5.3.1. Vạch tuyến mạng lưới cấp nước
- Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước:
+ Mạng lưới cấp nước phải bao trùm tất cả các điểm dùng nước trong phạm vi khu vực thiết kế.
+ Các tuyến ống chính phải kéo dài theo hướng vận chuyển chính của mạng lưới.
+ Các tuyến ống chính phải được liên hệ với nhau bằng các ống nối, tạo thành các vịng khép kín liên tục. Các vịng cũng nên cĩ hình dạng kéo dài theo hướng vận chuyển chính của mạng lưới.
+ Các ống chính phải bố trí sao cho ít quanh co gấp khúc cĩ chiều dài ngắn nhất, cĩ chiều dài ngắn nhất và chảy thuận tiện nhất.
+ Các đường ống phải ít vượt qua các chướng ngại vật thiên nhiên như sơng, hồ ,đường sắt, nút giao thơng quan trọng hay những vùng cĩ địa hình, địa chất xấu.
+ Kết hợp chặt chẽ giữa hiện tại và phát triển trong tương lai của khu vực. - Căn cứ theo quy hoạch của khu dân cư Bà Điểm – Hĩc Mơn, cũng như quy mơ cấp nước, ta tính tốn trên hai phương án:
+ Phương án 1: Mạng lưới vịng để cấp nước cho khu dân cư, đồng thời kết hợp với mạng lưới cụt. Tồn bộ mạng lưới chọn ống uPVC Bình Minh: Φ140, Φ110. Tổng cộng cĩ 21 nút , 27 đoạn ống, 14 trụ cứu hỏa.
+ Phương án 2: Mạng lưới cụt cho tồn bộ mạng lưới. Tồn bộ mạng lưới chọn ống uPVC Bình Minh: Φ140, Φ110. Tổng cộng cĩ 19 nút , 19 đoạn ống, 14 trụ cứu hỏa.
- Khi thiết lập hệ thống phân phối nước dựa trên các yếu tố sau đây: + Đáp ứng đủ nước yêu cầu của đơ thị và cơng nghiệp.
+ Áp suất phải đảm bảo tối thiểu cho điểm bất lợi nhất.
+ Cần bố trí các đường ống với đường kính thích hợp để tránh tổn thất nhiều và cũng cĩ lợi cho kinh tế của đơ thị cần xây dựng hệ thống cấp nước.
+ Vị trí đặt ống trên mặt cắt ngang đường phố do quy hoạch xác định, tốt nhất nên đặt trong vỉa hè. Khoảng cách nhỏ nhất trên mặt bằng tính từ thành ống đến các cơng trình phải đảm bảo theo các quy định.
+ Độ sâu đặt ống phải thỏa các yêu cầu sau: Khơng nơng quá để tránh tác động cơ học và của thời tiết; khơng sâu quá để tránh đào đất nhiều, thi cơng khĩ, chiều sâu tối thiểu đặt ống thường lấy 0,8 m kể từ mặt đất đến đỉnh ống.
+ Khi ống cĩ khả năng bị tác động cơ học cần đặt ống trong tuyến hoặc vỏ bao kim loại để tránh tác động cơ học và sửa chữa rõ ràng.
5.3.2. Xác định các thơng số ban đầu
Để tính tốn và kiểm tra thủy lực vào giờ dùng nước lớn nhất trong ngày (cĩ cháy và khơng cĩ cháy), ta sử dụng chương trình Epanet 2.0 mơ phỏng thủy lực mạng lưới cấp nước.
* Xác định lưu lượng dọc đường đưa về các nút:
Khu dự án cĩ nhiều đối tượng cĩ yêu cầu lấy nước vào các giờ khác nhau, được trình bày trong bảng sau:
Bảng 5.2 Thống kê đối tượng dùng nước vào các giờ trong ngày
Sử dụng Q ngàyđêm
( m3/ngđ)
Số giờ
sử dụng Thời gian sử dụng Sinh hoạt 709.6 24 0h ÷ 24h ( phụ thuộc Kh)
Dịch vụ cơng cộng 71 20 4h ÷ 24h
Cơng nghiệp & dịch vụ 71 24 0h ÷ 24h
Nước thất thốt 85.2 24 0h ÷ 24h
Nước bản thân nhà máy 59.2 24 0h ÷ 24h
* Tính tốn cao trình các nút:
Giả định cốt san nền tại nhà máy xử lý nước ngầm là +5.0 m. Địa hình khu dân cư cĩ xu hướng cao hơn về hướng đi Tây Ninh (ngã tư Trung Chánh) và thấp hơn về hướng Tp Hồ Chí Minh (ngã tư An Sương) so với cốt san nền tại nhà máy xử lý.
Bảng 5.3 Bảng tính tốn cao trình tại các nút
Nút Cốt san nền Cao trình nút Nút Cốt san nền Cao trình nút
1 5.00 4.20 14 5.25 4.45 2 4.90 4.10 15 5.00 4.20 3 4.85 4.05 16 5.05 4.25 4 4.85 4.05 17 5.10 4.30 5 4.80 4.00 18 5.15 4.35 6 4.80 4.00 19 5.20 4.40 7 4.85 4.05 20 5.25 4.45 8 4.90 4.10 50 5.00 4.20 9 5.00 4.20 10 5.05 4.25 11 5.10 4.30 12 5.15 4.35 13 5.20 4.40
Ghi chú: Nút 50 là điểm cấp nước vào mạng lưới (nằm trong trạm xử lý).
* Áp lực yêu cầu tại vị trí bất lợi:
Theo quy hoạch khu đơ thị, tầng cao trung bình nhà ở: n = 2 ÷ 4 tầng. Áp lực cần thiết tại ngơi nhà ở vị trí bất lợi: H = 4×4 + 4 = 4×4 + 4 = 20 (m) Do các nút được đặt thấp hơn mặt đất 0.8m nên áp lực cần thiết: 20+1 = 21 m.
* Trạm bơm cấp II:
- Trạm bơm cấp II được tính theo cơng suất phục vụ mạng lưới cấp nước đơ thị vào giờ dùng nước lớn nhất 17 ÷ 18 giờ (theo bảng 4-1):
h max
Q =71.67 m3/h Chọn số bơm làm việc và lưu lượng bơm:
Gồm cĩ 4 bơm trong đĩ cĩ 3 bơm hoạt động (cĩ 1 bơm chữa cháy) và 1 bơm dự phịng.
Theo phương án bơm biến tầng (đã chọn ở trong phần 4.2.2). Hai bơm làm việc suốt 24 giờ. Bơm chữa cháy làm việc khi cĩ cháy.
Chọn lưu lượng bơm của 2 bơm hoạt động 24/24 bằng nhau và bằng lưu lượng của bơm chữa cháy, vậy lưu lượng mỗi bơm là:
b 71.67 q 35.835 2 = = m3/h = qcc ≈10 l/s. - Áp lực trạm bơm cấp II:
Áp lực trạm bơm cấp II được xác định dựa vào: Lưu lượng bơm vào mạng lưới của mỗi bơm qb = 10 l/s;
Cao độ mực nước thấp nhất trong bể chứa là 1.2m (cốt đáy bể là 0.7m). Áp lực tối thiểu tại vị trí vị trí bất lợi 21m.
=> Từ chương trình Epanet, ta tìm được áp lực của mỗi bơm là Hb = 30m Chọn bơm thỏa mãn qb = 10 l/s và Hb = 30m.
Với các thơng số trên, tra trong catalog bơm Grundfos ta chọn bơm trục ngang NB 40 – 160 / 135 (50Hz - 4 Kw) kèm theo thiết bị biến tầng.Với các thơng số của bơm như sau:
qb = 10 l/s; Hiệu suất bơm: η = 68 % Hb = 30 m; Số vịng quay: n = 3500 v/ph
Vậy chọn dàn bơm cĩ 4 bơm (3 bơm hoạt động, 1 bơm dự phịng). Mỗi bơm cĩ q = 10 l/s, H= 30 m.
Hình 5.2 Đường đặc tính của bơm Grundfos NB 40-168/135
* Bể chứa nước:
Nhằm đơn giản việc mơ phỏng và đảm bảo áp lực trong mạng lưới cấp, ta tính với mực nước thấp nhất (1.5m) trong bể chứa trong thời gian mơ phỏng.
5.3.3. Tính tốn thủy lực Phương án 1
* Tính tốn thủy lực vào giờ cao điểm dùng nước khơng cĩ cháy:
Dựa vào bảng thống kê lưu lượng lưu lượng (bảng 4-1), nhận thấy nhu cầu dùng nước lớn nhất vào lúc 17 ÷ 18 giờ (là 71.67 m3/h). Trong đĩ Qmaxsh = 53.22 m3/h.
Từ các thơng số ban đầu ta tính được chiều dài tính tốn của các đoạn ống và lưu lượng tại các nút. (Bảng 5.4)
- Xác định lưu lượng dọc đường: qđv = max sh tt Q l ∑ =14.783146 =0.004653l/s tb sh
max sh
Q =53.22 m3/h = 14.78 l/s ltt : Chiều dài tính tốn của từng đoạn ống:
ltt = lthực tế × m (m)
Với: m: Hệ số sử dụng phụ thuộc vào nhu cầu cấp nước của từng khu vực. - Xác định lưu lượng dọc đường của mỗi đoạn ống:
qdđ = qđv × ltt (l/s) - Lưu lượng sinh hoạt tại các nút:
qnút_sh = qdd
2
Bảng 5.4 Bảng tính tốn chiều dài tính tốn + Q nút (Phương án 1 - khơng cháy – giai đoạn 2010) 1 1 2 252 1 252.0 1.18 1 4 252 126.0 0.59 0.13 0.83 1.55 2 2 3 168 1 168.0 0.79 2 3 525 262.5 1.23 0.058 0.13 1.42 3 3 4 11 1 11.0 0.05 3 3 284 142.0 0.67 0.822 0.13 1.61 4 4 5 88 1 88.0 0.41 4 2 99 49.5 0.23 0.058 0.13 0.42 5 7 6 92 1 92.0 0.43 5 1 88 44.0 0.21 0.058 0.13 0.39 6 8 7 168 1 168.0 0.79 6 1 92 46.0 0.22 0.058 0.13 0.40 7 9 8 252 1 252.0 1.18 7 3 365 182.5 0.86 0.058 0.13 1.04 8 9 10 162 1 162.0 0.76 8 3 525 262.5 1.23 0.058 0.13 1.42 9 10 11 136 1 136.0 0.64 9 3 519 259.5 1.22 0.058 0.13 1.40 10 11 12 110 1 110.0 0.52 10 3 403 201.5 0.95 0.058 0.13 1.13 11 12 13 112 1 112.0 0.53 11 3 351 175.5 0.82 0.058 0.13 1.01 12 13 14 163 1 163.0 0.77 12 3 327 163.5 0.77 0.058 0.13 0.95 13 1 15 10 0 0.0 0.00 13 3 380 190.0 0.89 0.058 0.13 1.08 14 15 16 162 1 162.0 0.76 14 1 163 81.5 0.38 0.058 0.13 0.57 15 16 17 138 1 138.0 0.65 15 3 267 133.5 0.63 0.13 0.75 16 17 18 110 1 110.0 0.52 16 3 405 202.5 0.95 0.058 0.13 1.13 17 18 19 112 1 112.0 0.53 17 3 353 176.5 0.83 0.058 0.13 1.01 18 19 20 175 1 175.0 0.82 18 3 327 163.5 0.77 0.058 0.13 0.95 19 3 7 105 1 105.0 0.49 19 3 392 196.0 0.92 0.058 0.13 1.10 20 2 8 105 1 105.0 0.49 20 1 175 87.5 0.41 0.058 0.13 0.59 21 15 9 105 1 105.0 0.49 50 2 0 0.0 0.00 22 16 10 105 1 105.0 0.49 23 17 11 105 1 105.0 0.49 24 18 12 105 1 105.0 0.49 25 19 13 105 1 105.0 0.49 26 50 1 10 0 0.0 0.00 27 50 1 10 0 0.0 0.00 TC 3176 3146.0 14.78 6292 14.78 0.986 0.822 2.49 0.83 19.92
ghi chú: nút 50 là điểm cấp nước từ trạm bơm cấp II
* Kết quả mơ phỏng thủy lực mạng lưới cấp nước trên chương trình Epanet:
Trường hợp trong ngày khơng cĩ đám cháy xảy ra: - Hai bơm hoạt động, b1 + b2.
- Lưu lượng và áp lực cấp đủ cho nhu cầu.
- Áp lực vào giờ dùng nước lớn nhất (từ 17 ÷ 18 giờ) tại nút bất lợi (nút 14).
Page 1 12/27/2007 10:41:18 PM ********************************************************************** * E P A N E T * * Hydraulic and Water Quality * * Analysis for Pipe Networks * * Version 2.0 * **********************************************************************
Input File: thuyluc-caodiem-kochay-pa1.NET
Link - Node Table:
--- Link Start End Length Diameter ID Node Node m mm --- 1 1 2 252 140 2 2 3 168 140 3 3 4 11 110 4 4 5 88 110 5 7 6 92 110 6 8 7 168 110 7 9 8 252 110 8 9 10 162 110 9 10 11 136 110 10 11 12 110 110 11 12 13 112 110 12 13 14 163 110 13 1 15 10 140 14 15 16 162 140 15 16 17 138 140 16 17 18 110 140 17 18 19 112 140 18 19 20 175 110 19 3 7 105 110 20 2 8 105 110 21 15 9 105 140 22 16 10 105 110 23 17 11 105 110 24 18 12 105 110 25 19 13 105 110 26 50 1 10 140 27 50 1 10 140 bcc bechua 50 #N/A #N/A Pump b1 bechua 50 #N/A #N/A Pump b2 bechua 50 #N/A #N/A Pump
Page 2 Energy Usage:
--- Usage Avg. Kw-hr Avg. Peak Cost Pump Factor Effic. /m3 Kw Kw /day --- bcc 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 b1 100.00 75.00 0.11 4.01 4.01 0.00 b2 100.00 75.00 0.11 4.01 4.01 0.00 --- Demand Charge: 0.00 Total Cost: 0.00 Node Results: --- Node Demand Head Pressure Quality
ID LPS m m --- 1 1.55 32.25 28.05 0.00 2 1.42 31.87 27.77 0.00 3 1.61 31.80 27.75 0.00 4 0.42 31.80 27.75 0.00 5 0.39 31.79 27.79 0.00 6 0.40 31.79 27.79 0.00 7 1.04 31.80 27.75 0.00 8 1.42 31.85 27.75 0.00 9 1.40 31.98 27.78 0.00 10 1.13 31.74 27.49 0.00 11 1.01 31.58 27.28 0.00 12 0.95 31.50 27.15 0.00 13 1.08 31.47 27.07 0.00 14 0.57 31.45 27.00 0.00 15 0.75 32.16 27.96 0.00 16 1.13 31.76 27.51 0.00 17 1.01 31.58 27.28 0.00 18 0.95 31.50 27.15 0.00 19 1.10 31.47 27.07 0.00 20 0.59 31.46 27.01 0.00 50 0.00 32.30 28.10 0.00 bechua -19.92 1.50 0.00 0.00 Reservoir Link Results: --- Link Flow VelocityUnit Headloss Status
ID LPS m/s m/km --- 1 5.15 0.33 1.48 Open 2 2.70 0.18 0.44 Open 3 0.81 0.09 0.16 Open 4 0.39 0.04 0.04 Open 5 0.40 0.04 0.04 Open 6 1.16 0.12 0.30 Open 7 1.55 0.16 0.51 Open
Page 3 Link Results: (continued)
--- Link Flow VelocityUnit Headloss Status
ID LPS m/s m/km ---