Thiết kế mạng lưới cấp nước cho thành phố rạch giá đến năm 2030

Do vậy thiết kế một hệ thống cấp nước hoàn chỉnh cho một khu dân cư làmột điều hết sức cần thiết Trong hệ thống cấp nước, bên cạnh việc thiết kế các nhà máy xử lý nước cấp đạt chuẩn thì

Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN

Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu trong cuộc sống của con người Trong cáckhu dân cư, nước phục vụ không những cho mục đích sinh hoạt mà còn phục cho hàng loạt cácngành công gnhiệp khác nhau Một ngôi nhà hiện đại, quy mô lớn nhưng lại không có nước khácnào cơ thể không có máu Do vậy thiết kế một hệ thống cấp nước hoàn chỉnh cho một khu dân cư làmột điều hết sức cần thiết

Trong hệ thống cấp nước, bên cạnh việc thiết kế các nhà máy xử lý nước cấp đạt chuẩn thì việc phânphối nước vào mạng lưới cho người dân sử dụng cũng không kém phần quan trọng, đặc biệt hơn khiphải đảm bảo nước cấp đủ đến tay người tiêu dùng

Thi t k m ng l ế ế ạ ướ ấ i c p n ướ c cho thành ph R ch Giá ố ạ đế n n m 2030 ă

1.2 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỒ ÁN

Hiện nay, trên địa bàn thị xã Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang đang nổ lực để trở thành một thành phố loại

ba Thế nhưng trong nhiều năm qua, trên 200.000 dân ở thành phố tương lai này đang phải sốngtrong cảnh thiếu nước sinh hoạt trầm trọng, một số ngưới còn phải đi mua nước với giá cắt cổ(2000Đ/xô) về xài

Đặc biệt quan trọng là tình trạng “bệnh viện cũng không có nước“, việc thiếu nước này nếu vẫn tiếptục kéo dài sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc điều trị cho bệnh nhân, trước hết là sát trùng cáctrang thiết bị y khoa

Ngoài ra trong một số nhà vệ sinh công cộng, các nhà cầu bị nghẹt vì thiếu nước, mùi hôi thối nồngnặc

Hoàng Trí Dũng, ngày 9 tháng 4 năm 2006

Htpp://www.vietbao.vn /xa-hoi/Rach-Gia, ngày 15 tháng 9 năm 2008

Vì vậy việc giải quyết tình trạng thiếu nước sinh hoạt ở thị xã Rạch Giá ngày càng trở nên cấp thiết 1.3 NỘI DUNG THỰC HIỆN

- Giới thiệu chung

- Giới thiệu khu vực thiết kế

- Tính toán thiết kế

- Tính toán thủy lực trong mạng lưới cấp nước

- Kết luận kiến nghị

Chương 2 GIỚI THIỆU LƯU VỰC THIẾT KẾ2.1 GIỚI THIỆU KHU VỰC CẤP NƯỚC

Thành phố Rạch Giá được nâng cấp từ thị xã Rạch Giá theo nghị định số 97/2005/NĐ-CP tháng 7năm 2005 của chính phủ Diện tích thành phố Rạch Giá (tính đến năm 2007) là 103,64 km2 trong đódân số của thành phố này là 213.447 người do vậy mà mật độ dân số ở đây là 2060 người/km2 Vàtheo tính toán thì tốc độ gia tăng hàng năm là 1.1%

Giá - tỉnh Kiên Giang:

- Phường Vĩnh Thanh Vân

Khí hậu ở Rạch Giá mang tính chất nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, ngoài ra do nằm sát biển nên khíhậu còn mang tính chất hải dương, hàng năm có hai mùa khí hâu tương phản một cách rõ rệt (mùakhô và mùa mưa) Nhiệt độ trung bình hàng năm là 270C biên độ nhiệt hàng năm là 30C Tháng cónhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 (290C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là tháng 1(25.60C)

2.1.4 Thuỷ văn

Thành phố Rạch Giá - tỉnh Kiên Giang là cuối nguồn nước ngọt của nhánh sông Hậu nhưng lại ởđẩu nguồn nước mặn vịnh Thái Lan Chế độ thủy văn bị chi phối bởi 3 yếu tố: thủy triều vịnh TháiLan, chế độ thủy văn của sông Hậu và mưa tại chỗ Các yếu tố này tác động từng thời kỳ, từng vùngkhác nhau làm chế độ thuỷ văn của nơi này diễn biến phong phú và đa dạng

2.1.5 Tài nguyên nước (Tỉnh Kiên Giang)

Nguồn nước mặt khá dồi dào, nhưng đến mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 7) phần lớn nước mặt đều

bị nhiễm phèn mặn Toàn tỉnh Kiên Giang có 3 con sông chảy qua: sông Cái Lớn (60 km), công Cái

Bé (70 km) và sông Giang Thành (27,5 km) Ngoài ra tỉnh còn có hệ thống kênh rạch, những kênhrạch này có nhiệm vụ tiêu úng, sổ phèn, giao thông đi lại, bố trí dân cư đồng thời có tác dụng dẫnnước ngọt từ sông Hậu về vào mùa khô phục vụ cho sàn xuất và sinh hoạt của nhân dân

Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

3.1 TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT CẤP NƯỚC ĐẾN NĂM 2030

Dân số tính toán đến năm 2030 là 271.666 người và lưu lượng được xác định cho từng bộ phần dùngnước ở Rạch Giá như: lưu lượng nước dùng để cấp cho sinh hoạt, cho các khu công nghiệp, bệnhviện, trường học, cá khu giải trí …

3.1.1 Lưu lượng nước cấp cho sinh hoạt

việc của các cơ sở sản xuất, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa, cách lấynhư sau:

Kngày max = 1,2 ÷ 1,4 (l/người.ngày)

Đối với thành phố có quy mô lớn, nằm trong điều kiện khí hậu khô nóng quanh năm (như thành phố

Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Vũng Tàu )có thể áp dụng ở mức

- Kngày max = 1,1 ÷ 1,2

Ta chọn Kngày max = 1,3 (do thị xã Rạch Giá nằm ở tỉnh Kiên Giang)

- N là số dân của khu vực 271.666 người

Lưu lượng nước cần thiết cấp cho mục đích sinh hoạt là:

q0 : Tiêu chuẩn dùng nước cho một người (TCXDVN 33-2006) là 20 (l/người.ngày)

N : Số học sinh + díao viên + bảo vệ chiếm khoảng 15% tổng số dân trong khu vực

N = 15% × 271.666 = 40.750 (người)

Bệnh viện

Hiện nay tại địa bàn Tp Rạch Giá có 5 bệnh viện lớn và khoảng 3 trạm xá y tế với tổng số giườngbệnh khoảng 276 giường Giả sử số giường bệnh từ nay đến năm 2030 (24 năm) tăng lên gấp đôivới tiêu chuẩn dùng nước cho một giường bệnh là q0 = 250÷300 (l /người)(theo TCXDVN 33-2006)thì lưu lượng cần thiết cho việc cấp nước ở bệnh viện là

- qn , ql : tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt của công nhân trong phân xưởng nóng, lạnh (l/ng ca)

- N1, N2 : số công nhân trong phân xưởng nóng, lạnh (Giả sử mỗi loại phân xưởng có 1000 côngnhân)

Lưu lượng nước tắm cho công nhân

qnN1 + qlN2 60×1000+40×1000

QtCN = - = - = 100 (m3/ng ) đ

1000 1000

Lưu lượng nước sản xuất

Giả sử diện tích khu vực sản xuất là 100 ha

Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu sản xuất: q0 = 22 m3/ha/ngđ(Theo TCXDVN 33-2006)

QSX = F×22 = 100 × 22 = 2200 (m3/ngđ)

 Tổng lưu lượng nước cấp cho công nghiệp là :

QCN = QngđCN + QSX + Qtắm CN = 60 + 2200 + 100 = 2360 (m3)

3.1.4 Lưu lượng nước cần thiết phục vụ cho việc tưới đường, tưới cây

Lượng nước cần sử dụng để tưới đường, tưới cây chiếm 10% lượng nước cấp cho mục đích sinh hoạt Trong đó nước tưới đường chiếm 60%, nước tưới cây chiếm 40%

Hình 3.1 Biểu đồ tiêu thụ nước cho các giờ trong các ngày dùng nước lớn nhất

Căn cứ vào biểu đồ tiêu thụ nước có thể chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II như sau:

- Từ 6 – 21 giờ: bơm với chế độ 5,05% Qngđ

- Từ 22 – 5 giờ : bơm với chế độ 2,04% Qngđ

Trạm bơm cấp I bơm điều hoà suốt ngày đêm, trạm bơm cấp II làm việc theo hai chế độ với lưu lượng tổng cộng là

3.3 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH BỂ CHỨA VÀ ĐÀI CHỨA NƯỚC

QTBCII (%Qngđ)

Lưu lượng nước vào bể Vào bể Ra bể Còn lại

ngd ngd

Q 16( ) 2,4% 8( ) 80,8% 19,2% 100%

%05,

2,4% Qngđ 5,05% Qngđ

Wbt : Dung tích dùng cho bản thân hệ thống cấp nước (m3) (Giả sử Wbt = 50m3)

Wcc : Thể tích nước dùng cho chữa cháy (m3)

Wcc =(Theo Nguyễn Ngọc Dung, 2003)

Với n : Số đám cháy xảy ra đồng thời

qcc : Tiêu chuẩn dùng nước đối với 1 đám cháy (l/s)

Wbc = 15.910,4 + 1.296 + 50 =17.256,4 (m3)

Bảng 3.2 Thông số thiết kế bể chứa

)(4,910.15100

000.11308,

,

Thông số Đơn vị Giá trị

Lưu lượng một bơm

3.3.3 Dung Tích Đài Nước

Bảng 3.3 Xác định dung tích đài nước

QTBCII (%Qngđ)

Lưu lượng nước vào đài Số bơm

công tác Vào đài Ra đài Còn lại

47089

,04,2

Q b = × × × =

)/(6,891100

470875,005,5

Q b = × × × =

k n Q

Q tram = 1b× ×

75,05

%05,

5 Q ngd =Q1b× ×

)/(4,6310075,05

470805

60

m n

q n

q

cc

D H

3

1

=

34

.4

,3

31581212

1

m D

H = = × =

200-300 1100-300

1140-500

66 0-250

7 6

4 5

23 22 21

16 15

3 2 1

7 6

440-250 14

Chương 4 TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚIPHƯƠNG ÁN: ĐÀI ĐẦU MẠNG LƯỚI

Đô thị dùng nước nhiều nhất là lúc 17 – 18 h, chiếm 5,67 % Qngđ tức là 6407,1 (m3)Vào giờ này trạm bơm cấp II cung cấp vào mạng

Tổng chiều dài dọc đường là 13.587 m

Bảng 4.1 Lưu lượng giờ dùng nước lớn nhất ( m3 /h)

Lưu lượng giờ dùng nước lớn nhất ( m 3 /h)

Nước sinh hoạt của khu dân cư 3.260,00

Lượng rò rỉ 925,40

Yêu cầu riêng của nhà máy 370,16

Tổng lưu lượng dọc đường

= 3.260,00+ 230,03 +

434,75 + 925,40

= 4850.18 (m3 /h)

Lưu lượng đơn vị dọc đường

Bảng 4.2 Thống kê lưu lượng

Q = + + +

∑

)/(0,26975417980

18

h m L

29 23-24 1100 296.73 82.42 148.36 41.21

30 24-6 640 172.64 47.96 86.32 23.98

31 24-25 960 258.96 71.93 129.48 35.97

32 7-25 900 242.78 67.44 121.39 33.72 Lưu lượng tập trung

Bảng 4.3 Lưu lượng tập trung

dd dd

dd dd

dd dd

q − + − +

4.1.3 Tính Toán Phân Phối Lưu Lượng Trong Giờ Dùng Nước Lớn Nhất

Bảng 3.5 Bảng phân phối lưu lượng cho giờ dùng nước lớn nhất

-0.0100932

2

1-2 660 916.92 0.989037 900 1.43 1 0.002962 1.95492 1.912291 1-15 900 414,35 0.342144 700 1.06 1.015 0.01098 10.03023 1.174164 15-16 600 358,15 0.285944 700 0.92 1.04 0.01098 6.85152 0.560207 16-17 760 273,64 0.201434 600 0.93 1.04 0.02262 17.87885 0.725446 17-2 160 298.69 0.205201 500 1.43 1 0.05784 9.2544 0.389679

=

∆h

-0.157847 3

17-2 160 205,201 0.205201 500 1.43 1 0.05784 9.2544 0.389679 2-3 200 616,535 0.616535 700 1.16 1 0.01098 2.196 0.834733 17-18 200 365,675 0.365675 700 1.38 1 0.01098 2.196 0.293645 18-3 200 245,589 0.245589 600 1.41 1 0.02262 4.524 0.272860

-0,121451

4

18-3 200 245,598 0.245589 600 1.41 1 0.02262 4.524 0.272860 3-4 660 716,163 0.716163 800 1.44 1 0.005514 3.63924 1.866528 18-19 600 82,616 0.082616 300 1 1.03 0.8466 523.1988 3.571043 19-20 500 41,406 0.041406 200 0.99 1.03 0.6959 358.3885 0.614442 20-21 360 26,294 0.026294 200 0.99 1.03 0.6959 258.0397 0.178402 21-22 160 45,774 0.045774 250 1 1.03 2.187 360.4176 0.755168 22-4 440

318,09

4 0.318094 600 1.36 1 0.02262 9.9528 1.007062 -0,105464

5

3-13 600 83,771 0.083771 300 1.15 1 0.8466 43.83695 3.564650 13-14 440 44,811 0.044811 250 0.9 1.04 2.187 47.37651 2.009574 3-4 660 716,163 0.716163 800 1.44 1 0.005514 2.624583 1.866528 4-14 660 49,897 0.049879 250 0.9 1.04 2.187 71.07977 3.734750

-0,040217

7

23-5 440 76,022 0.076022 450 0.92 1.04 0.09928 45.43053 0.262559 5-6 1140 282,028 0.282028 500 1.42 1 0.05784 65.9376 1.499099 23-24 1100 103,212 0.103212 300 1.26 1 0.8466 931.26 9.920449 24-6 640 54,042 0.054042 250 1.05 1.015 2.187 1420.675 4.149136

-0,264092

8

24-6 640 54,042 0.054042 250 1.05 1.015 2.187 1420.675 4.149136 6-7 1000 125,900 0.125900 350 1.26 1 0.3731 373.1 5.913937 24-25 960 54,020 0.054020 250 0.96 1.03 2.187 2162.506 6.310538 25-7 900 46,510 0.046510 250 0.96 1.03 2.187 2027.349 4.385521

Kiểm tra tổn thất áp lực vòng bao:

∆Hvòng lớn = ++++++++++

+ - (+++++++++

++++)

= 4.446874 + 4.478189 + 4.478189 + 0.834733 + 0.178402 + 0.755168 +3.564650 + 2.009574+ 1.499099 + 1.499099 + 5.913937 +(1.912291 + 2.092584 + 4.496511 +1.174164 + 0.560207+ 0.725446 + 0.293645 + 3.571043 + 0.614442 + 3.734750 + 0.269696 +9.920449 + 6.310538)

= -0.977273 (m)

4.1.4 Xác Định Chiều Cao Của Đài

Giả thuyết cốt địa hình của quận tương đối bằng phẳng, nên điểm nào ở vị trí xa nhất của mạng lưới

và có số tầng nhà cao nhất sẽ là điểm bất lợi nhất

Theo như vạch tuyến ta nhận thấy rằng điểm 25 có khả năng là bất lợi nhất do điểm này ở vị trí xanhất của mạng lưới

Để xác định ta tính tổn thất áp lực đến các điểm này theo 2 tuyến cấp nước

Tổn thất áp lực đến các điểm 25 theo 3 tuyến cấp nước

 điểm 18 là điểm bất lợi nhất

Chiều cao của đài

Z25 và Zđ: cốt mặt đất xây ngôi nhà tại điểm 25 và cốt mặt đất nơi đặt đài

= 10 + 4 x (n -1) = 10 + 4 x (3-1) = 18 m

= 22,121297 (m) : tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ điểm 1 đến điểm 25

: Tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ đài nước đến điểm 1, kể cả tổn thất trong đườngống lên xuống đài

Trạm bơm cấp 2 xây dựng nổi trên mặt đất nên chọn Zd = Zb, hd = 7,7 m

: tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ bơm đến đài

Lưu lượng trạm bơm cấp 2 phát ra là 5706,5 (m3/h) = 1585 (l/s), chia cho 2 đường ống d =900 mm,đặt song song, V = 1,25 m, 1000i = 1,9, L = 200m

4.2.1 Tính Toán Phân Phối Lưu Lượng Trong Giờ Dùng Nước Lớn Nhất Khi Có Cháy

Ta có 3 đám cháy xảy ra đồng thời với tiêu chuẩn nước chữa cháy cho mổi đám là 40 l/s cho mạng

lưới tính toán Bố trí đám cháy tại 2 nút là 9 và 18 là các điểm xa nhất của mạng lưới

Lưu lượng tính toán trong trường hợp này là

Phân phối lưu lượng q(l/s) q( m 3 /s) d(mm) V(m/s) So

1 1-8 800 122,059 0.122518 350 1.18 1 0.3731 298.48 4.480382

8-9 500 73,439 0.073808 300 0.97 1.03 0.8466 435.999 2.3751579-10 500 35,609 0.036068 200 1.05 1.015 6.959 3531.693 4.5943811-2 660 989,037 1.083276 900 1.43 1 0.002962 1.95492 2.2940732-12 760 100,611 0.100152 350 0.99 1 0.3731 283.556 2.84418712-11 240 63,141 0.062682 250 1.21 1 2.187 524.88 2.06227111-10 500 35,421 0.034962 200 1.03 1.03 6.959 3583.885 4.380731

-0.0100932

2

1-2 660 916.92 1.083276 900 1.43 1 0.002962 1.95492 2.2940731-15 900 414,35 0.368456 700 1.06 1.015 0.01098 10.03023 1.36170215-16 600 358,15 0.312256 700 0.92 1.04 0.01098 6.85152 0.66804916-17 760 273,64 0.227746 600 0.93 1.04 0.02262 17.87885 0.92734417-2 160 298.69

0.225478 500 1.43 1 0.05784 9.2544 0.470497 -0.157847

3

17-2 160 205,201 0.225478 500 1.43 1 0.05784 9.2544 0.4704972-3 200 616,535 0.690946 700 1.16 1 0.01098 2.196 1.04838417-18 200 365,675 0.411264 700 1.38 1 0.01098 2.196 0.37142718-3 200 245,589 0.284583 600 1.41 1 0.02262 4.524 0.366387

-0,121451 4

18-3 200 245,598 0.284583 600 1.41 1 0.02262 4.524 0.3663873-4 660 716,163 0.827690 800 1.44 1 0.005514 3.63924 2.49313718-19 600 82,616 0.089211 300 1 1.03 0.8466 523.1988 4.16393119-20 500 41,406 0.048001 200 0.99 1.03 0.6959 358.3885 0.82576220-21 360 26,294 0.019699 200 0.99 1.03 0.6959 258.0397 0.10013221-22 160 45,774 0.039179 250 1 1.03 2.187 360.4176 0.55323922-4 440 318,094 0.370684 600 1.36 1 0.02262 9.9528 1.367581

-0,105464

5

3-13 600 83,771 0.085649 300 1.15 1 0.8466 43.83695 3.72626813-14 440 44,811 0.046689 250 0.9 1.04 2.187 47.37651 2.1815443-4 660 716,163 0.827690 800 1.44 1 0.005514 2.624583 2.4931374-14 660 49,897

0.048001 250 0.9 1.04 2.187 71.07977 3.458809 -0,027053

22-23 200 242,350 0.301535 600 1.07 1.015 0.02262 4.59186 0.41750723-5 440 76,022 0.105213 450 0.92 1.04 0.09928 45.43053 0.502906

-0,040217

7 23-5 440 76,022 0.105213 450 0.92 1.04 0.09928 45.43053 0.502906

5-6 1140 282,028 0.374542 500 1.42 1 0.05784 65.9376 9.24983923-24 1100 103,212 0.130698 300 1.26 1 0.8466 931.26 15.90775324-6 640 54,042 0.069400 250 1.05 1.015 2.187 1420.675 6.842483

-0,264092

8 24-6 640 54,042 0.069400 250 1.05 1.015 2.187 1420.675 6.842483

6-7 1000 125,900 0.200548 350 1.26 1 0.3731 373.1 15.00589624-25 960 54,020 0.099672 250 0.96 1.03 2.187 2162.506 21.48342825-7 900 46,510 0.081158 250 0.96 1.03 2.187 2027.349 13.353379

-0,160216Kiểm tra tổn thất áp lực vòng bao:

= 1.216270 (m)

4.2.2 Áp Lực Công Tác Của Máy Bơm Chữa Cháy

Tổn thất áp lực đến các điểm 5 theo 3 tuyến cấp nước

2.294073 + 1.048384 + 2.493137 +

2.236129 + 9.249839 + 15.005896 +

13.353379

= 45,683037 (m)

=

∑h1 − 2 − 3 − 4 − 5 − 6 − 7 − 25

=

∑h1 − 2 − 3 − 4 − 22 − 23 − 5 − 6 − 7 − 25

= 2.294073 + 1.048384 + 2.493137 +

1.367581 + 0.417507 + 15.907753

+ 21.483428

= 45,657863 (m)

 điểm 25 là điểm bất lợi nhất

Áp lực công tác của bơm chữa cháy

= (1-2) + 22 + 45,732702

= 68,968 m 69 (m)

Trong đó:

và : cốt mặt đất của ngôi nhà xảy ra có cháy và cốt trục máy bơm chữa cháy

: áp lực tự do cần thiết tại ngôi nhà xa nhất trên mạng lưới khi xảy ra đám cháy,= 22 m

: tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ trạm bơm đến ngôi nhà xảy ra cháy ở vị trí xa nhấtcủa mạng lưới = 45,732702 m

4.2.3 Áp Lực Toàn Phần Của Máy Bơm Chữa Cháy

= 2 – 2 + 5 + 69

= 74 (m)

Trong đó

Zb : cốt trục của máy bơm, Zb = 2m

Zbc: cốt mực nước thấp nhất trong bể chứa, Zbc = 2 m

hhtb: tổn thất áp lực trên đường ống hút của máy bơm và trong thân bơm, cho trường hợp có cháy,

hhtb= 5 m

Hb: áp lực đẩy của máy bơm

Với: Q = 6.355 (m3/h) ,m, chọn máy bơm

RDL 600 – 830 , n = 960 vòng/phút

∑h1 − 2 − 3 − 4 − 22 − 23 − 24 − 25

∑++

−

td

cc b

cc n

Z cc b

Z

cc td

Z cc td

Z

b htb bc b

H