1. Chuẩn bị thi cụng
1.4. Cỏc yếu tố thuỷ lực trong tớnh toỏn thoỏt nước
a. Lưu lượng nước thải của vựng dõn cư
1000 * q N Q ng tb (m3/ ngày.đờm) 1000 * * maxng ng K q N Q (m3/ ngày.đờm) 1000 * 24 * q N Q h tb (m3/h) 1000 * 24 * * maxh N q K h Q (m3/h) 86400 * q N Q s tb (l/s) Trong đú:
38
ưQ maxng , Q maxh , Q maxs ư Lưu lượng tối đa ngày, giờ, giõy. ư q ư Tiờu chuẩn thoỏt nước.
ư N ư Dõn số tớnh toỏn của khu dõn cư. b. Lưu lượng nước thải sản xuất
Để tớnh toỏn lưu lượng nước thải sản xuất ta căn cứ theo cụng nghệ sản xuất, trong một số trường hợp tớnh toỏn theo đơn vị sản phẩm hoặc nguyờn vật liệu tiờu thụ và tớnh theo cụng thức sau:
ư Lưu lượng trung bỡnh ngày:
1000 * . m p Q sx ngày tb (m3/ ngày đờm) ư Lưu lượng tối đa giõy: 1
m a x . * * * 3 6 0 0 s x h s m p K Q T ( l/ s) Trong đú:
ư mư Lưu lượng nước thải tớnh trờn sản phẩm (1/ tấn, 1/ sản phẩm. ư P1ưSố lượng sản phẩm trong một ca cú năng suất tối đa, tấn, sản phẩm. ư Pư Số lượng sản phẩm trong ngày (tấn, sản phẩm)
ư Tư Thời gian làm việc trong ca (h).
c. Lưu lượng nước thải sinh hoạt trong cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp ư Lưu lượng ngày: Qn = 1 2 ( 3
1000 35 *
25 N N m / ngày đờm)
ư Lưu lượng tối đa giờ: Qmax.h =
1000 * * 35 * * 25 3 4 T K N K N h h
ư Lưu lượng tối đa giõy: Qmax.h =
3600 * * 35 * * 25 3 4 T K N K N h h Trong đú:
N1, N2: Số lượng cụng nhõn làm việc trong ngày theo tiờu chuẩn thoỏt nước tương ứng 25 và 35 lớt.
N3, N4: Số cụng nhõn làm việc trong ca cú năng suất lớn nhất tương ứng theo tiờu chuẩn 25 và 35 lớt.
T: Thời gian làm việc trong ca (h)
d. Lưu lượng nước thải từ cỏc nhà tắm trong xớ nghiệp cụng nghiệp
Căn cứ mỗi vũi tắm thải ra 500 l/giờ, thời gian làm việc của cỏc vũi tắm là 45 phỳt sau mỗi ca làm việc, hoặc tớnh theo đồng nhất với tiờu chuẩn 40 – 60 lớt/người.
e. Đường kớnh tối thiểu và độ dầy tối đa
Trong những đoạn đầu của mạng lưới thoỏt nước lưu lượng tớnh toỏn khụng lớn, do đú cú thể dựng cỏc loại cống cú đường kớnh bộ. Tuy nhiờn, khả năng làm tắc cống của loại DN 150mm lớn hơn khoảng 2 lần với loại DN 200mm. Trong khi đú vật liệu chế tạo và cụng tỏc xõy lắp chờnh lệch khụng đỏng kể vỡ vậy dựng cống DN 200 cú lợi hơn cống DN 150. Để cú giới hạn và thuận tiện trong cụng việc sử dụng, người ta qui định đường kớnh cống tối thiểu dựng cho từng hệ thống riờng biệt.
39
ư Mạng lưới thoỏt nước trong sõn nhà DN 150ư200 ư Mạng lưới thoỏt nước tiểu khu DN 200.
ư Hệ thống thoỏt nước mưa vào chung tiểu khu DN 300.
ư Hệ thống thoỏt nước bờn ngoài hố phố DN 300, hệ thống nước mưa vào chung DN 400.
f. Độ đầy tớnh toỏn
ư Nước thải trong cống, ngay khi đạt lưu lượng tối đa cũng khụng đầy cống, tỉ lệ giữa chiều cao lớp nước trong cống so với đường kớnh của nú gọi là độ đầy tương ứng (h/d). Người ta khụng cho chảy đầy cũn cú lớ do nữa là cần khoảng trống thụng hơi. Độ đầy tối đa theo quy định của quy phạm 20TCN-51-
84 cho phộp của cỏc cống như sau:
Bảng 2.1. Độ đầy tối đa cho phộp
D(mm) DN 150 ư DN 300 DN 350 ư DN 450 DN 500ưDN 900 > DN 1000
(h/d)max = 0,6 0,7 0,75 0,8
ư Với mương cú chiều cao H ≥ 0,9m và tiết diện ngang bất kỳ thỡ (h/d) ≤ 0,8. ư Với cống thoỏt nước mưa và cống thoỏt nước chung thỡ (h/d)max = 1 g. Tốc độ thoỏt nước.
Nước thải chứa nhiều tạp chất khỏc nhau. Phần cỏc chất bẩn khụng tan bao gồm cỏc tạp chất bẩn hữu cơ và vụ cơ. Cỏc tạp chất hữu cơ thường nhẹ, cú trọng lượng riờng nhỏ nờn dễ được vận chuyển trong ống. Những tạp chất vụ cơ (cỏt, xỉ, sỏi, thuỷ tinh vỡ, …) thường khú vận chuyển trong ống vậy yờu cầu vận tốc dũng chảy phải đủ lớn.
Vỡ vậy tốc độ thoỏt nước trong cống, ống phải chọn đủ điều kiện vận chuyển được cỏt và cỏc tạp chất vụ cơ khụng hoà tan khỏc chứa trong nước thải.
Khi quan sỏt ta thấy cú ba trạng thỏi như sau:
1ư Khi vận tốc dũng chảy tương đối nhỏ, cỏt sẽ nằm yờn ở đỏy tạo thành lớp lắng đọng gần như phẳng đều.
2ư Khi vận tốc cao hơn lớp cỏt sẽ cú bề mặt dạng gợn súng. Cỏc hạt cỏt nhỏ riờng lẻ tạo nờn hỡnh răng cưa và chuyển dần theo hướng dũng chảy.
3ư Khi vận tốc dũng chảy tăng lờn đỏng kể thỡ cỏc hạt cỏt ở trạng thỏi lơ lửng trong dũng chảy và khụng cú hiện tượng lắng đọng
Bảng 2.2. Độ đầy tối đa cho phộp và vận tốc tớnh toỏn nhỏ nhất trong ống ư cống thoỏt nước sinh hoạt và nước mưa
Đường kớnh
40 150 – 250 0,7 ư ư ư 300 – 400 ư 0,8 ư ư 450 – 500 ư ư 0,9 ư 600 – 800 ư ư 1,0 ư 900 ư ư 1,15 ư 1000 – 1200 ư ư ư 1,15 1500 ư ư ư 1,3 Trờn 1500 ư ư ư 1,5
h. Độ dốc đặt ống, cống thoỏt nước sinh hoạt: Cú thể xỏc định bằng cụng thức gần đỳng sau:
i = l/d
Trong đú:
i ư Độ dốc
l ư Chiều dài đoạn đường ống cống d ư Đường kớnh trong của ống, cống, mm.
Vận tốc dũng chảy càng lớn thỡ sự phỏ huỷ càng mạnh. Do vậy vận tốc dũng chảy nằm trong giới hạn cho phộp: đối với ống, cống kim loại khụng được vượt quỏ 8m/s, đối với ống, cống phi kim loại khụng được vượt quỏ 4m/s.
Sau khi tớnh toỏn thuỷ lực phải thể hiện mặt cắt dọc tuyến ống thoỏt nước. Ở mặt cắt dọc phải thể hiện: Lưu lượng, vận tốc, đường kớnh, độ dốc, độ đầy ống, cống chiều dài đoạn ống, cống tớnh toỏn, cao độ mặt đất và đỏy ống, cống, chiều sõu đặt ống ở cỏc nỳt giếng thăm. Tỷ lệ ngang của mặt cắt dọc thường chọn bằng tỷ lệ mặt bằng, tỷ lệ cú thể là 1:50, 1:100 hoặc 1:200.
41 i. Độ sõu đặt ống, cống thoỏt nước
ư Bảo vệ ống khỏi bị phỏ huỷ bởi tỏc động cơ học
ư Bảo đảm khả năng đấu nối giữa cỏc thiết bị vệ sinh trong nhà, mạng lưới nước tiểu khu với mạng lưới thoỏt nước đường phố được xỏc định theo cụng thức:
H = h + i (L + l ) – (Z1 – Z2) + ∆d
Trong đú:
h- Độ sõu đặt ống, cống ớt nhất ở giếng xa nhất của mạng lưới thoỏt nước
tiểu khu hoặc sõn nhà.
i- Độ dốc của mạng lưới ống, cống tiểu khu hoặc sõn nhà.
L + l - Chiều dài mạng lưới tiểu khu hoặc sõn nhà từ điểm (giếng) xa nhất
tới điểm đầu nối với đường ống, cống ngoài phố.
(Z1 – Z2) – Cao độ mặt đất tương ứng tại điểm xa nhất của mạng lưới tiểu
khu hoặc sõn nhà và điểm đầu nối với đường ống, cống ngoài phố.
∆d- Hiệu số (hay độ chờnh lệch) giữa đường kớnh ống, cống thoỏt nước
đường phố và ống, cống tiểu khu hoặc sõn nhà tại điểm đầu nối. Hỡnh 2.5. Mặt cắt dọc tuyến cống thoỏt nước
42
ư Ngoài ra cỏc nước xứ lạnh cũn phải trỏnh sự đúng băng trong ống, cống. ư Độ sõu đặt ống, cống bảo đảm khả năng phỏ huỷ ống, cống do tải trọng động tạm thời của giao thụng vận tải.