Bài tập lớn quy hoạch cáp nước đô thị

BÀI TẬP SỐ 1 QUY HOẠCH CẤP NƯỚC ĐÔ THỊ ĐỀ BÀI: Cho khu dân cư có mặt bằng cấp nước như hình vẽ. Dân số N theo giả thiết trong bản vẽ, tiêu chuẩn cấp nước q = 150 (l/người.ngđ); lưu lượng tập trung từ trường mầm mon là 5% Qng.đ; từ khu chợ là 8% Qng.đ 1. Xác định lưu lượng nước cấp cho toàn khu quy hoạch, lập bảng tiêu thụ nước từng giờ trong ngày và vẽ biểu đồ tiêu thụ nước. 2. Xác định lưu lượng cấp nước tính toán các đoạn ống của mạng lưới. 3. Xác định đường kính, vận tốc, tổn thất áp lực qua các đoạn ống cho mạng lưới. CÁC SỐ LIỆU: Dân số: N= 3000 +0295 = 3295 người. Tiêu chuẩn dùng nước: q=150 (l/ng.ngđ). Diện tích toàn khu : S = 6,15( ha). Diện tích cây xanh cần tưới: S= 5970 (m2). Diện tích rửa đường: S = 20% x Stoàn khu = 0,2 x 6,15x10000 =12300(m2). I. Xác định lưu lượng nước cấp cho toàn khu quy hoạch, lập bảng tiêu thụ nước từng giờ trong ngày và vẽ biểu đồ tiêu thụ nước. 1. Xác định lưu lượng nước cấp cho toàn khu quy hoạch. 1.1.Lưu lượng nước cấp sinh hoạt: -Lưu lượng nước sinh hoạt cho ngày dùng nước trung bình: Qtbsh=q.N.f1000= 150.3295.11000=494,25(m3/ngđ) -Lưu lượng nước sinh hoạt cho ngày dùng nước lớn nhất: Qngày maxsh= Qtbsh . kngày max=494,25 .1,2=593,1(m3/ngđ) 1.2.Lưu lượng nước cấp cho rửa đường,tưới cây: 1.2.1. Lưu lượng nước cấp cho rửa đường: Qrửađường= qi . Fi1000= 0,4 . 59701000=4,92(m3/ngđ) 1.2.2. Lưu lượng nước cấp cho tưới cây: Qtưới cây= qi . Fi1000= 4 . 123001000=23,88m3/ngđ Qtưới= Qrửađường+ Qtưới cây=4.92+23.88=28,8(m3/ngđ) 1.3.Lưu lượng nước cấp cho các công trình công cộng: Qchợ=8% . Qtbsh=0,08 . 494,25=39,54m3/ngđ Qmầm non=5% . Qtbsh=0,05 .494,25=24,71m3/ngđ èQctcc=Qchợ+ Qmầm non=39,54 +24,71=64,25m3/ngđ 1.4.Lưu lượng nước rò rỉ,dự phòng: Qrò rỉ=20% .(Qtbsh+Qtưới+Qctcc)=0,02.494,25+28,8+64,25=11,746m3/ngđ Lưu lượng nước cấp cho toàn khu Quy Hoạch (công suất trạm bơm cấp II cấp vào mạng lưới) : Q=Qngày maxsh+Qtưới+Qctcc+Qrò rỉ=593,1+28,8+64,25+11,746 =697,896m3/ngđ 2.Lập bảng tiêu thụ nước từng giờ trong ngày: 2.1.Chế độ tiêu thụ nước ăn uống,sinh hoạt: Hệ số dùng nước không điều hòa giờ lớn nhất được xác định: Kgiờ max=αmax. βmax với αmax:hệ số kể đến mức đô tiện nghi của công trình Theo TCXD 33-2006: αmax =1,2-1,5. βmax: hệ số kể đến số dân trong khu dân cư Chọn αmax=1,2 với số dân 3295 tra bảng nội suy ta xác định được βmax=1,6705 Kgiờ max=1,2 . 1,6705 ≈2 2.2.Chế độ tiêu thụ nước tưới cây,rửa đường: -Nước rửa đường phân bố từ 8h đến 19h -Nước tưới cây phân bố vào lúc: +Sáng: 5h đến 7h +Chiều: 17h đến 19h 2.3.Chế độ tiêu thụ nước cho các công trình công cộng: Vì các công trình công cộng lớn và đứng riêng biệt nên chế độ tiêu thụ nước cho các công trình này được phân bố theo hệ số Kgiờ . -Trường mầm non hoạt động từ 8h đến 18h. -Chợ hoạt động từ 5h đến 18h. 2.4.Chế độ nước rò rỉ theo từng giờ trong ngày: Coi như phân bố đều cho các giờ trong ngày. Sau khi xác định chế độ tiêu thụ nước của các đối tượng dùng nước,ta lập bảng chế độ tiêu thụ nước theo từng giờ trong ngày dùng nước lớn nhất. 3.Biểu đồ tiêu thụ nước theo từng giờ trong ngày: Dựa vào Bảng thống kê lưu lượng nước tiêu thụ theo từng giờ trong ngày dùng nước lớn nhất ta vẽ được Biểu đồ tiêu thụ nước theo từng giờ trong ngày(như hình vẽ). 4.17 II.Xác định lưu lượng nước cấp tính toán các đoạn ống của mạng lưới: 1.Xác định lưu lượng dọc đường đơn vị: Lưu lượng phát vào mạng lưới trong giờ dùng nước lớn nhất là : 62,797 m3 Qvào=62,797(m3/h)= 17,444(l/s) ; Qtập trung=64,25m3/ngđ=0,744(l/ s) qđơn vị=Qvào-Qtập trungLtính toán=17,444-0,744539,5= 0,03 ( l/s- 2.Xác định lưu lượng dọc đường cho các đoạn ống: Qdọc đường=qđơn vị x Ltính toán Đoạn ống Chiều dài thực(m) Chiều dài tính toán(m) Lưu lượng dọc đường(l/s) 0-1 25 0.0 0 1-2 10 0.0 0 2-5 36 18.0 0.54 5a-6 68 34.0 1.02 2-7 88 44.0 1.32 7a-8 30 15.0 0.45 1-9 36 18.0 0.54 9a-10 68 34.0 1.02 1-3 94 47.0 1.41 3-4 10 0.0 0 3-11 37 18.5 0.555 4-21 46 23.0 0.69 21a-22 30 15.0 0.45 4-12 77 38.5 1.155 12-13 10 0.0 0 13-14 21 10.5 0.315 14-15 15 7.5 0.225 15a-16 119 59.5 1.785 13-18 121 60.5 1.815 18-19 24 12.0 0.36 19a-20 30 15.0 0.45 12-17 36 18.0 0.54 17a-23 103 51.5 1.545 Tổng 1134 539.5 16.185 3.Xác định lưu lượng tại các nút: Tiến hành đánh số nút như Bảng đồ quy hoạch mạng lưới cấp nước Qnút=Qdọc đường2 4.Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống: Lưu lượng tính toán của một đoạn ống sẽ bằng tổng lưu lượng của các nút phía sau đoạn ống đó(kể cả lưu lượng nước tập trung nếu có).Lưu lượng tính toán được tính theo công thức qtính toán=qvận chuyển +α.qdọc đường (l/s) Ví dụ: Xác định lưu lượng tính toán cho đoạn ống 9a-10: Lưu lượng dọc đường đoạn 9a-10: qdọc đường9a-10=34 .0,03=1,02(l/s) Đưa lưu lượng đường về lưu lượng nút: q nút10=qdọc đường9a-102=0,51(l/s) Lưu lượng nước tính toán cho đoạn ống 9a-10 : q9a-10=q9-10=q nút10=0,51(l/s) Xác định lưu lượng tính toán cho đoạn ống 1-9: Lưu lượng dọc đường đoạn 1-9: qdọc đường1-9=18 .0,03=0,54(l/s) Đưa lưu lượng đường về lưu lượng nút: q nút9=q nút9a=qdọc đường1-9+qdọc đường9a-102=1,02+0,542=0,78(l/s) Lưu lượng nước tính toán cho đoạn ống 1-9: q1-9=q nút9+ q9a-10=0,78+0,51=1,29(l/s) Tính toán tương tự cho các đoạn ống khác ta được kết quả như bảng sau: Đoạn ống Nút Lưu lượng tập trung(l/s) Lưu lượng chuyển qua(l/s) Lưu lượng tính toán (l/s) Số nút Lưu lượng nút(l/s) 19a-20 20 0.225 0 0 0.225 18-19 19 0.405 0 0.225 0.63 13-18 18 1.088 0.458 0.63 2.176 15a-16 16 0.893 0 0 0.893 14-15 15 1.005 0 0.893 1.898 13-14 14 0.27 0.286 1.898 2.454 12-13 13 1.065 0 4.63 5.695 17a-23 23 0.773 0 0 0.773 12-17 17 1.043 0 0.773 1.816 4-12 12 0.848 0 7.511 8.359 21a-22 22 0.225 0 0 0.225 4-21 21 0.57 0 0.225 0.795 3-4 4 0.923 0 9.154 10.377 3-11 11 0.278 0 0 0.278 1-3 3 0.983 0 10.655 11.638 9a-10 10 0.51 0 0 0.51 1-9 9 0.78 0 0.51 1.29 7a-8 8 0.225 0 0 0.225 2-7 7 0.885 0 0.225 1.11 5a-6 6 0.51 0 0 0.51 2-5 5 0.78 0 0.51 1.29 1-2 2 0.93 0 2.4 3.33 0-1 1 1.163 0 16.258 17.421 III.Xác định đường,vận tốc,tổn thất áp lực qua các đoạn ống của mạng lưới: Đối với ống tròn ta xác định đường kính ống theo công thức: Q=ω.V=πD24=>D= 4QπV Tra bảng tính toán thủy lực chọn D,ứng với D chọn v phải thỏa mãn điều kiện kinh tế như trong bảng sau: D(mm) Vkt(m/s) D(mm) Vkt(m/s) 100 0.15-0.86 350 0.47-1.58 150 0.28-1.15 400 0.50-1.78 200 0.38-1.43 450 0.60-1.94 250 0.38-1.47 500 0.7-2.10 300 0.41-0.52 600 0.95-2.6 Ví Dụ: Xác định đường kính ống cho đoạn ống 19a-20: q19a-20=0,225(l/s),tra bảng xác định được : +đường kính ống 100mm +Vận tốc v = 0,21(m/s) ; 0,15(m/s) < v = 0,21(m/s) < 0,86(m/s) + i=0,49 ; H = i1000.L=0,491000.30=0,015(m) Xác định đường kính ống cho đoạn ống 14-15: q14-15=1,898(l/s),tra bảng xác định được : +đường kính ống 100mm +Vận tốc v = 0,23(m/s) ; 0,15(m/s) < v = 0,23(m/s) < 0,86(m/s) + i=0,61 ; H = i1000.L=0,611000.15=0,009(m) Tính toán tương tự các đoạn ống khác ta được bảng sau: