Tính toán công trình thu, trạm bơm cấp I & cấp II

Thành phố HP là một thành phố mới được quy hoạch, xây dựng và phát triển theo định hướng lâu dài, là một thành phố trọng điểm về kinh tế ở miền Bắc nước ta. Để tạo điều kiện phát triển kinh tế, thu hút vốn đầu tư nước ngoài, nâng cao đời sống của người dân thành phố việc xây dựng cơ sở hạ tầng như: Giao thông, điện, thông tin liên lạc đặc biệt là cấp nước và vệ sinh môi trường là hết sức quan trọng. Là một thành phố mới được quy hoạch cho nên HP chưa có một hệ thống cấp nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của người dân. Vì vậy việc thiết kế cho một hệ thống cấp nước cho thành phố là hết sức quan trọng, nó không những nâng cao mức sống của người dân mà còn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế.

Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành Lời nói đầu Sau hơn ba tháng miệt mài làm đồ án, đến nay em đã hoàn thành thiết kế tốt nghiệp. Mặc dù đã hết sức cố gắng nhng đồ án chắc không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo để những thiết kế thực tế trong tơng lai đạt kết quả tốt. Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo cô giáo trong khoa Môi trờng, đặc biệt là thầy Nguyễn Đức Thắng đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành thiết kế tốt nghiệp. 1 Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành Chơng I Phần Mở đầu I-/ Giới thiệu. Thành phố HP là một thành phố mới đợc quy hoạch, xây dựng và phát triển theo định hớng lâu dài, là một thành phố trọng điểm về kinh tế ở miền Bắc nớc ta. Để tạo điều kiện phát triển kinh tế, thu hút vốn đầu t nớc ngoài, nâng cao đời sống của ngời dân thành phố việc xây dựng cơ sở hạ tầng nh: Giao thông, điện, thông tin liên lạc đặc biệt là cấp nớc và vệ sinh môi trờng là hết sức quan trọng. Là một thành phố mới đợc quy hoạch cho nên HP cha có một hệ thống cấp n- ớc phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của ngời dân. Vì vậy việc thiết kế cho một hệ thống cấp nớc cho thành phố là hết sức quan trọng, nó không những nâng cao mức sống của ngời dân mà còn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế. II-/ Tổng quan về thành phố. II.1 Vị trí. Thành phố HP nằm ở phía Đông của tam giác châu thổ sông Hồng, tiếp giáp với tỉnh Thái Bình về phía Nam, tiếp giáp với tỉnh Hải Dơng về phía Tây, tỉnh Quảng Ninh về phía Bắc, Đông Bắc và tiếp với với Vịnh Bắc Bộ về phía Đông. Thành phố HP có một vị trí quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế của vùng tam giác Châu thổ sông Hồng nó vừa là cửa ngõ của vùng kinh tế Bắc Bộ, vừa là một trung tâm kinh tế của vùng. II.2 Điều kiện tự nhiên. II.2.1 Địa hình, địa chất. Thành phố HP có địa hình bằng phẳng và thấp trừ một số nơi có đồi cao hơn 50 m ở khu vực ngoại thành. Cao độ mặt đất trung bình là 8,5m. Theo tài liệu khoan thăm dò giếng khoan nớc ngầm nền đất đợc chia thành nhiều tầng: - Đất trồng trọt 1,5 m 2 Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành - Đất sét pha 3,5 m - Đất sét 6,2 m - Đất cát pha 5,5 m - Cát đen mịn 8,7 m - Cát thô 9,5 m - Cát thô lẫn sỏi cuội 12,4 m - Đá cứng Cốt mực nớc ngầm là 7,2 m. Con sông chảy qua thành phố có lu lợng 32 m 3 /s. Cốt mực nớc sông cao nhất 9,0 m Cốt mực nớc sông trung bình 7,0 m Cốt mực nớc sông thấp nhất 5,0 m Cốt đáy sông 3,0 m II.2.2 Khí hậu. Khí hậu thành phố HP chịu ảnh hởng của gió mùa nh khí hậu của vùng Đông Nam á. Về mùa Đông, áp lực cao ở vùng Trung á đã chi phối luồng không khí. Gió Đông Bắc khô và lạnh thổi qua miền Bắc Đông Nam á đa không khí lạnh vào miền Bắc nớc ta, nhiệt độ về mùa Đông có thể xuống tới 6 - 8 0 C. Vào mùa hè khí hậu của thành phố chịu ảnh hởng của gió mùa phía Nam và mùa này cũng là mùa ma lu lợng ma vào mùa này rất lớn. Lợng ma trung bình hàng năm là 1800 mm/năm thờng gió chủ đạo là hớng Đông - Nam. II.3 Điều kiện kinh tế xã hội. II.3.1 Dân số. Khu vực dân c của thành phố chia ra làm hai khu vực: Khu vực I: mật độ dân số 150 ngời/ha Khu vực II: mật độ dân số 200 ngời/ha. Dân số tổng cộng của thành phố, khu vực nội thành là vào năm 2010 dự kiến dân số sẽ tăng thêm 20%. 3 Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành II.3.2 Công nghiệp. Khu công nghiệp gồm có: - Nhà máy gạch chịu lửa có 400 công nhân trong đó có 100 công nhân làm việc ở phân xởng nóng. - Nhà máy cơ khí có 500 công nhân. Theo quy hoạch tổng thể xây dựng thành phố HP, thành phố sẽ xây dựng thêm nhiều khu công nghiệp nhằm thu hút vốn đầu t của nớc ngoài và là động lực chính để phát triển kinh tế, xã hội, nâng cao đời sống ngời dân. II.3.3 Nông nghiệp. Nông nghiệp cũng là một ngành kinh tế quan trọng của thành phố. Sản lợng nông nghiệp của thành phố tăng mạnh trong nhiều năm qua. Đất nông nghiệp chủ yếu nằm ngoài phạm vi phục vụ của hệ thống cấp nớc vì thế nó ít quan trọng đối với hệ thống cấp nớc. II.3.4 Y tế. HP có một bệnh viện với 500 giờng bệnh. Sức khỏe cộng đồng dân c chịu ảnh hởng nhiều của tình trạng cấp nớc. Một số bệnh liên quan đến nớc là sốt desgue, một số dạng viêm nhiễm ở phụ nữ, bệnh ỉa chảy, bệnh tả, bệnh shigella, sốt rét, mắt hột. Các bệnh có thể đợc giảm ở quy mô nào đó thông qua việc xây dựng hệ thống cấp nớc và cải thiện tình hình vệ sinh môi trờng. II.4 Hiện trạng cấp thoát nớc của thành phố HP. Hiện tại nguồn nớc ngời dân thành phố sử dụng chủ yếu là nớc lấy từ giếng khoan và giếng nớc mạch nông và nguồn nớc mặt bị ô nhiễm nặng do hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và chất thải của con ngời. II.5 Nhu cầu dùng nớc cho hiện tại và tơng lai. II.5.1 Nớc sinh hoạt. Tiêu chuẩn dùng nớc cho mỗi ngời dân thành phố theo nhiệm vụ thiết kế vào năm 2000 là 150 lít/ngời/ngày đêm. Và hệ thống cấp nớc sẽ cung cấp cho 100% dân số nội thành của thành phố. Vào năm 2010 dự kiến dân số thành phố sẽ tăng thêm 20% và tiêu chuẩn dùng nớc cũng tăng lên 200 lít/ngời/ngày. 4 Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành II.5.2 Nớc do công nghiệp. Vào năm 2000 có hai nhà máy là nhà máy gạch chịu lửa và nhà máy cơ khí, lợng nớc phục vụ cho sản xuất là 950 m 3 /ngày đêm, ngoài ra còn lợng nớc cung cấp cho việc sinh hoạt của công nhân trong nhà máy. II.5.3 Nớc phục vụ các công trình công cộng. Thành phố có ba trờng học và một bệnh viện, việc cung cấp nớc cho các công trình này là hết sức quan trọng. Ngoài ra lợng nớc dùng để tới cây rửa đờng cũng tơng đối lớn. Vào năm 2010 lợng nớc phục vụ cho công cộng tăng 100%. II.6 Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống cấp nớc. Thành phố HP là một thành phố mới đợc xây dựng do đó nhu cầu dùng nớc là rất lớn. Nguồn nớc mà nhân dân thành phố sử dụng hiện nay hầu hết là nớc lấy từ giếng khoan, giếng mạch nông và nguồn nớc mặt. Trong đó các nguồn nớc giếng mạch nông và nớc mặt hầu hết đã bị ô nhiễm do hoạt động kinh tế và chất thải sinh hoạt của con ngời. Do đó việc thiết kế xây dựng một hệ thống cấp nớc cho thành phố là hết sức cần thiết trong thời điểm hiện nay và một điều hết sức quan trọng nữa là nó sẽ đáp ứng nhu cầu dùng nớc trong tơng lai. Với tốc độ phát triển đô thị nh hiện nay vào năm 2010 sẽ có một lợng rất lớn các hộ tiêu thụ nớc mới với những yêu cầu cao về chất và lợng nớc. Hệ thống cấp nớc mới sẽ nâng cao mức sống cho nhân dân, đảm bảo các yếu tố để cải thiện điều kiện vệ sinh. Nhu cầu cấp nớc cũng là một nhu cầu hàng đầu để phát triển sản xuất, du lịch dịch vụ. Việc xây dựng phát triển cơ sở hạ tầng (trong đó có cấp nớc) sẽ tạo điều kiện tốt thu hút đầu t nớc ngoài vào thành phố thúc đẩy sự tăng trởng kinh tế, xã hội. Những phân tích trên đây chứng tỏ nhu cầu cấp bách cần thiết phải xây dựng một hệ thống cấp nớc. 5 Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành chơng II Xác định quy mô công suất của hệ thống. I-/ Tính toán cho năm 2000 Thành phố HP chia thành hai khu vực xây dựng: - Khu vực I: Số tầng nhà từ 2 đến 3 tầng, bậc chịu lửa hạng II, mật độ dân số 150 ngời/ha. Tiêu chuẩn dùng nớc 150 lít/ngời/ngày đêm. - Khu vực II: Số tầng nhà từ 3 đến 4 tầng, bậc chịu lửa hạng II. Mật độ dân số 200 ngời/ha. Tiêu chuẩn dùng nớc 150 lit/ngời/ngày đêm. Tổng diện tích toàn thành phố: F tp = 692,3 ha Trong đó diện tích khu vực 1 F kv1 = 358,8 ha khu vực 2 F kv2 = 333,5 ha. Diện tích xây dựng của từng khu vực: F xd kv1 = 233,3 ha F xd kv2 = 216,8 ha Diện tích cây xanh của toàn thành phố F cx = 103,8 ha Diện tích đờng phố của toàn thành phố F đ = 138,5 ha. I.1 Xác định nhu cầu dùng nớc. I.1.1 Nhu cầu dùng nớc cho sinh hoạt. Dân số hiện tại của thành phố. - Khu vực 1: N 1 = P 1 . F 1 = 150 x 233,3 = 34995 (ngời) P 1 : mật độ dân số của khu vực 1, P 1 = 150 ngời/ha. - Khu vực 2: N 2 = P 2 . F 2 = 200 x 216,8 = 43360 (ngời). P 2 : mật độ dân số của khu vực 2, P 2 = 200 ngời/ha. F 2 : Diện tích xây dựng của khu vực 2. Tổng dân số hiện tại của thành phố: N = N 1 + N 2 = 78355 (ngời) 6 Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành + Lu lợng ngày tính toán (trung bình trong năm) cho nhu cầu sinh hoạt trong khu dân c xác định theo công thức: Q tb ngày = q: tiêu chuẩn dùng nớc, q = 150 lít/ngời,ngđ N: số dân toàn thành phố Q tb ngày = + Lu lợng tính toán trong ngày dùng nớc lớn nhất. Q ngày max = K ng max x Q tb ngày K ng max : Hệ số dùng nớc không điều hoà ngày kể đến cách tổ chức xã hội, chế độ làm việc của các xí nghiệp, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nớc theo mùa, lấy K ng max = 1,4 Q ngày max = 1,4 x 11753,25 = 16454,55 m 3 /ngđ I.1.2 Nhu cầu nớc tới cây rửa đờng. a, L u l ợng n ớc t ới cây. Q C T = F cx . q t . 10 F cx : Diện tích cây xanh. q t : tiêu chuẩn tới, q t = 1 lít/m 2 . Q C T = 103,8 x 1 x 10 = 1038 m 3 /ngđ b, L u l ợng n ớc rửa đ ờng. Q RĐ = F đ . q r . 10 F đ : diện tích đờng phố. q r : tiêu chuẩn nớc rửa đờng, q r = 1lít/m 2 . Q RĐ = 138,5 x 1 x 10 = 1385 m 3 /ngđ. Tổng cộng lu lợng nớc tới cây, rửa đờng. Q T = Q C T + Q RĐ = 1038 + 1385 = 2423 m 3 /ngđ I.1.3 Nhu cầu nớc cho các công trình công cộng 7 Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành a, Tr ờng học. Trong thành phố có 3 trờng học, lu lợng nớc cấp cho mỗi trờng là 150 m 3 /ngđ. Lu lợng tổng cộng cấp cho 3 trờng học. Qth = 3 x 150 = 450 m 3 /ngđ. b, Bệnh viện. Thành phố có một bệnh viện với 500 giờng bệnh, tiêu chuẩn cấp nớc cho mỗi giờng là 300 lít/ngđ. Lu lợng nớc cấp cho bệnh viện. Q bv = n: Số giờng bệnh. q: tiêu chuẩn cấp nớc. Q bv = I.1.4 Lu lợng nớc cấp cho công nghiệp. a, Nhà máy gạch chịu lửa. + Lu lợng nớc sinh hoạt của công nhân khi làm việc tại nhà máy. Q SH ngđ = q n , q l : tiêu chuẩn dùng nớc sinh hoạt của công nhân phân xởng nóng và lạnh. N 1 , N 2 : Số công nhân làm trong phân xởng nóng và lạnh của nhà máy, N 1 = 100; N 2 = 300; Q SH ngđ = + Lu lợng nớc tắm của công nhân tại xí nghiệp. Q T = N 3 , N 4 : Số công nhân phân xởng nóng và phân xởng lạnh tắm tại nhà máy. N 3 = 100 (ngời) N 4 = 0,6 x 300 = 180 (ngời) Q T = + Lu lợng nớc sản xuất của nhà máy. 8 Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành Q sx = 450 m 3 /ngđ b, Nhà máy cơ khí: có 500 công nhân. + Lu lợng nớc sinh hoạt của công nhân khi làm việc tại nhà máy. Q sh = N 1 : số công nhân của nhà máy, N 1 = 500 q: tiêu chuẩn dùng nớc sinh hoạt của công nhân, q = 25 lít/ngời/ngđ Q sh = + Lu lợng nớc tắm của công nhân. Q T = N 2 : số công nhân đợc tắm tại nhà máy, N 2 = 0,6 x 500 = 300 q t : tiêu chuẩn nớc tắm của công nhân, q t = 40 lít/ngời. Q T = + Lu lợng nớc sản xuất của nhà máy Q sx = 500 m 3 /ngđ Thống kê nhu cầu dùng nớc công nghiệp Nhà máy Lu lợng nớc sản xuất (m 3 ) Lu lợng nớc sinh hoạt (m 3 ) Lu lợng nớc tắm (m 3 ) Tổng cộng (m 3 ) Gạch 450 12 13,2 475,2 Cơ khí 500 12,5 12 524,5 950 24,5 25,2 999,7 I.1.5 Tổng nhu cầu dùng nớc. Quy mô trạm xử lý Q = a.Q sh + Q T + Q CC + Q CN = 1,1 . 16454,55 + 2423 + 600 + 999,7 = 22122,7 (m 3 /ngđ) a :hệ số kể tới phát triển công nghiệp địa phơng Lu lợng nớc cấp cho mạng lới. Q ML = Q . b = 22122,7 x 1,2 = 26547,24 m 3 /ngđ 9 Đồ án tốt nghiệp Bùi Đức Thành Trong đó: b: hệ số kể đến lợng nớc thất thoát do dò rỉ và những yêu cầu cha tính đến. Quy mô công suất trạm cấp nớc. Q tr = Q ML x C = 26547,24 x 1,06 = 28000 m 3 /ngđ Trong đó: C: hệ số kể đến lợng nớc sử dụng cho bản thân trạm xử lý. I.1.6 Tổng hợp lu lợng dùng nớc + Chế độ phân phối + Nớc sinh hoạt Xác định hệ số không điều hoà giờ K h - Khu vực I: N 1 = 34995 (ngời) Tra bảng III - 2 TC 3385 đợc max = 1,175 Chọn max = 1,4 K h = 1,4 x 1,175 = 1,645 - Khu vực II: N 2 = 43360 (ngời) Tra bảng III - 2 TC 3385 đợc max = 1,161 Chọn max = 1,4 K h = max x max = 1,4 x 1,161 = 1,6254 Chọn K h = 1,7 cho cả hai khu vực. + Nớc tới cây: phân phối đều vào các giờ từ 5 h - 8 h và 16 h - 19 h + Nớc rửa đờng: phân bố đều từ 8 h - 18 h + Nớc công cộng. - Trờng học: Phân phối đều từ 6 h - 18 h - Bệnh viện: K h = 2,5 I.1.7 Lu lợng nớc chữa cháy. Lu lợng nớc chữa cháy đợc bơm vào mạng lới khi có cháy xảy ra. Dân số khu vực I là 34995 ngời. 10