Thiết kế hệ thống thoát nước của thành phố với hai khu vực

ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 1 ♣ PHẦN I : MỞ ĐẦU ► Tổng quan về mặt bằng và điều kiện tự nhiên của thành phố T - T1 Chúng ta phải thiết kế hệ thống thoát nước của thành phố với hai khu vực dân cư . Công tác thiết kế hệ thống thoát nước cho Thành phố đang trong giai đoạn xây dựng. Dựa vào bản đồ thiết kế quy hoạch mặt bằng , ta đã biết các khu vực và đã xác định diện tích khu vực ,dân số hướng gió chủ đạo ,các công trình phục vụ công cộng,bệnh viện trường học ,vườn hoa… Có con sông chạy dọc theo chiều dài thành phố làm nhiệm vụ vận chuyển nước thải cũng như nước mưa của toàn bộ hệ thống thoát nước. ► Lựa chọn sơ đồ hệ thống thoát nước cho Thành phố Trên sự phát triển nền kinh tế thị trường cùng với quá trình đô thị hoá ngày một tăng cả về quy mô và số lượng. Do đó để đáp ứng được khả năng thoát nước của thành phố với tầm nhìn chiến lược thì hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn mới có đủ khả năng đáp ứng của thành phố hiện đại trong tương lai. Với nhưng ưu điểm mang tính hiệu quả sau. ▪ Giảm được vốn đầu tư xây dựng đợt ban đầu ▪ Chế độ làm việc thuỷ lực của hệ thống ổn định ▪ Công tác quản lý duy trì hiệu quả Vậy nên ta chọn hệ thống thoát nước riêng hoàn toàn cho thoát nước thành phố. ♣ PHẦN II : TÍNH TOÁN SỐ LIỆU Tiêu chuẩn thải nước của khu dân cư: Khu vực Diện tích Mật độ Tiêu chuẩn nước thải ( l/ ng.ngđ) I 428.35 480 220 II 479.21 360 200 1. Lưu lượng nước thải sinh hoạt ở các khu nhà ở ► Xác định dân số tính toán theo công thức N= ∑ βi FiNi Trong đó : ♠ β: Tỷ số diện tích nhà ở đối với toàn diện tích thàh phố + Khu vực I: β1 = 0.87 + Khu vực II: β2 =0.9 Từ công thức trên ta có dân số tính toán của các khu vực là: ● Khu vực I: N1 =0,87 .428,35. 480= 178879 ( người) . ● Khu vực II: N2 = 0,9 .479,21. 360 =155264 ( người) Vậy tổng dân số của cả thành phố là : N = N1 + N2 =334143 ( người) ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 2 ► Xác định lưu lượng trung bình mỗi ngày: ●Khu vực I là : Qtb-ngày1 = 1000 .Nq 101 = 1000 178879.220 =39353,4(m3/ngđ) ● Khu vực II là : Qtb-ngày2= 1000 .Nq 202 = 1000 155264.200 =31052.8 (m3/ngđ) Vậy tổng lượng nước thải sinh hoạt thải ra thành phố trong một ngày đêm là: ● Qsh-tp = Qtb-ngày1 + Qtb-ngày2 = 70406.2(m3/ngđ) ► Xác định lưu lượng trung bình giây: ● Khu vực I : qtb-s1 = 24.3,6 Q ngμy1-tb = 24.3,6 39353,4 = 455,5(l/s) => k1ch=1.25 ● Khu vực II : qtb-s2 = 24.3,6 Q ngμy2-tb = 24.3,6 31052,8 =359,4 (l/s)=> k2ch=1.35 Vậylưu lượng trung bình giây của toàn thành phố là: qtb-tps = qtb-s1 + qtb-s2 =814.9 (l/s) =>kch= 1.2 Lưu lượng tính toán là lưu lượng giây max: ● q10max = qtb-s1. k1ch =455,5. 1,25 = 569,4(l/s) ● q20max = qtb-s2. k2ch =359,4.1,35= 485,19(l/s) Lưu lượng trung bình lớn nhất của toàn Thành phố là: qmax = qtb-TPs.kch =814,9. 1,2= 977,88 (l/s) Kết qủa tính toán được cho theo bảng sau: Bảng 1: Lưu lượng nước thải tính toán của khu dân cư Khu vực Diện tích (ha) Số dân (người) Mật độ ng/ha T/c thoát nước: q0 (l/ng.ngđ ) Q (m3/ng.đ ) q (l/s) kch qmax (l/s) I 428.35 178879 480 220 39353,4 455,5 1,25 569,4 II 479,21 155264 360 200 31052,8 359,4 1,35 458,19 Tổng 907,56 334143 - - 70406,2 814,9 1,2 977,88 2. Xác định lưu lượng tập trung có trong tiêu chuẩn thải nước: a. Bệnh viện Số giường bệnh nhân lấy theo quy phạm là 0,8 %N ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 3 B = .N1000 8 = 334143 1000 8 =2673 (người) Lấy số bệnh nhân là 2750 người, vậy ta thiết kế 5 bệnh viện mà mỗi bệnh viện có 550 giường. - Tiêu chuẩn thải nước: qbv0 =500 (l/ng.ngđ) - Hệ số không điều hòa giờ: kh = 2,5 - Bệnh viện làm việc 24/24 giờ trong ngày Do vậy ta tính được các số liệu cơ bản đối với 1 bệnh viện như sau: - Lưu lượng thải trung bình trong ngày là: Qtbngày = 1000 B.q bv 0 = 1000 500.550. = 275 (m3/ngày) - Lưu lượng thải trung bình giờ là: Qtbgiờ= 24 Q ngμytb = 24 275 =11,46 (m3/h) - Lưu lượng Max giờ là: Qhmax= kh. Qtbgiờ = 2,5.11,46 = 28,65 (m3/h) - Lưu lượng Max giây là: qsmax = 3,6 Q maxh =7,96 (l/s) b. Trường học: - Số học sinh lấy theo quy phạm là 23%N H = .N 100 23 = .334143 100 23 = 76853 (người) Thiết kế 39 trường học, mỗi trường có 2000 học sinh (h = 2000 người) - Tiêu chuẩn thải nước: qth0 = 20 (l/ng.ngđ) - Hệ số không điều hòa giờ kh = 1,8 - Trường học làm việc 12 giờ trong ngày Do vậy ta tính được các số liệu cơ bản đối với 1 trường học như sau: - Lưu lượng thải trung bình ngày là: Qtbngày = 041000 2000.20 1000 h.q th 0 == (m3/ngày) - Lưu lượng thải trung bình giờ là: Qtbgiờ= 3,3312 40 12 Q tbng == (m3/h) ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 4 - Lưu lượng Max giờ là: Qhmax=kh. Qtbgiờ = 1,8.3,33= 5,994 (m3/h) - Lưu lượng Max giây là: qsmax = 3,6 Q maxh = 1,6653,6 5,994 = (l/s) c. Nhà tắm công cộng: • Quy mô thải nước: Số người đến nhà tắm công cộng lấy theo tiêu chuẩn là 20% dân số tính toán trong khu vực đô thị. Î T = 20%N = 0,2. 334143 = 66829 (người), lấy tròn bằng 67200 người. Thiết kế 40 nhà tắm,mỗi nhà tắm 1680 người (h =1680 người) - Tiêu chuẩn thải nước: q0 = 150 (l/người -lần) - Thời gian dùng nước: T = 12 (h) - Hệ số điều hòa: kh = 1 - Lưu lượng thải trung bình ngày một nhà tắm công cộng: Qtbngày = 1000 1680.150 =252 (m3/ngày) - Lưu lượng thải trung bình giờ: Qtbgiờ= 12 252 T Q ngμytb = =21 (m3/h) - Lưu lượng max giờ là: Qmaxgiờ= Qtbgiờ.kh =21. 1= 21 (m3/h) - Lưu lượng thải max giây: Qtbgiây= 3,6 21 3,6 Q giêmax = = 5.83(l/s) Quy mô của các công trình công cộng được lấy như sau: ☻5 Bệnh viện ☻39 Trường học ☻40 Nhà tắm công cộng Ta có bảng tổng hợp nước thải tập trung từ các công trình công cộng như sau: ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 5 Bảng 2: Lưu lượng tập trung từ các công trình công cộng Nơi thoát nước Lượng người Số giờ làm việc Tiêu chuẩn thải nước kh Lưu lượng TB ngày (m3/ngày TB giờ (m3h Max giờ (m3/h) Max giây (l/s) 1 Bệnh viện 550 24 500 2,5 275 11,46 28,65 7,96 5Bệnh viện 2750 - 1375 57,3 143,3 39,8 1 Trường học 2000 12 20 1,8 40 3,33 5,994 1,665 39 trường học 78000 - 1560 130 233,8 65 1 Nhà tắm 1680 12 150 1 252 21 21 5,8 40hà tắm 67200 - 10080 840 840 233,3 3.Lưu lượng nước thải từ các nhà máy xí nghiệp: a, Tổng lượng nước thải sản xuất: Lưu lượng nước thải sản xuất chiếm 35% lưu lượng nước thải của khu dân cư được xác định theo công thức: Qsx = .70406,2 100 35 = 24642,17(m3/ng.đ) Lượng nước thải này được tính đều đối với các nhà máy, mỗi nhà máy được tính toán với một lưu lượng nước thải sản xuất là 12321,09(m3/ng.đ)., Trong đó: ♥ Có 90% nước thải bẩn phải xử lý ở ca I => Qngày= 11089(m3/ng.đ) ♥ Có 85% nước thải bẩn cần phải xử lý ở ca II => Qngày =10473 (m3/ng.đ).. ►Nhà máy I: Nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ. Lưu lượng ngày Qngày = 11089(m3/ng.đ), phân phối theo các ca như sau: Ca I: 50% tức 5544.5 (m3/ca) Ca II: 30% tức 3326.7 (m3/ca) Ca III: 20% tức 2217.8 (m3/ca) ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 6 Hệ số không điều hoà trong mỗi ca là kh =1, như vậy lưu lượng giờ đều bằng nhau. Ca I: QIgiờ = 8 5544,5 =693,1 (m3/h) Ca II: QIIgiờ = 415.84 8 = 7.2633 (m3/h) Ca III: QIIIgiờ = 8 2217.8 =277,23 (m3/h) Do đó, lưu lượng giây lớn nhất là: qsmax-XNI = 192.53 3,6 693.1 = (l/s)  Nhà máy II: Nhà máy làm việc 3 ca, mỗi ca 8 giờ. Lưu lượng ngày Qngày = 10473(m3/ng.đ), phân phối theo các ca như sau: Ca I: 40% tức 4189.2 (m3/ca) Ca II: 40% tức 4189.2 (m3/ca) Ca III: 20% tức 2094.6 (m3/ca) Hệ số không điều hoà trong mỗi ca là kh =1, như vậy lưu lượng giờ đều bằng nhau. Ca I: QIgiờ = 8 4189.2 =523,65 (m3/h) Ca II: QIIgiờ = 523,65 8 4189.2 = (m3/h) Ca III: QIIIgiờ = 261.83 8 2094.6 = (m3/h) Do đó, lưu lượng giây lớn nhất là: qsmax-XNII = 145.46 3,6 523.65 = (l/s) ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 7 Ta có bảng lưu lượng nước thải sản xuất cho các nhà máy xí nghiệp như sau: Bảng 3: Lưu lượng nước thải sản xuất thải ra từ các nhà máy Nhà máy Ca Lưu lượng Hệ số không điều hoà kh Lưu lượng Qh (m3/h) qtính toán (l/s) %Q m3/ca I I 50 5544.5 1 693.1 192.53 II 30 3326.7 1 415.84 III 20 2217.8 1 277.23 Tổng Nhà máy I 100 11089 - - II I 40 4189.2 1 523.65 145.46 II 40 4189.2 1 523.65 III 20 2094.6 1 261.83 Tổng Nhà máy II 100 10473 - - b, Tổng lượng nước thải sinh hoạt và nước tắm của công nhân: Tổng số công nhân của cả hai nhà máy chiếm 20% tổng dân số Thành phố Wcn = . 100 20 334143= 66829(người) ▪ Số công nhân trong nhà máy I chiếm 70% tổng số công nhân trong toàn Thành phố: N1 = .66829 100 70 =46780 (người) ▪ Số công nhân trong nhà máy II chiếm 30% tổng số công nhân trong toàn Thành phố: N2 = .66829 100 30 = 20049 (người) Theo các số liệu đã cho, ta có bảng xác định lưu lượng nước thải sinh hoạt và nước tắm cho công nhân trong các nhà máy như sau: Bảng 4: Biên chế công nhân trong các nhà máy, xí nghiệp Tên nhà má y Trong PX nóng Trong PX nguội Số người được tắm trong các PX Biên chế công nhân theo các ca PX nóng PX nguội Ca I Ca II Ca III % Số ngườ i % Số người % Số ngườ i % Số ngườ i % Số ngườ i % Số ngườ i % Số người I 15 7017 85 39763 90 6315 70 27834 50 23390 30 14034 20 9356 ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 8 II 10 2005 90 18044 80 1604 60 10826 40 8020 40 8020 20 4009 Theo bảng thống kê lưu lượng nước thải của Thành phố (Bảng 7) ta đi tính được lưu lượng nước thải tính toán qtt của các xí nghiệp công nghiệp như sau:  Lưu lượng thải tập trung từ xí nghiệp I: Ta thấy tại xí nghiệp I vào 14 - 15 giờ, lưu lượng nước thải (gồm cả sản xuất, tắm và sinh hoạt) là lớn nhất và bằng 419.23+64.41+450.33=933.97 (m3/h hay: q0XNI-max = 3600 0933,97.100 = 259,4(l/s) Vậy lưu lượng tập trung tính toán của xí nghiệp I là: qXN-Itt = 259,4(l/s)  Lưu lượng thải tập trung từ xí nghiệp II: Ta thấy tại xí nghiệp II vào 14 - 15 giờ, lưu lượng nước thải (gồm cả sản xuất, tắm và sinh hoạt) là lớn nhất và bằng 528+36,3+212,97=777,27(m3/h) hay: q0XNI-max = 3600 0777,27.100 =216 (l/s) Vậy lưu lượng tập trung tính toán của xí nghiệp I là: qXN-Itt = 35,43 (l/s) Sở dĩ ta chọn lưu lượng tính toán là lưu lượng lớn nhất trong các giờ thải nước của xí nghiệp vì như vậy sau khi thiết kế, đương nhiên hệ thống ống đảm bảo thoát thoát nước an toàn. 4. Lập bảng tổng hợp lưu lượng nước thải cho toàn Thành phố:  Nước thải từ khu dân cư: Từ hệ số không điều hòa kch =1,2 ta xác định được sự phân bố nước thải theo các giờ trong ngày (Xem bảng tổng hợp lưu lượng nước thải của Thành phố).  Nước thải từ các bệnh viện: Từ hệ số không điều hòa kch =1,25 ta xác định được sự phân bố nước thải theo các giờ trong ngày.  Nước thải từ trường học: ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 9 Từ hệ số không điều hòa kch =1,8 ta xác định được sự phân bố nước thải theo 12 tiếng hoạt động theo các giờ trong ngày.  Nước thải từ các nhà tắm công cộng: Từ hệ số không điều hòa kch =1,00 ta xác định được sự phân bố nước thải theo các giờ trong ngày.  Nước thải sản xuất từ các nhà máy: Nước thải sản xuất của các nhà máy thải điều hòa trong các giờ trong ngày  Nước thải sinh hoạt của công nhân trong các ca của nhà máy: Lượng nước thải này được tính theo bảng 6 - trang 8. Từ các số liệu đó, ta có bảng tổng hợp lưu lượng nước thải Thành phố và biểu đồ dao động nước thải của Thành phố như sau: Error! Not a valid link. Còn trang sau là bảng tổng hợp lưu lượng nước thải của Thành phố ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 12 Phần II: vạch tuyến và tính toán mạng lưới I. Vạch tuyến mạng lưới thoát nước và xác định vị trí Trạm xử lý Vạch tuyến mạng lưới thoát nước là một khâu rất quan trọng trong công tác thiết kế mạng lưới thoát nước, nó ảnh hưỏng trực tiếp đến giá thành xây dựng và giá thành hệ thống nói chung. Công tác vạch tuyến mạng lưới được tiến hành theo nguyên tắc sau: 1. Triệt để lợi dụng địa hình để sao cho mạng lưới thoát nước tự chảy là chủ yếu, đảm bảo thu nước nhanh nhất vào đường ống chính của lưu vực và của toàn Thành phố. 2. Mạng lưới thoát nước phải phù hợp với hê thống thoát nước đã chọn. 3. Vạch tuyến hợp lý để chiều dài cống là nhỏ nhất, giảm độ sâu đặt cống nhưng cũng tránh đặt nhiều trạm bơm. 4. Đặt đường ống phải phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn và tuân theo các quy định về khoảng cách đối với hệ thống công trình ngầm. 5. Hạn chế đặt đường ống thoát nước qua các sông, hồ và qua các công trình giao thông như đường sắt, đê, kè, Tuynen,... 6. Các cống góp chính phải đổ về trạm làm sạch và cống xả nước ra hồ chứa. Trạm xử lý đặt ở phía thấp so với địa hình Thành phố, nằm ở cuối nguồn nước, cuối hướng gió chính, đảm bảo khoảng cách vệ sinh đối với các khu dân cư và các xí nghiệp công nghiệp. Do vậy, với địa hình có độ dốc giảm dần theo hướng Tây - Nam... ta vạch tuyến theo phương án tập trung. Nước thải được các ống góp lưu vực, ống góp chính chảy cào ống chính rồi về trạm bơm để bơm vào trạm xử lý trước lúc đổ ra sông. Cống chính được đặt dọc theo triền thấp nhất của Thành phố, gần song song với sông. Căn cứ vào mặt bằng mạng lưới thoát nước, ta có 2 phương án vạch tuyến mạng lưới thoát nước (Xem hình vẽ trang sau). Từ đây ta có nhận xét như sau về hai phương án:  Phương án 1: Độ dài ống chính và các ống nhánh từ các lưu vực đổ vào tương đối ngắn, đáp ứng được về độ dốc cũng như việc tính toán thuỷ lực. Do các tuyến chính ngắn và ít nên khả năng đào bới cũng như bơm chuyển bậc ít nên giá thành xây dựng mạng lưới giảm.  Phương án 2: Độ dài các tuyến nhánh ở các lưu vực dài, cũng tận dụng được độ dốc địa hình. Nhưng do tuyến cống từ các lưu vực dài nên khả ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 13 năng đào bới tăng, số trạm bơm chuyển bậc tăng dẫn đến giá thành xây dựng mạng lưới tăng. So sánh hai phương án ta thấy phương án 1 có nhiều thuận lợi hơn cả, do đó ta chọn phương án tính toán là phương án 1vì nó vừa đáp ứng yêu cầu về kinh tế lẫn kỹ thuật. II. Tính toán mạng lưới thoát nước 1. Lập bảng tính toán diện tích các ô thoát nước Diện tích các ô đất xây dựng và các lưu vực thoát nước được tính toán dựa trên đo đạc trực tiếp trên bản đồ quy hoạch Thành phố. Các kết quả tính toán được thể hiện trong các bảng sau: ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 15 Bảng 8: Bảng diện tích các lưu vực thoát nước Khu vực I Khu vực II Thứ tự ô Ký hiệu Diện tích Thứ tự ô Ký hiệu Diện tích Thứ tự ô Ký hiệu Diện tích Thứ tự ô Ký hiệu Diện tích a 7.48 a 4.01 a 3.34 b 5.51 1 b 4.98 19 b 1.82 36 b 2.33 51 c 6.05 c 5.56 c 2.06 c 5.38 d 6.05 2 a 2.87 a 1.84 a 2.26 a 5.16 b 3.65 20 b 2.59 37 b 2.66 52 b 4.1 3 a 3.68 c 3.98 c 2.64 c 3.02 b 2.24 a 1.5 d 2.58 d 4.234 a 2.6 21 b 1.52 a 2.59 a 4.75 4 b 1.92 c 3.62 38 b 3.44 b 4.67 c 3.78 a 2.89 c 3.31 53 c 4.28 a 2.82 22 b 1.37 d 2.4 d 4.88 5 b 3.16 c 2.03 a 4.36 a 4.64 c 2.82 a 5.34 39 b 3.5 54 b 4.48 d 3.25 23 b 4.83 c 4.23 c 9.01 a 3.58 c 8.96 d 4.41 a 3.65 6 b 3.93 a 2.05 a 5.75 b 4.03 c 2.82 24 b 3.27 40 b 4.29 55 c 3.96 d 3.81 c 2.73 c 4.61 d 4.08 a 5.02 d 2.86 d 5.35 a 6.14 7 b 4.83 a 6.61 a 4.78 56 b 6.65 c 4.29 b 4.2 41 b 3.91 c 6.73 d 4.91 25 c 2.26 c 4.02 d 6.42 a 2.98 d 3.47 d 4.69 a 6.86 8 b 2.75 a 1.8 a 2.04 57 b 6.98 c 2.54 26 b 3.19 42 b 2.87 c 6.75 d 3.04 c 4.57 c 4.74 d 6.68 a 2.03 d 2.62 a 2.36 a 4.21 9 b 1.85 a 5.68 b 2.84 58 b 3.01 c 2.15 b 4 43 c 2.97 c 1.48 d 1.99 27 c 2.58 d 2.78 d 3.08 a 2.77 d 3.21 a 3.3 a 5.05 b 2.75 a 2.16 b 3.41 59 b 5.96 10 c 3.04 28 b 2.97 44 c 4.21 c 4.52 d 2.68 c 3.44 d 3.73 d 5.68 a 2.17 d 1.99 a 4.77 a 4.73 11 b 0.94 a 5.31 45 b 4.53 b 5.38 c 2.04 b 4.56 c 4.59 60 c 4.99 a 2.28 29 c 9.24 d 4.23 d 5.17 12 b 2.25 a 3.3 a 4.64 a 6.69 c 2.11 b 3.65 46 b 4.06 61 b 7.4 d 2.05 30 c 3.25 c 3.85 28.27 c 7.27 ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 16 a 2.22 d 3.62 d 3.91 d 6.91 13 b 5.1 a 3.96 a 3.52 a 6.94 c 7.02 31 b 3.92 47 b 2.88 62 b 7.24 a 1.54 c 3.46 c 3.05 c 6.81 14 b 2.38 d 3.93 d 3.15 d 6.72 c 3.07 a 6.14 a 2.89 63 a 1.64 d 2.45 32 b 6.01 48 b 3.53 b 2.32 a 2.27 c 5.77 c 6.26 a 2.34 15 b 2.47 d 5.71 a 3.14 64 b 2.78 c 2.19 a 3.83 49 b 3.56 c 3.54 d 2.46 33 b 4.54 c 2.66 a 2.8 a 7.65 d 3.12 16 b 2.9 34 b 7.28 a 4.42 c 2.7 c 8.11 b 3.46 d 2.9 a 3.27 50 c 4.64 a 3.44 35 b 3.53 d 5.57 17 b 3.31 c 4.34 a 5.85 c 3.05 d 3.74 d 3.36 a 2.15 b 2.44 18 c 2.17 d 2.39 2. Xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn ống tính toán Trước tiên, để tính lưu lượng cho từng đoạn ống, ta đi tính lưu lượng riêng cho từng khu vực thoát nước.  Xác đinh lưu lượng riêng: Ta bố trí khu vực I : khu vực II : 3 Bệnh viện 2 Bệnh viện 19 Trường học 20 Trường học 8 Nhà tắm 8 Nhà tắm Lưu lượng công cộng ở các khu là: QIcông cộng = 3Qbv+19QTH + 22QNT = 3.275+ 19.40+ 22.252=7129(m3/ngđ) QIIcông cộng = 2QBV+ 20QTH+ 18QNT= 2.275 +20.40 +18.252 =5886 (m3/ngđ) ♦ Xác định lưu lượng riêng của khu vực I: QIcc = 7129 (m3/ngđ) Tiêu chuẩn thoát nước công cộng của khu vực I là: ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 17 qcc = 1 ccI N .1000Q∑ = 1788797129.1000 = 39,85(l/người.ngày) Tiêu chuẩn thoát nước của khu vực I sau khi đã trừ đi qcc là: qn = q10 - qcc =220 – 39,85= 180,15 (l/người.ngày) Do vậy, qIr = 86400. 180,15.480 = 1 (l/s.ha) ♦ Xác định lưu lượng riêng của khu vực II: QIIcc = 5886 (m3/ngđ) Tiêu chuẩn thoát nước công cộng của khu vực I là: qcc = 1 ccI N .1000Q∑ = 1552645886.1000 =37,9 (l/người.ngày) Tiêu chuẩn thoát nước của khu vực I sau khi đã trừ đi qcc là: qn = q1I0 - qcc =200- 37,9= 162,1(l/người.ngày) Do vậy, qIIr = 86400. 162,1.360 = 0.68 (l/s.ha)  Xác định lưu lượng trên các đoạn cống của tuyến tính toán: Lưu lượng tính toán của từng đoạn ống được coi như chảy vào đầu đoạn cống và được xác định theo công thức: qntt = (qndđ + qnnhánh bên + qnvc).kch + ∑qttrung Trong đó: ƒ qntt: Lưu lượng tính toán cho đoạn cống thứ n, ƒ qndđ: Lưu lượng dọc đường của đoạn cống thứ n, Với: qndd = ∑F.qr (ở đây, F là tổng diện tích của tất cả các tiểu khu đổ nước thải theo dọc tuyến cống đang xét, qr là lưu lượng riêng của khu vực chứa tiểu khu). ƒ qnnhánh bên: Lưu lượng nhánh bên đổ vào đoạn cống thứ n, Với: qnnhánh bên = ∑F’.qr (ở đây, ∑F’ là tổng diện tích của tất cả các tiểu khu đổ vào các nhánh bên). ƒ qnvc : Lưu lượng vận chuyển qua đoạn ống thứ n, là tổng lưu lượng dọc đường, nhánh bên, vận chuyển của đoạn cống phía trước đoạn cống tính toán, ƒ kch : Hệ số không điều hoà chung, xác định dựa vào tổng lưu lượng nước thải của đoạn cống đó. ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 18 ƒ qttrung: Lưu lượng tính toán của các công trình công cộng, xí nghiệp công nghiệp được quy ước là đổ vào đầu đoạn cống tính toán. Dựa vào công thức trên, ta tính dược lưu lượng cho từng đoạn cống. Kết quả tính toán cho tuyến cống tính toán được thể hiện trong bảng thống kê lưu lượng theo tuyến cống chính Bảng 9 Ghi chú: Trong khi xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn cống của mạng lưới,hệ số không điều hoà kch được nội suy theo bảng sau: Lưu lượng trung bình (l/s) 5 15 30 50 100 200 300 500 800 ≥ 1250 Kch 3,1 2,2 1,8 1,7 1,6 1,4 1,35 1,25 1,2 1,15 III. Tính toán độ sâu đặt cống đầu tiên cho các tuyến cống tính toán 1. Độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống chính Căn cứ vào bảng tính toán cho từng đoạn cống ở trên, ta tiến hành tính toán thuỷ lực cho từng đoạn cống để xác định được: Đường kính ống D, độ dốc thuỷ lực i, vận tốc dòng chảy v sao cho phù hợp với các yêu cầu về đường kính nhỏ nhất, độ đầy tính toán, tốc độ chảy tính toán, độ dốc đường cống, độ sâu đặt cống được đặt theo quy phạm. Việc tính toán thuỷ lực dựa vào trương trình HWASE 3.0 Độ sâu đặt cống nhỏ nhất của tuyến cống được tính theo công thức: H = h + Σ (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + ∆d (m) Trong đó: • h: Độ sâu đặt cống đầu tiên của cống trong sân nhà hay trong tiểu khu, lấy bằng (0,2÷0,4) m +d - Với d là đường ống trong tiẻu khu. Lấy h = 0,4 (m), • i : Độ dốc của cống thoát nước tiểu khu hay trong sân nhà tính bằng ‰, • L1: Chiều dài đoạn nối từ giếng kiểm tra tới cống ngoài đường phố - m, • L2: Chiều dài của cóng trong nhà (hay tiểu khu) - m, • Z0: Cốt mặt đất đầu tiên của giếng thăm trong nhà hay trong tiểu khu, ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 19 • Zd: Cốt mặt đất ứng với giếng thăm đầu tiên của mạng lưới thoát nước của khu đô thị, • ∆d: Độ chênh giữa kích thước của cống thoát nước đường phố với cống thoát nước trong sân nhà (tiểu khu). Δd = Dđường phố - Dtiểu khu = 300 - 200 = 100 (mm) = 0,1 (m) Lấy tuyến cống 1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16-17-TB làm tuyến ống tính toán Với: i1 = i2 = 0,005 L = L1 + L2 =240 m h = 0,5 (m) ∆d = 0,1 (m) Zd = 25.8 (m) Z0 = 25.5 (m) Vậy độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống tính toán là: H = 0,4 + 0,005.240 + 25.8 – 25.4 + 0,1 (m) ⇒ H = 2,2 (m) 2. Độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống kiểm tra Lấy tuyến tuyến cống : 1K -2K-3K-4K-5K-6K-7K-8K-9K-10C làm tuyến cống kiểm tra. Việc tính toán kiểm tra là ta đi tính xem độ sâu đặt cống theo các tuyến kiểm tra tại giếng 10C có đảm bảo để nước thải đổ được vào giếng theo tuyến tính toán hay không; nếu không đảm bảo thì phải chọn lại tuyến tính toán.  Chiều sâu đặt cống đầu tiên tại tuyến kiểm tra 1 ĐỒ ÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC GVHD: PGS TS ỨNG QUỐC DŨNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG SVTH : NGUYỄN TRUNG THẠCH MSSV: 407549 Lớp 49MN1 20 H = h + Σ (iL1 + iL2) + Zd - Z0 + ∆d (m) Với: i1 = i2 = 0,005 L = L1 + L2=170(m) h = 0,4 (m) ∆d = 0.1 (m) Zd = 25.5 (m) Z0 = 24.9 (m) Vậy độ sâu đặt cống đầu tiên của tuyến cống kiểm tra 1 là: H1 = 0,4 + 0,005.170+ 25.5- 24,9 + 0,1 (m) ⇒ H 1= 1,75 (m) Sau khi xác định độ sâu đặt cống đầu tiên, ta tiếp tục xác định cốt đáy cống cho các đoạn cống tiếp theo. Các đoạn cống được nối theo mặt nước khi chiều cao lớp nước đoạn cống phía sau lớn hơn chiều cao lớp nước đoạn cống phía trước; còn khi chiều cao lớp nước đoạn cống phía sau là nhỏ hơn thì nối theo đáy cống. Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: PGS TS Ứng Quốc Dũng ĐẠI HỌC XÂY DỰNG 21 IV. Tính toán hệ thống thoát nước mưa 1. Vạch tuyến hệ thống thoát nước mưa • Nguyên tắc: Mạng lưới thoát nước mưa là một khâu được thiết kế nhằm đảm bảo thu và vận chuyển nước mưa ra khỏi đô thị một cách nhanh nhất, chống hiện tượng úng ngập đường phố và các khu dân cư. Để đạt được yêu cầu đó, khi vạch tuyến chúng ta phải dựa trên một số nguyên tắc sau: 1. Nước mưa được xả thẳng vào nguồn (sông, hồ gần nhất bằng cách tự chảy). 2. Tránh xây dựng các trạm bơm thoát nước mưa. 3. Tận dụng các ao hồ sẵn có để làm hồ điều hoà. 4. Khi thoát nước mưa không làm ảnh hưởng tới vệ sinh môi trường và quy trình sản xuất. 5. Không xả nước mưa vào những vùng không có khả năng tự thoát, vào các ao tù nước đọng và các vùng dễ gây xói mòn. Ta vạch tuyến hệ thống thoát nước mưa theo sơ đồ thẳng góc, nước mưa cùng với nước thải sản xuất quy ước sạch được góp vào các tuyến cống rồi đổ thẳng ra sông. Đối với sơ đồ tính toán nước mưa thì ta chỉ tính toán cho một tuyến bất kỳ. Trong đồ án này chọn tuyến cống giữa hai khu vực I và II làm tuyến cống tính toán. 2. Tính toán diện tích mặt bằng tuyến tính toán Dưới đây là bảng tính toán diện tích các ô thoát nước mưa. Ký hiệu diện tích Diện tích( ha) Ký hiệu diện tích Diện tích (ha) 29b 8.77 34b 10.5 29a 9.4 34a 12.54 30a 6.53 35a 8.31 30b 7.21 35b 6.57 31a 7.64 28a 5.13 31b 7.63 28b 5.43 32a 11.52 32b 11.33 Tổng 118.51 Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: PGS TS Ứng Quốc Dũng ĐẠI HỌC XÂY DỰNG 22 3. Cường độ mưa tính toán Cường độ mưa tính toán được xác định theo công thức: q= n n 20 b)(t ClgP).(1b).(20q + ++ (l/s-ha) Trong đó: - Các hệ số q20,b,n,P là các thông số đã cho để tính toán, đã được cho như sau: q20 = 226,3 b = 15,92 C = 0,2528 n = 0,8092 - t: Thời gian mưa - tính bằng phút. Căn cứ vào đặc điểm vùng thoát nước mưa là vùng có địa hình bàng phẳng (độ dốc trung bình mặt đất < 0,0035) với diện tích lưu vực thoát nước mưa tính toán nhỏ hơn 150 (ha). Do đó ta lấy chu kỳ tràn cống P = 1,5; khi đó, với các giá trị đã biết trước của t, ta tính được q cho từng đoạn cống tính toán để đưa và công thức tính toán lưu lượng nước mưa cho tuyến cống đó. 4. Xác định thời gian mưa tính toán Thời gian mưa tính toán được xác định theo công thức: t = tm + tr + tc (phút) • tm: thời gian nước chảy từ điểm xa nhất trên lưu vực đến rãnh, do không có mương thoát nước nên lấy tm= 10 (phút). • tr: thời gian nước chảy trên rãnh đến giếng thu đầu tiên được tính theo công thức: tr=2Σ rrvl (phút) Với lr, vr là chiều dài và vận tốc nước chảy ở cuối rãnh thu nước mưa. Lấy trung bình sơ bộ ta có lr = 100 (m), vr = 0,6 (m/s). 1,25 là hệ số kể Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: PGS TS Ứng Quốc Dũng ĐẠI HỌC XÂY DỰNG 23 đến sự răng dần vận tốc ở trong rãnh. Vậy ta có tr = 0,6.60 1001,25 = 3 (phút). • tc: thời gian nước chảy trong cống từ giếng thu đến tiết diện tính toán; được tính theo công thức: tc=2Σ crvl (phút) - lc: chiều dài đoạn cống tính toán, - vc: Vận tốc nước chảy trong cống. - 5. Xác định hệ số dòng chảy Số liệu thành phần mặt phủ của Thành phố theo tỷ lệ được lấy theo tỷ lệ phần trăm và được tính theo bảng sau đây: Loại mặt phủ Tỷ lệ % Diệ tích Hệ số dòng chảy F x ϕ Mái nhà 28 254.12 0.95 228.71 Đường Bê tông 20 181.51 0.95 172.44 Đường rải đá to 6 54.45 0.45 24.5 Đường rải đá răm 7 63.53 0.4 25.41 Đường cấp phối 8 72.61 0.40 29.04 Mặt đất đã san nền 10 90.76 0.40 36.3 Bãi cỏ 15 136.13 0.20 27.23 Đá rải cuội, sỏi 6 54.45 0.45 24.5 Do diện tích mặt phủ ít thấm nước lớn hơn 30% tổng diện tích Thành phố nên hệ số dòng chảy được tính toán không phụ thuộc vào cường độ mưa và thời gian mưa. Khi đó hệ số dòng chảy được lấy theo hệ số dòng chảy trung bình: ∑ ∑= i ii. m F Fϕϕ = 0.63 6. Chọn chiều sâu đặt cống đầu tiên Đồ án mạng lưới thoát nước GVHD: PGS TS Ứng Quốc Dũng ĐẠI HỌC XÂY DỰNG 24 Chiều sâu đặt cống đầu tiên được xác định đảm bảo đặt cống dưới nền đưòng tránh được tác dụng cơ học của các xe cộ đi lại,... H = h + D (m) Trong đó: - h = 0.9 (m) là chiều sâu đặt cống tính từ mặt đất đến đỉnh cống. - D đường kính ống, lấy = 1,2 (m) ⇒ H = 0,9 +1,2 = 2.1 (m) 7.Xác định lưu lượng tính toán Lưu lượng tính toán mạng lưới thoát nước mưa được tính theo phương pháp cường đội giới hạn. Qtt = F.q. tb*η (l/s) Từ đó ta có bảng tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước mưa. Từ bảng tính toán thuỷ lực ta thấy tại mọi điểm tính toán, chiều sâu đặt cống đều đảm bảo an toàn cho công tác bảo vệ cống.