BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH THU NƯỚC – TRẠM BƠM

Các bạn có thể tải về và áp dụng công thức với những công suất khác, bản đồ án này được 10đ trong đồ án môn học, đã được làm một cách kỹ càng về cả công thức, trích nguồn cũng như tiêu chuẩn, cảm ơn các bạn đã quan tâm và chúc các bạn kết thúc môn học với điểm A. Xin cảm ơn! Nguyễn Tuấn Linh

GVHD: TS Phạm Đức Tiến BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNGHÀ NỘI KHOA MƠI TRƯỜNG BÀI TẬP LỚN MƠN HỌC CƠNG TRÌNH THU NƯỚC – TRẠM BƠM Sinh viên thực : Nhóm 17 Nguyễn Tuấn Linh Trần Duy Cường Lớp : ĐH5M5 Chun ngành : Thiết kế cơng trình xử lý môi trường Giảng viên hướng dẫn : Tiến sĩ Phạm Đức Tiến Hà Nội, tháng 10 năm 2018 GVHD: TS Phạm Đức Tiến ĐỒ ÁN MƠN HỌC CƠNG TRÌNH THU TRẠM BƠM Thiết Kế Cơng Trình Thu Nước Ngầm – Trạm Bơm cấp I – Trạm bơm cấp II NHÓM 17 NƯỚC NGẦM ĐỀ NHÓM 17 NƯỚC MẶT ĐỀ NHÓM 16 (BỊ ĐẦY) A Nội dung I Số Liệu Tính Tốn II Tính tốn cơng trình thu nước ngầm Dựng mặt cắt địa chất Chọn tầng chứa nước Chọn sơ loại giếng khoan, sơ đồ bố trí sơ Tính tốn ống lọc ống vách Tính tốn giếng khoan làm việc riêng lẻ Tính tốn giếng khoan làm việc đồng thời Chương I: Tính Tốn cơng trình thu nước ngầm I Số liệu tính tốn - Cơng suất thiết kế: 40000(m3/ngđ) - Cao trình mặt đất: -0,7m - Mặt cắt địa hình: + Đất thổ nhưỡng: 7m + Á cát pha sét: 11m + cát thô: 4m + Á sét lẫn xác thực vật: 13m +Á cát pha sét: 11m +cát mịn: 13 + Cát thô pha cuộn sỏi: 5m + Sét: 2m + Cát thô: 14m + Sét - Cao trình mặt nước tĩnh: -4,7m - Mực nước cao trạm: 9m - Chiều dài ống đẩy: 1500m - Số đám cháy xảy đồng thời: 2x30 l/s - Số làm việc ngày:24h II Tính tốn cơng trình thu nước ngầm GVHD: TS Phạm Đức Tiến Dựng mặt cắt địa chất Đất thổ nhưỡng 7m Á cát pha sét 11 m Cát thô 4m Á sét lần xác thực vật 13 m 11 m 13 m Á cát pha sét Cát mịn Cát thô pha cuội sỏi 5m Sét 2m 14 m Cát thô Sét GVHD: TS Phạm Đức Tiến Chọn tầng chứa nước  Dựa vào mặt cắt địa chất, có tầng có khả thu nước:  Chọn tầng cát thô: 14m (lý chọn: chất lượng nước tốt, tầng chứa nước có áp, tầng có chiều dày lớn, hệ số thấm lớn )  Tra bảng 2.2 ta có: + Hệ số thấm: K= 25 – 75(m/ng) + Bán kính ảnh hưởng: 200 – 300m Chọn sơ giếng khoan sơ đồ bố trí giếng a Chọn giếng khoan  Là giếng khoan hoàn chỉnh thu nước ngầm có áp dùng ống lọc quấn dây Mặt quấn dây liên tục dây đồng thép khơng rỉ Dây quấn có tiết diện tròn ( d= 1÷ 2.5mm)., khoảng cách vòng dây 1÷ 2.5mm, lớp dây quấn cốt ống có đặt dây thép (d= 2÷ 5mm) dọc theo chiều dài ống nằm cách 40-50mm  Công suất thiết kế trạm xử lý 40000m3/ngđ, để thỏa mãn điều kiện giếng khoan làm việc ổn định ta chọn sơ giếng khoan 10 giếng hoạt động giếng dự trữ  Lưu lượng giếng: Q = = 4000 (m3/ngđ) = 167m3/h = 46,4(l/s) b Sơ đồ bố trí giếng  Chọn khoảng cách giếng ta phải xem xét đến độ hạ mực nước giếng làm việc đồng thời cho lưu lượng lấy giếng đảm bảo Q= 4000m3/ngđ GVHD: TS Phạm Đức Tiến - Nếu khoảng cách giếng liền kề gần q làm việc đồng - thời khơng ổn định làm độ hạ mực nước mức cho phép Nếu khoảng cách giếng xa, tổn thất lớn, chi phí xây dựng - quản lý cao Khoảng cách giếng liền kề xác định dựa vào bán kính ảnh hưởng độ hạ mực nước Tính tốn ống lọc ống vách a Tính tốn ống lọc  Kiểu loại chọn: theo trang 21 – phạm vi ứng dụng loại ống lọc, ta lấy nước tầng cát thô  chọn ống lọc quấn dây  Chiều dài công tắc ống lọc: Với m =14m, L = 0,7 – 0.9m, chọn 0,8m L = 14 x 0,8 = 11,2(m)  Vận tốc nước chảy qua ống lọc V=60 m/s, chọn K = 55( m/ng) => V = 60 = 228,18 m/s  Đường kính ống lọc: D= Trong đó: Q : lưu lượng thiết kế giếng khoan (m3/ng) L: chiều dài công tác ống lọc(m) V: vận tốc nước chảy qua ống lọc(m/ng) D= = Tra theo TC Kích thước ống thép: Ta có D lọc = 498 làm tròn = 500mm Kiểm tra lại chiều dài ống lọc: L = = = 11,21(m) Vậy chiều dài ống lọc: 11,2m - Công suất 40000 m3/ngđ, chọn 10 giếng, lưu lượng giếng là: Q=m3/ngđ = 167m3/h = 46,4(l/s) - Với Q = 46,4 l/s thuộc (38 ÷ 57) theo bảng 2.1: Chọn đường kính ống vách vào bơm - Đường kính ngồi bơm 250mm - Đường kính tối ưu ống vách(đường kính ngồi) 380mm - Đường kính tối thiểu ống vách(đường kính trong) 300mm  Chọn kiểu loại ống lọc: Thu nước tầng cát thô, nên ta chọn kiểu ống lọc quấn - dây, dây quấn có tiết diện tròn, d=1 ÷ 2,5 mm b Tính chọn ống vách Vật liệu làm ống vách thép ( dùng để ngăn nước chất lượng xấy từ tầng phía chảy vào giếng, gia cố, bảo vệ, tránh sạt lở giếng, chống sập giếng) GVHD: TS Phạm Đức Tiến - Theo quy phạm, D ống vách ≥ D lọc +50mm  D vách ≥ 500 +50 = 550m tra bảng 2-1  đạt Tính giếng khoan làm việc riêng lẻ a Tính độ hạ mực nước giếng Áp dụng công thức 2-17 với giếng khoan hồn chỉnh thu nước ngầm có áp S=0,37 x log (m) Trong đó: S: độ hạ mực nước giếng bơm(m) Q: lưu lượng giếng 4000m3/ngđ R: bán kính ảnh hưởng, tra bảng 2.2, R = 250m R: bán kính ống lọc, r = = = 0,25 m K: hệ số thấm tầng chứa nước, tra bảng 2.2, K = 55 m/ng M: chiều dày tầng chứa nước, m = 14m S=0,37 x = 5,77 m Vậy bơm làm việc với Q = 3000m3/ngđ độ hạ mức nước 5,77m b Tính tổn thất mực nước qua ống lọc: Áp dụng công thức thực nghiệm Abramốp (CT 2-6) ∆S = a (cm) Trong đó: ∆S: tổn thất mực nước qua ống 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 Chọn ống bọc luới quấn dây a=15 ÷ 20, chọn 15 : diện tích xung quanh ống lọc.(m2): =DL = 3,14 x 0,5x 14 = 22 (m2) Với L: Chiều dài ống lọc, với giếng thu hồn chỉnh có áp L = tầng thu nước = 14m =>∆S = a = 15 = 66 (cm/ng) c Tính độ hạ mực nước giới hạn (S ≤ Sgh): GVHD: TS Phạm Đức Tiến Do giếng khai thác nước ngầm có áp nên áp dụng công thức 2-46: Sgh = H – (0,3 ÷ 0,5)m - ∆S - ∆Hb Trong đó: H: chiều sâu mực nước tĩnh tính đến đáy cách thủy chưa bơm = hiệu số cao trình mặt nước tĩnh cao trình đáy tần nước ngầm H = MNT - (MĐ + Ʃcao trình) - MNT = (0,7+7+11+4+13+11+13+5+2+14) + (-4,7) = 76m m: chiều dày tâng chứa nước, m = 14m ∆S: tổn thất mực nước qua ống lọc (m) ∆Hb: độ sâu đặt bơm mực nước động Lấy từ 2-5m, chọn 3m Vậy: Sgh = 76 – 0,4 x 14 – 0,66 – = 65,34 m So sánh S bơm (1) => TXL) Đoạ ED Ph ễu, côn , tê, cút , kh óa, van phễ u hút cút 90 kh óa tê v (m/s) H b= ( ∑ ξ) ( m ) g = 9, m /s 0, GVHD: TS Phạm Đức Tiến DQ QN NP PX côn thu cút 90 kh óa thu mở kh óa van chi ều cút 90 tê côn mở tê côn mở kh óa van chi 0, 6 0, 0, 0, 2 GVHD: TS Phạm Đức Tiến ều cút 90 ∑Hcb= 0,638 (m) Tổn thất áp lực ống tự chảy V= 1m/s, 1000i = 3,15 Q = 0,1275m3/s Ta chọn lống = 100m => hống = il = Tính (ống tự chảy họng thu) = hống + hcb phễu ξ = 0,15 song chắn rác hs = 0,1 khóa ξ( dung để đóng rửa ngăn thu) = = 0,25 = il + = 0,315 + 0,25 + = 1,33m - = 7,5- 1,33 = 6,17 m 12m L hL: tổn thất qua lưới chắn rác, chọn hL = 0.2m 6,17 – 0,2 = 5,97m Lấy tròn số = 6m GVHD: TS Phạm Đức Tiến II.3.3 Tính cột áp toàn phần chọn máy bơm +) Cột áp toàn phần: Hb = Hhh + HTD + ∑h Với HTD= Hhh= WMNCN TXL WMNTN ngăn hút = 12 = (m) ∑h = ∑Hdd ∑Hcb = 14,85 0,638 = 13,438 (m)  Hb = 21,488 (m) +) Chọn bơm với Qb = 230 m3/h=64 (l/s) Hb = 21,488 (m) Chọn bơm Omega 125-290B n= 1450 v/ph Đường đặc tính bơm số 276 -P=15kW Đường đặc tính ống bơm Qống = =128(l/s) Hống = Hhh + SQ2 Mà Ʃh = S.Q2 Trong đó: Q lưu lượng ống ống hút S hệ số tổn thất toàn phần ( tổng tổn thất ống hút cộng ống hút chia Q2 ống hút ống đẩy) Với S = ; : tổng tổn thất từ ống hút trạm trạm bơm đến tạm xử lý Ʃh = 13,438 m S = = 0,00082 Lập bảng: GVHD: TS Phạm Đức Tiến H b = H hh + S Q 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Từ bảng ta dựng đường đặc tính đường ống 6, 5 0, 4, 9, 4, 8, GVHD: TS Phạm Đức Tiến Hb(m) Đường đặc tính ống 45 40 35 30 f(x) = 0.16x + 1.79 25 20 15 10 0 50 100 150 200 250 Q ống (l/s) III TÍNH TỐN TRẠM BƠM CẤP II o ĐỀ BÀI: - Công suất 22000m3/ngđ Cao độ số đám cháy lấy theo =230l Khoảng cách đến điểm dùng nước bất lợi nhất:17m Cao độ điểm dùng nước bất lợi nhất: 27m Đường kính tuyến ống dẫn đến điểm dùng nước bất lợi ( tự - chọn với lưu lượng vận chuyển 10% công suất) Giờ dùng nước: G I Ờ D Ù N LƯ U LƯ Ợ N G GVHD: TS Phạm Đức Tiến G N Ư Ớ C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 0.9 1.1 1.3 3.5 5.5 8.8 5.5 4.5 GVHD: TS Phạm Đức Tiến 1 2 3 4 5 6 7 8 9 - 3.5 8.5 4.7 4.5 3.5 3.5 5.1 8.1 4.5 GVHD: TS Phạm Đức Tiến 2 2 2 2 3 2 Lưu lượng bơm Chọn sơ bơm: bơm làm việc, bơm dự trữ  Các bơm cấp II bơm nước từ bể chứa nước cấp vào mạng lưới phân phối Chọn số lượng bơm làm việc khung giờ: Chế độ bơm theo bậc thang Giờ ngày 0_1 1_2 Lượng nước tiêu thụ %/Qng 0.9 Lượng Lượng nước nước vào bơm đài %/Qng %/Qng 2.15 2.15 1.15 1.25 Lượng nước đài %/Qng Lượng nước lại đài %Qng Số bơm làm việc - 0.206 1.456 1 GVHD: TS Phạm Đức Tiến 2_3 3_4 4_5 5_6 6_7 7_8 8_9 9_10 10_11 11_12 12_13 13_14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 Tổng 1.1 1.3 3.5 5.5 8.8 5.5 4.5 3.5 8.5 4.7 4.5 3.5 3.5 5.1 8.1 4.5 2 100 2.15 2.15 2.15 2.15 5.16 5.16 6.966 5.16 5.16 5.16 6.966 5.16 5.16 3.87 2.15 5.16 6.966 5.16 5.16 2.15 2.15 3.87 100 1.05 0.85 0.16 0.66 1.66 0.46 0.66 0.37 0.06 0.66 0.15 0.15 - 0.85 1.35 0.34 1.834 0.34 1.534 1.35 1.134 0.84 0.13 2.506 3.356 2.506 1.156 1.316 0.976 -0.858 -1.198 -0.538 1.122 0.46 1.12 1.49 0.14 0.2 -0.934 -0.274 -1.114 -0.964 -0.814 -0.944 Qua bảng thống kê ta thấy: o Trạm bơm có cấp bơm với loại bơm o Lưu lượng trạm bơm bơm làm việc:  Qtr = Q1b = 2,15%×22000 =473 (m3/h)= 131,4 (l/s) o Lưu lượng trạm bơm bơm làm việc:  Qtr = Q2b = 3,87%×22000 = 852(m3/h) = 237 (l/s) o Lưu lượng trạm bơm bơm làm việc:  Qtr = Q3b = 5,16% × 22000 = 1135(m3/h) = 315(l/s) o Lưu lượng trạm bơm bơm làm việc:  Qtr = Q4b = 6,996% × 22000 = 1539 (m3/h) = 428 (l/s) Thể tích đài nước: o Chọn từ 18h – 19h cạn nước o Từ bảng thống kê ta tính thể tích đài là:  Vđ= Vđh + V10cc 1 1 3 3 3 3 1 GVHD: TS Phạm Đức Tiến Trong Vđh: thể tích điều hòa đài nước tính thể tích nước lớn lại đài Vđh = (3,356+1,198)%Qngđ =4,554% x 22000=1002 (m3)  V10CC: thể tích nước chữa cháy tồn khu vực dùng nước tính 10 phút: V10CC =t.n.qcc = 10x60x2x30=36000 l = 36 m3 o Vậy Vđ = 1002+ 36 =1038 m3 Với trường hợp đài đặt đầu mạng lưới H = Hđh +hh + hd+hdự trữ Trong đó: Hdh: chiều cao bơm nước địa hình xác định hiệu cao tình cao đài mực nước thấp trpng bể chứa nước Hđh = + HZ + Hd + Ho : chiều cao hút địa hình, hiệucao trình trục bơm mực nước thấp bể chưa nước sạch, lấy 6m Hz: độ chênh cao trình mặt đất nơi đặt đài nước trục bơm = 0m Hd chiều cao xây dựng đài chọn Hd=30m Ho chiều cao mực nước lớn đài nước Ho=5m hh: tổng tồn thất đường ống hút hd:tổng tốt thất đường ống đẩy Hđh = 6+30+5 = 41m o h = Hd +Hcb :tổng tổn thất áp lực đường ống hút ống đẩy Hd = i.l Hcb = Ʃ - Tính Hh: tổn thất đường ống hút Hh = ih.lh + Ʃ + Do trạm có ống hút , thời điểm dùng nước lớn ống tải lưu lượng : Q1 ống = Qtrạm max /2 = = 104 (l/s) Sử dụng hình trang hình trang 11 sổ tay máy bơm.Ta chọn ống hút ống thép GVHD: TS Phạm Đức Tiến Q(l/s) 104 +Tính Ʃ l(m) 15 D(mm ) 300 V(m/s) i H=i 1,5 0,00025 0,00375 Hệ số tổn thất đường ống hút (đến bơm xa nhất) V(m/ Tê Số côn, Hcb =Ʃ n chi tiết (1+0,1+0,15+1 Cú ) = 0,26 90 cô n thu ph ễu hút kh óa Vậy Hh = ih.lh + Ʃ = 0,00375+0,26 = 0,264 m - Tính Hđ: tổn thất đường ống đẩy Hh = iđ.lđ + Ʃ bơm chọn đường ống đẩy Chọn ống thép đường kính 400mm Q(l/s) l(m) 237 3000 D(mm ) 400 V(m/s) i H=i 0,004 12 Tính Ʃ V(m/ Hệ số tổn thất đường ống đẩy Tê Số côn, Hcb = n chi GVHD: TS Phạm Đức Tiến tiết Cú (1+2+0,25) = 0,166 90 kh óa n mở I II Vậy Hđ = iđ.lđ + Ʃ = 12+0,166=12,166 Vậy Ʃh= 0,264+12,166=12,43 o Hdự trữ áp lực dự phòng tính tốn lấy 1m Vậy cột áp toàn phần: H = 41+12,43+1 =54,43 Chọn bơm Qb = 107(l/s) H = 54,43 Chọn bơm ly tâm nước Omega V 150-460A n= 1450v/ph hiệu suất = 80% Điểm làm việc bơm: 378 Đường đặc tính ống bơm Qống = =214(l/s) Hống = Hđh + SQ2 Mà Ʃh = S.Q2 Trong đó: Q lưu lượng ống ống hút S hệ số tổn thất toàn phần ( tổng tổn thất ống hút cộng ống hút chia Q2 ống hút ống đẩy) Với S = ; : tổng tổn thất từ ống hút trạm bơm II đến cuối mạng lưới Ʃh = 12,43m S = = 0,00025 Lập bảng: GVHD: TS Phạm Đức Tiến H b = H đh + S Q 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Từ bảng ta dựng đường đặc tính đường ống 4 1, 3, 7, 5 1, 3, 5 7, GVHD: TS Phạm Đức Tiến Hb(m) Đường đặc tính ống 70 60 50 f(x) = 0.07x + 38.74 40 30 20 10 0 50 100 150 200 250 300 Q ống (l/s) III Thiết kế nhà trạm  Bố trí máy bơm trạm bơm:  Theo tính toán: số bơm trạm bơm hoạt động bơm dự trữ Cả bơm bơm ly tâm nước Omega 150-460A  Chọn sơ đồ bố trí dãy song song với nhà trạm Xây nhà trạm chìm nửa nơi; ơng đặt sàn gian máy Kích thước nhà trạm thể vẽ chi tiết LxBxH = 16,5 x 10,2 x 10 ...GVHD: TS Phạm Đức Tiến ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG TRÌNH THU TRẠM BƠM Thiết Kế Cơng Trình Thu Nước Ngầm – Trạm Bơm cấp I – Trạm bơm cấp II NHÓM 17 NƯỚC NGẦM ĐỀ NHÓM 17 NƯỚC MẶT ĐỀ NHÓM 16 (BỊ ĐẦY) A... II.2.5 Họng thu nước Họng thu nước phận cơng trình thu nước xa bờ có nhiệm vụ thu đủ khối lượng nước yêu cầu với chất lượng đảm bảo để để dẫn qua ống tự chảy cơng trình Theo đặc điểm thu nước cấu... = MNT – S2 -S = -4,7 – 6,325-0,686= -11,711m Tính tốn trạm bơm cấp I  Sơ đồ bố trí sơ máy bơm giếng - Cao trình mặt đất: -0,7 - Cao trình đặt bơm = -11,711 - 3( độ sâu đặt bơm mực III nước động