THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM

I. Số liệu tính toán Công suất thiết kế : 40000 (m3ngđ). Cao trình mặt đất : 5, 2 (m). Cao trình mặt nước tĩnh : 0,7 (m). Mực nước cao nhất trên trạm xử lý : 15 (m). Chiều dài ống đẩy : 1500 (m). Số đám cháy xảy ra đồng thời : 2×30 (ls). Số giờ làm việc trong ngày : 24h. Mặt cắt địa hình: Đất thổ nhưỡng 4,4 m Cát thô 14 m Á sét lẫn xác thực vật 13 m Á cát pha sét 11 m Sỏi nhỏ 13 m Cát thô pha cuội sỏi 14 m Sét 13 m Cát thô pha cuội sỏi 14 m Sét

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC TRẠM BƠM CẤP THOÁT NƯỚC ĐỂ TÀI: THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH THU NƯỚC NGẦM Giảng viên hướng dẫn : Phạm Đức Tiến Sinh viên : Khương Đình Khiêm Lớp : LĐH5CM Mã sinh viên : 1561070032 Thiết kế công trình thu nước ngầm Trạm bơm cấp I Số liệu tính toán Công suất thiết kế : 40000 (m3/ngđ) Cao trình mặt đất : 5, (m) Cao trình mặt nước tĩnh : -0,7 (m) Mực nước cao trạm xử lý : 15 (m) Chiều dài ống đẩy : 1500 (m) Số đám cháy xảy đồng thời : 230 (l/s) Số làm việc ngày : 24h Mặt cắt địa hình: Đất thổ nhưỡng Cát thô Á sét lẫn xác thực vật Á cát pha sét Sỏi nhỏ Cát thô pha cuội sỏi Sét Cát thô pha cuội sỏi Sét 4,4 m 14 m 13 m 11 m 13 m 14 m 13 m 14 m II Tính toán công trình thu Chọn tầng chứa nước: Dựa vào mặt cắt địa chất: Chọn tầng chứa nước : tầng cát thô pha cuội sỏi ( 14m ) : + Chất lượng nước tốt + Đây tầng chứa nước có áp Theo bảng 2-2 Hệ số thấm K bán kính ảnh hưởng R tầng chứa nước (SGK-23) K = 50 ÷ 100 (m/ng) R = 300 ÷ 500 (m) Chọn K = 100 (m/ng), R = 400 (m) Chọn giếng khoan Công suất thiết kế trạm 40000 m3/ ngđ, để thỏa mãn điều kiện giếng khoan làm việc ổn định nên ta chọn sơ số giếng khoan 10 giếng hoạt động giếng dự trữ 10 giếng hoạt động với lưu lượng giếng : - Lưu lượng giếng Qg = = 4000 (m3/ngđ) = 46,3 (l/s) - Sơ đồ bố trí giếng : Khoảng cách giếng 200 m TRẠM XỬ LÍ 10 Tính toán sơ a, Tính toán ống lọc - Kiểu ống lọc : ống khoan lỗ quấn dây - Là ống gang, thép thép không gỉ khoan lỗ + Đường kính lỗ từ 10-25mm + Ống thép, tỉ lệ diện tích lọc 35%, ống gang 25% Ống gồm đoạn nhiều đoạn nối với + Dây quấn có tiết diện tròn d=1-2,5mm khoảng cách vòng dây từ 1-2,5mm Giữa lớp dây quấn cốt ống có đặt dây thép d=2-5mm dọc theo chiều dài ống, cách 40-50mm - Chiều dài công tác ống lọc: L = (0,7 ÷ 0,9).m với m độ dày tầng chứa nước 14 (m) chọn hệ số = 0,9  L = 0,9 × 14 = 12,6 (m) Cách đỉnh đáy tầng chứa nước a = (0.5-1) (m) - Vận tốc nước chảy qua ống lọc là: V = 60 = 60 = 278,49 (m/ng) - Trong đó: K hệ số thấm tầng chứa nước ( m/ng) Đường kính ống lọc: = = 0,36 (m) Trong đó: Qg lưu lượng giếng (m3/ngđ)  Bán kính ống lọc: r = D/2 = 0,18 (m) = 180 (mm) - Diện tích xung quanh ống lọc: = × 3,14 ×0,18 × 12,6 = 14,24 m2 b, Tính toán ống vách : - Vật liệu làm ống vách thép, ống gồm nhiều đoạn nối với hàn Chức năng: - Ngăn nước chất lượng xấu từ tầng phía tên chảy vào giếng Gia cố, bảo vệ, tránh sạt lở giếng, chống sập giếng Theo tiêu chuẩn: đường kính ống vách phải lớn đường kính ống lọc tối thiểu 50 mm, loại ống lọc bọc sỏi phải lớn hơn, tối thiểu 100 mm Ống vách cần đặt với kích thước: + Đường kính : Dv = Dloc + 50 = 410 mm Đường kính tối thiểu ống vách : Dtrong = 410 mm Đường kính tối ưu ống vách : Dngoài = 460 mm c Tính giếng khoan làm việc riêng lẻ - Độ hạ mực nước S giếng (công thức 2-15/GT/28) S = 0,37 = 0,37 = 3,5 (m) Trong đó: R - bán kính ảnh hưởng (m) m - chiều dày tầng chứa nước (m) r - bán kính ống lọc (m) Qg - lưu lượng khai thác giếng (m3/ngđ) - Tổn thất mực nước qua ống lọc: ( Giáo trình trang 24 ) Theo Abramop có: S=a Trong : S : tổn thất mực nước qua ông lọc (cm) Q : Lưu lượng khai thác giếng (m3/ngđ) S : Độ hạ mực nước giếng bơm (m) K : Hệ số thấm tầng chứa nước (m/ng) a : Hệ số phụ thuộc vào kết cấu ống lọc Với ống khoan lỗ: a = 6-8 Chọn a = : Diện tích xung quanh ống lọc ( m2)  S = = 25,08(cm) = 0,25 ( m) Độ hạ mực nước giới hạn Sgh (Công thức 2-46/GT/37) Sgh = HHb Độ sâu mực nước tĩnh tính đến đáy cách thủy chưa bơm: H = = 5,2 + (4,4 + 14 + 13 +11 +13 +14 +13 +14) – (-0,7) = 102,3 (m) Hb : Độ sâu đặt bơm mức nước động: Có thể lấy từ 2÷5 (m) Chọn Hb = (m) Sgh = 102,3 – 0,5 14 – 0,25 – = 90,05 (m) Nhận xét: độ hạ mực nước giếng thỏa mãn điều kiện: S < Sgh (3,5 < 90,05) Tính giếng khoan nhóm giếng làm việc đồng thời Độ hạ mực nước giếng ( Công thức 2-80/GT/46 ) -Xét giếng : S1= Thay số : S1 = = 4,33 (m) < Sgh -Xét giếng : S2= Thay số : S2= = 4,81 (m) < Sgh -Xét giếng : S3 = Thay số : S3= = 4,81 (m) < Sgh Tương tự ta tính : S5 = S6 = S10 = 4,33 (m) S4 = S7 = S8 = S9 = 4,81 (m) Các giếng bị tổn thất nhiều giếng 2, giếng 3, giếng 4, giếng 7, giếng 8, giếng Tổn thất qua ống lọc giếng 2,3,4,7,8,9 S’ = a = = 29,41 cm = 0,29 m Cao trình mực nước động giếng bị ảnh hưởng nhiều : WMNĐ = WMNT – S’ - ’ = -0,7 – 4,81 – 0,29 = -5,8 (m) Tổn thất qua ống lọc giếng 1,5,6,10 S1’ = a = = 27,9 cm = 0,28 m Cao trình mực nước động giếng số 1,5,6,10 WMNĐ = WMNT – S1 - S1’ = -0,7 – 4,33 – 0,28 = -5,31 (m) Xác định lưu lượng , áp lực máy bơm Do công suất thiết kế 40000 m3/ngđ nên chọn 10 bơm hoạt động bơm dự trữ Tất ống đẩy khu vực ống thép a) Lưu lượng bơm Q Qb = Qg = 4000 (m3/ngđ) = 46,3 (l/s) b) Cột áp bơm H Hb = WTXL - WMNĐ - ∑h + htd WTXL : mức nước cao trạm xử lý WMNĐ :là cao trình mực nước động ∑h: Tổng tổn thất từ giếng xa đến trạm xử lý htd : áp lực tự cần thiết dàn phưn mưa (do xử lý nước ngầm) htd = 1,5 ÷ m , chọn htd = 2m - Tổn thất dọc đường A B 10 Đoạn L (m) C D Q (l/s) E D(mm) TRẠM XỬ LÍ V (m/s) F i0 i = 0,8 i0 hdđ =iL (m) 1-A A-B B-C C-D D-E E-F 10 200 200 200 200 700 46,3 46,3 92,6 138,9 185,2 231,5 250 250 300 350 400 450 0,87 0,87 1,22 1,33 1,37 1,36 4,85.10-3 4,85.10-3 7,32.10-3 7,1.10-3 6,36.10-3 5,34.10-3 3,88.10-3 3,88.10-3 5,86.10-3 5,68.10-3 5,09.10-3 4,27.10-3 0,04 0,78 1,17 1,13 1,02 2,99 hdđ =iL (m) 0,04 0,78 1,17 1,13 1,02 2,99 Tương tự với giếng 6,7,8,9,10 Đoạn L (m) Q (l/s) D(mm) V (m/s) i0 i = 0,8 i0 10-A A-B B-C C-D D-E E-F 10 200 200 200 200 700 46,3 46,3 92,6 138,9 185,2 231,5 250 250 300 350 400 450 0,87 0,87 1,22 1,33 1,37 1,36 4,85.10-3 4,85.10-3 7,32.10-3 7,1.10-3 6,36.10-3 5,34.10-3 3,88.10-3 3,88.10-3 5,86.10-3 5,68.10-3 5,09.10-3 4,27.10-3  Tổn thất dọc đường từ giếng xa đến bể : hdđ = 0,04 + 0,78 + 1,17 + 1,13 + 1,02 + 2,99 = 7,13 (m) -Tính tổn thất cục từ giếng xa đến giếng xa đến trạm xử lí Đoạn v ( m/s) 1-A 0,87 A-B 0,87 B-C 1,22 C-D 1,33 D-E 1,37 E-F 1,36 Số côn , cút , tê cút 900 ( = 0,5) 1van chiều ( = 1,7) khóa ( =1) cút 90 ( ) côn mở tê côn mở tê côn mở tê côn mở tê khóa ( =1) cút 90 ( = 0,5)  Tổn thất cục từ giếng xa đến trạm xử lý: hc.bộ = (m)g = 9,8 m/s2 0,12 0,03 0,13 0,16 0,17 0,38 hc,bộ = 0,12 + 0,03 + 0,13 + 0,16 + 0,17 + 0,38 = 0,99 ( m ) ∑h = hdđ + hc,bộ = 7,13 + 0,99 = 8,12 (m) Hb = WTXL - WMNĐ - ∑h + htd = 15 – (-5,31) – 8,12 + = 14,19 (m) Cột áp bơm 14,19 m Chọn bơm : Với Q = 46,3 (l/s) , Hb = 14,19(m) Chọn Bơm CM 125-250 , n = 1450 v/ph , = 71% Trạm bơm cấp Lượng Lượng Lượng Lượng Lượng %Q %Q %Q %Q - 10 10 - 11 11 - 12 12 – 13 13 - 14 14 - 15 15 - 16 10 16 - 17 17 - 18 18 - 19 19 – 20 -0,09 20 - 21 21 - 22 22 - 23 -1,52 23 - 24 -0,14 Vđài = |5,38| + |-1,52| = 6,9 %Qngđ = = 2760 m3 Cột áp trạm bơm cấp 2: Với trường hợp đài đặt đầu mạng lưới H = Hđn +hh +hđ Trong đó: Hđh chiều cao bơm nước địa hình xác định hiệu cao trình mực nước cao đài mực nước thấp bể chứa nước +Hđh = MNCNđài - MNTNbể chứa MNCNđài cao trình mực nước cao đài = 15m MNTNbể chứa cao trình mực nước thấp bể chứa nước = 2m Hđh = 15 – = 13 m hh tổng tổn thất đường ống hút hđ tổng tổn thất đường ống đẩy tính từ máy bơm đến đài + Tính hh : hh = ih.lh + Ʃ Trạm dùng ống hút, thời điểm dùng nước nhiều lưu lượng ống : Q1 ống = =10000 m3/ngđ = 115,74 ( l/s ) 11 Ống hút làm từ ống thép hdđ =iL L (m) Q (l/s) D(mm) V (m/s) i0 i = 0,8 i0 20 115,74 300 1,53 11,4.10-3 9,12.10-3 hdđ =iL (m) 0,1824 hc.bộ = v ( m/s) Số côn , cút , tê hc.bộ = (m)g = cút 900 ( = 0,5) 1van chiều ( = 1,7) hh = 0,1824 + 0,26 = 0,4424 m 1,53 9,8 m/s2 0,26 +Tính hđ : hđ = iđ.lđ + Ʃ Ống đẩy làm từ vật liệu thép hdđ = iL L (m) Q (l/s) D(mm) V (m/s) i0 i = 0,8 i0 30 115,74 250 2,18 29,4.10-3 23,52.10-3 hc.bộ = v ( m/s) 2,18 Số côn , cút , tê tê ( = 1,5) 1van chiều ( = 1,7) khóa ( =1) hc.bộ = (m)g = 9,8 m/s2 1,02 hđ = 0,71 + 1,02 = 1,73 m Cột áp toàn phần H = 13 + 0,4424 + 1,73 = 15,1724 ( m ) Chọn bơm : Bơm ETA R 200-260 , n = 1450 v/ph , = 75% Dựng đường đặc tính ống : H ống = Hhh + SQ2 Trong : 12 hdđ =iL (m) 0,71 Hhh chiều cao hình học = MNCNđài - MNTNbể nước = 15 -2 = 13 ( m ) S hệ số tổn thất toàn phần = = = 1,62.10-4 H ống = Hhh + SQ2 = 13 + 1,62.10-4 Q2 Qống SQ2 S Hhh Hô = H hh + S Q 1,62 0,00 13 13.0 0,01 13 13.0 0,03 13 13.0 0,06 13 13.0 0,10 13 13.1 10 1,62 15 1,62 20 1,62 25 1,62 13 1 3 30 1,62 0,14 13 Bố trí máy bơm trạm bơm Theo tính toán: số bơm trạm bơm hoạt động bơm dự trữ , bơm chữa cháy Cả bơm bơm ly tâm nước ETA R 200-260 Chọn sơ đồ bố trí dãy song song với nhà trạm TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Công trình thu nước trạm bơm cấp thoát nước – Ths.Lê Dung Sổ tay máy bơm – Ths.Lê Dung Bảng tính toán thủy lực – Nguyễn Thị Hồng 14 13.1 [...]... được đặt ở đầu mạng lưới H = Hđn +hh +hđ Trong đó: Hđh là chiều cao bơm nước địa hình được xác định bằng hiệu cao trình mực nước cao nhất trên đài và mực nước thấp nhất trong bể chứa nước sạch +Hđh = MNCNđài - MNTNbể chứa MNCNđài là cao trình mực nước cao nhất trên đài = 15m MNTNbể chứa là cao trình mực nước thấp nhất tại bể chứa nước sạch = 2m Hđh = 15 – 2 = 13 m hh là tổng tổn thất trên đường ống hút... bơm trong trạm bơm Theo tính toán: số bơm của trạm là 4 bơm hoạt động và 1 bơm dự trữ , 1 bơm chữa cháy Cả 6 bơm đều là bơm ly tâm nước sạch ETA R 200-260 Chọn sơ đồ bố trí một dãy song song với nhà trạm TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Công trình thu nước trạm bơm cấp thoát nước – Ths.Lê Dung Sổ tay máy bơm – Ths.Lê Dung Bảng tính toán thủy lực – Nguyễn Thị Hồng 14 13.1 4 5 8 ... 0,4424 + 1,73 = 15,1724 ( m ) Chọn bơm : Bơm ETA R 200-260 , n = 1450 v/ph , = 75% Dựng đường đặc tính ống : H ống = Hhh + SQ2 Trong đó : 12 hdđ =iL (m) 0,71 Hhh là chiều cao hình học = MNCNđài - MNTNbể nước sạch = 15 -2 = 13 ( m ) S là hệ số tổn thất toàn phần = = = 1,62.10-4 H ống = Hhh + SQ2 = 13 + 1,62.10-4 Q2 Qống SQ2 S Hhh Hô = H hh + S Q 2 5 1,62 1 0 0,00 4 1 13 13.0 0 4 1 0,01 6 2 13 13.0 1... sạch = 2m Hđh = 15 – 2 = 13 m hh là tổng tổn thất trên đường ống hút hđ là tổng tổn thất trên đường ống đẩy tính từ máy bơm đến đài + Tính hh : hh = ih.lh + Ʃ Trạm sẽ dùng 4 ống hút, tại thời điểm dùng nước nhiều nhất thì lưu lượng mỗi ống sẽ là : Q1 ống = =10000 m3/ngđ = 115,74 ( l/s ) 11 Ống hút được làm từ ống thép mới hdđ =iL L (m) Q (l/s) D(mm) V (m/s) i0 i = 0,8 i0 20 115,74 300 1,53 11,4.10-3