3.8.1. Cơ sở nguyên tắc thiết kế mạng lới thoát nớc ma
a. Vai trò và nhiệm vụ của hệ thống thoát nớc ma
Trong công tác xây dựng TP, ngoài việc thiết kế, quy hoạch và bố trí các công trình kiến trúc, còn phải thiết kế xây dựng các công trình kỹ thuật nh: mạng lới giao thông, mạng lới điện, hệ thống cấp thoát nớc và các công trình kỹ thuật khác.
Hệ thống thoát nớc trong TP nhằm giải quyết những vấn đề cơ bản sau: + Thoát nớc ma trên khu đất xây dựng .
+ Thoát nớc tới cây, rửa đờng và các loại nớc mặt.
+ Thoát nớc ma từ các hệ thống bên trong các công trình, các hệ thống thu nớc trên các đờng phố.
+ Nớc thải của các xí nghiệp công nghiệp đợc quy ớc là nớc sạch .
Trong tất cả các trờng hợp, nớc bẩn sản xuất đợc thoát vào hệ thống thoát nớc ma trong khu vực thành phố phải đợc sự đồng ý của cơ quan quản lý vệ sinh.
Khi thiết kế hệ thống thoát nớc, không chỉ tính toán cho kế hoạch xây dựng hiện tại mà còn dự tính cho kế hoạch phát triển xây dựng thành phố trong tơng lai. Sơ đồ mạng
GVHD : Dơng Hồng Thuý
SVTH : Nguyễn Sơn Tùng
nghiên cứu song song cùng với quy hoạch san đắp nền đô thị.
Mạng lới thoát nớc phải phù hợp với điều kiện địa hình và quy hoạch chung TP. Diện tích của thị xã đợc phân chia thành các lu vực chính và lu vực phụ.
Kích thớc của các công trình thoát nớc ma nh: đờng kính cống, giếng thu và các công trình xả nớc, không phải chỉ tính với lu lợng lớn nhất có tần số nhỏ mà cần phải tính toán với chu kỳ và tần suất phù hợp với yêu cầu của công trình gọi là chu kỳ hay tần suất thiết kế. Nh vậy mới đảm bảo đợc điều kiện kinh tế và kỹ thuật khi xây dựng hệ thống đờng cống.
Lu lợng dòng chảy đợc tạo thành bởi các yếu tố sau: + Cờng độ ma đợc tính bằng mm/phút hay l/s.ha. + Thời gian tập trung dòng chảy tính bằng phút. + Tính chất lớp mặt phủ của khu vực.
+ Điều kiện địa hình, độ dốc.
+ Chu kỳ tính toán dòng chảy và các yếu tố khí hậu khác.
b. Những nguyên tắc cơ bản khi thiết kế
- Hệ thống thoát nớc ma thiết kế theo nguyên tắc tự chảy. Trong trờng hợp địa hình không thuận lợi và điều kiện kinh tế kỹ thuật cho phép mới tính toán đờng cống chảy có áp và xây dựng các trạm bơm để thoát nớc.
- Hệ thống thoát nớc ma phải bảo đảm thoát nớc nhanh và hết các loại nớc trên diện tích xây dựng bằng những đờng ống ngắn nhất. Tuỳ theo tính chất xây dựng và điều kiện địa hình khác nhau có thể thiết kế hệ thống cống ngầm, mơng máng hay hệ thống kết hợp .
- Nớc ma có thể xả trực tiếp vào những khu vực thoát nớc gần nhất không qua công trình làm sạch nhng phải đợc phép của các cơ quan vệ sinh y tế.
- Khi thiết kế hệ thống thoát nớc ma cần lu ý đến dòng chảy tự nhiên nh: sông ngòi, hồ ao, khe suối, những khu đất trũng có thể thoát nớc hoặc làm hồ chứa nớc. - Khi thiết kế hệ thống đờng cống phải phù hợp với sơ đồ quy hoạch mặt bằng kiến trúc về cơ cấu bố trí các khu công nghiệp, dân dụng, các công trình công cộng, trung tâm thị xã và sơ đồ đờng phố với các hệ thống công trình ngầm.
- Hệ thống thoát nớc ma phải đặt cách các công trình xây dựng một khoảng cách nhất định nh cách móng nhà từ 5 - 6 m, cách cây lớn từ 1- 2 m
- Hệ thống thoát nớc ma có thể đặt dới mặt đờng, dới vỉa hè, phía bên đờng hoặc d- ới các bụi cây nhỏ dọc theo đờng. Dọc theo tuyến đờng phố có thể thiết kế một tuyến đờng cống hoặc hai tuyến đờng cống song song nếu chiều rộng của mặt đờng lớn hơn 40 m, phải đảm bảo điều kiện đờng cống nhánh nối từ giếng thu nớc bên đờng đến tuyến cống chính ngắn nhất và có tổng chiều dài các đờng cống nhánh nhỏ nhất . - Độ dốc của đờng cống thờng thiết kế phù hợp với độ dốc của địa hình nhng phải đảm bảo điều kiện làm việc về mặt thuỷ lực tốt nhất, độ bền và độ sâu đặt cống. Vì độ sâu đặt cống quá nhỏ sẽ không bảo đảm độ bền của cống về tải trong động; nếu độ sâu quá lớn sẽ ảnh hởng đến giá thành xây dựng. Độ dốc nhỏ thì cặn lắng sẽ làm tắc cống, nếu độ dốc tăng thì vận tốc dòng chảy sẽ lớn và đến giới hạn nào đó vật liệu làm cống không cho phép chịu đựng.
- Khi thiết kế phải nghiên cứu một cách toàn diện và tổng hợp cùng với quy hoạch kiến trúc và các hệ thống công trình ngầm khác. Và phải đảm bảo các điều kiện chính sau:
+ Đảm bảo các yêu cầu về kinh tế kỹ thuật, về xây dựng hiện tại và phát triển tơng lai + áp dụng những cấu kiện hợp lý, cần tiêu chuẩn hoá vật liệu xây dựng, tận dụng các loại vật liệu địa phơng.
GVHD : Dơng Hồng Thuý
SVTH : Nguyễn Sơn Tùng
+ áp dụng các phơng pháp và công thức tính toán chính xác, các hệ số phù hợp với điều kiện địa phơng và tính chất của công trình .
3.8.2. Phơng án vạch mạng lới và công trình đầu mối :
Dựa trên việc khảo sát hiện trạng thoát nớc, và phơng án quy hoạch chiều cao đã đề ra, đồ án đề xuất phơng án thoát nớc:
a. Lựa chọn hệ thống thoát:
- Đối với nội thị cũ, khảo sát hiện trạng nhận thấy hành lang hạ tầng đảm bảo, đồ án đề xuất cải tạo hệ thống thoát cũ thành hệ thống thoát nớc thải, tập trung đa về trạm xử lý đạt tiêu chuẩn mới xả ra sông; xây dựng mới hệ thống thoát nớc ma riêng rẽ, đảm bảo tiêu chuẩn thoát nớc đô thị.
- Đối với các khu vực xây dựng mới dùng cống riêng hoàn toàn đảm bảo vệ sinh đô thị.
b. Phân chia hớng thoát và các lu vực:
Toàn thành phố Phan Rang - Tháp Chàm chia làm 3 hớng thoát chính:
- Hớng thoát ra sông Dinh bao gồm khu vực thành phố cũ và các khu mở rộng lên phía Bắc và Tây Bắc.
- Hớng thoát lên phía Đông Bắc về hớng thị trấn Khánh Hải ra Đầm Nại, bao gồm khu vực Phờng Phớc Mỹ, Xã Văn Hải.
- Hớng thoát trực tiếp ra biển chỉ gồm các dải đất hẹp ven biển, lấy đờng Yên Ninh làm ranh giới phân lu, tránh ảnh hởng đến hoạt động của các bãi tắm trong khu vực này
Đợc chia làm 8 lu vực chính:
L u vực 1: Bao gồm khu vực phía Tây Tháp Chàm, thuộc phờng Đô Vinh, thoát ra
kênh nhỏ trong khu vực, đổ ra sông Dinh.
L u vực 2: Khu vực phía Đông Tháp Chàm, thoát ra kênh G2, tiêu xuống phía Nam, chảy vào hệ thống kênh Chà Là, Tấn Tài.
L u vực 3: Khu vực phía Tây phờng Phớc Mỹ, thoát ra đầu nhánh kênh Tân Hội và
kênh Cầu Ngòi từ đó thoát lên phía Bắc thành phố ra Đầm Nại. Trong lu vực có thiết kế hồ điều tiết thoát nớc và cải thiện vi khí hậu.
L u vực 4: Khu vực phờng Phớc Mỹ, thoát vào kênh Tân Hội, từ đó thoát theo 2
nhánh ra sông Dinh qua kênh Chà Là hoặc ra Đầm Nại theo nhánh kênh Cầu Ngòi.
GVHD : Dơng Hồng Thuý
SVTH : Nguyễn Sơn Tùng
lư uưvựcư1 lư uưvựcư2 lư uưvựcư3 lư uưvựcư4 lư uưvựcư5 lư uưvựcư6 lư uưvựcư8 fư=ư359.8ưha fư=ư249.4ưha fư=ư399.3ưha fư=ư399.3ưha fư=ư532.1ưha fư=ư249.5ưha fư=ư1153.1ưha biểnưđông mư ơn gưô ng ưcố kênhưchàưlà kênhưtânưhộ i sô ng d i nh đậpưlâmưcấm đầmưnại lư uưvựcư7 fư=ư651.7ưha cửaưcốngưđiềuưtiết
Hình 21: Sơ đồ phân chia lu vực thoát nớc ma
L u vực 5: Bao gồm hệ thống thoát nớc tại khu đô thị cũ chạy dọc theo bờ Bắc sông Dinh ra đến Quốc Lộ 27B và thoát ra kênh Ông Cố, sau đó thoát ra sông Dinh thuộc phía Đông thành phố. Tại các cửa ra của các hồ và cửa ra sông Dinh của kênh chính có cửa điều tiết để đóng cống giữ nớc trong mùa khô, mở cống thoát lũ khi có ma lớn. Nhìn chung hệ thống thoát nớc tại lu vực này đều trong tình trạng hoạt động t- ơng đối tốt, đề nghị có biện pháp cải tạo nâng cấp nh sau:
+ Khảo sát, thiết kế lai hệ thống cống thoát nớc cho khu đô thị cũ, thay thế hệ thống thoát nớc cũ đã xuống cấp.
Khơi thông, nạo vét tu sửa tất cả các tuyến mơng hiện trạng đã có để nâng cao hiệu quả thoát nớc về các tuyến chính xuống phía Đông.
Nạo vét thông dòng, cống hộp hoá kênh Ông Cố tăng khả năng thoát cho toàn lu vực về phía Đông Nam để thoát ra sông Dinh.
Tách mạng nớc bẩn ra để đa về trạm xử lý đảm bảo vệ sinh cho đô thị và vê. sinh cho nguồn nớc ngọt sông Dinh.
Xây dựng các tuyến cống trên các đờng nhánh vào các ô phố (trong các ngõ hẻm) cha có hệ thống thoát nớc dẫn ra đờng chính nh khu vực hai bên đờng Quốc Lộ 27, khu vực Tháp Chàm.và khu vực tập trung đông dân c ở trung tâm.
Xây dựng hoàn thiện các cống nhánh ở các ô phố thoát ra cống chính, vào kênh Ông Cố, sau đó ra sông Dinh.
Xây thêm tuyến kênh bê tông nối thông sang kênh Tân Hội - Chà Là (lu vực 4) để tích nớc vào hồ dữ trữ để tới cho cây xanh góp phần cải tạo khí hậu khô nóng cho Thành phố.
GVHD : Dơng Hồng Thuý
SVTH : Nguyễn Sơn Tùng
L u vực 6: Khu vực xã Văn Hải, thoát ra nhánh thứ 2 của kênh Tân Hội, chảy lên phía Đông Bắc vào đầm Nại. Với lu vực này, chủ yếu sử dụng các tuyến cống ngắn, tiêu thoát vào kênh và các hồ công viên – có tác dụng triết giảm lợng nớc trong hệ thống cống, điều hoà không khí.
L u vực 7 : thuộc khu vực mở rộng của Thành phố nằm hai bên kênh Chà Là thoát ra các hồ và kênh Chà Là, sau đó thoát ra sông Dinh ở phía Đông Nam. Với lu vực 7, xây dựng đồng bộ hệ thống thoát trên các trục đờng, các tuyến cống thu nớc ma đổ vào các hồ dự kiến để tích nớc làm hồ cảnh quan cho đô thị vì thành phố nằm ở khu vực bị khô hạn quanh năm thiếu nớc, đồng thời lấy nớc tới cho cây xanh đô thị trên cơ sở cải tạo kênh Tấn Tài, kênh Tân Hội, kênh Chà Là thành hệ thống kênh chính thoát nớc, đào thêm các hồ chứa nối với kênh chính giữ nớc tới cho cây xanh, tạo cảnh quan và cải tạo khí hậu khô nóng, thiếu nớc, đồng thời khi có lũ thoát nhanh ra sông Dinh thuộc phía Đông Nam. Các thông số của hồ: Hmax = 3,0m, Htb = 2,5m, Hđáy= 0,9.
Giải pháp cụ thể cho một số khu vực nh sau:
Hệ thống cống khu đô thị mới Tây Bắc xây dựng đồng bộ theo các đờng giao thông thoát ra các hồ chứa và kênh chính phía Tây Bắc để tích nớc, sau đó thoát ra sông Dinh.
Khu đô thị phía Đông xây dựng hệ thống cống ở các ô phố thoát thoát theo các cống chính ra các hồ dự kiến và kênh chính phía Đông Nam, sau đó theo kênh thoát ra sông Dinh.
L u vực 8: thuộc khu vực nằm dọc theo các doi cát ven biển Ninh Chữ, lấy trục đờng
Yên Ninh làm trục phân lu, thoát trực tiếp ra biển, chủ yếu là các cống nhánh phân tán chảy trực tiếp ra biển Ninh Chữ, các cống khu vực này phải nạo vét thờng xuyên để tránh cát tràn vào làm tắc dòng chảy. Một phần lu vực này thoát nớc xuống phía Nam, khu vực cảng, tránh ảnh hởng đến khu du lịch
c. Mạng lới:
Phân tán theo từng lu vực tuỳ theo địa hình để giảm độ sâu chôn cống và kích thớc cống.
d. Kết cấu:
Dùng mơng xây kín kết hợp cống hộp ở các đoạn có độ sâu chôn ống lớn.
e. Tính toán mạng lới: Q = ϕ . F. q (l/s), trong đó:
Q: Lu lợng nớc chảy trong cống l/s ϕ: Hệ số dòng chảy ϕ = 0,5
F: Diện tích lu vực (Ha)
q: Cờng độ ma đơn vị, tra biểu đồ ma trạm Phan Rang (l/S/Ha) - Hệ số dòng chảy đợc xác định theo công thức
n n n tb F F F xF xF xF + + + + + + = ... ) ... ( 2 1 2 2 1 1 ϕ ϕ ϕ ϕ Trong đó: + F1, F2,...,Fn: Diện tích từng khu vực có mặt phủ (%)
+ ϕ1, ϕ2,...,ϕn: Hệ số dòng chảy của từng khu vực có mặt phủ (tra bảng 4.2, trang 111 Sách chuẩn bị kỹ thuật - Trờng Đại học Kiến trúc HN).
+ Mái nhà, đờng bê tông nhựa ϕ = 0,95 + Đờng sỏi, sân vờn ϕ = 0,3 + Mặt đất không có lớp phủ ϕ = 0,2 + Cây xanh, thảm cỏ ϕ = 0,1 GVHD : Dơng Hồng Thuý SVTH : Nguyễn Sơn Tùng 62
Loại mặt phủ Hệ số dòng chảy ϕ
1. Mái nhà, mặt đờng bê tông nhựa và BTXM 0.95
2. Mặt phủ bằng đá hộc, đá dăm 0.4 ữ 0.6
3. Đờng sỏi đá, sân vờn 0.3
4. Mặt đất không có lớp phủ 0.2
5. Rừng cây, thảm cỏ 0.1
Bảng 25 : Bảng tổng hợp khối lợng thoát nớc ma
Stt Thiết bị Đơn vị Khối lợng
1 Cống tròn BTCT D500 m 4606 2 D600 m 9077 3 D700 m 4058 4 D800 m 15629 5 D900 m 19249 6 D1000 m 3365 7 D1100 m 18241 8 D1200 m 15060 9 D1300 m 3436 10 D1400 m 6760 11 D1500 m 3628 12 D1600 m 1981 13 D1700 m 5100 14 D2000 m 450 15 D2250 m 500 16 Cống hộp BTCT 600*800 m 345 17 800*1000 m 947 18 1000*1200 m 860 19 1200*1400 m 2524 20 1400*1600 m 2217 21 1600*1800 m 2039 22 Cửa xả Cái 76
23 Cống điều tiết Cái 4