Tiểu luận CÔNG TRÌNH THU nước mặt

CÔNG TRÌNH THU NƯỚC MẶT A: SỐ LIỆU TÍNH TOÁN - Công suất thiết kế /ng: 35000 Cao trình mặt đất: 13.5 (m) Mực nước cao sông: 11.5 (m) Mực nước thấp sông: 7.5 (m) Chiều dài ống dây: 2500 (m) Số đám cháy xảy đồng thời: 2×30 l/s Số làm việc ngày 24h Địa chất công trình: ổn định Dạng bờ sông: bờ thoải Chiều rộng sông: không giới hạn, sông hoạt động khác Hàm lượng cặn mg/l: 952 Độ lớn thủy lực hạt cặn: 0.6 m/s B: THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC Địa chất công trình: ổn định loại bơm kết hợp Dạng bờ sông: bờ thoải công trình thu nước xa bờ dùng ống tự chảy Q = 35000 /ng = 1458.33 /h chọn bơm bơm dự trữ lưu lượng bơm = = 486.11 (/h) • Lưới chắn rác ( lưới chắn rác phẳng) Diện tích công tác lưới: = K1K2K3 Q = 35000 /ng = 0.4051 /s N: số lượng cửa đặt lưới n = V: vận tốc nước chảy qua lưới, lấy v = 0.2÷0.4 m/s K1: hệ số co hẹp K1 = (1+p) A: kích thước mắt lưới: a= D: đường kính dây đan lưới, lấy d = 1÷1.5 mm = 1.5mm K = 1.5, K3 = 1.3 P: tỉ số phần diện tích bị khung kết cấu khác chiếm so với diện tích công tác lưới p = 0.1 k1 = ×(1 + 0.1) = 2.475 = × 2.475× 1.5 × 1.3 = 3.26 () • - Ngăn thu, ngăn hút: - Ngăn thu: chiều dài Al = 1.6 ÷ m Al = 1.6 (m) Chiều rộng Bl = = = 2.04 (m) Kích thước mặt ngăn hút: +) chiều rộng: B2 3Dr Dr: đường kính phễu hút, lấy Dr = (1.3 ÷ 1.5)Dh Dh: đường kính ống hút, Dh = 450 mm = 0.45 m Dr= 1.4Dh =1.4×0.45 =0.63 m B2 3Dr B2 3× 0.63 B2 1.89 m ếu ngăn hút bố trí nhiều ống hút cần đảm bảo: +) Khoảng cách phễu hút kề tối thiểu phải (1.52)Dr =1.8×0.63= 1.134 +) Khoảng cách từ phễu hút đến tường tối thiểu (0.5÷1)Dr = 0.8Dr = 0.504 m - Chiều dài ngăn hút: Az = 1.5÷3 m - Kích thước mặt đứng công trình: +) Khoảng cách từ mép cửa thu nước đến đáy sông: h1= 0.7÷1 m, chọn h1 =0.8 +) Khoảng cách từ mép cửa đặt lưới chắn đến đáy công trình thu: h2=0.5÷1m chọn h2 = 0.7 +) Khoảng cách từ mực nước thấp đến mép cửa: h3 0.5 m, chọn h3 = 0.6m +) Khoảng cách từ dãy ngăn hút đến miệng vào phễu hút: h6 1.5Dr h6 0.945 Và h6 0.5 m, chọn h6 = 1m +) Khoảng cách từ mực nước cao đến sàn công tác: h4 0.5m, chọn h4 = 0.5m +) Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phễu hút: h5 0.5m h5 0.8Dr, chọ h5 = 0.6m • ống tự chảy: Vật liệu làm ống: gang, dốc phía (tiện cho việc rửa ngược) Chiều dài : 500m Đường kính ống: D = V: vận tốc nước chảy ống, lấy v = 0.7÷ 1.5 m/s ( theo TCXD 33:2006) Q = 35000 /ng = 0.4051 /s D = = 0.8 m Trong : Q= = 17500 (/ng) = 0.2025 (/s) (2 ống tự chảy) • Nên chọn: D = 0,45m V = 1,27m/s Khả tự làm sạch: C0 < C0: hàm lượng sông: C0 = 952 mg/l = 952× kg/l = 0.952 kg/ ρ = 0,11 ρ = 0,11 Trong : σ = 0,59m/s (độ lớn thủy lực hạt cặn) U = = 0.985 V = 1,4m/s g = 9,81 D = 0,45m C = = = = 19,5 () ( n hệ số nhám phụ thuộc vào vật liệu làm ống) = 2.28× ( kg/) Có < C0 phương pháp rửa ống rửa ngược : Dòng nước rửa chảy đường ống theo chiều từ công trình thu sông Trường hợp ống đặt dốc sông Nước rửa lấy từ ngăn thu bờ từ ống đẩy bơm cấp Rửa theo phương pháp có ưu điểm chủ động tạo vận tốc rửa cần thiết nên thời gian rửa ngắn Khi rửa vậy, ống lại phải làm việc tăng cường nên sơ rửa.Mặt khác, kết hợp rửa song chắn rác Phương pháp có nhược điểm lượng nước rửa tương đối lớn làm tang chi phí quản lí Tổn thất thủy lực ống tự chảy h = iL + ∑ξ i = (tra bảng sevelep) L = 500m khóa ξ = 1 phễu ξ = 0,15 • h = 500 + 1,15 = 1,74m • • Họng thu: số lượng Chọn họng thu hình tròn: Có v =0.2 ÷ 0.6 (m/s) chọn v = 0.5 (m/s) Diện tích công tác họng thu: S = = = 0,405 m2 Trong đó: Q = 0,2025 m3/s Mà: S = → D = = 0,72m (lấy hs = 0,8m cộng thêm diện tích chắn rác song chắn rác – lấy tương đối) Ta có : : chiều cao bảo vệ h2= 0.1÷0.3m , chọn = 0.2 m H3:khoảng cách từ đáy sông đến mép duiws miệng thu nước, h3= 0.5÷1m, chọn h3= 0.6m Chọn h4= 0.5 m Mực nước thấp sông 7.5m h1 = MNTN – h2 –h3 - h4 =6.2 m • ống đẩy, ống hút: ống đẩy: Đường kính (m) : 400mm Vận tốc nước ống (m/s) : V = = 1,61m/s (Q = 0,2025m3/s) Chiều dài (m) : 3000 - Ống hút Đường kính (m) : 450mm Vận tốc nước ống (m/s) : V = 1,27m/s Chiều dài (m) : - • - Trạm bơm cấp Lưu lượng trạm bơm Q = = 44520m3/ngđ Trong đó: b = 1,2, c = 1,06 = 35000m3/ngđ T = ngày • Cột áp H = Hđh + hh + hđ Trong : hdh chiều cao bơm nước đia hình = MNCN - MNTN ngăn hút MNTN ngăn hút = h5 + h6 = + 0.6 = 1.6m Hdh= 11.5 – 1.6 = 9.9 m hh tổng tổn thất thủy lực đường ống hút kể từ phễu hút đến máy bơm hd : tổng tổn thất thủy lực đường ống đẩy kể từ máy bơm đến trạm xử lí bể chứa h = hđ + hh h = iL + ∑ξ Trong : Ống đẩy : i = , L = 3000m , V = 1,61m/s Theo mặt mặt cắt gian máy có: vẽm hình c vẽ  ống chữ T ξ = 2*1 =  cút 900 ξ = 4*0,5 =  côn mở ξ = 3*0,25 = 0,75  khóa ξ = 4*1 = 3van chiều ξ = 3*1,7 = 5,1 hđ = 3000 + 13.85 = 20.57m Ống hút : i = , L = 8m , V = 1,27m/s Theo mặt mặt cắt gian máy có:  ống chữ T ξ = 2*1,5 =  cút 900 ξ = 4*0,5 =  côn thu ξ = 3*0,1 = 0,3  khóa ξ = 4*1 =  phễu hút ξ = 2*0,15 = 0,3 hh = + 9.6 = 0.82 m H = 9.9 + 20.57 +0.82 = 31.29 (m) Chọn bơm: có lưu lượng Qb = 486.11 (/h), cột áp H = 31.29 (m) Nên chọn bơm Eta R 200-330 có : n = 1450 v/ph +) lưu lượng bơm Q= 486.11 (/h) +) độ dự trữ chống xâm thực: NPSH= 3.7 m +) hiệu suất ɳ = 80% +) công suất P= 42.1 KW Tính toán phục hồi nước chữa cháy Số đám cháy đồng thời : 2x30l/s Lưu lượng cháy : 60l/s Lượng nước cần phục hồi : = 1486 (m3/h) Chọn bơm: có Qb= = 495.33 (/h), H = 31.64bơm Eta R 200-330 CÔNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM PHẦN A : SỐ LIỆU TÍNH TOÁN Công suất thiết kế /ng: 35000 Cao trình mặt đất (m): 13.5 Mặt cắt địa hình Chiều dày lớp: +) Đất thổ nhưỡng: 5.2m +) Cát thô: 13m +) Á sét lẫn xác thực vật: 10m +) Á cát pha sét: 10m +) Sỏi nhỏ: 10m +) Cát thô pha cuội sỏi: 11m +) Sét: 10m +) Cát thô: 13m +) Sét Cao trình mặt nước tĩnh: 7.1m Mực nước cao trạm xử lí: 21m Chiều dài ống đẩy: 2500m Số đám cháy xảy đồng thời: 2*30 l/s Số làm việc ngày: 24h PHẦN B: THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC Lựa chọn tầng chứa nước: Dựa vào mặt cắt địa chất, tầng có khả thu nước tầng cát thô vì: +) Chất lượng nước tốt +) Đây tầng chứa nước có áp +) Chiều dày m, hệ số thấm K, bán kính ảnh hưởng R tầng lớn Có hệ số thấm K= 25÷75 m/ng, chọn K= 50 m/ng Bán kính ảnh hưởng R= 200÷300 m, chọn R= 250m Chọn giếng khoan hoàn chỉnh thu nước ngầm có áp dùng ống lọc quấn dây có cốt ống ống khoan lỗ đường kính lỗ Ø5 Công suất thiết kế trạm bơm 35000 /ng, để thỏa mãn điều kiện giếng khoan làm việc ổn định nên ta chọn sơ đồ giếng khoan 14 giếng giếng dự trữ Lưu lượng giếng: Qg= = 2500 (/ng) = 28.9 l/s Tra bảng 2.1 trang 16: Đường kính bơm: 200 mm Đường kính tối ưu ống vách: 300 mm (N) Đường kính tối thiểu ống vách: 250 mm (T) Sơ đồ bố trí giếng: Khoảng cách giếng 150m Ta bố trí giếng thành dãy song song, dãy bố trí giếng Khoảng cách giếng liền kề xác định dựa vào bán kính ảnh hưởng R phải ý tới yếu tố sau: + Khoảng cách giếng phải lựa chọn cho giếng làm việc đồng thời độ hạ mực nước giếng không ảnh hưởng tới lưu lượng giếng : Qgiếng = 2500 m3/ng Như ta nhận thấy rằng: +) Nếu khoảng cách giếng liền kề gần làm việc song song giếng gây ảnh hưởng lẫn làm cho nhóm giếng làm việc không ổn định dẫn tới độ hạ mực nước giới hạn cho phép Ngược lại, khoảng cách giếng xa dẫn tới chi phí quản lý chi phí xây dựng tăng Mặt khác, tổn thất giếng đặt xa lớn Để giảm bớt chi phí xây dựng quản lý khoảng cách giếng phải đặt gần lại phải đảm bảo độ hạ mực nước giếng làm việc không vượt độ hạ mực nước giới hạn cho phép Nếu điều kiện thoả mãn giếng ổn định thời gian khai thác Như vậy, chọn sơ khoảng cách giếng liền kề 150 m 10 11 12 13 14 150 15 16 Tính toán ống lọc, ống vách • • Tính ống lọc Kiểu chọn ống lọc quấn dây, a= 15÷20 chọn a= 16 Chiều dài công tác ống lọc: L= (0.7÷0.9) m = 0.8*13=10.4m Vận tốc nước chảy qua ống lọc: V= 60 = 60 = 221.04 (m/ng) Đường kính ống lọc D= = = 0.35 (m) Bán kính ống lọc: r = = =0.175 (m) = 175 mm Diện tích xung quanh: = DL = 3.14*0.35*10.4 = 11.43 () Chèn sỏi ống lọc: Sau lắp đặt ống lọc chèn sỏi lọc xung quanh ống lọc Chiều dày lớp sỏi chèn tối thiểu 75mm Cỡ hạt lớp sỏi chèn xác định dựa vào cấu tạo tầng chứa nước Mục đích việc chèn sỏi ngăn chặn cát từ tầng chứa nước lọt vào giếng sau bơm phát triển Yêu cầu lớp sỏi chèn: - Có hệ số thấm lớn - Vận tốc nước chảy vào giếng nhỏ - Dùng sỏi thạch anh sạch, có độ tròn cao Khi chọn sỏi chèn cần theo bước sau: - • Tính ống vách: - • Xác định cỡ hạt tầng chứa nước, chọn 70% cỡ hạt giữ lại sàng Lấy cỡ hạt sang nhỏ nhân với : tầng chứa nước mịn đồng tầng chứa thô không đồng tầng chứa thô không đồng nhiều Vẽ đường cong phân bố cỡ hạt lớp sỏi chèn với hệ số không đồng nhỏ 2.5 cho 70% cỡ hạt Chọn ống lọc có khe trống giữ 90% sỏi chèn Vật liệu làm ống vách thép, ống nhiều đoạn nối với hàm Chức năng: + Ngăn nước chất lượng xấu từ tầng phía chảy vào giếng + Gia cố, bảo vệ tránh sạt lở giếng, chống sập giếng Kích thước ống vách 6m, chiều dày 8-12 m, đoạn ống có cỡ đường ống Theo tính chất: đường kính ống vách > đường kính ống lọc 80÷100 mm để đủ khoảng cách đặt sỏi chèn Đường kính tối ưu ống vách 300 mm (N) Đường kính tối thiểu ống vách 250 mm (T) Tính giếng khoan làm việc riêng lẻ: - Tính độ hạ mực nước giếng: - • S= 0.37 = 0.37 = 4.49 (m) Tính độ hạ mực nước giới hạn: Sgh Giếng khai thác nước ngầm có áp: Sgh= H-(0.3÷0.5)m-ΔS-ΔHb ΔHb = 2÷5 m => ΔHb = 3m H= (5.2 +13+10+10+10+11+10+13)-(13.5-7.1) = 75.8 (m) ΔS: tổn thất mực nước qua ống lọc ΔS= a =16 = 71 (cm) 75.8-0.4*13- 0.17 - = 66.89 (m) độ hạ mực nước giếng thỏa mãn điều kiện kiểm tra Tính giếng khoan nhóm giếng làm việc đồng thời: 10 11 12 13 14 15 150 16 X1, x2, x3, x4, x5, x6, x7: khoảng cách giếng tới giếng 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 Ta thấy giếng (1, 7, 9, 15) (2, 6, 10, 14) (3, 5, 11, 13) (4, 12) có độ hạ mực nước tương tự Nhóm giếng (4,12) có độ hạ mực nước lớn Giếng 8, 16 giếng dự trữ Tính cho giếng bất lợi (4, 12) Xét giếng 4: S4 = (Q4+ Q1×+ Q2×+ Q3× + Q5× + Q6× + Q7× + Q9× +……+ Q15× ) S4: độ hạ mực nước giếng nhóm giếng làm việc đồng thời (m) R: bán kính ảnh hưởng R= 250m K: hệ số thấm K= 50m/ng M: chiều dày tầng chứa nước, m= 13 (m) Q4: lưu lượng giếng khảo sát (/ng) Q9, Q10,…., Q15: lưu lượng giếng 9, 10,… , 15 Ro: bán kính ống lọc giếng khảo sát R4-1, r4-2,……, r4-7 : khoảng cách từ giếng tới giếng 1, 2, … , X1= X7 = 474.34 m X2 = X6 = 300.25 m X3 = X5 = 212.13 m X4 = 150 m Thay vào ta được: S4= ( log + 2log + 2log + 2log + log + 2log + 2log) = 3.35 (m) < Sgh Cao trình mặt nước tĩnh 7.1 m Độ hạ mực nước tĩnh giếng làm việc đồng thời S’= S4 = 3.35 m Vậy giếng làm việc ổn định làm việc đồng thời • Xác định cao trình mực nước động giếng số - • Xác định cao trình mực nước động giếng số 4: MNĐ = MNT – S4 - S4 S4: tổn thất mực nước qua ống lọc giếng số nhóm giếng làm việc đồng thời S4 = a = 16 = 61.16 (cm) MNĐ = 7.1 – 3.35 – 0.6116 = 3.1384 (m) Xác định lưu lượng, cột áp bơm: - Lưu lượng bơm lưu lượng giếng bơm làm việc Qb = Qg = 2500 (/ng ) = 28.9 (l/s) Xác định cột áp bơm: H = Hhh + Σh + ( 1÷2 ) (m) ( 1÷2 ) m: áp lực cần thiết để lên giàn mưa nước mưa phun mạnh thành tia, chọn (m) Hhh: khoảng cách theo chiều thẳng đứng kể từ mực nước động dẫn đến mực nước cao trạm xử lí Xét trường hợp mực nước động bất lợi giếng số 4: Hhh = 21 – 3.1384 = 17.8616 (m) Σh: tổn thất đường ống đẩy giếng (m): Σh = hd + hcb Tổn thất dọc đường: hd = Σil (m) I: tổn thất đơn vị theo đơn vị dài L: chiều dài ống 21 m MNCN A 7.1 m -MNT 3.1384 m -MNĐ 3m M Hc = Σ • Xét đoạn ống đẩy thừ bơm tới điểm A: Từ lưu lượng Q = 28.9 (l/s) = 0.03(/s) chọn D = 150mm S = = = 0.12 v = = 0.25 (m/s) i= 0.0008 Chiều dài đoạn ống đẩy từ bơm tới điểm A: = + ( MĐ - ) = + ( 13.5 – 3.1384 ) = 13.3616 (m) +) Tổn thất dọc đường đoạn MA: = i = 0.0008× 13.3616 = 0.0107 (m) +) Tổn thất cục đoạn MA: Có cót 90: = 0.5 van chiều = 1.7 khóa = = Σ = (0.5+ 1.7 + 1) = 0.0102 (m) Để chọn bơm, ta tính toán với giếng xa đến trạm xử lý với trường hợp bất lợi giếng nhánh làm việc Giếng số giếng xa nên có nhiều tổn thất 3000 10 11 12 13 14 15 TXL 16 Vậy tổn thất từ giếng số trạm xử lí là: +) Từ điểm A đến điểm B: Lưu lượng Q= 28.9 (l/s), chọn D= 175 mm v= 1.25 (m/s), i=9 Tổn thất dọc đường đoạn AB: =i = 0.009×150 = 1.35 (m) Tổn thất cục AB: +) có cót 90 = 0.5 = Σ = 0.5 = 0.04 (m) +) Từ điểm B đến điểm C: Lưu lượng Q= 57.8(l/s), chọn D = 200 mm v= 1.8 (m/s), i= 0.014 Tổn thất dọc đường đoạn BC: = i = 0,014× 150 = 2.1 (m) Tổn thất cục BC: +) có tê +) có côn mở = Σ = (1.5+0.25)× = 0.3 (m) +) Từ điểm C đến điểm D: Lưu lượng Q= 86.7 (l/s), chọn D= 300 mm v = 1.23(m/s), i=0.006 Tổn thất dọc đường đoạn CD: = i = 0.006× 150 = 0.9 (m) Tổn thất cục CD: +) có tê = 1.5 +) có côn mở = 0.25 = Σ = (1.5+ 0.25)× = 0.14 (m) +) Từ điểm D đến điểm E: Lưu lượng Q = 115.6 (l/s), chọn D= 350 mm v=1.2(m/s), i=0.0035 Tổn thất dọc đường đoạn DE: = i = 0.0035× 150 = 0.525 (m) Tổn thất cục DE: +) có tê = 1.5 +) có côn mở 0.25 = Σ = (1.5+ 0.25)× = 0.13 (m) +) Từ điểm E đến điểm F: Lưu lượng Q = 144.5 (l/s), chọn D= 400 mm v=1,15(m/s), i=0.003 Tổn thất dọc đường đoạn EF: = i = 0.003 × 150 = 0.45 (m) Tổn thất cục EF: +) có tê = 1.5 +) có côn mở = 0.25 = Σ = (1.5+ 0.25)× = 0.19 (m) +) Từ điểm F đến điểm G: Lưu lượng Q = 173.4 (l/s), chọn D= 500 mm v=0.9(m/s), i=0.0013 Tổn thất dọc đường đoạn FG: = i = 0.0013× 150 = 0.195 (m) Tổn thất cục FG: +) có tê = 1.5 +) có côn mở = 0.25 = Σ = ( 1.5+ 0.25)× = 0.07 (m) +) Từ điểm G đến điểm H: Lưu lượng Q = 202.3 (l/s), chọn D= 600 mm v=0.7(m/s), i=0.00039 Tổn thất dọc đường đoạn GH: = i = 0.00039 ×150 = 0.0585 (m) Tổn thất cục GH: +) có tê = 1.5 +) có côn mở 0.25 = Σ = (1.5 + 0.25) ×= 0.04375 (m) +) Từ điểm H trạm xử lí T: Lưu lượng Q= 232.2 (l/s), chọn D =700 mm → v= 0.6 (m/s), i=0.00042 Tổn thất dọc đường đoạn HT: = ilGT = 0.00042 × 3000 = 1.26 (m) Tổn thất cục HT chỗ t chả biết tê, côn nên k tính tiếp Σh = Σ+Σ=0.0107+(1.35+2.1+0.9+0.525+0.45+0.195+0.0585)×2+0.0102+(0.04+0.3+0.14+ 0.13+0.19+0.07+0.04375)×2 = 13 (m) Cột áp: H = + Σh + (1÷2) = 17.8616 + 13 + = 32.9 (m) = 2500 (/ ng) =104.2 ( /s) Tra sổ tay trạm bơm sử dụng bơm K86 với đường đặc tính Hiệu suất H = 78%, công suất P = 7.5 KW Lưu lượng nước cần phục hồi: số đám cháy xảy đồng thời: 2×30 l/s Lưu lượng cháy 60 l/s: Lượng nước cần phục hồi : = = 1486 (m3/h) Chọn bơm có: Q= = 106.14 ( /h), H = 32.9 (m) chọn bơm K86 với đường đặc tính [...]... + (1÷2) = 17.8616 + 13 + 2 = 32.9 (m) = 2500 (/ ng) =104.2 ( /s) Tra sổ tay trạm bơm sử dụng bơm K86 với đường đặc tính 2 Hiệu suất H = 78%, công suất P = 7.5 KW Lưu lượng nước cần phục hồi: số đám cháy xảy ra đồng thời: 2×30 l/s Lưu lượng cháy là 60 l/s: Lượng nước cần phục hồi : = = 1486 (m3/h) Chọn bơm có: Q= = 106.14 ( /h), H = 32.9 (m) chọn bơm K86 với đường đặc tính 2 ... 1.5÷3 m - Kích thước mặt đứng công trình: +) Khoảng cách từ mép cửa thu nước đến đáy sông: h1= 0.7÷1 m, chọn h1 =0.8 +) Khoảng cách từ mép cửa đặt lưới chắn đến đáy công trình thu: h2=0.5÷1m chọn... 495.33 (/h), H = 31.64bơm Eta R 200-330 CÔNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM PHẦN A : SỐ LIỆU TÍNH TOÁN Công suất thiết kế /ng: 35000 Cao trình mặt đất (m): 13.5 Mặt cắt địa hình Chiều dày lớp: +) Đất thổ... +) Sét Cao trình mặt nước tĩnh: 7.1m Mực nước cao trạm xử lí: 21m Chiều dài ống đẩy: 2500m Số đám cháy xảy đồng thời: 2*30 l/s Số làm việc ngày: 24h PHẦN B: THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC Lựa chọn