BÀI tập lớn môn CÔNG TRÌNH THU

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNGHÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG BÀI TẬP LỚN CƠNG TRÌNH THU NƯỚC – TRẠM BƠM “Thiết kế cơng trình thu nước cấp Cơng suất 20.000 m3/ngày đêm” Giảng viên hướng dẫn Sinh viên Lớp Mã sinh viên Chuyên ngành : : : : : : TS Phạm Đức Tiến : Nguyễn Minh Đức : ĐH7M2 : 1711070366 : Thiết kế cơng trình kỹ thuật mơi trường Hà Nội, 2020 MỤC LỤC TRANG CHƯƠNG I: SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1.1 Phân loại 1.2 Đặc điểm CHƯƠNG II: TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH THU .7 2.1 Chọn kiểu, loại công trình thu 2.2 Tính tốn 2.2.1 Tính tốn song chắn rác lưới chắn rác 2.2.2 Ngăn thu, ngắn hút .9 2.2.3 Tính họng thu nước, ống tự chảy 10 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TRẠM BƠM CẤP I 12 3.1 Chọn sơ số bơm 12 3.2 Sơ dựng sơ đồ bố trí máy bơm trạm bơm .12 3.3 Xác định lưu lượng, áp lực toàn phần máy bơm 13 3.4 Chọn bơm 14 3.5 Điểm làm việc bơm 14 3.6 Xác định cao trình trục bơm 14 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ TRẠM BƠM CẤP II .16 4.1 Chọn sơ số bơm 16 4.2 Sơ dựng sơ đồ bố trí máy bơm trạm bơm .18 4.3 Xác định lưu lượng, áp lực toàn phần máy bơm 19 4.4 Chọn bơm 19 4.5 Điểm làm việc bơm 20 CHƯƠNG I: SỐ LIỆU TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN - Cơng suất thiết kế: 20000 m3/ng = 833,33 m3/h = 0,231 m3/s - Cao trình mặt đất: 18 m - Mực nước cao sông: 16 m - Mực nước thấp sông: 13 m - Mực nước cao trạm xử lí: 28 m - Chiều dài ống đẩy: 2500 m - Số đám cháy xảy đồng thời: 2x30 l/s - Số làm việc ngày: 24h - Địa chất công trình: ổn định - Dạng bờ sơng: bờ thoải - Hàm lượng cặn : 799 mg/l - Độ lớn thuỷ lực hạt cặn: 0,55 m/s Nước mặt nguồn nước lộ thiên tồn bề mặt Trái đất nước sơng suối ao hồ… có nguồn bổ sung nước mưa số nước ngầm 1.1 Phân loại Nguồn nước mặt chia làm loại: - Nước sông: nguồn nước mặt chủ yếu để cấp nước, sơng có trữ lượng nước lớn đáp ứng đủ nhu cầu cho người Sông nguồn tiếp nhận nước mưa loại nước xả thải vào nên chịu ảnh hưởng trực tiếp từ môi trường bên - Nước suối: nguồn cung cấp nước quan trọng vùng núi, nhiên nước suối không ổn định chất lượng nước, mức nước, lưu lượn, vân tốc Mùa lũ nước đục, theo nhiều gỗ củi khô rác dịng chảy mạnh Mùa khơ cạn khơng đủ lượng nước cần thiết - Nước hồ đầm: trong, hàm lượng cặn nhỏ, nhiều sinh vật thuỷ sinh tảo phát triển mạnh 1.2 Đặc điểm  Chất lượng  Nước sơng ngịi, kênh rạch: - Dao động theo mùa theo vùng địa lý Hàm lượng cặn cao vào mùa mưa Độ đục cao, cặn lớn vào mùa lũ thượng nguồn cuối nguồn Chứa nhiều chất hữu vi trùng: + Xác động thực vật chất bẩn trôi bề mặt + Chịu ảnh hưởng nguồn nước thải sinh hoạt công nghiệp - Độ màu cao thượng nguồn nhiều đầm lầy  Nước ao hồ - Hạm lượng cặn nhỏ, sơng ổn đinh, nhiên vãn bị ảnh hưởng với địa lý địa hình - Độ màu cao phù du, tảo tạp chất  Nước mưa - Phụ thuộc theo mùa vùng khí hậu Tuy nhiên chứa nhiều bụi bẩn tạp chất lưo lưungr khơng khí, bị ảnh hưởng ô nhiễm môi trường  Trữ lượng - Đủ sinh hoạt sản xuất Phục vụ cho mục đích cơng nghiệp dịch vụ khác CHƯƠNG II: TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH THU 2.1 - Chọn kiểu, loại cơng trình thu Từ đề trên: lựa chọn cơng trình thu nước mặt thiết kế + Cơng trình thu nước xa bờ (vì bờ sơng thoải) + Cơng trình kết cấu kiểu kết hợp (vì địa chất cơng trình ổn định) Cơng trình thu xa bờ kiểu kết hợp - ống tự chảy - Công suất 20000 m3/ngđ chọn cơng trình thu, đơn ngun có ngăn thu ngăn hút Mỗi ngăn thu có họng thu ống tự chảy, 2.2 Tính tốn 2.2.1 Tính tốn song chắn rác lưới chắn rác a Kích thước song chắn rác: cửa thu nước a  d 40  10   0, 75 40 K1 = a - K2 = 1,25 K3 = 1,1 (thanh thép tiết diện tròn) v = 0,7 m/s n=2 Từ diện tích song chắn rác (SCR), suy đường kính SRC  = 0,17 m2 = R2 Suy R = 0,2326 m, D = 0,4652 Song chắn rác đặt cửa thu nước cơng trình Cấu tạo gồm thép tiết diện tròn 8 10, hay tiết diện chữ nhật kích thước 6x50mm đặt song song với gắn vào khung thép Khoảng cách giữu thép từ 40 50mm Song chắn rác thả rịng rọc tời quay tay bố trí tỏng ngăn quản lí Hình dạng song chăn rác phù hợp với hình dạng cửa thu nước, hình trong, hình vng, hình chữ nhật b Lưới chắn rác: Cấu tạo gốm lưới căng khung thép Tấm lưới đan dây thép đường kính 1,5mm, mắt lưới x 55 x mm Trong số trường hợp, mặt lưới đặt thêm lưới có kích thước mắt lưới 25 x 25mm đan dây thép đường kính 2-3mm để tăng cường khả chịu lực lưới - Diện tích cơng tác lưới xác định theo cơng thức: Trong đó: + Q: lưu lượng tính tốn cơng trình (m3/s) (m3/s) + v: vận tốc nước chảy qua lưới + Lưới chắn phẳng lấy V = 0,2 0,4 m/s Chọn V=0,3 m/s + n: số cửa thu nước Chọn cửa + K1 : hệ số co hẹp tính theo cơng thức: (a  d ) (5  1)2 � (1  p )  �(1  0,1)  0, 704 52 K1= a (p = 0,1)  a – kích thước mắt lưới Chọn a = mm  d – đường kính dây đan lưới Chọn d =  p – tỉ lệ phần diện tích bị khung kết cấu khác chiếm so với diện tích cơng tác lưới + K2: hệ số co hẹp ảnh hưởng rác bám vào lưới Lấy K2= 1,5 + K3: hệ số ảnh hưởng hình dạng Chọn lấy K3= 1,5 Chọn kích thước cửa lưới chắn rác hình chữ nhật: B  L = 0,7  0,9 m 2.2.2 Ngăn thu, ngắn hút - Cơng trình thu đơn ngun, đơn nguyên có ngăn thu ngăn hút - Trong ngăn thu bố trí thang lên xuống, thiết bị tẩy rửa - Trong ngăn hút bố trí lưới chắn rác, ống hút máy bơm cấp một, thang lên xuống, thiết bị tẩy rửa - Chọn đường kính ống hút: với lưu lượng ống Q = 0,1155 m3/s D = = = 0,27 m - Chọn D = 270 mm - Chọn ống đẩy với chiều dài ống đẩy: 2500 m với lưu lượng ống Q = 0,1157 m3/s D = = = 0,350 m - Chọn đường kính vận tốc ống hút ống đẩy: Dh = 270 mmVh = m/s Dđ = 350 mmVđ = 1,2 m/s a Kích thước ngăn thu - Chiều dài ngăn thu A1: 1,6 – m, chọn 2,5 m - Chiều rộng ngăn thu B1 = B1 + 2e = 0,5 +  0,5 = 1,5 m b Ngăn hút nước - Chiều rộng B2  3Df Với D f: Đường kính ống phễu: Df = (1,3  1,5)  Dh = 1,5  0,27 = 0,405 m Dh : Đường kính ống hút: chọn = 270 mm = 0,27 m B2   1,5  0,27 = 1,215 m Chọn B2 = 1,5 m - Chiều dài ngăn hút A2 = 2,5 m (1,5  m) c Kích thước mặt đứng cơng trình - Khoảng cách từ phễu hút đến tường tối thiểu: Chọn khoảng cách 400 mm - Khoảng cách từ mép ống tự chảy đến đáy sông: Chọn h1 = 0,7 m - Khoảng cách từ mép cửa đặt lưới đến đáy cơng trình thu: Chọn h2= 0,5 m - Khoảng cách từ mực nước thấp đến mép cửa: Chọn h3 = 0,6 m - Khoảng cách từ mực nước thấp đến miệng vào phễu hút: Chọn h6 = 0,7 m - Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phễu hút: Chọn h5 = 0,5 m - Khoảng cách từ mực nước cao đến sàn công tác: Chọn h4 = 0,7 m - Chọn chiều cao gian quản lý 3m 2.2.3 Tính họng thu nước, ống tự chảy a Họng thu nước - Theo đặc điểm cấu tạo thu nước cơng trình, ta dùng loại họng thu nước - thường xuyên ngập Họng thu gồm miệng thu có song chắn rác nối với ống tự chảy phận cố định - bảo vệ miệng thu Chọn cửa thu nước song chắn rác có dạng hình trịn, tính tốn cửa thu + Chiều sâu lớp nước tính từ MNTN đến đỉnh họng thu h1 = 0,4 m + Chiều cao bảo vệ h2 = 0,2 m + Khoảng cách từ đáy sông đến mép miệng thu nước h3 = 0,6 m b Ống tự chảy - Chọn ống tự chảy để đảm bảo cho cơng trình làm việc an tồn, lưu lượng ống 0,1155 m3/s - Dùng ống thép, đặt ống dốc sông - Chọn vận tốc nước chảy ống v = 0,8m/s - Đường kính ống xác định theo công thức: D = = = 0,303 m - Chọn đường kính d = 350 mm - V= 0,6 m/s, i = 0,1 m/100m Q = 0,05775 m3/s Ta có lống = 40 m => hống = il = - Ống thép mới, hệ số 0,8 - Tính (ống tự chảy họng thu) = hống + hcb - song chắn rác hs = 0,1 - khóa ξ (dùng để đóng rửa ngăn thu) = = 2,1 = il + = 0,032 + 2,1 + 0,1 = 0,0705 m c Phương pháp rửa ống Rửa thuận: dòng nước rửa chiều với dòng nước làm việc bình thường Trong trường hợp ta đặt ống dốc phía ngăn thu Khi cửa đóng bớt 1/3 đến ½ ống, ống làm việc tăng cường, vận tốc nước ống tăng, cặn lắng tẩy rửa ... (vì địa chất cơng trình ổn định) Cơng trình thu xa bờ kiểu kết hợp - ống tự chảy - Công suất 20000 m3/ngđ chọn công trình thu, đơn ngun có ngăn thu ngăn hút Mỗi ngăn thu có họng thu ống tự chảy,... II: TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH THU 2.1 - Chọn kiểu, loại cơng trình thu Từ đề trên: lựa chọn cơng trình thu nước mặt thiết kế + Cơng trình thu nước xa bờ (vì bờ sơng thoải) + Cơng trình kết cấu kiểu... CƠNG TRÌNH THU .7 2.1 Chọn kiểu, loại cơng trình thu 2.2 Tính tốn 2.2.1 Tính tốn song chắn rác lưới chắn rác 2.2.2 Ngăn thu, ngắn hút .9 2.2.3 Tính họng thu