một nhà máy cấp nớc với công suất 25.000 m3/ngđ, mạng lới đờng ống cấp nớc khá hoàn chỉnh, các đờng ống chính có đờng kính từ 200mm ữ 500mm dài hơn 8000m, nguồn nớc cấp lấy từ sông Cà

Ty, công trình thu đặt gần cửa biển nên thờng nhiễm mặn nặng vào mùa khô không đảm bảo cấp nớc bền vững 60% dân số Thị xã sử dụng nớc máy cho sinh hoạt, 40% sử dụng nớc giếng khoan hoặc giếng đào (phần lớn là không hợp vệ sinh), nhiều hộ dân còn sử dụng nớc sông hồ

Hệ thống thoát nớc ma và nớc bẩn chung Hiện tại có 2 tuyến cống mơng bêtông ximăng lắp đan trên đoạn trục đờng 1A chạy qua thị xã, kích thớc cống 600x 800 Ngoài ra còn 1 số đoạn mơng lắp đan trên các

đờng nội thị, đa phần đã xuống cấp, không đáp ứng đợc các yêu cầu về

vệ sinh môi trờng đô thị

3 Điện - Viễn thông:

dân sống trong đô thị đều có điện sinh hoạt Hệ thống cáp điện trung thế 22KV đều đợc chôn ngầm dới đất Hệ thống cáp điện hạ thế đa phần đã

đợc thay thế hoàn chỉnh, là dây bọc nhựa với cột bêtông cốt thép đảm bảo an toàn cho ngời dân và mĩ quan đô thị Hệ thống điện chiếu sáng đô thị cũng đã đợc nâng cấp, gần 80% đờng giao thông đã đợc chiếu sáng bằng đèn cao áp

68% tổng số hộ gia đình trong thị xã có thuê bao điện thoại cố định và hơn 3000 điểm thuê bao internet

4 Du lịch:

Một thế mạnh khác của thị xã Phan Thiết nữa là du lịch, đây là một ngành công nghiệp không khói có nhiều tiềm năng của tỉnh Bình Thuận nói chung với nhiều danh lam thắng cảnh nổi tiếng trong nớc và trên thế giới:

+ Điểm du lịch Mũi Né nổi tiếng nằm cách Phan Thiết 22km về hớng

Đông Bắc

xây dựng từ năm 1879, đây là ngọn Hải Đăng đẹp và cao nhất nớc ta hiện nay

khác nh Chùa núi Cà Tú và nhiều bãi biển đẹp nổi tiếng khác có tiềm năng thu hút khách du lịch trong và ngoài nớc đến tham quan nghỉ mát

5 Quy mô đất đai:

+ Diện tích đất tự nhiên của toàn thị xã : 1.670 ha

sử dụng đất là :

− Đất dân dụng : 100 m2/ngời

6 Quy mô dân số:

7 Hiện trạng kinh tế:

nh sau:

bắt thủy hải sản - 20.500 ngời

− Khu vực 3: thơng mại, dịch vụ, du lịch - 21.300 ngời

+ Tình hình phát triển kinh tế:

địa phơng ít chú trọng đầu t phát triển Tuy nhiên, hiện nay tỉnh Bình Thuận đã thi hành nhiều chính sách hỗ trợ cho kinh tế kết hợp

du lịch nhằm thu hút nhiều khách du lịch mọi nơi về với Bình Thuận

hải, nên tỉnh luôn chú trọng khai thác triệt để thế mạnh này, tổng sản lợng trung bình mỗi năm là 15,6 tỉ đồng, là một trong những nguồn đóng góp chính cho ngân sách

nhà đầu t quan tâm bởi tiềm năng và các chính sách hỗ trợ của Tỉnh nhà Hiện tại, trên khu công nghiệp này đã có đến 8 nhà máy sản xuất đang hoạt động, 5 dự án khác đã đợc phê duyệt cấp giấy phép

đầu t

kinh tế chủ yếu dựa vào nông nghiệp, 82% diện tích đất nông nghiệp trồng lúa nớc, 18% trồng hoa màu và luân canh cây nông sản ngắn ngày

Chơng IV

Thiết kế hệ thống thoát nớc

I Tính toán lu lợng nớc thải.

1 Nớc thải sinh hoạt khu dân c

+ Dân số đô thị tính đến năm 2020 là: N = 122.000 ngời (tính luôn cả lợng khách du lịch hàng năm)

+ Diện tích khu dân c tính toán: F = 557,62 (ha)

(Không tính đến diện tích đất công nghiệp, nông nghiệp, cây xanh)

62 , 557 000 122 F

+ Tiêu chuẩn thoát nớc: qtc = 150 (lít/ngời.ngđ)

86400

8 , 218 150

86400 P

+ Tổng lợng nớc thải sinh hoạt khu dân c

ng tb

1000

000 122 150 1000

N

=

h tb

24 300 18 24

Qngtb

=

=

s tb

3600 5 , 762 3600

Qhtb

=

Tra bảng ta đợc Kc = 1,40 do đó lu lợng nớc thải ra lớn nhất trong một giây là:

=

s max

Q QstbìKc = 211,8 ì 1,40 = 296,52 (l/s)

2 Nớc thải khu công nghiệp tập trung

Lợng nớc thải của khu công nghiệp tập trung lấy bằng 30% lợng

n-ớc thải sinh hoạt của khu dân c:

ng CN

tb

Q = 5.490 (m3/ngđ) = 63,54 (l/s)

3 Nớc thải từ nhà máy cấp nớc:

Lợng nớc thải ra từ nhà máy nớc lấy bằng 5% tổng công suất cấp

n-ớc của nhà máy:

ng NMN

Q =

100 25.000

4 Tổng công suất trạm xử lý

s TXL

Q = s

max

Q + s

CN

Q + s

NMN Q

= 296,52 + 63,54 + 14,47 = 374,53 (l/s)

= 32.359 (m3/ngđ)

Ta lấy công suất trạm xử lý là:

ng TXL

= 376,15 (l/s)

II Vạch tuyến mạng lới.

Căn cứ vào các số liệu khảo sát thiết kế, bản vẽ qui hoạch, địa hình, thủy văn của Thị xã Phan Thiết, ta đa ra đợc hai phơng án vạch tuyến mạng lới thoát nớc cho Thị xã nh sau: (đợc thể hiện đầy đủ trên các bản vẽ)

1 Phơng án I :

độ tơng đối thấp nhất, có nhiều thuận lợi trong việc thu gom nớc thải từ các nơi khác đổ về Tuyến cống này đợc đánh số thứ tự là 1, 2, 3

+ Ngoài ra còn có ba tuyến cống lớn khác đợc vạch riêng biệt nhau để thu nớc thải từ ba khu vực khác nhau trong đô thị và cùng đổ về tuyến cống chính 1-2-3 :

19, 20, 21, 22 Tất cả nớc thải thu đợc từ các tiểu khu ở phía bên kia nhánh sông thợng nguồn sông Cái đều đổ hết vào tuyến cống này, hạn chế tối đa số lợng cống đi qua sông hồ nhng vẫn đảm bảo cho nớc thải chảy từ nơi đất cao đến nơi đất thấp Tuy nhiên, phơng án

này vẫn cha đợc tối u vì tuyến cống này đi trên đoạn đờng khá dài,

có thể làm tăng chi phí xây dựng công trình

− Tuyến 22-23-24 thu nớc thải từ các tiểu khu 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,

8, 9 Tuyến cống này cũng thu nớc thải của một lu vực lớn ở phía bên kia sông Cái, hạn chế tối đa lợng cống qua sông hồ

− Tuyến 45-44-40 thu nớc thải từ các tiểu khu 23, 24, 25, 26, 27 rồi đổ về tuyến cống chính

dốc của địa hình, nớc thoát đợc chảy từ nơi đất cao đến nơi đất thấp

+ Sau đây là Bảng thống kê diện tích các tiểu khu: (Bảng 1)

Diện tích các tiểu khu (ha) - Phơng án I

Cộng 253,20 120,08 100,06 62,67 19,52 2,09

Tổng cộng diện tích toàn lu vực tính toán là : 557,62 (ha)

2 Phơng án II : ở phơng án này, ta có hai tuyến cống chính thu nớc

thải của hai vùng riêng biệt của đô thị

phía địa hình cao của đô thị nh 10, 11, , 26, 27, 31, 32, 39 Trong khu vực này cũng có duy nhất một tuyến cống thu nớc thải từ các tiểu khu nằm ở phía bên kia nhánh sông thợng nguồn sông Cái và tuyến cống này

đợc đi trên tuyến đờng khác có độ dài tính đến TXL ngắn hơn ở phơng án

I nên phơng án này đợc cho là tối u hơn ở điểm này

+ Tuyến cống chính thứ hai : thu nớc thải của các tiểu khu thuộc phía

địa hình thấp của đô thị nh 33, 34, 35, 36, 37 và các tiểu khu 1, 2, , 8, 9

ở phía bên kia sông Cà Ty Tuyến cống chính này đặt ở tuyến đờng ven

bờ biển có cao độ thấp nhất trong đô thị, dễ dàng thu gom nớc thải của các tiểu khu ở địa hình thấp

dốc của địa hình, nớc thoát đợc chảy từ nơi đất cao đến nơi đất thấp

+ Sau đây là Bảng thống kê diện tích các tiểu khu: (Bảng 2)

Diện tích các tiểu khu (ha) - Phơng án II

29 6,51 1,26 4,81

Cộng 247,55 132,25 88,87 62,70 19,34 6,91

+ Tổng cộng diện tích toàn lu vực tính toán là : 557,62 (ha)

III Lựa chọn vị trí đặt trạm xử lý.

Căn cứ vào bản vẽ qui hoạch Thị xã Phan Thiết, ta có thể chọn đợc một vị trí hợp lý nhất để đặt trạm xử lý nớc thoát đó là khu đất nông nghiệp nằm ven cửa sông Cái, vì những lý do sau:

Thị xã, nớc thoát trong các cống góp có thể tự chảy về đây một cách dễ dàng

khăn, ảnh hởng đến ngời dân khi có gió thổi theo hớng chủ đạo

sống dân sinh

chính và có nhiều khả năng đảm bảo bền vững cho tuyến cống này

IV Tính toán thủy lực mạng lới thoát nớc.

1 Xác định lu lợng tính toán cho từng đoạn cống.

bằng những số thứ tự bắt đầu từ 1, 2 ,49 Tất cả có 49 nút

giá trị lu lợng sau:

lu vực nằm dọc hai bên đoạn cống Giá trị của nó bằng tích của diện tích phục vụ với môđun lu lợng

đoạn đó Lợng nớc thải này là từ những khu nhà ở phía trên Có giá trị bằng chính lu lợng nớc của tuyến cống đổ vào đầu đoạn (không tính cống cạnh sờn)

từ các cống nhánh cạnh sờn Có giá trị bằng tích của diện tích phục

vụ của các nhánh cạnh sờn với môđun lu lợng

thải nớc lớn nằm riêng biệt (Xí nghiệp công nghiệp, bệnh viện trờng học)

toàn bộ lu vực thoát nớc của:

2 Chọn loại cống thoát nớc cho mạng lới

Chọn cống thoát cho mạng lới là loại cống ximăng amiăng

− Bề mặt trong rất nhẵn, giảm thiểu tổn thất áp lực

3 Chọn kiểu nối cống:

Chọn kiểu nối ngang mặt nớc

4 Tính toán thủy lực.

Căn cứ vào bảng thống kê lu lợng cho từng đoạn cống ở trên (Bảng 3) ta tiến hành tính toán thuỷ lực cho từng đoạn cống để xác định: đờng kính cống (d), độ dốc thuỷ lực (i), vận tốc dòng chảy (v) và độ đầy của

đoạn cống (h/d) sao cho phù hợp với các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật Từ các thông số tìm đợc trên, ta tiếp tục tính toán để tìm ra tổn thất áp lực, độ sâu chôn cống, cao độ mặt nớc trong cống, cao độ đáy cống tại mỗi điểm trên mạng lới, phơng pháp tính nh sau:

+ Tổn thất áp lực: có giá trị bằng tích của độ dốc thủy lực (i) với chiều dài đoạn cống

cạnh sờn và chuyển qua đấu vào thì ta lấy chiều sâu chôn cống khởi

điểm là 1,2m (Theo qui ớc: chiều sâu chôn cống nhỏ nhất là 1,2m

và lớn nhất là 6,3m)

khác thì với cách nối ngang mặt nớc ta có các tính nh sau: lấy độ sâu lớn nhất của một trong số những tuyến cống đổ vào ở trớc (cạnh sờn hoặc chuyển qua sâu nhất) cộng với độ chênh mực nớc bên trong cống của tuyến cống sâu nhất ở trớc và tuyến cống đang tính toán

mặt đất tại điểm này trừ đi cao độ đáy cống Với những điểm cuối

có chiều sâu chôn cống lớn hơn 6,3m thì ta đặt trạm bơm để bơm lên điểm đầu của đoạn cống sau ở độ cao tối thiểu

trừ đi chiều sâu chôn cống

đoạn cống trừ đi phần tổn thất áp lực của đoạn cống

cống tại điểm đầu cộng với chiều cao mực nớc trong cống đợc tính

từ độ đầy và đờng kính cống

cuối cộng với chiều cao mực nớc trong cống

a Tính toán thủy lực phơng án I.

Lấy độ sâu chôn cống đầu tiên tại giếng 10 là 1,2 (m) Cao độ đáy cống bằng hiệu số giữa cao độ mặt đất và độ sâu chôn cống, bằng 3,54m Với lu lợng tính toán của đoạn cống 10-9 là 17,89 (l/s), tra bảng tính thủy lực chọn đờng kính d = 250 (mm), độ đầy h/d = 0,505, vận tốc dòng nớc v

= 0,7179 (m/s), độ dốc thủy lực i = 0,0031

+ Tổn thất áp lực trên đoạn 10-9 là: