Mạng lưới cấp nước hoàng văn huệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI PGS TS HOÀNG VĂN HUỆ MẠNG Lươl CẤP NƯỚC (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỘI -2010 LỜI NÓI ĐẦU Với mục đích phục uụ cho cơng tác nâng cao chất lượng đào tạo chuyên ngành cấp thoát nước trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, biên soạn tài liệu "Mang lưới c ấ p nước" với hai phần sau: Phần I: Khái niệm chung hệ thống cấp nước, bao gồm chương: Nhu cầu, tiêu chuẩn dùng nước công suất trạm cấp nước Nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp nước cho sinh hoạt công nghiệp Hệ thống cấp nước chế độ làm việc hệ thống Phần II: Mạng lưới cấp nước, bao gồm chương: Thiết kê'qui hoạch mạng lưới Tính tốn mạng lưới Cơng trình dẫn nước từ nguồn đến mạng lưới Cấu tạo mạng lưới Quản lý kỹ thuật mạng lưới hệ thống dẫn nước Trong tài liệu không đưa vào phần kinh tế mạng lưới có tài liệu riêng kinh tế nước Chúng chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp cho nhiều ý kiến quí báu thảo cảm ơn Nhà xuất Xây dựng giúp đỡ để cuôh sách hồn thành kịp thời đáp ứng cho cơng tác giảng dạy học tập trường Đại học Kiến trúc Hà nội Cuốn sách tránh khỏi thiếu sót, chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp, phê bình bạn đọc Ý kiêh xin gửi theo địa chỉ: Bộ môn cấp nước - Khoa KTHT & MTĐT - Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Km đường Nguyễn Trãi Hà Nội - Hà Đơng T ác giả MỞ ĐẦU I VAI TRỊ CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI ĐÒI SỐNG CON NGƯỜI VÀ NỂN k in h t ế Qư ố c DÂN Nước thiếu sống người nước đóng vai trị quan trọng trình hình thành sống trái đất Nước tham gia tích cực vào phản ứng lý, hố học, hình thành tích ỉuỹ chất hữu cơ, ỉà dung mơi nhiều chất đóng vai trò dẫn đường cho muối vào thể người Trong khu đô thị nông thôn, nước dùng để phục vụ cho dân sinh Trong công nghiệp, nông nghiệp nước dùng để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhằm tạo sản phẩm phát triển kinh tế, nâng cao đời sống vật chất tinh thần người dân II Sơ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH KỸ THUẬT CẤP THOÁT NƯỚC TRÊN THÊ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 4000 trước Công nguyên, xuất vùng tập trung đông dân cư thung lũng sông Nila, Chigara, An Độ, La Mã Trung Quốc người biết khai thác sử dụng nước vào mục đích dân sinh, ban đầu khơi mương, đào giếng lấy nước thủ công, dần sau lấy nước nhân tạo Vào thời kỳ 300 năm trước công nguyên người Ai Cập biết khai thác nguồn nước ngầm cách đào giếng biết làm công cụ đơn giản để chứa nước từ giếng lên Người Babilon có phương pháp nâng nước lên độ cao lớn phương tiện khác ròng rọc, guồng nước Hệ thống cấp nước đô thị xuất sớm La Mã vào nãm 800 trước cồng ngun Điển hình cơng trình dần nước kênh tự chảy đến bể tập trung thị, từ theo đường ống đến lâu đài nhà quyền quí đến bể chứa công cộng khu dân nghèo Hệ thống cấp nước tập trung châu Âu: Pháp, Anh, Nga Gruza xây dựng vào kỷ XIII Thế kỷ XIII - XV, nhiều đô thị Nga trang bị hệ thống cấp nước cho khu dân cư khu vực Cremlin sau Pectecbua xây dựng hệ thống cấp nước tự chảy vào kỷ XV Cùng với q trình thị hố, kỹ thuật cấp nước ngày phát triển để đáp ứng nhu cầu người dân đô thị Cách nhiều kỷ, thị châu Âu có hệ thống cấp nước Tuy nhiên, thời kỳ chưa có loại hoá chất phục vụ cho việc keo tụ để xử lý nước mặt, người ta phải xây dựng bể lắng có kích thước lớn áp dụng phương pháp lắng tĩnh lắng hạt cặn nhỏ nước, cơng trình xử lý cơng kềnh, chiếm nhiều diện tích kinh phí xây dựng lớn Việc dùng hố chất keo tụ bắt đầu vào năm 1600 Trung Quốc nhà truyền giáo Tây Ban Nha phổ biến Vào năm 1800, đô thị châu Âu, châu Mỹ có hệ thống cấp nước đầy đủ thành phần cơng trình thu, trạm xử lý, trạm bơm, mạng lưới Năm 1810, hệ thống lọc nước cho đô thị xây dựng Paisey- Scotland Sau phát dùng hoá chất để xử lý nước, cơng nghệ cấp nước có bước tiến mới, hệ thống cấp nước thị ngày hồn thiện đặc biệt cơng trình xử lý nước Các hạng mục cơng trình, thiết bị xử lý nước thiết bị điện tử tự động áp dụng đa dạng phong phú Có thể nói kỹ thuật cấp nước giới đạt đến trình độ cao công nghệ xử lý thiết bị giới, tư động vận hành quản lý Ở Việt Nam, hệ thống cấp nước đô thị việc khoan giếng mạch nông Hà Nội TP Hồ Chí Minh (Sài gịn cũ) vào năm 1894 Trong thời kỳ này, nhiều thị khác Hải Phịng, Đà Nẵng bắt đầu xuất hệ thống cấp nước Sau khoan giếng vào năm 1894 khu đất thuộc làng Yên Định nằm phía Bắc Thành Hà Nội nhà máy nước Yên Phụ xây dựng Kể từ Hà Nội bắt đầu dùng nước máy qua mạng đường ống trực tiếp bơm từ giếng khoan lên Năm 1896 hệ thống xử lý nước Hà Nội thức đưa vào vận hành Trong suốt thời gian 60 năm sau đó, hệ thống cấp nước Hà nội có nhà máy nước: Yên Phụ (1896), Đồn Thuỷ (1931), Bạch Mai (1936), Ngọc Hà (1939) Ngô Sĩ Liên (1958) với tổng công suất vào năm 1954 khoảng 31 500 m3/ngđ, chủ yếu phục vụ cho máy cai trị, quan lại quân đội viễn chinh Pháp vịi nước cơng cộng khu bn bán Sau ngày hồ bình lập lại, Đảng Nhà nước, quyền Thành phố trọng đến việc cấp nước dân sinh Chỉ từ năm 1955 đến 1965 hàng loạt nhà máy nước cũ cải tạo, nâng cấp xây dựng nhiều nhà máy mới: Lương Yên (1956), Ngọc Hà (1957), Ngô Sĩ Liên (1958), Tương mai (1963m3), Hạ Định (1964) nâng công suất cấp nước cho Hà nội lên 128 000 m3/ngđ Từ năm 1975 đến nay, hệ thống cấp nước Hà nội cải tạo xây dựng với trang thiết bị đại, nâng công suất lên 390 000 m3/ngđ Mạng lưới đường ống truyền dẫn phân phối có tổng chiều dài 600 km đường ống dịch vụ có chiều dài tới hàng ngàn km Đối với hệ thống cấp nước đô thị khác nước ta, đặc biệt từ năm 1990 đến năm 2000, cải tạo phát triển xây dựng Nhiều trạm xử lý nước áp dụng công nghệ tiên tiến nước phát triển Pháp, Phần Lan, Autralia Các loại cơng trình xử lý bể lắng ngang tầng mỏng, bể lắng kiểu pulsator áp dụng số địa phương Hồ Bình, Lào Cai, Sơn La, Nam Định, Huế III MỤC TIÊU CỦA ĐỊNH HƯỚNG CÂP NƯỚC ĐÊN NĂM 2020 Trong nhiều năm qua, Đảng Nhà nước quan tâm đến công tác cấp nước đô thị Nhiều dự án ưu tiên thực nguồn vốn ngồi nước Chính phủ phê duyệt “Định hướng cấp nước đô thị đến năm 2020 (Quyết định số 63/1998/QĐ-TTg ngày 18 tháng năm 1998 Thủ tướng Chính phủ)”, xác định mục tiêu chủ yếu cải thiện cách tình hình cấp nước thị xây dựng tảng cho phát lâu dài bền vững ngành cấp thoát nước Mục tiêu trước mát - Mở rộng phạm vi nâng cao chất lượng dịch vụ cấp nước đô thị - Đảm bảo cấp nước cho nhu cầu công nghiệp nhu cầu văn hố xã hội thị - Cải tạo nâng cấp cơng trình cấp nước có - Giảm tỉ lệ thất nước - Từng bước xố bỏ bao cấp cơng ty nước - Lập lại kỷ cương ngành cấp nước thị tất khâu từ qui trình cơng nghệ sản xuất, kinh doanh, tài chính, dịch vụ đến quản lý nhà nước Mục tiêu lâu dài: - Điều tra khảo sát, khai thác đôi với bảo vệ tài nguyên nước quốc gia - Nâng cao chất lượng phục vụ cấp nước cho sản xuất dân sinh đô thị, tạo điều kiện giúp đỡ công ty cấp nước tự chủ tài đồng thời thực nghĩa vụ cơng ích sách xã hội - Đào tạo cán đổi công tác quản lý phù họp với đường lối cơng nghiệp hố, đại hố Đảng Nhà nước, tăng cường lực công ty tư vấn để đảm nhiệm công tác lập dự án, thiết kế hệ thống cấp nước - Phát triển khoa học kỹ thuật, tăng cường ứng dụng công nghệ thông qua chuyển giao công nghệ bước đại hoá hệ thống cấp nước đô thị - Đẩy mạnh đầu tư cho sản xuất thiết bị, vật tư, phụ tùng nước với chất lượng cao để thị trường nước quốc tế chấp nhận - Áp dụng tiêu chuẩn, qui trình, qui phạm tiên tiến, đưa ngành cấp nước Việt Nam hội nhập với nước khu vực, phù họp với sách mở cửa mở rộng hợp tác quốc tế Đảng Chính phủ Phẩn I KHÁI NIỆM CHUNG VÊ HỆ THỐNG CẤP Nlrôc Chương NHU CẦU, TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC VÀ CÔNG SUẤT CỦA TRẠM CẤP NƯỚC 1.1 CÁC LOẠI NHU CẦU DÙNG NƯỚC Nước dùng cho mục đích khác sinh hoạt, sản xuất mục đích khác Có thể chia thành bốn loại nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt, cho sản xuất, cho chữa cháy cho mục đích khác 1.1.1 Nước dùng cho sinh hoạt Nước dùng cho sinh hoạt loại nước dùng để uống, tắm rửa, giặt, chuẩn bị thức ăn, xả rửa thiết bị vệ sinh, vệ sinh nhà cửa, tưới đường, tưới cây, cung cấp nước cho bể bơi Chất lượng loại nước phải' đảm bảo tiêu hoá lý vi sinh theo yêu cầu qui phạm, không làm ảnh hưởng tới sức khoẻ người sử dụng trực tiếp 1.1.2 Nước dùng cho sản xuất Nước dùng cho sản xuất loại nước dùng sản xuất công nghiệp Lưu lượng chất lượng đa dạng khác phụ thuộc vào lĩnh vực công nghiệp, dây chuyền công nghệ sản xuất, sản phẩm sản xuất Ví dụ, có cơng nghiệp u cầu chất lượng nước sản xuất không cao, lưu lượng nước lớn, ngược lại có cơng nghiệp u cầu lưu lượng nước sản xuất không lớn, chất lượng nước lại cao 1.1.3 Nước dùng cho chữa cháy Nước dùng cho chữa cháy loại nước dự trữ bể chứa nước khu đô thị khu công nghiệp, dùng để dập tắt đám cháy xẩy Lượng nước chữa cháy nhiều hay tuỳ thuộc vào qui mô dân số đô thị, đặc điểm xây dựng tính chất cơng trình sử dụng 1.1.4 Nước dùng cho mục đích khác Ngồi ba loại nước kể trên, cịn cẩn tính đến nước dùng để bổ sung rò rỉ mạng lưới, sục rửa mạng lưới cần thiết, nước dùng cho thân trạm xử lý, nước cấp cho công nghiệp địa phương tiểu thủ công nghiệp 1.2 TIÊU CHUẨN DÙNG NƯỚC Tiêu chuẩn dùng nước có nhiều loại: Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt; tiêu chuẩn dùng nước sản xuất; tiêu chuẩn dùng nước chữa cháy, tiêu chuẩn dùng nước để tưới 1.2.1 Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt phụ thuộc vào nhiều yếu tố: mức độ trang thiết bị vệ sinh bên cơng trình, điều kiện khí hậu, điều kiện kinh tế - xã hội, phong tục tập quán, tính chất nguồn cấp nước, điều kiện địa phương Những thành phố lớn, thành phố du lịch, nghỉ mát, khu công nghiệp lớn thường lấy tiêu chuẩn dùng nước cao đô thị khu công nghiệp khác Vùng nóng thường dùng nhiều nước, vùng ơn hồ thường dùng nước Miền xi có thói quen dùng nhiều nước miền núi Những nơi nguồn nước dồi dào, thuận tiện thiết kế lấy tiêu chuẩn dùng nước cao nơi nguồn nước khan khó khăn Theo TCXDVN 33-2006 - Cấp nước - mạng lưới bên ngồi cơng trình - tiêu chuẩn thiết kế, tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt nhu cầu khác theo đầu người cho khu dân cư thị tham khảo theo bảng 1.1 Bảng 1.1 Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt hệ sơ khơng điều hồ cho khu dân cư đô thị TT I Đối tượng dùng nước thành phần cấp nước Giai đoạn 2010 2020 165 200 120 150 65 99 80 95 b) Nước phục vụ cơng cộng (tưới cây, rửa đường, cứu hoả ); Tính theo % (a) 10 10 c) Nước cho công nghiệp dịch vụ thị; Tính theo % (a) 10 10 d) Nước khu công nghiệp (lấy theo điều 2.4 - Mục TCXDVN 33-2006), mVha.ngày; 22-45 22-45 e) Nước thất thốt; Tính theo phần trăm (a+b+c+d) 33 25 7-10 5-8 Đô thị loại đặc biệt, đô thị loại I, khu du lịch nghỉ mát a) Nước sinh hoạt: - Tiêu chuẩn cấp nước (//người.ngày): + Nội + Ngoại vi - Tỉ lệ dân số cấp nước (%): + Nội + Ngoại vi f) Nước cho yêu cầu riêng nhà máy xử lý nước; Tính theo % (a+b+c+d+e) II Đô thị loại II đô thị loại III a) Nước sinh hoạt: - Tiêu chuẩn cấp nước (//người.ngày): + Nội 120 150 + Ngoại vi 80 100 + Nội 85 99 + Ngoại vi 75 90 b) Nước phục vụ công công (tưới cây, rửa đường, cứu hoả ); Tính theo% (a) 10 10 c) Nước cho cơng nghiệp dịch vụ thị; Tính theo % (a) 10 10 d) Nước khu công nghiệp (lấy theo điều 2.4- Mục TCXDVN 33-2006), mVhá.ngày; 22-45 22-45 e) Nước thất thốt; Tính theo phần trăm (a+b+c+đ) 30 25 8-10 7-8 - Tiêu chuẩn cấp nước (//người.ngày): 80 100 - Tỉ lệ dân cấp nước (%): 75 90 b) Nước dịch vụ; Tính theo % (a) 10 10 c) Nước thất thốt; Tính theo % (a+b) 25 20 d) Nước cho yêu cầu riêng nhà máy xử lý nước; Tính theo % (a+b+c) 10 10 - Tỉ lệ dân số cấp nước (%): f) Nước cho yêu cầu riêng nhà máy xử lý nước; Tính theo % (a+b+c+d+e) III Đô thị loại IV, đô thị loại V; điểm dân cư nông thôn a) Nước sinh hoạt: 1.2.2 Tiêu chuẩn dùng nước xí nghiệp cơng nghiệp Tiêu chuẩn dùng nước xí nghiệp cơng nghiệp xác định sở dây chuyền công nghệ sản xuất xí nghiệp cơng nghiệp quan thiết kế quản lý cung cấp lấy theo tiêu chuẩn dùng nước dây chuyền xí nghiệp công nghiệp tương tự Tiêu chuẩn dùng nước xí nghiệp cơng nghiệp gồm: tiêu chuẩn dùng nước sản xuất, tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt (ăn uống sinh hoạt cho công nhân làm việc nước tắm cho công nhân sau ca làm việc) Tiêu chuẩn dùng nước sản xuất xí nghiệp cơng nghiệp tham khảo bảng 1.2 Nước cấp cho cơng nghiệp địa phương: trường hợp bố trí phân tán khơng tính cụ thể được, lấy -1 % lượng nước ăn uống sinh hoạt ngày dùng nước tối đa đô thị 10 Bảng 1.2 Tiêu chuẩn dùng nước sản xuất số lĩnh vực công nghiệp Đơn vi đo Tiêu chuẩn, m3/đv đo Chú thích 1000 KW/h 100 KW/h 100 - 400 3-5 Trị số nhỏ dùng cho công suất nhiệt điện Nước làm nguội động đốt ngựa/h 0,015-0,04 Nước khai thác than than 0,2 - 0,5 Nước làm giàu than than 0,3 - 0,7 Nước vận chuyển than theo máng than 1,5-3 Nước làm nguội lò luyện gang gang 24-42 Nước làm nguội lò mác thép 13-43 Nước cho xưởng cán ống 9-25 Nước cho xưởng đúc thép 6-20 Nước để xây loại gạch 1000 viên 0,09-0,21 Nước rửa sỏi để đổ bê tông m3 -1,5 Nước rửa cát để đổ bê tông m3 1,2- 1,5 Nước phục vụ để đổ bê tông m3 2,2 - 3,0 Nước để sản xuất loại gạch 1000 viên 0,2- 1,0 Nước để sản xuất ngói 100 viên 0,87-1,2 Nước sản xuất Nước làm lạnh nhà máy nhiệt điện Nước cấp nồi nhà máy nhiệt điện Bổ sung cho hệ thống tuần hoàn Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt cơng nhân làm việc xí nghiệp cơng nghiệp lấy theo bảng 1.3 Bảng 1.3 Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt công nhân làm việc xí nghiệp cơng nghiệp hệ số khơng điều hồ Tiêu chuẩn., (//ng.ca) Hệ số khơng điều hồ (kh) Phân xưởng nóng tỏa nhiệt lớn 20 kcalo.m3/h 45 2,5 Phân xưởng khác 25 3,0 Loại phân xưởng Lượng nước tắm công nhân sau làm việc tính đồng 300 //h cho nhóm tắm hoa sen, thời gian tắm kéo dài 45 phút Số vòi tắm hoa sen tính theo số cơng nhân ca lớn theo đặc diểm vệ sinh trình sản xuất, lấy theo bảng 1.4 11 ... dẫn nước đến hộ tiêu dùng Mạng lưới đường ống cấp nước bao gồm: mạng cấp I - mạng truyền dẫn, mạng cấp II - mạng phân phối mạng cấp III - mạng dịch vụ Mạng lưới phân phối nước thị có dạng: - Mạng. .. thống cấp nước chế độ làm việc hệ thống Phần II: Mạng lưới cấp nước, bao gồm chương: Thiết kê'qui hoạch mạng lưới Tính tốn mạng lưới Cơng trình dẫn nước từ nguồn đến mạng lưới Cấu tạo mạng lưới. .. cấp II mạng lưới tiêu dùng Phụ thuộc vào điều kiện địa hình t h ị , đài nước bố trí đầu ở cuối mạng lưới đường ống cấp nước đô thị 31 3.2.5 Mạng lưới đường ống Mạng lưới đường ống cấp nước làm nhiệm