Thị xã Phú Thọ nằm trên vùng đất: đồi núi xen kẽ các dọc ruộng. Đây là điều kiện thuận lợi cho việc thoát nớc, song đây cũng là điều khó khăn cho việc san lấp, tạo nền hợp lý cho những khu đất xây dựng hiện trạng và xây dựng mới.
Do đặc điểm của thị xã chịu ảnh hởng trực tiếp của chế độ thuỷ văn sông Hồng kết hợp với điều kiện khí hậu (mùa lũ và mùa cạn rõ rệt), kết hợp với điều kiện địa hình bán sơn địa nên chế độ thoát nớc hết sức phức tạp.
Hệ thống thoát nớc của thị xã đợc thiết kế theo kiểu nửa riêng. Kết cấu sử dụng cống tròn với kích thớc D=600-1500mm. (xem bản vẽ)
Đối với các khu dân c cũ (khu vực trung tâm thị xã hiện tại, khu vực Phú Hộ, Hà Lộc, Văn Lung ...) cải tạo và tận dụng hệ thống đờng cống cũ, nếu hệ thống vẫn hoạt động bình thờng và thoát nớc tốt.
Đối với khu vực trung tâm mới ( trên cánh đồng Bạch Thuỷ) thì đợc xây mới hoàn toàn. Cần phải xây dựng đồng bộ hệ thống thoát nớc, đảm bảo các tuyến cống chính đợc xây trớc và đúng thiết kế kỹ thuật, tạo thành các đầu mối cho hệ thống nhánh đấu nối. Đảo bảo khả năng thoát nớc nhanh nhất và tốt nhất.
Đối với một số tuyến đờng đi men theo sờn đồi thì nhất thiết phải làm mơng đón nớc, tránh hiện tợng mơng sói, sạt lở đất. Hệ thống mơng đón nớc phải đợc dẫn đấu nối vào hệ thống thoát nớc ma của thị xã. Cần chú ý thiế kế các bể ga, hố thu để ngăn bớt rác thải, vật cản làm tắc dòng chảy.
Đối với khu công nghiệp Gò Gai nhất thiết phải xây dựng hệ thống thoát nớc riêng. Toàn bộ nớc thải công nghiệp phải đợc tập trung về một mối, qua hệ thống xử lý nớc thải công nghiệp mới đợc thoát ra hệ thống xả của thị xã. Nớc thải của khu công nghiệp Gò Gai là thuộc đầu lu vực qua Lâm Thao thoát ra sông Lô, do vậy nớc thải sẽ ảnh hởng rất lớn đến cuộc sống của ngời dân ở dới hạ lu.
Đối với các cụm công nghiệp nhỏ lẻ, nằm ở trong thị xã, thì tuỳ từng tính chất mà có thể thoát trực tiếp hoặc gián tiếp vào hệ thống thóat nớc ma của thị xã.
Để chống ngập cho khu trung tâm, khu đô thị mới ở cánh đồng Bạch Thuỷ đợc bao bọc bởi hệ thống đê bao có cao trình +20.5m. Kiểm tra cao trình đê bao cánh đồng Bạch Thuỷ
Căn cứ:
• Đê bao cánh đồng Bạch Thuỷ mang tính chất cục bộ, đảm bảo phòng lũ cho riêng cánh đồng Bạch Thuỷ.
• Định hớng phát triển không gian, cánh đồng Bạch Thuỷ sẽ thành trung tâm văn hoá, công cộng, thơng mại, dịch vụ của thị xã Phú Thọ.
• Tính toán theo trờng hợp bất lợi nhất dựa trên cơ sở bỏ qua vai trò của hồ điều hoà, không tính đến ảnh hởng đóng mở cửa xả của kênh và ngòi Lò Lợn.
Dựa vào bản đồ hiện trạng của thị xã Phú Thọ, ta xác định đợc sơ bộ diện tích hồ chứa hiện trạng : Fhồ ht=119,08 (ha)
Cơ sở tính toán là cửa xả Lò Lợn đóng lại khi nớc lũ dâng cao quá báo động III (+18,9m). Trờng hợp bất lợi nhất là trời ma khi đang đóng cống và thời gian đóng cống là 3 ngày.
Theo tính toán ở trên ta có lợng ma cần chứa là W=1309946 m3, vậy mực nớc hữu ích mà hồ điều tiết đợc là
)( ( 1 , 1 1190800 1309946 m F W h= = = ∆
Mực nớc đóng cống là 18,9m, do vậy cao trình đê bao cánh đồng Bạch Thuỷ là:
H= 18,9+1,1+0,5=20,4 (m)
Thực tế hệ thống đê có cao trình +20,5m. Do vậy đảo bảo yêu cầu phòng và chống lũ.
Cha kể đến trờng hợp, trong tơng lai, khi diện tích hồ chứa trong thị xã đợc tăng lên, hệ thống điều tiết thuỷ văn đợc cải thiện thì mực nớc hữu ích cần điều tiết sẽ <1,1m. Do vậy đê bao cánh đồng càng đảm bảo.
Các lu vực khác đợc định hớng thoát nớc theo hiện trạng. Do vậy đảm bảo điều kiện chống ngập lụt cho thị xã.
Tính toán trạm bơm thoát nớc mặt Phú Lợi
Theo điều kiện hiện trạng, trạm bơm Phú Lợi có công suất bơm là 43500m3/h. Trạm bơm đáp ứng tốt khả năng tiêu nớc cho cánh đồng Bạch Thuỷ, phục vụ cho mục đích nông nghiệp, đảm bảo cho ngời dân có thể cấy lúa 2 vụ.
Trong tơng lai, theo bản định hớng phát triển không gian, khu vực cánh đồng Bạch Thuỷ sẽ đợc hình thành một khu đô thị mới, hiện đại tơng xứng với tiềm năng phát triển của thị xã Phú Thọ. Trạm bơm Phú Lợi sẽ thay đổi chức năng hoạt động từ phục vụ cho mục đích thuỷ nông, nông nghiệp sẽ thành trạm bơm tiêu nớc mặt cho khu đô thị.
Lu lợng nớc chảy đến hồ sẽ bị thay đổi do hệ số mặt phủ thay đổi. Từ công thức: F q Qden =ϕ. . (m3/s) trong đó: ϕ : hệ số mặt phủ (hệ số dòng chảy). q: cờng độ ma tính toán (l/s.ha) F: diện tích lu vực (ha)
Đối với hiện trạng cánh đồng là đất ruộng, hệ số mặt phủ ϕ =0,2, trong tơng lai khi đô thị hình thành trên diện tích cánh đồng thì hệ số mặt phủ thay đổi, trong đồ án em chọn ϕ =0,4.
Ta có lu lợng nớc chảy đến hồ:
Qđến = 0,4x598x164=39,23 m3/s Dung tích hồ điều hoà
Whồ = k . Qđến. t (m3) trong đó:
Qđến = lu lợng nớc chảy đến hồ (m3/s)
t : thời gian tập trung nớc, thời gian dòng chảy (s), lấy t=30’=3600” k: hệ số biến đổi phụ thuộc vào hệ số α
Tra bảng 8-6 và 8-7 trang 102, sách giáo trình Thoát nớc tập I _ PGS.TS Hoàng Văn Huệ chủ biên
ta xác định đợc hệ số k= 0,36 Vậy dung tích hồ điều hoà:
Chọn mực nớc điều tiết là 1m, diện tích hồ điều hoà trớc trạm bơm là 1,7ha, do vậy dung tích hữu ích của hồ điều hoà là:
Whữu ích = F x ∆h = 17 000 x 1,5 = 25 500 (m3)
Do đặc thù, trạm bơm thoát nớc ma làm việc không liên tục, chỉ làm việc trong thời gian ma có lu lợng dòng chảy lớn, mực nớc sông dâng cao. Máy bơm công tác đợc chọn suất phát từ việc quyết định các thông số cơ bản tức là việc xác định cột nớc và lu lợng bơm. Cột nớc thiết kế của máy bơm đ- ợc xác định theo công thức: H0= Hđh + Σ htt = Hđh + hh tt + hđ tt + h trong đó: Hđh : cột nớc địa hình hh tt : tổn thất trên đờng ống hút hđ tt : tổn thất trên đờng ống đẩy
h : cột nớc năng lợng dự trữ ở cửa ra ống đẩy.
Trong đồ án ta có mực nớc cao nhất của hồ là 15,7 m, mực nớc lớn nhất ở kênh tiêu Lò Lợn là 20,0 m.
Cột nớc địa hình của máy bơm sẽ là:
Hđh = 20,0 - 15,7 = 4,3 (m) Cột nớc toàn phần của máy bơm sẽ là:
H0= Hđh + Σ htt = Hđh + hh tt + hđ
tt + h = 4,3 + 0,5 + 0,5 + 1 = 6,3 m Lu lợng của trạm bơm đợc xác định theo công thức:
t t t B t B t t t Q W Q Q Q Q Q t W ( ) . 2 − = → − = thay vào ta có: h m phut m x QB 939,3 3 56359 3 30 8 , 2353 25500 8 , 2353 − = = =
trong đó, 2353,8 là đặc trng quy đổi từ m3/s sang m3/phút Nhận xét:
Khi đô thị hình thành, lu lợng bơm sẽ tăng lên khoảng 13 000 m3/h. Xác định tổ hợp máy bơm:
Máy bơm đợc chọn phải có những tiêu chuẩn sau: 1. Có hiệu suất làm việc cao.
2. Bảo đảm cung cấp lu lợng và cột nớc thiết kế trong khu vực hiệu suất cao.
3. Có đặc tính khai thác tốt ( lắp ráp dễ dàng, gọn nhẹ ...) 4. Có khả năng chống đợc hiện tợng khi xâm thực
5. Thuộc loại máy bơm đã đợc nghiên cứu sản xuất hàng loạt 6. Có số vòng quay lớn (máy bơm nhẹ, giá thành giảm)
Dựa vào biểu đồ quan hệ Q-H (hình 12-9, trang 156, giáo trình Thoát n- ớc ma trong thành phố _ Bùi Văn Toàn), chọn tổ hợp 13 máy bơm làm
việc song song, thì lu lợng mỗi máy phải bơm là 1,2 m3/s ứng với cột nớc H0= 6,3 m. Vậy ta chọn máy bơm hớng trục, nhãn hiệu 06-55, với n = 960 vòng/phút.