Quy hoạch thoát nước mặt

PHẦN VI: QUY HOẠCH HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT

6.2. QUY HOẠCH CHUẨN BỊ KỸ THUẬT

6.2.3. Quy hoạch thoát nước mặt

a. Vạch tuyến mạng lưới thoát nước Phương án thoát nước tổng thể khu vực:

Hệ thống thoát nước mưa KCN Hoàng Long tuân thủ theo quy hoạch thoát nước mƣa khu vực đƣợc xác định trong điều chỉnh QHC thành phố Thanh Hóa và QHCT KCN Hoàng Long đã đƣợc phê duyệt.

Hiện nay toàn khu vực gồm 2 hướng thoát nước chính:

+ Khu vực phía Nam KCN Hoàng Long: Nước mặt của toàn bộ khu vực được thu gom vào các tuyến kênh mương thoát nước sau đó thoát về trạm bơm tiêu tại thôn Phú Quang, xã Hoằng Quang và bơm thoát ra sông Mã

+ Khu vực KCN Hoàng Long và khu vực phía Bắc KCN: nước mặt của khu vực đƣợc thu gom vào các tuyến kênh tiêu sau đó thoát về sông Tào.

Phương án thoát nước KCN

Theo định hướng điều chỉnh QHC thành phố Thanh Hóa, hướng thoát nước KCN Hoàng Long về hướng Bắc, nước mặt được thu gom và thoát về sông Tào. Vì vậy định hướng thoát nước mưa KCN Hoàng Long như sau:

+ Quy hoạch hệ thống thoát nước mưa riêng hoàn toàn, tự chảy thu gom toàn bộ nước mặt của khu vực quy hoạch.

+ Nguồn tiếp nhận nước mặt là tuyến kênh tiêu hiện hữu được cải dịch nằm giữa tuyến đường số 3 và đường số 4. Nước mưa từ tuyến kênh này chảy về phía Bắc và sau đó thoát vào sông Tào. Đây cũng là tuyến kênh tiêu thoát nước chính của toàn bộ khu vực.

+ Hệ thống thoát nước mưa tự chảy, không sử dụng các trạm bơm tiêu.

+ Quy mô và thông số kỹ thuật tuyến kênh tiêu: Tuyến kênh tiêu có tiết diện mặt cắt ngang dạng hình thang, bề rộng mặt 20m, bề rộng đáy 14m, độ sâu tối thiểu 3m. Bờ đất đắp có hệ số mái 1:1.

+ Mực nước khống chế: +1.50m

+ Tuyến kênh được quy hoạch với định hướng mở rộng và nạo vét lòng kênh, đảm bảo khả năng tiêu thoát nước cho toàn bộ khu vực.

Chi tiết mặt cắt ngang tuyến kênh xem bản vẽ.

Mạng lưới thoát nước:

Cống sử dụng là cống tròn bê tông ly tâm đường kính cống tối thiểu 600mm và cống hộp bê tông cốt thép.

Cống thoát nước được bố trí ngầm dọc theo các tuyến đường giao thông. Các cống tròn này được bố trí dưới lòng đường. Riêng các tuyến đường có lộ giới 39m bố trí 2 bên vỉa hè.

Trên tuyến đường số 1 hiện tại có tuyến mương nắp đan B40 hiện hữu, trong quy hoạch giữ nguyên tuyến mương này

Nguồn tiếp nhận nước mưa là tuyến kênh cải dịch ở giữa KCN. Đây là tuyến mương được cải tạo mở rộng lòng để tăng khả năng thoát nước.

Việc bố trí các tuyến cống thoát nước mưa tuân theo quy chuẩn QCXDVN 07:2010/BXD/BXD.

Độ sâu chôn cống ban đầu theo TCXDVN 7987:2008 lấy bằng 0,7m.

Khoảng cách từ đường cống thoát nước mưa tới các hạng mục, các công trình hạ tầng kỹ thuật khác tuân theo QCXDVN 01:2008/BXD

Giếng thu nước mưa được bố trí dọc theo hai bên đường giao thông, khoảng cách giữa các giếng thu chọn là 40m.

Giếng thăm được bộ trí tại các điểm giao nhau của đường cống hoặc các vị trí thay đổi hướng nước chảy và theo khoảng cách trên đoạn cống. Các giếng thăm được bố trí hố lắng cặn và cao độ đáy giếng lấy thấp hơn cao độ đáy cống 30cm.

b. Tính toán mạng lưới thoát nước mưa.

Công thức tính toán:

Chu kỳ tràn cống:

Chu kỳ tràn cống là chu kỳ lặp lại trận mưa tính toán P. Đối với cống thoát nước cấp I, chu kỳ lặp lại trận mưa tính toán P phụ thuộc vào điều kiện thoát nước lưu vực và xác định theo bảng 3. TCXDVN 7957:2008.

Đô thị loại I, điều kiện thoát nước trung bình, tra bảng ta có chu kỳ lặp lại trận mưa tính toán P = 2 (năm)

Lưu lượng tính toán tuyến cống thoát nước mưa

Theo mục 4.2.1 TCXDVN 7957:2008 Lưu lượng tính toán thoát nước mưa của tuyến cống đƣợc xác định bằng công thức: Qq C F. . (l/s).

Trong đó:

Q: Lưu lượng tính toán của tuyến cống (l/s) q: Cường độ mưa tính toán (l/s.ha).

C: Hệ số dòng chảy phụ thuộc vào loại mặt phủ và chu kỳ lặp lại trận mƣa tính toán P đƣợc lấy theo bảng 3.4 TCXDVN 51:2008.

F: Diện tích lưu vực mà tuyến cống phục vụ (ha).

Cường độ mưa tính toán

Theo mục 4.2.2 TCXDVN 7957:2008 Cường độ mưa tính toán được xác định theo công thức nhƣ sau:

(1 . lg ) ( )n

A C P

q t b

 

 (l/s.ha) Trong đó:

q: cường độ mưa tính toán (l/s.ha)

P: Chu kỳ lặp lại trận mƣa tính toán. P = 2 năm t: Thời gian dòng chảy mƣa (phút).

Các giá trị A, C, b, n đƣợc lấy theo Phụ lục B-1 TCXDVN 7957:2008. Đối với khu vực khu công nghiệp Hoàng Lòng thuộc khu vực thành phó Thanh Hóa, nên chọn các trị số trên cho khu vực Thanh Hóa, ta có: A = 3640; C = 0,53; b = 19; n = 0,72.

Thời gian mưa tính toán

Theo mục 4.2.7 TCXDVN 7957:2008 thời gian dòng chảy mƣa đến điểm tính toán đƣợc xác định theo công thức: t = to + t1 + t2

Trong đó:

t: thời gian mƣa tính toán (phút)

to: Thời gian nước chảy trên bề mặt đến rảnh thu nước mưa. Chọn t = 5÷10 phút.

t1: Thời gian nước mưa chảy theo rãnh đường được xác định theo công thức:

1 1

1

0, 021.L

t  V (phút)

Trong đó:

L1: Chiều dài rảnh đường (m)

V1: Vận tốc nước chảy ở cuối rảnh đường(m/s) Giả thiết chọn L1 = 50 (m), V1 = 0,7 (m/s), ta có:

1

0, 021. 50 1,5

t  0, 7  (phút)

t2: Thời gian nước mưa chảy trong cống đến tiết diệt tính toán được xác định theo công thức:

2 2

2

0, 017.

  L

t V (phút)

Trong đó:

L2: Chiều dài mỗi đoạn cống tính toán (m)

V2: Vận tốc nước chảy trong đoạn cống tương ứng (m/s) Hệ số dòng chày

Hệ số dòng chảy phụ thuộc vào loại mặt phủ và chu kỳ lặp lại trận mƣa tính toán P đƣợc lấy theo bảng 5 TCXDVN 7957:2008.

Vì có nhiều loại mặt phủ nên hệ số dòng chảy C đƣợc xác định theo trị số trung bình theo diện tích.

 .

 

i i tb

C C F F Trong đó:

Ctb: Hệ số dòng chảy trung bình

Ci: Hệ số dòng chảy lấy theo bảng 3.4 TCXDVN 51:2008.

Fi: Diện tích loại mặt phủ ứng với hệ số dòng chảy (ha).

Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước mưa:

Việc tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước bao gồm việc xác định đường kính cống, độ dốc đặt cống thỏa mãn các yếu tố thủy lực như độ đầy, tốc độ nước chảy trong cống.

Đối với độ dốc cống, do thiết kế mạng lưới thoát nước mưa với yêu cầu nước trong cống tự chảy (dòng chảy không áp) nên khi tính toán thủy lực cần bám sát vào điều kiện địa hình san nền để có cách lựa chọn độ dốc hợp lí, từ đó dẫn đến nên lựa chọn độ dốc cống theo độ dốc địa hình hay độ dốc tối thiểu. Nếu độ dốc địa hình lớn hơn độ dốc tối thiểu thì chọn độ dốc cống theo độ dốc địa hình. Còn nếu độ dốc địa hình nhỏ hơn độ dốc tối thiểu thì chọn độ dốc cống theo độ dốc tối thiểu.

Đường kính cống và vận tốc của đoạn cống phía sau phải luôn luôn lớn hơn hoặc bằng đường kính và vận tốc của đoạn cống phía trước để tránh tình trạng dềnh nước và tạo nên lưu lượng đỉnh tại vị trí hố ga đấu nối với các đoạn cống phía sau. Với các đoạn cống có nhiều tuyến cống nhánh đổ vào thì phải chọn thời gian tính toán của nhánh nào có thời gian lớn nhất để tính toán cho đoạn cống phía sau.

Tính toán thủy lực mạng lưới thoát nước mưa dựa trên phương pháp cường độ giới hạn.

Chọn phương pháp nối cống là nối ngang đỉnh cống. Chiều sâu chôn cống ở hố ga đầu tiên lấy theo TCXDVN 7957:2008 là 0,7 tính từ mặt đất tới đỉnh cống (m).

Đường kính cống tối thiểu, theo bảng 10 TCXDVN 7957:2008 đối với cống đặt trên đường phố thì Dmin = 600 (mm).

Đối với mạng lưới thoát nước, tính toán thủy lực với độ đầy H/D = 1.

Độ dốc tối thiểu đặt cống imin = 1/D

Vận tốc dòng chảy tính toán: vc R i. . (m/s) Trong đó:

R: Bán kính thủy lực, phụ thuộc vào đường kính cống (m) i: Độ dốc đặt cống.

c: Hệ số Sezy, tính đến ảnh hưởng của độ nhám trên bề mặt trong của cống, hình thức tiết diện cống và thành phần tính chất của nước thải.

Hệ số Sezy có thể đƣợc tính theo công thức của Pavlopski:

1. y

c R

n Trong đó:

n: Hệ số độ nhám. Theo bảng 8 TCXDVN 7957:2008, đối với cống bê tông cốt thép (BTCT) thì n = 0,013.

y: Hệ số mũ phụ thuộc vào độ nhám, hình dáng và kích thước của cống.

2,5 0,13 0,75( 0,1)

y n  n

Thay n = 0,013 ta có y = 0,1445

Khả năng chuyển tải của cống: Q .v Trong đó:

Q: Khả năng chuyển tải của cống (m3/h) ω: Diện tích mặt cắt ƣớt (m2). ω = π.D2/4.

v: Vận tốc dòng chảy trong cống (m/s).

Tính toán cho tuyến cống thoát nước mưa điển hình G27-G28 - Đoạn cống M1-M2:

Chiều dài đoạn cống tính toán là L = 200 (m)

Diện tích lưu vực nước mưa đổ vào đoạn cống: F = 1,2 (ha) Sơ bộ chọn vận tốc cống là v = 0,92 (m/s)

Thời gian nước chảy trong cống:

2 2

2

0,017. 0,017.194 3,70 0,92

t L

 V   (phút)

Trong đó:

L2: Chiều dài đoạn cống, L2 = 194 (m).

V2: Vận tốc của đoạn cống. Ở đây giả thiết V2 = 0,92 (m/s).

Thời gian mƣa tính toán: t = to + t1 + t 2 = 10 + 1,5 + 3,70 = 15,20 (phút).

Cường độ mưa tính toán:

0,72

3640.(1 0,53. 2)

331,84 (15, 2 19)

q  Lg 

 (l/s.ha)

Lưu lượng tính toán đổ vào đoạn cống:

. . 331,84 1, 2 0,66 262,82 Qq C F    (l/s)

Giả thiết chọn đường kính cống D = 600 (mm). Ta có độ dốc tối thiểu:

imin = 1/D = 1/600 = 1,67 ‰.

Độ dốc địa hình: 2,99 2,90

0,00045 0, 45

dh 200

i     ‰

Vậy chọn độ dốc cống: i = 1,67‰ = iđh > imin Bán kính thủy lực:

0, 6 0,15

4 4

R D   (m)

Hệ số Sezy:

0,1445

1 1

. .0,1 58, 48

0,013 c Ry

 n  

Vận tốc dòng chảy thực trong cống:

. . 58, 48 0,15 0,00045 0,92

vc R i     (m/s)

Diện tích mặt cắt ƣớt:

2 2

. 3,14.0,6 0, 28

4 4

  D   (m2) Khả năng chuyển tải của cống:

ax . 0, 28 0,92 0, 2613

Qm v   (m3/s) = 261,30 (l/s) Ta có Qmax = 261,3 (l/s) ≈ Q = 68,77 → thỏa mãn.

Thời gian nước chảy thực trong cống.

2

0, 017. 200 3, 70

t  0,92  (phút)

Đối chiếu với thời gian tính toán và vận tốc giả thiết ta thấy vận tốc thực tế và thời gian thực tế khác biệt là không đáng kể, vì vậy thỏa mãn điều kiện tính toán.

Vậy chọn đường kính cống là D = 600 (mm), độ dốc cống là i = 1,67‰.

Tính toán tương tự cho các đoạn cống còn lại, ta có thông số ký thuật các đoạn cống đã chọn.

Chi tiết mạng lưới thoát nước thể hiện trên bản vẽ chuẩn bị kỹ thuật

Stt Vật liệu Đơn vị Khối

lƣợng

Đơn giá (1.000 đồng)

Thành tiền (triệu đồng) I Quy hoạch cao độ nền

1 Khối lƣợng đào m3

2 Khối lƣợng đắp m3 2.506.745 60 150.405

3 Khối lƣợng nạo vét hữu cơ m3 33.122 45 1.490

II Thoát nước mưa

1 Cống tròn thoát nước BTCT D800 m 745 1.900 1.415,5 2 Cống tròn thoát nước BTCT D1000 m 2.083 2.800 5.832,4 3 Cống tròn thoát nước BTCT D1200 m 4.753 4.400 20.913,2 4 Cống tròn thoát nước BTCT D1500 m 5.001 5.565 27.830,6 5 Cống tròn thoát nước BTCT D1800 m 894 6.855 6.128,4 6 Cống tròn thoát nước BTCT D2000 m 2.900 7.410 21.489,0 7 Mương thoát nước nắp đan hiện hữu m 1.639

8 Giếng thăm Giếng 540 2.600 1.404,0

9 Giếng thu nước mưa Giếng 864 1.500 1.296,0

10 Cửa xả Cái 6 4.600 27,6

11 Cống qua đường Cái 3 12.000 36,0

Tổng 238.268

Bảng thống kê khối lƣợng chuẩn bị kỹ thuật và khái toán kinh phí.