Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 giới thiệu tới người đọc các nội dung: Dự báo quá trình diễn biến lòng sông, thiết kế các công trình trong khu vực cầu vượt sông, tính toán thủy văn thủy lực công trình thoát nước dọc tuyến, tính toán và thiết kế mạng lưới thoát nước đô thị. Mời các bạn cùng tham khảo.
http://cauduongbkdn.com Chơng VI - dự báo trình diễn biến lòng sông Đ 6.1 Định nghĩa, nguyên nhân, phân loại diễn biến lòng sông 6.1.1 Định nghĩa Diễn biến lòng sông biến đổi hình dạng, kích thớc mặt bằng, mặt cắt dọc mặt cắt ngang lòng dẫn dới tác động dòng nớc, điều kiện tự nhiên có tác động yếu tố nhân tạo hay yếu tố thiên tạo đột xuất Diễn biến lòng sông có nghĩa rộng nghĩa hẹp - Diễn biến lòng sông theo nghĩa rộng trình lịch sử hình thành phát triển lòng sông, bao gồm toàn thung lũng sông Vấn đề thuộc phạm trù địa sử học, địa mạo học - Diễn biến lòng sông theo nghĩa hẹp hạn chế biến đổi cận đại thân lòng dẫn Đây đối tợng động lực học dòng sông Nhng biến đổi cận đại thân lòng dẫn đợc triển khai biến đổi lịch sử phận thung lũng sông Vì vậy, chúng có mối liên hệ nội với 6.1.2 Nguyên nhân diễn biến lòng sông Nguyên nhân diễn biến lòng sông cân tải cát Trong đoạn sông nào, vùng cục đoạn sông, dới điều kiện định, dòng chảy có sức tải cát định Nếu lợng bùn cát đến tơng ứng với sức tải cát, dòng chảy trạng thái tải cát cân bằng, lòng dẫn không xói không bồi Khi lợng bùn cát đến lớn sức tải cát dòng chảy, số bùn cát mà dòng chảy mang thêm đợc bồi lắng dần xuống làm cho lòng dẫn nâng cao Khi lợng bùn cát đến nhỏ sức tải cát dòng chảy, số bùn cát thiếu hụt đợc dòng chảy bào xói lòng dẫn để bổ sung, làm cho lòng dẫn hạ thấp Diễn biến lòng sông nh trình chuyển động học khác, cân tơng đối, không cân tuyệt đối Lòng dẫn, giờ, phút luôn trạng thái biến hoá phát triển Ngay gọi ''cân tải cát'', toàn đoạn sông, thời gian lòng dẫn đợc coi ổn định, nhng nơi, sóng cát tồn tại, thực chất tải cát không cân http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com 6.1.3 Phân loại diễn biến lòng sông Khi phân tích diễn biến lòng sông thờng chia diễn biến mặt bằng, diễn biến mặt cắt dọc, diễn biến mặt cắt ngang, nhng thực chất ba loại đan xen nhau, ¶nh h−ëng lÉn nhau, khèng chÕ lÉn a Diễn biến mặt cắt ngang: cân tải cát phơng ngang gây nên Sự cân tải cát phơng ngang hoàn lu Khi dòng chảy tồn hoàn lu, dòng nớc mặt không theo phơng chuyển động chung mà chảy xiên sang bờ, dòng nớc đáy chuyển động sang bờ khác, ngợc với dòng nớc mặt Bờ có dòng nớc mặt xô vào bị xói, bờ tiếp nhận dòng nớc đáy đợc bồi Ngoài hoàn lu ra, sóng cát tạo chuyển dịch bùn cát theo phơng ngang b Diễn biến mặt bằng: chủ yếu dịch chuyển mặt bằng, đờng bờ, lạch sâu, khối bồi lắng, có liên tục, có đột biến, có có chu kỳ chịu tác động tổng hợp nhiều yếu tố c Diễn biến mặt cắt dọc: cân tải cát phơng dọc, có nguyên nhân từ thiên nhiên nh thay đổi theo thời gian theo dọc đờng lợng bùn cát, thay đổi dọc đờng độ dốc chiều rộng thung lũng sông, nâng lên hạ xuống vỏ trái đất, mực nớc biển v.v có nguyên nhân từ ngời nh xây dựng đập ngăn sông, công trình chỉnh trị d Trên quan điểm thời gian phơng hớng phát triển, chia diễn biến đơn hớng thời gian dài diễn biến cã tÝnh chÊt chu kú thêi gian ng¾n - Diễn biến đơn hớng thời gian dài nh lòng sông miền núi ngày hạ thấp, lòng sông đồng ngày nâng cao, tam giác châu ngày kéo dài biển v.v Loại biến hình tiến hành chậm chạp, thông thờng giải vấn đề công trình không xét đến, trừ trờng hợp đặc biệt - Diễn biến có tính chất chu kỳ nh nâng lên hạ xuống cao trình ngỡng cạn năm; hình thành, phát triển suy vong đoạn cong, đoạn phân lạch; chuyển động sóng cát v.v trình phát triển, hình thái sông thờng dao động quanh vị trí trung bình, nhng lặp lại cách máy móc trở hoàn toàn trạng th¸i cị DiƠn biÕn chu kú diƠn nhanh chãng, ảnh hởng lớn đến hoạt động kinh tế ngời, nên cần đặc biệt ý 6.1.4 Các yếu tố ảnh hởng đến diễn biến lòng sông Các yếu tố ảnh hởng đến diễn biến lòng sông phức tạp, nêu lên yếu tố chủ yếu sau: http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com a ảnh hởng đến trình lịch sử hình thành lòng sông bao gồm: Vận động cấu tạo vỏ trái đất, tác dụng dòng chảy, tác dụng khí hậu, thời tiết Trong đó, tác dụng dòng chảy chủ yếu Các yếu tố khác tác dụng riêng rẽ để hình thành dòng sông, mà phối hợp hỗ trợ cho dòng chảy b ảnh hởng đến diễn biến lòng sông bao gồm: - Lợng nớc đến chế độ phân phối nó; - Lợng cát đến chế độ phân phối nó; - Độ dốc thung lũng sông; - Tình hình địa chất; - Các hoạt động ngời Đ 6.2 Các yếu tố đặc trng hình thái sông Bề mặt lục địa đợc chia thành vô số lu vực sông lớn, nhỏ khác Đáy lu vực, phần có dòng nớc chảy đờng bờ lòng dẫn sở dòng sông Phần lu vực cao hơn, tiếp giáp với lòng dẫn sở, tham gia vào việc dung nạp thoát nớc mùa lũ đợc gọi bÃi sông (hay thềm sông) Một sông có nơi bắt nguồn cửa sông Nơi bắt nguồn từ khe, suối vùng rừng núi, từ sông khác lớn Cửa sông nơi hợp lu với sông khác, nơi đổ vào hồ, vào biển Sông mà dòng nớc đổ vào sông khác lớn hơn, gọi phụ lu Sông mà dòng nớc bắt nguồn từ sông khác gọi chi lu Có sông chi lu sông này, nhng lại phụ lu sông khác Nh sông Đuống, sông Luộc chi lu sông Hồng, nhng phụ lu sông Thái Bình Sông Đào chi lu sông Hồng, nhng phụ lu sông Đáy Từ nguồn nhìn phía cửa, tức nhìn xuôi theo chiều dòng nớc, phía tay trái ngời nhìn bờ trái (tả ngạn), phía tay phải ngời nhìn bờ phải (hữu ngạn); phía sau lng thợng lu, phía trớc mặt hạ lu Không nên lầm lẫn thợng lu, hạ lu với thợng du, hạ du Thợng, hạ lu thuật ngữ dùng để phân chia hai phía mặt cắt phân giới; thợng, hạ du trung du cách phân đoạn ba phần từ nguồn đến cửa sông, mà thờng sông chảy qua vùng: vùng rừng núi, vùng gò đồi vùng đồng Nhng thợng, hạ du hiểu theo nghĩa phần sông từ vị trí lên nguồn xuống cửa, thợng hạ lu thờng đoạn sát trên, sát dới công trình Các đặc trng hình thái sông bao gồm: loại hình sông, mặt cắt ngang, mặt cắt dọc tuyến chảy mặt khối bồi lắng lòng sông Chúng ta lần lợt điểm qua đặc trng http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com 6.2.1 Phân loại sông Có nhiều cách phân loại sông, tùy theo quan điểm tiêu đặt nhà nghiªn cøu Theo diƯn tÝch l−u vùc cã thĨ chia thành sông lớn, sông nhỏ; theo chế độ dòng chảy vùng địa lý qua chia sông vùng núi, sông vùng trung du sông vùng đồng bằng; theo tính chất diễn biến hình thái lòng sông mà chia sông ổn định sông không ổn định quan tâm đến cách phân loại để xác định loại hình lòng sông, phục vụ cho thiết kế, thi công khai thác công trình cầu qua sông Lòng dẫn dòng nớc thiên nhiên tạo có hình thái phức tạp Chúng thờng có tuyến quanh co, uốn khúc mặt bằng, kích thớc ngang (chiều rộng, độ sâu) thay đổi với biên độ lớn Mặt cắt ngang lòng dẫn thờng không đối xứng, mặt cắt dọc có độ dốc thay đổi dọc đờng Sự phức tạp, không quy tắc lòng dẫn tạo phức tạp, tính không gian dòng nớc Mặc dù yếu tố ngẫu nhiên có vai trò quan trọng hình thành phát triển lòng sông, nhng hình dạng đợc định yếu tố tất nhiên Vì vậy, từ tính chất muôn hình muôn vẻ dòng sông, nhà khoa học đà dựa vào tiêu, quan điểm để phân chia lòng sông thành số loại hình Sự phân chia loại hình lòng sông không đặt cho toàn chiều dài từ nguồn đến cửa sông, mà đặt cho đoạn sông ngắn Dựa hình dạng mặt cắt lòng sông hai đờng mép bÃi tính chất trình diễn biến vùng đồng trầm tích, ngời ta chia lòng sông thành loại hình sau: đoạn sông thẳng, đơn lạch; đoạn sông phân lạch đoạn sông uốn khúc a Đoạn sông thẳng, đơn lạch: Đặc điểm ngoại hình đoạn sông có khối bồi lắng liền bờ (bÃi bên) xếp so le hai bên Mùa kiệt, dòng chảy quanh co bÃi bên so le Nhng mùa nớc trung, nớc ngập bÃi bên, dòng chảy có đờng viền tơng đối thẳng, bÃi bên di chuyển, bò dần hạ lu, để đổi chỗ cho lạch sâu (hình 6-1 cho ví dụ đoạn sông thẳng, đơn lạch) Hình 6-1: Đoạn sông thẳng, đơn lạch http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com b Đoạn sông phân lạch Đoạn sông phân lạch thờng xuất sông tơng đối lớn Đặc điểm bật đoạn sông mặt có đờng viền hình dày, thắt nút hai đầu phình rộng Nơi phình rộng sông chia làm nhiều lạch, thờng ữ lạch, có lạch chính, lạch bÃi BÃi thờng có cao trình ngang b·i s«ng, ngËp mïa lị, lé mùa nớc trung kiệt Trên mặt bÃi có thĨ cã thùc vËt sinh tr−ëng, thËm chÝ cã lµng xóm, dân c Ví dụ đoạn sông Hồng chảy qua Hà Nội đoạn sông phân lạch, có bÃi Trung Hà Hình 6-2 thể đoạn sông phân lạch điển hình Hình 6-2: Đoạn sông phân lạch Khi đoạn sông chia nhiều lạch, bÃi cồn cát non, phân bố tản mạn, lạch không ổn định, gọi đoạn sông du đÃng Hạ du sông Hoàng (Trung Quốc) đoạn sông du đÃng tiếng (xem hình 6-3) Hình 6-3: Đoạn sông du đÃng c Đoạn sông uốn khúc Đoạn sông uốn khúc tồn phổ biến nhất, sông lớn, hay sông nhỏ Tuyến dòng chảy mùa nớc trung có dạng đồ thị hình sin, gồm nhiỊu khóc cong nèi tiÕp Trong mét khóc cong, cã bê lâm, bê låi Bê lâm th−êng dèc, cã lạch sâu ép sát Bờ lồi thờng thoải, có bÃi bên hình lỡi trai Giữa hai khúc cong ngợc chiều liền đoạn thẳng chuyển tiếp, có ngỡng cạn hình yên ngựa Khúc http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com cong có chiều dài lớn, bán kính cong bé, tạo thành hình nút thắt với eo sông hẹp, gọi vòng sông Hình 6-4a thể đoạn sông uốn khúc, hình 6-4b thể vòng sông Hình 6-4: a) Đoạn sông Hồng từ Hà Nội đến Hng Yên; b) Vòng sông Hữu Chung sông Luộc Chú ý rằng, phân loại thích hợp điều kiện vận động hoàn toàn tự dòng sông, không bị cỡng tự nhiên nhân tạo Đối với đoạn sông, loại hình sông chuyển đổi có thay đổi lớn điều kiện ảnh hởng Sự chuyển đổi diễn theo trình theo chu kỳ 6.2.2 Các yếu tố mặt cắt ngang Mặt cắt ngang lòng sông đợc tạo thành kết trình tác động tơng hỗ dòng nớc lòng dẫn với điều kiện địa hình, địa chất nó, chịu ảnh hởng lớn hình dạng cấu trúc thung lũng sông a vùng rừng núi Nơi dòng chảy tạo lòng sông tác dụng chủ yếu cắt gọt, xâm thực địa hình nguyên sinh, mặt cắt ngang thờng có hình dạng chữ V chữ U phát triển không hoàn toàn nh hình 6-5 thể http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com Hình 6-5: Mặt cắt ngang lòng sông miền núi Trong trờng hợp này, hai bờ sông thờng dốc, mặt dốc thẳng cong nơi có địa chất phân tầng tính chống xói khác nhau, xuất mặt cắt ngang dạng bậc thang, có đáy bờ ranh giới rõ rệt Mặt cắt ngang lòng sông miền núi có mặt nớc hẹp, mùa nớc lòng sông thờng phân giới địa hình Trong số đoạn có bÃi bên b»ng ci, sái Mùc n−íc mïa kiƯt th−êng ngang víi cao trình đỉnh bÃi cuội, sỏi Tỷ lệ chiều rộng chiều sâu mặt cắt ngang sông vùng núi thờng nhỏ xa 100, có chỗ 10 ữ 20 Tỷ lệ đó, nơi thung lũng hẹp thờng giảm nhỏ mực nớc lên cao, nơi khác không thay đổi nhiều, mực nớc lên xuống b vùng đồng trầm tích Mặt cắt ngang thung lũng sông thờng có độ dốc thoải, dốc đáy khó phân biệt, nhận thấy phân giới vùng hẹp Các yếu tố mặt cắt ngang dòng sông đồng đợc thể hình 6-6 Đặc điểm rõ mặt cắt ngang sông đồng có thềm bÃi sông rộng, bị ngập mïa lị Trong thêi gian n−íc lị trµn b·i, bïn cát bồi lắng tập trung dải gần bờ, nên mặt bÃi có độ dốc ngang: sát bờ địa cao nh tuyến đê tự nhiên, xa mặt bÃi thấp, hình thành vùng ao hồ, đầm lầy http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com 1.2.3 - Mùc n−íc mïa lị, mïa trung, mùa kiệt; - Dốc thung lũng dạng bậc trầm tích; - Phân giới dốc thung lũng bÃi sông; - BÃi sông; - BÃi bên; - Mép bờ ; - Đê; 10 - Tầng trầm tích; 11 - Đá gốc Hình 6-6: Mặt cắt ngang sông đồng Trên mặt cắt ngang lòng sông đồng nhận biết cấp bậc lòng sông mùa nớc Cao trình mép bÃi bên ngang với mực nớc mùa kiệt; cao trình thềm bÃi sông ngang víi mùc n−íc mïa trung (øng víi l−u l−ỵng tạo lòng); mùa lũ, mực nớc cao mặt bÃi sông, có đê, dòng nớc chảy hai tuyến đê Phần lòng sông dới mực nớc mùa kiệt gọi lòng sông mùa kiệt, phần lòng sông mực nớc kiệt cao trình mặt bÃi sông gọi lòng sông mùa nớc trung, phần lòng sông mặt bÃi sông gọi lòng sông mùa lũ Chú ý rằng, mặt cắt ngang đợc xác định vuông góc với phơng dòng chảy, nhìn từ thợng lu hạ lu Vì vậy, đoạn sông phân lạch, mặt cắt ngang không nằm đờng thẳng mà đờng gẫy khúc Mặt cắt ngang đợc vẽ sở số liệu đo đạc định kỳ mặt cắt cố định từ bình đồ có điểm đo đủ dày, tỷ lệ 1:5000 lớn Mặt cắt ngang lòng sông thờng có hình dạng phức tạp, độ sâu biến đổi nhiều phơng ngang Độ sâu trung bình mặt cắt dới mực nớc http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com đợc tính tỷ số diện tích mặt cắt ớt chiều rộng mặt nớc hợp lý đoạn sông rộng nông, độ sâu trung bình thờng đợc dùng để thay cho bán kính thủy lực tính toán gần 6.2.3 Các yếu tố mặt Mặt lòng sông đợc thể bình đồ khảo sát theo tỷ lệ quy định, đợc xác định đờng đồng mức địa hình (theo hệ thống cao đạc chuẩn), nớc dới nớc Trong bình đồ để nghiên cứu lòng sông, đờng đồng mức có độ chênh cao lớn m Các yếu tố mặt lòng sông bao gồm: Đờng trũng, trục động lực, chiều dài, hệ số uốn khúc, bán kính cong khối bồi lắng lạch sâu a Đờng trũng đờng cong trơn thuận, qua điểm thấp đáy sông theo lạch b Trục động lực đờng cong nối điểm có lu tốc trung bình thủy trực lớn qua mặt cắt, thờng đợc coi gần ®óng theo ®−êng cã l−u tèc mỈt lín nhÊt Trơc động lực thờng bám sát đờng trũng, nhng có nơi tách rời nhau, yếu tố độ sâu, lu tốc phụ thuộc độ dốc hệ số nhám Các mùa nớc khác có trục động lực kh¸c nhau, cã lƯch xa kh¸ xa, thËm chí gần vuông góc với c Chiều dài đoạn sông thờng đợc tính theo đờng trũng (trong mùa lũ thờng tính theo chiều dài tuyến đê) d Tỷ số chiều dài đoạn sông chiều dài đoạn thẳng nối trực tiếp hai điểm đầu cuối đoạn sông gọi hệ số uốn khúc Trong mét khóc cong, hƯ sè n khóc lín h¬n đợc gọi vòng sông e Bán kính cong có ý nghĩa đờng thủy bán kính cong đờng tim lạch tầu, thờng đợc thay bán kính cong đờng trũng đỉnh cong Khi nghiên cứu quan hệ hình thái lòng sông, bán kính cong thờng đo theo trục hình học lòng sông, tức đờng chia đôi chiều rộng mặt nớc ngang thềm bÃi sông f Phần lòng sông thấp độ sâu trung bình mặt cắt toàn đoạn gọi lạch sâu Trên bình đồ thờng đợc nhận đờng đồng mức khép kín có mật độ dày Trên sơ đồ, khu vực lạch sâu thờng đợc gạch chéo Trên mặt cắt ngang có nhiều lạch sâu, nhng có lạch sâu nằm đờng trũng, gọi lạch sâu Lạch sâu không thiết lạch có độ sâu lớn Trong trờng hợp nh hình 6-7 thể hiện, đoạn lạch sâu không nằm đờng trũng gọi lạch thừa lạch cụt http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com 1 1 - Lạch sâu chính; - Lạch thừa Hình 6-7: Lạch sâu lạch thừa g Các khối bồi lắng liền phía bờ, cao trình thấp, có thực vật sinh trởng gọi bÃi bên Hầu hết bÃi bên có đờng viền cong thoải nh hình lỡi trai Khi bÃi bên có phần nhỏ hẹp kéo dài song song với bờ, nhng không liỊn bê nh− h×nh 3-8 thĨ hiƯn gọi doi cát h Các khối bồi lắng hai lạch sâu không liền bờ gọi bÃi BÃi có cao trình thấp, ngang với cao trình bÃi bên thực vật sinh trởng gọi bÃi non BÃi có cao trình ngang với bÃi tràn hai bên bờ, có thực vật sinh trởng gọi bÃi đảo 1- Doi cát; 2- BÃi bên; 3- BÃi giữa; 4- Ngỡng cạn Hình 6-8: Doi cát i Các khối bồi lắng nối liền hai bờ, nối liền bờ bÃi giữa, nối liền hai bÃi bên, ngăn cách hai lạch sâu thợng, hạ lu, gọi ngỡng cạn Ngỡng cạn có nhiều loại, đợc thảo luận chi tiết phần sau Trong sơ đồ, khối bồi lắng đợc biểu thị vùng dấu chấm nhỏ 6.2.4 Các yếu tố mặt cắt dọc Mặt cắt dọc lòng sông đợc vẽ theo đờng trũng Đờng đáy sông vẽ chi tiết phức tạp, cao trình biến đổi biên độ lớn, có hàng chục mét, vực sâu đỉnh cạn xen kẽ theo hình ca không Nếu vẽ mặt cắt dọc lòng sông từ nguồn đến cửa, đáy sông trung bình có dạng đờng cong lõm nh hình - thể Độ dốc dọc đáy sông vùng đầu nguồn lớn giảm dần hạ du Do đó, sông thợng du (vùng I) trình xói sâu chiếm u thế, sông vùng hạ du (vùng III) trình bồi đắp chiếm u thế, sông vùng trung du (vùng II), tơng đối ổn định Z(m) MN lị lị Mùc mïa n−íc mïa Mùc n−íc kiƯt MN mïamïa kiƯt http://www.ebook.edu.vn z http://cauduongbkdn.com B¶ng - Thống kê thông số khí hậu thành phố Thứ tự 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Tªn thành phố Bắc Cạn Bảo Lộc Buôn Ma Thuột Cà Mau Đà Nẵng Hà Giang Hà Nội Hòn Gai Hải Dơng Hòa Bình Huế Lào Cai Lai Châu Móng Cái Nam Định Ninh Bình Nha Trang Hải Phòng Plâycu Phan Thiết Quảng Trị Quảng NgÃi Quy Nhơn Sơn La Sơn Tây Tuyên Quang Thái Nguyên Thái Bình Thanh Hóa Tuy Hòa Hồ Chí Minh Việt Trì Vinh Yên Bái A0 b0 C m n 8150 11100 4920 9210 2170 4640 5890 3720 4260 5500 1610 6210 4200 4860 4320 4930 1810 5950 7820 7070 2230 2590 2610 4120 5210 8670 7710 5220 3640 2820 11650 5830 3430 7500 27 30 20 25 10 22 20 16 18 19 12 22 16 20 19 19 12 21 28 25 15 16 14 20 19 30 28 19 19 15 32 18 20 29 0,53 0,58 0,62 0,48 0,52 0,42 0,65 0,42 0,42 0,45 0,55 0,58 0,50 0,46 0,55 0,48 0,55 0,55 0,49 0,55 0,48 0,58 0,55 0,42 0,62 0,55 0,52 0,45 0,53 0,48 0,58 0,55 0,55 0,54 0,16 0,24 0,14 0,18 0,15 0,20 0,13 0,14 0,17 0,18 0,12 0,18 0,22 0,16 0,18 0,16 0,15 0,15 0,16 0,16 0,23 0,12 0,18 0,15 0,17 0,12 0,20 0,16 0,15 0,18 0,18 0,12 0,16 0,24 0,87 0,95 0,85 0,92 0,65 0,79 0,84 0,73 0,78 0,82 0,55 0,84 0,80 0,79 0,79 0,80 0,65 0,82 0,90 0,92 0,62 0,67 0,68 0,80 0,82 0,87 0,85 0,81 0,72 0,72 0,95 0,85 0,69 0,85 9.2.3 Hệ số dòng chảy Tỷ số lợng nớc ma chảy vào mạng lới thoát nớc ma so với lợng nớc ma rơi xuống gọi hệ số dòng chảy = qc qr (9 - 10) đó: http://www.ebook.edu.vn 309 http://cauduongbkdn.com qc, qr: lợng nớc ma rơi diện tích xác định (1 ha) lợng nớc ma chảy vào mạng lới thoát nớc từ diện tích nêu Trong trận ma, hệ số dòng chảy thời điểm thay đổi Hệ số dòng chảy tính công thức (9 - 10) giá trị trung bình trận ma Về hệ số dòng chảy phụ thuộc vào yếu tố chủ yếu sau: - Địa hình khu vực: ®é dèc, tÝnh chia c¾t, - TÝnh chÊt bỊ mặt địa hình: loại đất, mặt nớc, lồi lõm, - Líp phđ thùc vËt; - C−êng ®é m−a; - Thời gian ma Hệ số dòng chảy khu vực đô thị tham khảo bảng -3 Bảng Dạng bề mặt Mái nhà Hệ số dòng chảy 0,95 Mặt đờng bê tông nhựa 0,80 - 0,95 Mặt đờng bê tông xi măng 0,85 - 0,95 Mặt đờng cấp phối, gạch 0,70 - 0,85 Mặt đờng đá hộc 0,45 - 0,65 Khu trung tâm thành 0,70 - 0,95 Khu ven thµnh 0,60 - 0,80 Khu công nghiệp 0,60 - 0,90 Khu sân ga 0,30 - 0,50 Khu sân chơI 0,25 - 0,40 Khu công viên xanh 0,15 - 0,30 Cần lu ý trận ma kéo dài trận ma xảy liên tiếp mùa ma, mặt đất thiên nhiên đà gần nh bÃo hòa nớc, lợng tổn thất thấm không đáng kể Trong trờng hợp nh vậy, hệ số dòng chảy thời điểm cực đại đạt giá trị 0,90 - 0,95 Do tính toán lu lợng thiết kế cần xem xét áp dụng hệ số dòng chảy phù hợp trận ma kéo dài 9.2.4 Hệ số ma không Khi xác định lu lợng tính toán nớc ma khu vực tơng đối lớn, cờng độ ma cực đại xảy không đồng thời toàn khu vực Nh cần phải xét đến hệ số triết giảm cờng độ ma cực đại Thông thờng với diện tích lu vực lớn 200ha - 300ha phải xét đến hệ số ma không lu vực Khi công thức (9 - 1) có dạng nh sau: Qtt = q F ϕ η http://www.ebook.edu.vn (9 - 11) 310 http://cauduongbkdn.com ®ã: η: hƯ số ma không hay gọi hệ số ph©n bè m−a: η = qTB/qmaz (9 -12) qTB: c−êng độ ma trung bình toàn diện tích thoát nớc m−a, l/s/ha; qmax: c−êng ®é m−a lín nhÊt cơc bé thc diƯn tÝch tho¸t n−íc m−a, l/s/ha HƯ sè m−a không phụ thuộc vào diện tích lu vực thoát nớc ma thời gian ma đợc lấy theo bảng 9-4 Bảng - Các giá trị hÖ sè η DiÖn tÝch l−u vùc, (ha) 200 300 500 1000 2000 3000 4000 HƯ sè ph©n bè m−a rµo 0,95 0,93 0,90 0,87 0,83 0,80 0,75 0,98 0,95 0,93 0,90 0,87 0,83 0,80 Đ 9.3 Tính lu lợng nớc thải 9.3.1 Cơ sở chung Trong đô thị cđa chóng ta hiƯn nay, hƯ thèng tho¸t n−íc vỊ hệ thống thoát nớc chung, nớc ma nớc thải thoát hệ thống cống Với mạng lới nh vậy, theo lu lợng nớc ma cực đại vợt trội so với nớc thải Trong hệ thống thoát nớc chung nớc thải thờng phải thoát mạng lới cống với độ lớn yêu cầu, nhng nhiều độ dốc không đảm bảo với dòng chảy có nhiều tạp chất gây lắng đọng đờng ống, giảm mặt cắt thoát nớc Do việc phân chia hệ thống thoát nớc riêng ý nghĩa mặt môi trờng, quản lý mà đảm bảo yêu cầu điều kiện dòng chảy Trên thực tế, hệ thống thoát nớc thải thờng đợc xây dựng tuyến đờng khu đô thị cải tạo, khu nghỉ mát, điều dỡng xí nghiệp công nghiệp, khu chế xuất hay khu công nghiệp tập trung Việc tính toán thiết kế thoát nớc thải đợc thực theo tiêu chuẩn quy phạm hớng dẫn thiết kế nh: TCXD51-72 Tiêu chuẩn thiết kế thoát nớc đô thị:, 20TCN 51-84 Tiêu chuẩn thoát nớc - mạng lới bên công trình Tiêu chuẩn thiết kế Một yêu cầu quan trọng đảm bảo khả thoát nớc hệ thống thoát nớc thải tới cuối giai đoạn tính toán Nh vậy, để xác định lu lợng tính toán cần có số liệu trạng quy hoạch dân số liệu chi tiết khu đô thị, khu thơng mại dịch vụ, xí nghiệp công nghiệp 9.3.2 Tổng lu lợng nớc thải Tổng lợng nớc thải xét lu lợng (không xét tới thành phần) phân chia nh sau: - Nớc thải sinh hoạt (khu nhà ở, khu thơng mại dịch vụ, bệnh viện, trờng học, quan, ) Tại khu vực này, diễn biến lu lợng nớc thải có quy luật chung thay đổi bất thờng http://www.ebook.edu.vn 311 http://cauduongbkdn.com - Nớc thải công nghiệp nớc thải từ khu vực nhà máy, xí nghiệp Lu lợng nớc thải công nghiệp tuỳ thuộc vào thiết kế nhà máy tình hình sản xuất Các khu vực có thay đổi bất thờng lu lợng nớc thải Tổng lợng nớc thải khu vực đợc tính toán theo công thức sau: Wt = n0 M + WKh (9 - 13) đó: Wt: tổng lợng nớc thải ngày khu vực, m3; M: số dân khu vực tính toán, ngời Thông số thờng đợc xác định quy hoạch phát triển đô thị, theo mật độ dân số quy hoạch; no: tiêu chuẩn thải nớc ngày đêm Tiêu chuẩn thải nớc lợng nớc thải tạo ngời sử dụng hệ thống thoát nớc tạo đơn vị sản phẩm sản xuất xí nghiệp công nghiệp Tiêu chuẩn thải nớc nhiều trờng hợp lấy tiêu chuẩn cấp nớc; WKh: tổng lợng nớc thải phát sinh từ khu vực khác khu dân c, m3 ; ví dụ nh sở sản xuất, thơng mại, dịch vụ, trờng học, bệnh viện, Trong nhiều trờng hợp WKh đợc tính tơng tự nh Wt, tức tiêu chuẩn thải nớc sản phẩm, giờng bệnh, học sinh, m2 mặt Lu lợng nớc thải trung bình ngày đợc tính từ tổng lợng nớc thải nh sau: Qtb = Wt 86.400 (9 - 14) ®ã: Qtb: l−u lợng nớc thải trung bình ngày, m3/s; Tuy nhiên lợng nớc thải chảy vào mạng lới thoát nớc thờng không điều hoà theo ngày (cực đại buổi sáng buổi chiều tối), không điều hòa theo ngày tuần Để xác định lu lợng tính toán nớc thải, thông thờng sử dụng hệ số không điều hòa ngày đêm (Kngđ), không điều hòa theo (Kh) hệ số không điều hòa chung (Kch) tích hai hệ số trên: K ch = K ng đ K h = Q max h Q TB h (9 - 15) ®ã: Qmax.h : lu lợng lớn ngày thải n−íc lín nhÊt; QTB h : l−u l−ỵng giê trung bình ngày thải nớc trung bình Tơng tự nh vậy, hệ số không điều hòa chung lu lợng nhỏ đợc tính toán nh lu lợng lớn Hệ số không điều hòa chung nớc thải sinh hoạt (khu dân c) tùy thuộc lu lợng nớc thải trung bình lấy nh bảng - dới Bảng - Bảng giá trị hệ số không điều hòa chung Lu lợng trung bình, l/s Kch http://www.ebook.edu.vn 10 20 50 100 300 500 1000 >5000 max 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71 312 http://cauduongbkdn.com Trong tr−êng hợp khu vực tính toán không khu dân c, mà có nhiều mục đích sử dụng khác, lu lợng tính toán khu vực khu dân c cần phải xem xét, phân tích áp dụng phơng pháp tính toán thích hợp, ví dụ nh theo tiêu chuẩn cấp nớc Đối với nhà máy, khu công nghiệp có sử dụng nhiều nớc quy trình sản xuất, cần theo biểu đồ nhu cầu nớc theo yêu cầu công nghệ Đ Đặc điểm chuyển động nớc thải đô thị Mạng lới thoát nớc thải sinh hoạt thờng đợc tính toán với phần độ đầy cống Điều cho phép: - Tạo điều kiện tốt để vận chuyển chất bẩn lơ lửng không tan - Đảm bảo thông để loại chất khí độc hại tách từ nớc thải - Tạo phần tiết diện dự phòng để vận chuyển lu lợng vợt giá trị tính toán Độ đầy cống đợc đặc trng tỷ lệ chiều cao lớp nớc H đờng kính d hay chiều cao toàn phần cống (H/d) Để tính toán thủy lực mạng lới thoát nớc ngời ta dùng công thức dòng chảy ổn định đều: Q=ω.v λ v2 v = C Ri ; i = 4R g (9 - 16) (9 - 17) đó: Q: lu lợng nớc thải, m3/s; : diện tích mặt cắt ớt, m2; C: hệ số Sêdi; v: tốc độ trung bình dòng chảy, m/s; i: độ dốc thủy lực độ dốc lòng ống cống chuyển động đều; R: bán kính thủy lực, m; R = ω/χ; χ: chu vi −ít, m; g: gia tèc rơi tự do, 9,81m/s2 9.4.1 Tiết diện cống đặc tính thủy lực Các loại tiết diện cống thoát nớc thờng dùng cống tròn, cống vòm, cống hộp vuông, cống hộp chữ nhật, kênh hình thang, rÃnh hình chữ nhật Kết cấu bê tông cốt thép, vòm gạch, đá hộc xây yêu cầu chung là: - Bảo đảm thoát nớc tốt, không gây lắng đọng; - Đủ sức chịu tải trọng tĩnh động; - Giá thành hạ; - Tránh dùng nhiều loại cống khác Trên thực tế, đô thị tiết diện cống hay sử dụng cống tròn có u điểm giá thành, khả sản xuất đồng loạt tính dễ lắp ghép Thông thờng thiết kế mạng lới thoát nớc đô thị, loại tiết diện cống chủ yếu đợc cân nhắc là: 313 http://www.ebook.edu.vn http://cauduongbkdn.com - Cống tròn bê tông cốt thép hệ thống thoát nớc thải (nớc bẩn); - Cống tròn bê tông cốt thép hệ thống thoát nớc ma, đờng kính lớn 2,0m; - Cống hộp bê tông cốt thép (đổ chỗ lắp ghép) tiết diện hình vuông hình chữ nhật, kích thớc nhỏ nên lớn 1,0m; - RÃnh thoát nớc hình chữ nhật Công thức chung tính lu lợng thoát nớc cống nh sau: Q=.V (9 - 18) V = C R.I = C R.i (9 - 19) đó: Q: lu lợng m3/s; : diện tích tiết diện ớt, m2; V: tốc độ nớc chảy, m/s; R: bán kính thủy lực, m; I: độ dốc thủy lùc, lÊy b»ng ®é dèc cèng i; C: hƯ sè Sê di Theo công thức Pavlốpki: C = n R y (9 - 20) ®ã: n: hƯ sè nhám, phụ thuộc vật liệu phơng pháp chế tạo cèng Xem b¶ng -6; y: sè mị, phơ thc độ nhám, hình dạng kích thớc cống: ( ) y = 2,5 n − 0,13 − 0,75 n 0,1 (9 - 21) Trong nhiều trờng hợp, công thøc vËn tèc cã thÓ viÕt nh− sau: V= / 1/ R I n (9 - 22) Bảng - Hệ số nhám n Loại cống (kênh) Cống: - Sành - Bê tông bê tông cốt thép - Xi măng a mi ăng - Gang - Thép Kênh - Gạch - Đá có trát vữa xi măng Hệ số nhám n 0,013 0,014 0,012 0,013 0,012 0,015 0,017 Chú ý: Các trị số bảng nêu tơng ứng với điều kiện sản xuất hoàn chỉnh, sản xuất thủ công trị số nhám lớn nhiều Đặc tính thủy lực tốt tiết diện cống xác định khả thoát nớc lớn nhất, đạt ®é dèc vµ diƯn tÝch tiÕt diƯn −ít b»ng Nh cống tròn tốt có bán kÝnh thđy lùc R lín nhÊt R= http://www.ebook.edu.vn ω χ (9 - 23) 314 http://cauduongbkdn.com ®ã: ω: diƯn tÝch tiÕt diƯn −ít, m2; χ: chu vi −ít, m; Do cống tròn thoát nớc tốt, dễ chế tạo hàng loạt bền vững nên đợc dùng rộng rÃi, tới 90% số lợng mạng lới thoát nớc 9.4.2 Tổn thất cục mạng lới thoát nớc Tổn thất cục thờng đợc tính giếng thăm, giếng chuyển bậc với cống có d [Vkl] Trong trờng hợp khó khăn không đảm bảo đợc vận tốc tự làm sạch, cần xem xét việc tăng số lợng ga thăm, để đảm bảo công tác nạo vét đợc dễ dàng Đối với nớc thải sinh hoạt nớc ma, tốc độ chảy nhỏ ứng với độ đầy tính toán lớn ống quy định nh sau: Cống tròn có đờng kính 150 250 mm: 300 – 400 mm 450 – 500 mm 600 – 800 mm 900 – 1200 mm 1300 – 1500 mm > 1500 mm Vmin = 0,7m/s 0,8 m/s 0,9 m/s 1,0 m/s 1,15 m/s 1,3 m/s 1,5 m/s §èi víi nớc thải sản xuất tốc độ chảy nhỏ nên lấy theo quy định quan chuyên ngành theo tài liệu nghiên cứu Ghi chú: Đối với loại nớc thải sản xuất mà tính chất chất lơ lửng gần giống với nớc thải sinh hoạt tốc độ chảy nhỏ lấy nh nớc thải sinh hoạt Đối với nớc ma có chu kỳ tràn cống P nhỏ hay 0,33 năm, tốc độ nhỏ lấy 0,6m/s Đối với đoạn cống đầu mạng lới không đảm bảo tốc độ nhỏ quy định độ đầy tính toán dới 0,2d nên xây dựng giếng rửa Tốc ®é lín nhÊt m−¬ng dÉn n−íc m−a n−íc thải sản xuất đợc phép xả vo sông, hồ lấy theo bng Bảng Tên loại đất hay kiểu gia cố Gia cố bê tông Đá vôi sa thạch Đá lát khan Đá lát có vữa Cát nhỏ, cát vừa, pha sét Cát thô, pha sét gầy Pha sét Sét Lớp cỏ xếp đáy mơng Lớp cỏ xếp thành mơng http://www.ebook.edu.vn Tốc độ chảy lớn ứng với chiều sâu dßng n−íc h = 0,4 -1m, m/s 4,0 4,0 2,0 3,0 – 3,5 0,4 0,8 1,0 1,2 1,0 1,6 317 http://cauduongbkdn.com Ghi chú: Khi chiều sâu dòng nớc h nằm khoảng trị số h = 0,4 1,0m, tốc độ bảng phải với hệ số điều chỉnh: - NÕu h d−íi 0,4 m, hƯ sè 0,85 - Nếu h 1,0m, hệ số 1,25 Độ dốc đờng ống mơng rnh thoát nớc - Độ dốc nhỏ đờng ống, mơng rÃnh phải chọn sơ sở bảo đảm tốc độ chảy nhỏ quy định - Đối với tất hệ thống thoát nớc độ dốc nhỏ ứng với độ đầy tính toán quy định nh sau: Đối với cống: 150mm φ 200mm φ 300mm φ 400mm φ 500mm φ 600mm φ 700mm φ 800mm φ 900mm φ 1000mm φ 1250mm φ 1500mm φ 1750mm φ 2000mm imin = 0,008 imin = 0,005 imin = 0,004 imin = 0,0025 imin = 0,002 imin = 0,0017 imin = 0,0014 imin = 0,0013 imin = 0,0011 imin = 0,0010 imin = 0,0008 imin = 0,0007 imin = 0,0006 imin = 0,0005 Ghi chó: - Trong số trờng hợp đặc biệt cho phép lÊy ®é dèc 0,004 ®èi víi èng φ 200mm; 0,007 ống 150mm - Độ dốc đoạn nối tõ giÕng thu n−íc m−a ®Õn ®−êng èng 0,02 - Theo công thức kinh nghiệm, cống tròn, độ dốc nhỏ lấy tỷ lệ nghịch với đờng kính cống Độ dốc rÃnh, mơng thoát nớc ma lấy theo bảng - dới Bảng - Các hạng mục RÃnh đờng mặt phủ át phan Nh mặt phủ đá dăm đá tảng Nh - rải cuội, sỏi Các rÃnh riêng biệt Mơng tiêu nớc http://www.ebook.edu.vn Độ dốc nhỏ rÃnh đờng, mơng 0,003 0,004 0,005 0,005 0,005 318 http://cauduongbkdn.com Đ 9.5 Thiết kế mạng lới thoát nớc 9.5.1 Một số nguyên tắc thiết kế Khi phân lu vực thoát nớc vạch tuyến đờng ống cần ý đến điều kiện địa hình quy hoạch chung đô thị, phải tận dụng tối đa điều kiện địa hình để xây dựng hệ thống thoát nớc tự chảy Đối với công tác cải tạo mạng lới thoát nớc cần nghiên cứu mạng lới có biện pháp đấu nối với hệ thống có Khi thiết kế mạng lới thoát nớc cho tuyến đờng cần theo quy hoạch thoát nớc toàn khu vực Quá trình phát triển khu vực, thông thờng tuyến đờng đợc xây dựng Nh hệ thống thoát nớc tuyến đờng vừa phải đảm bảo phù hợp với quy hoạch thoát nớc tơng lai, đồng thời phải đảm bảo thoát nớc giai đoạn trớc mắt, khu vực đô thị cha hoàn thành xây dựng theo quy hoạch Trong số trờng hợp không dung hoà đợc hai nhiệm vụ thoát nớc trớc mắt lâu dài, cần xem xét thiết kế hai hệ thống thoát nớc, hệ thống để thoát nớc trớc mắt hệ thống tạm Trong trờng hợp này, hệ thống thoát nớc tạm cần thiết phải sử dụng hình thức thoát nớc cỡng đào hồ chứa Trên mạng lới thoát nớc cần xây dựng miệng xả dự phòng để xả nớc thải vào hệ thống thoát nớc ma, vào hồ xảy cố Trong phạm vi khu dân c, không đợc đặt đờng ống thoát nớc ma, nớc thải mặt đất Nếu qua hồ sâu, sông, kênh tới cần phải có biện pháp xử lý thích hợp Khoảng cách mặt mặt đứng công trình thoát nớc tới công trình khác cần tuân thủ theo tiêu chuẩn hành Khi thay đổi hớng độ dốc tuyến cống cần phải thực vị trí giếng thăm tuyến cống Góc nối cống mặt không đợc nhỏ 90o Khi nối rÃnh với cống kín phải qua giếng thăm có hố khử cặn song chắn rác 9.5.2 Thiết kế mạng lới thoát nớc a Giếng thăm Trong hệ thống thoát nớc, giếng thăm mạng lới cống cần đặt vị trí nh sau: - Vị trí nèi c¸c tun cèng - Tun cèng chun h−íng, thay đổi độ dốc thay đổi kích thớc - Đảm bảo khoảng cách để tu, bảo dỡng vận hành Khoảng cách phụ thuộc vào kích thớc tuyến cống Đối với cống tròn tham khảo theo bảng -10 Bảng -10 Khoảng cách tối đa giếng thăm Đờng kính ống (mm) Khoảng cách giếng thăm (m) 150 - 300 400 - 600 700 - 1000 20 40 60 > 1000 100 Ghi chú: Thông thờng khoảng cách giếng thăm lấy nhỏ giá trị bảng nêu phụ thuộc vào lu lợng tính toán, độ đầy vận tốc tính toán Ví http://www.ebook.edu.vn 319 http://cauduongbkdn.com dụ nh− ®èi víi cèng ®−êng kÝnh 400 – 600mm nÕu độ đầy dới 0,5d tốc độ tính toán tốc độ nhỏ khoảng cách giếng 25m - 30m - Đáy giếng thăm hệ thống thoát nớc ma cần có hố thu cặn Tuỳ theo mức độ hoàn thiện khu vực đợc thoát nớc, chiều sâu hố thu cặn lấy khoảng 0,3 0,5m b Giếng thu nước mưa - GiÕng thu n−íc ma đặt rÃnh đờng theo khoảng cách xác định thông qua tính toán Ngoài phải bố trí giếng thu vị trí trũng trắc dọc, trớc ngà rẽ trớc dải qua đờng - Khoảng cách giếng thu nớc cần đợc xác định để đảm bảo tiêu chí bao gåm: (1) TÝnh chÊt cđa tun ®−êng (2) ChiỊu rộng phần mặt đờng đợc phép ngập nớc (3) Thời gian cho phép ngập nớc mặt đờng Khi đờng phố rộng dới 30m (mỗi bên rÃnh nhận nớc từ đờng), khoảng cách lớn giếng tham khảo bảng 9-11 Chiều dài đoạn cống nối từ giếng thu đến giếng thăm không lớn 40m Bảng -11 Khoảng cách lớn giếng thu Độ dốc dọc đờng phố Khoảng cách giếng thu (m) Nhỏ 0,004 50 Trªn 0,004 – 0,006 60 Trªn 0,004 – 0,01 70 Trên 0,01 0,03 80 Ghi chú: - Quy định không áp dụng kiểu giếng thu cửa thu bã vØa (giÕng thu hµm Õch) - Khi chiỊu rộng đờng phố lớn 30m khoảng cách giếng thu không lớn 60m - Đáy giếng thu nớc ma phải có hố thu cặn, chiều sâu từ 0,3 0, 5m cửa thu phải có song chắn rác Mặt song chắn rác đặt thấp rÃnh đờng khoảng 20mm - 30mm - Nối mơng hở với đờng ống kín giếng phải có hố thu cặn, phía miệng hố phải đặt song chắn rác có khe hở không 50mm; đờng kính đoạn ống nối xác định tính toán nhng không nhỏ 300mm Ví dụ tính toán: ã Số liệu đầu vào Tính độ cống thoát nớc dọc cho tuyến đờng đô thị Chiều rộng mặt cắt ngang (phạm vi giới đỏ) 68m Phạm vi thoát nớc tính toán theo quy hoạch 100m tính từ mép vỉa hè (đối với nớc ma nớc thải) Chiều dài đoạn tuyến từ điểm đầu tới vị trí cửa http://www.ebook.edu.vn 320 http://cauduongbkdn.com xả 1500m Hệ thống thoát nớc dự kiến hệ thống chảy riêng hoàn toàn (thoát nớc ma thoát nớc bẩn theo hai hệ thống riêng biệt) ã Yêu cầu tính toán Xác định lu lợng thoát nớc ma dọc theo chiều dài đoạn tuyến Dự kiến độ cống thoát nớc ma dọc tuyến Xác định lu lợng thoát nớc thải dọc theo chiều dài tuyến Kiểm tra khả thoát nớc chung nớc thải đợc thoát tạm thời hệ thống thoát nớc ma ã Các bớc tính toán Hệ thống thoát nớc ma Đối với hệ thống thoát nớc ma dọc tuyến, bớc tính toán cần thực nh dới Trong bảng tính phía dới trình bày toàn nội dung tính toán Xác định diện tích thoát nớc hệ thống cống däc Trong vÝ dơ nµy, dù kiÕn däc tun sÏ có hệ thống thoát nớc dọc hai bên đờng Nh vậy, hệ thống cống dọc thoát nớc cho phạm vi 34m mặt cắt ngang 100m phía vỉa hè (cột 2, 3, 4) Xác định thời gian tập trung nớc tới mặt cắt yêu cầu Thời gian tập trung nớc bao gồm thời gian chảy tới cống thời gian chảy cống Trong ví dụ xác định thời gian nớc chảy tới cống 10 phút Thời gian chảy cống đợc xác định sở chiều dài đoạn cống vận tốc nớc chảy cống (cột 5, 6, 7) Xác định cờng độ ma tính toán tơng ứng với tần suất tính toán thời gian tập trung nớc (cột 8) Xác định hệ số dòng chảy tính toán Hệ số dòng chảy theo tính chất bề mặt phủ đô thị tính chất ma khu vực (cần lu ý với trận ma dài ngày hệ số thấm giảm đáng kể) Trong ví dụ hệ số dòng chảy xác định 0,85 Tính toán lu lợng mặt cắt yêu cầu (cột 9) Thông số độ cống đợc dự kiến cột 10 Tuy nhiên việc xác định độ cống đoạn phụ thuộc vào độ dốc đặt cống Khẩu độ cống đề xuất cột 10 sở để xác định trắc dọc cống Việc kiểm toán độ cống đoạn cần thực sở trắc dọc cống thực tế Tính toán lu lợng cống thoát nớc ma dọc tuyến Chiều Chiều rộng dài Trờng đoạn thoát hợp tính cống nớc toán L B DiƯn Thêi gian tËp trung n−íc L−u KhÈu độ tích Cờng lợng cống đề Đến Trong thoát Tổng ®é m−a thiÕt kÕ xuÊt cèng cèng n−íc A t1 t2 t I QTK (m) (m) (ha) ( ph ) ( ph ) ( ph ) 10 100 134 1,34 10,0 1,7 11,7 419 0,48 D1000 200 134 2,68 10,0 3,3 13,3 404 0,92 D1000 250 134 3,35 10,0 4,2 14,2 396 1,13 D1000 300 134 4,02 10,0 5,0 15,0 389 1,33 D1000 350 134 4,69 10,0 5,8 15,8 382 1,52 D1250 400 134 5,36 10,0 6,7 16,7 376 1,71 D1250 http://www.ebook.edu.vn ( l/s/ha ) ( m3/s ) D (mm) 321 http://cauduongbkdn.com 450 134 6,03 10,0 7,5 17,5 370 1,90 D1250 500 134 6,70 10,0 8,3 18,3 364 2,07 D1250 550 134 7,37 10,0 9,2 19,2 358 2,24 D1250 10 600 134 8,04 10,0 10,0 20,0 352 2,41 D1500 11 650 134 8,71 10,0 10,8 20,8 347 2,57 D1500 12 700 134 9,38 10,0 11,7 21,7 342 2,72 D1500 13 750 134 10,05 10,0 12,5 22,5 337 2,87 D1500 14 800 134 10,72 10,0 13,3 23,3 332 3,02 D1500 15 850 134 11,39 10,0 14,2 24,2 327 3,16 D2000 16 900 134 12,06 10,0 15,0 25,0 322 3,30 D2000 17 950 134 12,73 10,0 15,8 25,8 318 3,44 D2000 18 1000 134 13,40 10,0 16,7 26,7 313 3,57 D2000 19 1050 134 14,07 10,0 17,5 27,5 309 3,70 D2000 20 1100 134 14,74 10,0 18,3 28,3 305 3,82 D2000 21 1150 134 15,41 10,0 19,2 29,2 301 3,94 D2000 22 1200 134 16,08 10,0 20,0 30,0 297 4,06 D2000 23 1250 134 16,75 10,0 20,8 30,8 294 4,18 D2000 24 1300 134 17,42 10,0 21,7 31,7 290 4,29 D2000 25 1350 134 18,09 10,0 22,5 32,5 286 4,40 D2000 26 1400 134 18,76 10,0 23,3 33,3 283 4,51 D2000 27 1450 134 19,43 10,0 24,2 34,2 279 4,62 D2000 28 1500 134 20,10 10,0 25,0 35,0 276 4,72 D2000 29 1600 134 21,44 10,0 26,7 36,7 270 4,92 D2000 30 1700 134 22,78 10,0 28,3 38,3 264 5,11 D2000 HƯ thèng tho¸t nớc thải Lu lợng thoát nớc thải phụ thuộc lớn vào tính chất, loại hình quy mô đô thị, quy mô dân số dọc tuyến Thông thờng thông số đợc xác định thông qua toán quy hoạch đô thị Việc dự kiến độ công trình thoát nớc thải phải đợc thực đơn vị lập quy hoạch vấn đề có liên quan tới vị trí, quy mô trạm bơm nớc thải, nhà máy xử lý Thời điểm hoàn thành hệ thống thoát nớc thải với đầy đủ công trình đầu mối nh trạm bơm, nhà máy xử lý, thờng chậm nhiều so với tuyến đờng Nh giai đoạn đầu nớc thải thờng thoát chung víi hƯ thèng tho¸t n−íc m−a C¸c b−íc tÝnh toán lu lợng nớc thải dới mang tính sơ để kiểm tra khả thoát nớc hệ thống thoát nớc ma có nớc thải thoát Các bớc tính toán bao gồm: Xác định phạm vi thoát nớc thải Trong ví dụ phạm vi thoát nớc thải 100m tính từ mép vỉa hè Căn quy hoạch, xác định loại hình đô thị quy mô dân số phạm vi tính toán Trong ví dụ xác định khu dân c, mật độ dân số 800 (ngời/ha) Xác định tiêu nớc thải n0 Trong ví dụ tiêu nớc thải 200(lít/ngời/ngày đêm) Xác định tổng lợng nớc thải Wt lu lợng nớc thải trung bình QTB mặt cắt yêu cầu tính toán http://www.ebook.edu.vn 322 http://cauduongbkdn.com Xác định hệ số không điều hòa chung Kch Xác định lu lợng thải lớn Qmax = Kch * QTB mặt cắt yêu cầu tính toán Trong ví dụ này, mặt cắt cuối thông số tính toán lu lợng nớc thải nh sau: + Tổng lợng nớc thải: Wt = (15*800)*200 = 2400 (m3/ngày) + Lu lợng trung bình: QTB = 2400*1000/86400 = 27,8(l/s) + Hệ số không điều hòa chung: Kch = 1,85 + Lu lợng thải lớn nhất: QMax = 1,85x27,8 = 51,4 (l/s) Nh lu lợng nớc thải lớn mặt cắt cuối tơng đơng 1,1% lu lợng nớc ma lớn Các vấn đề lu ý thiÕt kÕ − ViƯc chän khÈu ®é cèng däc thoát nớc ma cần lu lợng tính toán đoạn tuyến Khả thoát nớc cống phụ thuộc vào độ dốc đặt cống, nhiên yếu tố có liên quan tới trắc dọc cống, trắc dọc đờng khống chế cao độ khác Nh vậy, sau tiến hành bố trí cống (khẩu độ, trắc dọc) cần kiểm toán khả thoát nớc cống sở thông số trắc dọc cụ thể Trong trờng hợp độ cống thoát nớc ma đủ đảm bảo thoát nớc nớc ma nớc thải Do giai đoạn đầu, nớc thải thoát với nớc ma mà không cần tăng độ cống Tài liệu sử dụng Chơng IX: [1] Cấp thoát nớc Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 1988 [2] Thoát nớc, Tập 1: Mạng lới thoát nớc Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2001 [3] Thoát nớc đô thị, số vấn đề lý thuyết thực tiễn Việt Nam Nhà xuất Xây dựng, 2002 [4] Adolison Phân tích bÃi sông thuỷ văn Nhà xuất Wesley, 1992 [5] Hớng dẫn thoát nớc đờng ôtô, AASHTO, 1982 [6] Thoát nớc mặt đờng ôtô Thông tin thuỷ lực công trình No.12-1984 [7] Tính toán đặc trng dòng chảy lũ, 22TCN 220-95 http://www.ebook.edu.vn 323 ... dZ M ⎞ λ 2v − = ⎜ ⎟ ⎝ dx M ⎠ λ1λ g ⎛ d v 2M ⎞ λ 2v ⋅λ 2n ⎜⎜ ⎟⎟ + / dx 2g ⎝ M ⎠ λR ⎛ v 2M n 2M ⎜⎜ 4/3 ⎝ RM ⎞ ⎟⎟ ⎠ (6-17) hc: − dZ M ? ?2 = v λg λ h dx M ⎛ d v 2M ⎞ λ 2v λ 2n ⎜⎜ ⎟⎟ + dx 2g ⎝ M ⎠... = l (6 -23 ) Q lhu = (6 -24 ) - Tơng tự tỷ số lực quán tính trọng lực: 2u = λh (6 -25 ) - T−¬ng tù tû sè lực quán tính sức cản: fb = h = ; λ fw = λl η (6 -26 ) λ nb = hc λ 3h / λ 12/ = λ11 / 2/ 3 η ;... sau: dZ d ⎛ v2 ⎞ v2 n2 − = ⎜ ⎟+ dx dx ⎝ 2g ⎠ R / (6-14) øng dụng phơng trình cho nguyên hình mô hình ta cã: dZ N d ⎛ v 2N ⎞ v 2N n 2N − = ⎜ ⎟+ dx N dx N ⎜⎝ 2g ⎟⎠ R 4M/ (6-15) http://www .ebook. edu.vn