đồ án cấp thoát nước cho khu đô thị

7. Xác định các trường hợp tính toán thủy lực : Tính toán mạng lưới cấp nước cho giờ dùng nước nhiều nhất: Theo biểu đồ dùng nước, giờ dùng nước nhiều nhất là từ 11h12h, lưu lượng nước cần cấp là 240,25 m3h = 66,74 (ls) Xác định lưu lượng đơn vị: Trong đó: Qv =240,25 m3h = 66,74 (ls) Qttr=32,56 ( ls) ∑ L=1862,4 (m) Qđv = (66,7432,56)1862,4 = 0,01835 (ls) Xác định lưu lượng dọc đường :

I xác định tổng lưu lượng cấp nước của một khu đô thị

Tổng quy mô của trạm cấp nước :

1 Lưu lượng nước cấp sinh hoạt cho khu dân cư (biệt thự, liền kề)

Bảng 1 : Tính toán số dân trong khu biệt thự, liền kề :

Đơnvị

Sốlượng

BT5 người/1 hộ 5 ha 0.78 21 105

Bảng 2 : Số dân của khu nhà cao tầng, chung cư

Kí hiệu Đơn Số người Diện tích số tầng tích sànDiện số dân

là hệ số kể đến mức độ tiện nghi của công trình Lấy = 1,4

dựa vào số dân ta tra trong TCVN33-2006 nội suy ta được =1,3475

2 Lưu lượng nước cấp tập chung

* lưu lượng nước cấp cho khu cao tầng, chung cư :

Kí hiệu Đơn Số người Kngđmax maxKh Qmax

LƯU LƯỢNG TÍNH CHO TRƯỜNG HỌC, MẦM NON

Tiểu khu Dân số Kng.max= kh qsh(l/ng-ng) Qmax

m3/ngđ m3/h l/s

* lưu lượng nước tưới cho cây xanh :

LƯU LƯỢNG TƯỚI CHO CÂY XANH

ngày)

* lưu lượng nước tưới đường :

Bảng thống kê diện tích mặt đường cần tưới :

Tuyến Chiềudài MCN Diệntích

3444.15Tuyến1

3276.23Tuyến1

a : Hệ số kể đến lượng nước dùng cho sự phát triển của công nghiệp địa

phương Lấy a=1,1

Nước sinh hoạt

khu dân cư

Nước tưới CT

ĐB

Tổng nước chotoàn thành phố

khácKhi Kh = 1.8865 Cây

Biểu đồ dùng nước ngày đêm của toàn thành phố

6 Vạch tuyến mạng lưới cấp nước :

Căn cứ vào mặt bằng quy hoạch và các số liệu tính toán ở các bước trên tiến hành vạch tuyến MLCN cho khu đô thị theo sơ đồ hỗn hợp.

7 Xác định các trường hợp tính toán thủy lực :

* Tính toán mạng lưới cấp nước cho giờ dùng nước nhiều nhất:

- Theo biểu đồ dùng nước, giờ dùng nước nhiều nhất là từ 11h-12h, lưu lượngnước cần cấp là 240,25 m3/h = 66,74 (l/s)

-Xác định lưu lượng đơn vị:

∑ L=1862,4 (m)

i k dv i k

Qđv = = 0,01835 (l/s)Xác định lưu lượng dọc đường :

Đoạn ống L tính toán (m) Lưu lượng đơn vị (l/s.m) Lưu lượng dọc đường (l/s)

∑qdđ(l/s) Q_TT(l/s) Qn(l/s)

Q 3-4= α x qdd3-4 = 0,5 x 2,99 = 1,495 (l/s)

• Đoạn ống 1-6:

Q 1-6= α x qdd1-6 + qdd6-3 + qdd6 -5 + qdd5-4 + QCT2 + QTH1 + QNT1 + QCX7 + QCX6 + QCX2 + QCX1

= 0,5 x 1,33 + 7,52 + 3,01 + 7,39 + 10,39 + 0,26 + 0,12 + 0,92 + 3,61 + 0,89 + 1,33 = 36,105 (l/s)

Với D : đường kính ống nước; D = 2

i : tổn thất đơn vị phụ thuộc vào loại ống; dùng ống nhựa tổng hợp thì

V (m/s) 1000i h=i*L ∆h= h/q ∆q

I

1 1 ÷ 2 369.5 28.75 0.0288 200 0.916 4.214 1.557

0.33 8

0.05 4

0.285

-0.06 6 0.670

GIỜ DÙNG NƯỚC MAX ĐIỀU CHỈNH LẦN 1

V (m/s) 1000i

-0.051

0.30 3

2 2 ÷ 3 290.6

6

14.33 5

-0.088

0.06 8

Tính toán áp lực tại từng điểm nút trên mạng lưới:

Giả thiết áp lực tai điểm bất lợi nhất là điểm A ( là điểm xa nhất so với nguồn cấp nước)

H A = 4N+4 Lấy N=5,vậy H A = 24m

• Áp lực tại điểm 4 : H4 = HA+( ZA – Z4)+h4-A

Trong đó : Z4 , ZA : cao độ tại điểm 4,A

h4 -A : tổn thất trên đoạn 4-A

Tính tổn thất trên đoạn 4-A: Đểm A tại LK1 có :

- lưu lượng :

* Tính toán mạng lưới cấp nước cho giờ dùng nước nhiều nhất và có cháy xảy

Giả sử, tính toán lưu lượng tại điểm xa nhất có cháy xảy ra (điểm A)

Tiến hành phân phối lưu lượng tự nhiên như trên, ta có :

∑Qv =∑Qh(max) + Qcc = 66,74 + 15 = 81,74 ( l/s )

∑Qttr = ∑+ Qcc = 32,56 + 15 = 47,56 (l/s)

Qcc chữa cháy sẽ được tính cho điểm bất lợi nhất là điểm, giả sử là điểm nút 4

- Tiến hành phân phối lưu lượng sơ bộ trên các đoạn ống :

Tiến hành điều chỉnh mạng lưới vòng :

GIỜ DÙNG NƯỚC MAX CÓ CHÁY XẢY RA

0.363

1.233

GIỜ DÙNG NƯỚC MAX CÓ CHÁY XẢY RA ĐIỀU CHỈNH LẦN 1

25.13

0.52 3

0.337

0.149

-0.06 3 0.274

2 2 ÷ 3 290.66 22.435 0.0224 150 1.270 10.717 3.115 0.139

3 1 ÷ 6 72.6 42.40

0.01 4

4 3 ÷ 6 409.89 8.247 0.0082 100 1.051 12.58

0.62 5

II

1 3 ÷ 4 163.1 12.032 0.0120 100 1.533 24.587 4.010

0.43 3

0.33 3

0.124

-2 4 ÷ 5 402.5 10.228 0.0102 100 1.303 18.431 7.419 0.725

3 5 ÷ 6 164.15 19.03

0.06 9

4 6 ÷ 3 409.89 8.247 0.0082 100 1.051 12.58

0.62 5

|∆h | < 0.5, THỎA MÃN

Tính toán áp lực tại từng điểm nút trên mạng lưới:

Giả thiết áp lực tai điểm bất lợi nhất là điểm A ( là điểm xa nhất so với nguồn cấp nước)

Cột áp tại điểm A lấy bằng : H A = 10m áp lực này đủ cấp nước lên trụ xe cứu hỏa

• Áp lực tại điểm 4 : H4 = HA+( ZA – Z4)+h4-A

Trong đó : Z4 , ZA : cao độ tại điểm 4,A

h4 -A : tổn thất trên đoạn 4-A

Tính tổn thất trên đoạn 4-A: Đểm A tại LK1 có :

* xác định dung tích đài nước :

- Sử dụng công thức:

Q = n k Q1 bơm (%Qngđ)

Trong đó: + n là số bơm hoạt động song song

+ k là hệ số phụ thuộc vào số bơm

+ Q1 bơm là lưu lượng của 1 bơm hoạt động (%Qngđ)

Thể tích đài nước được tính bằng công thức : Vđ = Vđh + Vcc (m3).

Trong đó : + Vđh là thể tích điều hòa của đài

+ Vcc là lượng nước dự trữ để chữa cháy trong đài được tínhtrong 10p theo TCVN 2622-1995

- Xác định thể tích điều hòa của đài (Vđh) :

Ta lập được bảng thống kê sau (Kh = 1,8865)

lượng nước vào đài

lượng nước ra đài

lượng nước còn lại trong đài

số bơm làm vc

Trong đó: + n là số đám cháy xảy ra đồng thời.

+ qcc là lưu lượng cho 1 đám cháy (l/s)

Vậy thể tích đài nước:

V đ = Vđh + Vcc = 113,63 + 9 = 122,63 (m3) Lấy tròn Vđ = 123 (m3)

Ta khảo sát mối liên hệ về mặt áp lực giữa ngôi nhà bất lợi, đài nước và trạm bơm cấp II ở 2 trường hợp sau đây:

+ Đài nước ở đầu mạng lưới

+ Đài nước ở đầu mạng lưới và có cháy xảy ra

Từ sơ đồ trên ta tính được:

+ Chiều cao đặt đài nước (H đ ):

Hđ = Hct + (Znh – Zđ) + h1 (m)

Trong đó: + Hct là áp lực cần thiết của ngôi nhà bất lợi (ở đây là ngôi nhà

A ở khu liền kề LK-1 ta đã tính toán ở trên) [m]

+ Znh là chiều cao so với mặt đất (mốc 0,00) của ngôi nhà bất lợi [m]

+ Zđ là chiều cao so với mặt đất (mốc 0,00) của nơi đặt đài [m] + h1 là tổn thất áp lực trên đường ống từ đài đến ngôi nhà bất lợi [m]

• Gọi h1’’ là tổn thất áp lực trên đường ống từ ngôi nhà bất lợi đến điểm nút số 1 h1’’ = h4-A + h4-5 + h5-6 + h6-1 = 3,586 (m)

Gọi h1’ là tổn thất áp lực trên đoạn ống từ đài nước đến điểm nút số 1 (có

độ dài đường ống 50m).Do Qvào = 240,25 (m3/h) = 66,74(l/s), chọn

đường kính ống D = 250 (mm), vận tốc v = 1,36 (m/s), i = 0,000685 1000i = 6,47.Vậy h1’ = 0,323 (m)

h1 = h1’’ + h1’ = 3,586 + 0,323 = 3,909 (m)

Hđ = Hct + (Znh – Zđ) + h1 = 24 + (7,9 – 7,9) + 3,909 = 27,909 (m)

Gọi h1đ là tổn thất áp lực đoạn ống từ đài xuống mặt đất (có độ dài đường ống 27,909 m) Do Qvào = 240,25 (m3/h) = 66,74(l/s), chọn đường kính

ống D = 250 (mm), vận tốc v = 1,36 (m/s), i = 0,000685 1000i =

6,47.Vậy h1’ = 0,18 m

• H đ = Hct + (Znh – Zđ) + h1 + h1đ = 24 + (7,9 – 7,9) + 3,909+0,18 = 28,089 (m)

+ Áp lực của máy bơm ở trạm bơm cấp II:

Hb = (Zđ – ZMNTN) + Hđ + hđ + h2 + h3 + hdự trữ (m)

Trong đó: + Zđ là chiều cao so với mặt đất (mốc 0,00) của nơi đặt đài [m] + ZMNTN là chiều cao so với mặt đất (mốc 0,00) của trạm bơm cấp II [m] Zb = Zđ – 3 = 7,9 – 3 +1 = 5,9 (m)

+ Hđ là chiều cao đài [m],

+ hđ là chiều cao phần chứa nước trong đài [m]

Thể tích đài nước : = 123 (m3) Mà hđ = 0,7.D thay vào ta tính được hđ = 4,25 (m)

+ h2 là tổn thất áp lực trên đường ống từ trạm bơm lên đài [m]

• Gọi h2’ là tổn thất áp lực trên đường ống đoạn từ trạm bơm tới đài nước dài 30m.Do có 2 đường ống từ trạm bơm lên đài nên t sẽ tính 1 ống sau

đó nhân đôi.Ta có Qvào = 5,625% Qngđ = 5,625% 2268 = 127,575 (m3/h)

= 35,44 (l/s).Chọn 2 ống thép có đường kính mỗi ống D = 150 (mm), vậntốc v = 1 (m/s), = = 0,0275, i = 1000i = 9,33 h2’ = 2 0,00933 30 = 0,56 (m)

• Gọi h2’’ là tổn thất áp lực trên đoạn đường ống từ mặt đất lên đài nước (có chiều dài đường ống 28,089m) Qvào = 35,44 (l/s), có 2 ống thép đường kính mỗi ống D = 150 (mm), vận tốc v = 1 (m/s), = 0,0275, i = 1000i = 9,33 h2’’ = 2 0,00933 28,089 = 0,524 (m)

h2 = h2’ + h2’’ = 0,56 + 0,524 = 1,084 (m)

+ hdự trữ = 1 (m)

• + h3 là tổn thất áp lực trên đường ống hút từ bể chứa đến trạm bơm [m] có độ dài 3 m Qvào = 35,44 (l/s), có 2 ống thép đường kính mỗi ống D = 150 (mm), vận tốc v = 1 (m/s), = 0,0275, i = 1000i = 9,33 h2’’

= 2 0,00933 3 = 0,056 (m)

H b = (Zđ – Zb) + Hđ + hđ + h2 + h3 + hdự trữ = (7,9 – 7,9) + 28,089 + 4,25 + 1,084 + 0,056 + 1 = 34,479 (m)

Ta chỉ khảo sát chế độ công tác của hệ thống chữa cháy áp lực thấp

Giả sử trong trường hợp bình thường, tại điểm bất lợi A cần áp lực cần thiết là Hct Đường đo áp là đường 1 Cho rằng tại A có chữa cháy thì sẽ lấy nước ở họng chữa cháy cũng tại điểm A với áp lực Hcc = 10 (m).

Áp lực của máy bơm ở trạm bơm cấp II:

• h2 là tổn thất áp lực trên đường ống từ trạm bơm lên đài [m]

Gọi h2’ là tổn thất áp lực trên đường ống đoạn dài 30m Do có 2 đường ống từ trạm bơm lên đài nên sẽ tính 1 ống sau đó nhân đôi.Ta có Qvào = 5,625% Qngđ + Qcc = 5,625% 2268+ 54 = 181,575 (m3/h) = 50,44

(l/s).Chọn 2 ống thép có đường kính mỗi ống D = 150 (mm), vận tốc v = 1,43 (m/s), hệ số ma sát = = 0,027, i = 1000i = 18,76 h2’ = 2 0,01876

30 = 1,1256 (m)

Gọi h2’’ là tổn thất áp lực trên đoạn đường ông từ mặt đất lên đài nước (có chiều dài đường ống 28,089 m).Qvào = 50,44 (l/s), có 2 ống thép đường kính mỗi ống D = 150 (mm), vận tốc v = 1,43 (m/s), hệ số ma sát

= = 0,027, i = 1000i = 18,76 h2’’ = 2 0,01876 28,089 = 1,054 (m) h2 = h2’ + h2’’ = 1,1256 + 1,054 = 2,1796 (m)

• h3 là tổn thất áp lực trên đường ống hút từ bể chứa đến trạm bơm [m] có

độ dài 3 m Qvào = 50,44 (l/s), có 2 ống thép đường kính mỗi ống D = 150(mm), vận tốc v = 1,43 (m/s), = = 0,027, i = 1000i = 18,76 h3 = 2 0,01876 3 = 0,11256 (m)

• h1 là tổn thất áp lực trên đường ống từ đài đến ngôi nhà bất lợi [m]

Gọi h1’’ là tổn thất áp lực trên đường ống từ ngôi nhà bất lợi đến điểmnút số 1 h1’’ = h4-A + h5-4 + h5-6 +h6-1 = 9,436 (m)

Gọi h1’ là tổn thất áp lực trên đoạn ống từ đài nước đến điểm nút số 1 (có

độ dài đường ống 50m).Do Qvào = 66,74 + 15 (l/s) = 81,74 (l/s), chọn đường kính ống D = 250 (mm), vận tốc v = 1,67 (m/s), i = 0,000685 = 0,00927.Vậy h1’ = 0,00927 50 = 0,4635 (m)

h1 = h1’’ + h1’ = 9,436 + 0,4635 = 9,8995 (m)

= h2 + h3 + h1 = 2,1796 + 0,11256 + 9,8995 = 12,192 (m)

H b cc = (Znh – Zb) + Hcc + + hdự trữ = (7,9 – 7,9)+10 + 12,192 + 1 = 23,192 (m)

PHẦN 2:THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC

I: Giới thiệu chung về Đồ án

II Vị trí, hiện trạng, đặc điểm tự nhiên xã hội.

III: Giải pháp thiết kế

III.1 Phân tích nhiệm vụ thiết kế

III.1.1 Nhiệm vụ cần thực hiện:

Dựa vào bản đồ quy hoạch và các số liệu đã cho, thiết kế một mạng lưới thoát nước cho khu đô thị ta cần thực hiện những công việc sau:

-Tính toán lưu lượng thiết kế cho toàn khu vực

-Lựa chọn vị trí đặt trạm xử lý

-Vạch tuyến mạng lưới thoát nước

-Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước thải

III.1.2 Các căn cứ thiết kế:

-Các bảng tra tính toán thủy lực

-Các tiêu chuẩn xây dựng

-Theo các quy định trong luật xây dựng

III.1.3 Chọn kiểu hệ thống thoát nước :

Từ những đặc điểm của khu đô thị và các số liệu đã biết, ta thiết kế mạng lưới

thoát nước cho khu đô thị theo kiểu mạng lưới thoát nước riêng hòa toàn, các

tuyến ống chính được bố trí chạy dọc theo tuyến đường , các tuyến ống nhánh, cống góp lưu vực chảy vào cống chính ra trạm xử lý sau đó thoát ra nguồn xả

III.2 Thiết kế mạng lưới nước thải:

1.Chọn hệ thống thoát nước

Chọn theo phương án thoát nước riêng hoàn toàn.

2 Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới thoát nước:

Cống thoát nước thải được đặt trên vỉa hè, tuyến cống thoát nước thải được vạchtheo các nguyên tắc sau :

 Lợi dụng địa hình đặt ống theo chiều từ khu vực caotới khu vực thấp đảm bảo mạng lưới tự chảy là chủ yếu , tránh đặt nhiềutrạm bơm

hợp đặc biệt có thể xuyên qua các tiểu khu nhà ở ( Khi đó sẽ được thỏathuận với sở quy hoạch kiến trúc)

 Tổng chiều dài mạng lưới là nhỏ nhất, không đểtrường hợp nước chảy vòng quanh co

 Hạn chế các đường ống cắt qua sông , hồ, cầu ,đường sắt, đê đập và các công trình ngầm khác

Hệ thông thoát nước thải được thể hiện trên Bản vẽ Quy hoạch hệ thốngthoát nước thải Hệ thống thoát nước thải bao gồm một tuyến chính và các tuyếnnhánh

3 Tiến hành vạch tuyến mạng lưới nước thải:

• Xác định vị trí trạm xử lí nước thải:

• Phân chia lưu vực thoát nước

Căn cứ vào địa hình khu vực ta có thể chia khu đô thị ra làm 3 lưu vực thoát nước

Toàn bộ nước thải khu đô thị theo 3 tuyến ống chính sẽ đi tới trạm xử lý trướckhi xả ra nguồn

III.4 Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống

1 Tiêu chuẩn thải nước

Tiêu chuẩn thải nước được lấy bằng tiêu chuẩn cấp nước, tiêu chuẩn thải nướccủa các đối tượng thải nước được tổng hợp như sau :

- Tiêu chuẩn thải nước của các liền kề, biệt thự, nhà ở cao tầng, chung cư :

200 l/ng/ngđ

- Tiêu chuẩn thải nước của trường học, nhà trẻ : 20 l/ng/ngđ.

2 Xác định lưu lượng nước thải tính toán

Bảng tính toán lưu lượng cho liền kề biệt thự

Ký hiệu

bảng tính toán lưu lượng của các nhà cao tầng, chung cư

Kí hiệu Số người Diện tích tầngsố Diệntích

sàn

số dân

Qtb Đơn vị

Số lượng Đơn vị

Số

Lưu lượng tính toán cho trường học, mần non

Tiểu khu Dân số

3 Tính toán lưu lượng từng đoạn ống.

Từ bảng thống kê ta thấy lưu lượng nước sinh hoạt trung bình QTB = 18,75 (l/s)

Tra bảng hệ số không điều hòa chung ta được : Kc = 1,925

4 Tính tóa thủy lực mạng lưới thoát nước bẩn.

Tính toán thủy lực mạng lưới bao gồm xác định đường kính ống, độ dốc, vận

tốc dòng chảy, độ sâu chôn cống, cốt đáy cống

Các yếu tố thủy lực của từng đoạn cống được tính toán và tổng hợp trong Bảng

tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước thải sau :

Với độ sâu chôn cống ban đầu :

ho = h + t + d + i.L + (zđ – zc) + (D-d)Trong đó :

ho : chiều sâu chôn cống thoát nước ban đầu trong tiểu khu

h : chiều sâu lớp đất bảo vệ h = 0,3 ÷ 0,5 m

i.L : tổn thất áp lực từ trong sâ nhà ra cống thoát nước

Zđ , Zc : cao độ trong mặt đất trong sân nhà và tại cống thoát nước tiểu khu

D, d : đường kính ống ngoài đường và trong nhà

Đường kính

D (mm)

Độ dốc i

Vận tốc (m/s )

thất áp lực (m) (=i*L)