Đồ án Mạng lưới thoát nước thành phố HPT

đ) 2.2.3 Khách sạn Thành phố HPT có 2 khách sạn. Tiêu chuẩn xả thải dành cho khách: 180 l/người/ngày Tiêu chuẩn xả thải dành cho nhân viên: 38 l/người/ngày Khách sạn 1: có 20 nhân viên và 50 phòng ứng với 50 người khách. = 9 (m3/ngđ) =0,76 (m3/ngđ) Khách sạn 2: có 25 nhân viên và 70 phòng ứng với 70 người khách. = 12,6 (m3/ngđ) = 0,95 (m3/ngđ) à= 9 + 0,76 + 12,6 + 0,95 = 15,21 (m3/ngđ) à Qcc = Qbv+ QTH + Qks = 46,14 + 407,88 + 15,21 = 469,23 (m3/ngđ) 2.3 Tính toán lưu lượng cho nhà máy sản xuất gang Nhà máy có 5000 công nhân chia làm 3 ca. Số công nhân trong mỗi ca. Ca 1: 5000 x 50% = 2500 (công nhân) Ca 2: 5000 x 30% = 1500 (công nhân) Ca 3: 5000 x 20% = 1000 (công nhân) Nhà máy có 20% công nhân (1000 CN) ở phân xưởng nguội và 80% công nhân (4000 CN) ở phân xưởng nóng. Tiêu chuẩn nước thải ở phân xưởng nóng: q1 = 45 l/ca/người Tiêu chuẩn nước thải ở phân xưởng nguội: q2 = 25 l/ca/người. Tiêu chuẩn nước tắm cho phân xưởn nóng: q3 = 60 l/ng/lần Tiêu chuẩn nước tắm cho phân xưởn nguội: q4 = 40 l/ng/lần 2.3.1 Lưu lượng nước thải sản xuất Nhà máy có công suất 500 tấn/ngày, tiêu chuẩn xả thải 25 – 50 m3/ tấn sp à chọn m = 25 m3/tấn sp. =12500 ( m3/ngày) Lưu lượng nước thải trong từng ca. Ca 1: 12500 x 50% = 6250 ( m3/ngày) Ca 2: 12500 x 30% = 3750 ( m3/ngày) Ca 3: 12500 x 20% = 2500 ( m3/ngày) 2.3.2 Lưu lượng nước thải sinh hoạt Ca 1: có 2500 CN trong đó 80% (2000 CN) ở phân xưởng nóng và 20% (500 CN) ở phân xưởng nguội = 90 (m3/ca) = 12,5 (m3/ca) Ca 2: có 1500 CN trong đó 80% (1200 CN) ở phân xưởng nóng và 20% (300 CN) ở phân xưởng nguội (m3/ca) 7,5 (m3/ca) Ca 3: có 1000 CN trong đó 80% (800 CN) ở phân xưởng nóng và 20% (200 CN) ở phân xưởng nguội (m3/ca) (m3/ca) => = 90 + 12,5 + 54 + 7,5 + 36 + 5 = 205 (m3/ngày). 2.3.3 Lưu lượng nước tắm của công nhân Trong mỗi ca số công nhân được tắm ở phân xưởng nóng là 80% và ở phân xưởng nguội là 20%. Ca1: (m3/ngày). (m3/ngày). Ca2: (m3/ngày). (m3/ngày). Ca3: (m3/ngày). (m3/ngày). => = 96 + 4 + 57,6 + 2,4 + 38,4 + 1,6 = 200 (m3/ngđ) Tổng lưu lượng nước thải của nhà máy 12500 + 205 + 200 = 12905 (m3/ngđ) 2.4 Tổng lưu lượng nước thải của toàn thành phố. 25705,8 + 469,23 + 12905 = 39080 (m3/ngđ) Chương 3 Tính toán thủy lực cho các tuyến ống 3.1 Vạch tuyến mạng lưới Vạch tuyến mạng lưới thoát nước theo sơ đồ phân khối như bản vẽ 1/3 (bản vẽ kèm theo). 3.2 Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống 3.2.1 Chuẩn bị tính toán Dựa vào bản đồ vạch tuyến, diện tích phần tiểu khu thoát nước được tính toán và tóm tắt trong Bảng 3.1. Bảng 3.1 Diện tích phần thoát nước Kí Hiệu Diện Tích (ha) Kí Hiệu Diện Tích (ha) 1a 9,67 5b 5,14 1b 17,15 5c 13,81 1c 14,63 6a 6,12 1d 10,33 6b 4,41 2a 3,69 6c 1,68 2b 3,32 6d 2,05 2c 3,46 7a 4,60 2d 2,80 7b 1,13 3a 13,54 7c 0,70 3b 9,58 7d 2,64 3c 10,54 8a 1,61 3d 8,57 8b 1,70 3e 12,07 8c 1,79 4a 7,79 8d 1,70 4b 10,57 9a 2,63 4c 4,51 9b 2,69 4d 3,32 9c 3,94 5a 12,73 3.2.2 Tính toán lưu lượng cho từng đoạn ống (Bảng 3.2 và bảng 3.3) Môdun lưu lượng qr = 0,71 (l/s.ha) Trong đó: qo: tiêu chuẩn thải nước của khu dân cư, l/ng.ngđ; n: mật độ dân số khu vực, người/ha. Lưu lượng trên từng đoạn ống Lưu lượng trên từng đoạn ống được tính theo công thức (l/s) Trong đó: : lưu lượng từ các tiểu khu đổ vào đoạn ống x-y (l/s) = Fi: Tổng diện tích tiểu khu (ha) Qo: Môdun lưu lượng (l/s.ha) Kc: Hệ số không điều hòa chung của nước thải sinh hoạt : Lưu lượng tập trung của đoạn ống x-y (l/s) : Lưu lượng vận chuyển của đoạn ống x-y (l/s) Bảng 3.2 Lưu lượng tính toán của tuyến ống chính Thứ tựđoạn ống Thứ tự các phần diện tích(kí hiệu) Diện tích (ha) Modun lưu lượng(l/s.ha) Dọc đường Nhánh bên Dọc đường Nhánh bên 10 - 11 1d 0 10,3257 0,00 0,71 11 - 12 1c 0 14,626 0,00 0,71 12 - 13 3d 1a, 1b, 2d, 3e 8,574 41,69 0,71 13 - 14 4d 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c, 4a, 6d, 7d 3,324 56,61 0,71 14 - 16 5c 4b, 4c, 5a, 5b, 8d, 9c 13,810 38,60 0,71 16 - TXL 0 6a, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c, 8a, 8b, 8c, 9a, 9b 0,00 29,06 0,71 Bảng 3.2 Lưu lượng tính toán của tuyến ống chính (tt) Thứ tựđoạn ống Lưu lượng trung bình của khu dân cư l/s Kch Lưu lượng lớn nhất Dọc đường Nhánh bên Vận chuyển Tổng cộng (l/s) Khu dân cư Lưu lượng tập trung Lưu lượngtính toán (l/s) Cục bộ Chuyển qua 10 - 11 7,33 0,00 0,00 7,33 2,20 16,13 0,00 0,00 16,13 11 - 12 10,38 0,00 7,33 17,71 1,80 31,89 1,88 0,00 33,77 12 - 13 6,09 29,60 17,71 53,40 1,60 85,44 0,11 1,88 87,43 13 - 14 2,36 40,19 53,40 95,95 1,60 153,52 2,41 1,99 157,92 14 - 16 9,81 27,40 95,95 133,16 1,40 186,42 149,36 4,40 340,18 16 - TXL 0,00 20,64 133,16 153,80 1,40 215,31 1,10 153,76 370,17 Bảng 3.3 Lưu lượng tính toán cho tuyến ống nhánh Thứ tựđoạn ống Thứ tự các phần diện tích (kí hiệu) Diện tích (ha) Modun Lưu lượng(l/s.ha) lưu lượng trung bình khu dân cư Lưu lượng khu dân cư Vận chuyển Tổng cộng (l/s) 17 -18 1a 9,6727 0,71 6,87 0,00 6,87 18 - 12 1b, 2d, 3e 32,018 0,71 22,73 6,87 29,60 19 - 20 2a 3,691 0,71 2,62 0,00 2,62 20 - 21 2b, 6d 5,369 0,71 3,81 2,62 6,43 22 - 21 2c, 3a 17,001 0,71 12,07 0,00 12,07 21 - 23 3b, 7d 12 0,71 8,67 18,50 27,17 23 - 13 3c, 4a 18,33 0,71 13,01 40,18 53,19 24 - 25 4b, 8d 12,28 0,71 8,72 0,00 8,72 26 - 25 5b, 9c 9,08 0,71 6,45 0,00 6,45 25 - 14 4c, 5a 17,24 0,71 12,24 15,17 27,41 27 - 28 6a 6,12 0,71 4,34 0,00 4,34 28 - 29 6b 4,41 0,71 3,13 4,34 7,47 30 - 29 6c, 7a 6,28 0,71 4,46 0,00 4,46 29 - 32 7b 1,13 0,71 0,80 11,93 12,73 31 - 32 7c, 8a 2,32 0,71 164 0,00 1,64 32 - 34 8b 1,70 0,71 1,21 14,37 15,58 33 - 34 8c, 9a 4,42 0,71 3,14 0,00 3,14 34 - 16 9b 2,69 0,71 1,91 17,49 19,40 Bảng 3.3 Lưu lượng tính toán cho tuyến ống nhánh (tt) Thứ tự đoạn ống Kch Lưu lượng lớn nhất Khu dân cư Lưu lượng tập trung Lưu lượngtính toán (l/s) Cục bộ Chuyển qua 17 -18 2,20 9,07 0,00 0,00 9,07 18 - 12 1,80 31,40 0,11 0,00 31,51 19 - 20 3,10 5,72 0,53 0,00 6,25 20 - 21 3,10 9,53 0,00 0,53 10,07 22 - 21 2,20 14,27 0,00 0,00 14,27 21 - 23 2,20 29,37 4,72 0,53 34,62 23 - 13 2,20 55,39 4,72 5,25 65,36 24 - 25 2,20 10,92 0,00 0,00 10,92 26 - 25 2,20 8,65 0,00 0,00 8,65 25 - 14 2,20 29,61 0,00 0,00 29,61 27 - 28 3,10 7,44 0,16 0,00 7,60 28 - 29 3,10 10,57 0,00 0,16 10,73 30 - 29 3,10 7,56 0,00 0,00 7,56 29 - 32 3,10 15,83 4,72 0,16 20,71 31 - 32 3,10 4,74 0,00 0,00 4,74 32 - 34 3,10 18,68 4,72 4,88 28,28 33 - 34 3,10 6,24 0,00 0,00 6,24 34 - 16 3,10 22,50 0,00 9,60 32,10 3.3 Tính toán thủy lực cho các tuyến ống Lấy độ sâu chôn cống đầu tiên tại giếng số 10 là 2 m, vì khu vực này ít có các phương tiện giao thông làm ảnh hưởng đến cống. Cốt đáy cống bằng hiệu số giữa cốt mặt đất và độ sâu chôn cống, bằng 8 m. Địa hình khu vực tính toán là vùng bằng phẳng, nên ta chọn độ sâu chôn cống sao cho nó có độ sâu thấp nhất mà vẫn đảm bảo tốc độ dòng chảy trong ống. Mỗi đoạn ống chính tính toán tương đối dài nên trên suốt chiều dài ống chính ta đặt thêm các giếng kiểm tra để bảo đảm an toàn cho mạng lưới. Giữa 2 đoạn trên tuyến cống chính, ta đặt các trạm bơm cục bộ để giảm độ sâu chôn cống. Nước thải từ đoạn phía trước được bơm lên đoạn phía sau. 3.3.1 Tính toán thủy lực tuyến cống chính a. Lựa chọn đường ống Với địa hình bằng phẳng Chọn loại ống tròn bằng bê tông cốt thép. Dựa theo các tiêu chuẩn tối thiểu về độ dầy (h/d), độ dốc (i) Bảng 3.4 Độ đầy ống thoát nước theo quy định d(mm) 150 - 300 350 - 450 500 - 900 > 900 h/d £ 0,6 0,7 0,75 0,8 (Nguồn: Giáo trình mạng lưới thoát nước, PGS.PTS Hoàng Huệ, 2005) Bảng 3.5 Vận tốc vmin phụ thuộc vào đường kính ống. d(mm) 150 - 250 300 - 400 450 - 500 600 - 800 900 – 1200 và lớn hơn v (m/s) 0,7 0,8 0,9 0,95 1,25 (Nguồn: Giáo trình mạng lưới thoát nước, PGS.PTS Hoàng Huệ, 2005) Chọn độ dốc (i) theo bảng tính toán thủy lực cống và mương thoát nước imin = 1/d b. Tính toán thủy lực tuyến cống chính * Cách tính toán thủy lực tuyến cống: Cốt mặt nước đầu – cốt mặt nước cuối = cốt đáy cống đầu – cốt đáy cống cuối = i= h Cốt mặt nước đầu – cốt đáy cống đầu = cốt mặt nước cuối - cốt đáy cống cuối = hd Chiều sâu chôn cống đầu = cốt mặt đất đầu - cốt đáy cống đầu Chiều sâu chôn cống cuối = cốt mặt đất cuối - cốt đáy cống cuối Đoạn ống 10 – 11 Lấy độ sâu chôn cống đầu tiên tại giếng 8 là 2 m. Cốt đáy cống bằng hiệu số giữa cốt mặt đất và độ sâu chôn cống là 8m. Lưu lượng tính toán Qtt = 16,13/s Chiều dài đoạn ống l = 550 m Tra bảng thủy lực ta có: d = 200mm; v = 0,76 m/s; i = 0,005; h/d = 0,65→ hđ = 0,13m Tổn thất áp lực trên đoạn 10 – 11 là: (m) Cốt đáy cống tại giếng số 11 bằng hiệu số giữa cốt đáy cống tại giếng 10 và tổn thất áp lực trên đoạn cống 10 – 11 : (m) Mực nước trong cống tại giếng 10: Mức nước trong cống tại giếng 11: Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 11 là 0,13 m. Đoạn ống 11 - 12 Lưu lượng tính toán Qtt = 33,77 l/s Chiều dài đoạn ống l = 736 m Tra bảng thủy lực ta có: D = 300 mm; v = 0,8 m/s; i = 0,0035; h/d = 0,57→ h = 0,17 m Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 11 là 0,13 m, ở đoạn sau 0,17m nếu nối cống bằng cách cho ngang mặt nước thì cốt đáy cống cũng tại giếng 11, nhưng thuộc đoạn (11 – 12) là: Tổn thất áp lực của đoạn (11 – 12) Cốt đáy cống tại giếng 12: Mức nước trong cống tại giếng 11: Mức nước trong cống tại giếng 12: Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 12 là 0,17m. Đoạn ống 12 - 13 Lưu lượng tính toán Qtt = 87,43 l/s Chiều dài đoạn ống l = 366 m Tra bảng thủy lực ta có: D = 450 mm; v = 0,9 m/s; i = 0,0025; h/d = 0,59→ h = 0,27 m Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 12 là 0,17m, ở đoạn sau 0,27m nếu nối cống bằng cách cho ngang mặt nước thì cốt đáy cống cũng tại giếng 12, nhưng thuộc đoạn (12 – 13) là: Tổn thất áp lực của đoạn (12 – 13 ) Cốt đáy cống tại giếng 13 Mức nước trong cống tại giếng 12 : Mức nước trong cống tại giếng 13: Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 1 là 0,27m. Đoạn ống 13 - 14 Lưu lượng tính toán Qtt = 157,92/s Chiều dài đoạn ống l = 318 m Tra bảng thủy lực ta có: D =550; v = 0,875m/s; i = 0,0019; h/d = 0,67→ h = 0,37 m Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 1 là 0,27m, ở đoạn sau 0,37m nếu nối cống bằng cách cho ngang mặt nước thì cốt đáy cống cũng tại giếng 1, nhưng thuộc đoạn (1 – TB) là: Tổn thất áp lực trên đoạn 13 –14 là: Cốt đáy cống tại giếng 14: Mực nước trong cống tại giếng 13: Mức nước trong cống tại giếng 14: Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 14 là 0,37m. Đoạn ống 14 - 16 Lưu lượng tính toán Qtt = 340,18/s Chiều dài đoạn ống l = 1325 m Tra bảng thủy lực ta có: D =800; v = 0,98m/s; i = 0,0013; h/d = 0,65→ h = 0,52 m Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 14 là 0,27m, ở đoạn sau 0,52m nếu nối cống bằng cách cho ngang mặt nước thì cốt đáy cống cũng tại giếng 14, nhưng thuộc đoạn (1 – TB) là: Tổn thất áp lực trên đoạn 14 –16 là: Cốt đáy cống tại giếng 16: Mực nước trong cống tại giếng 14: Mức nước trong cống tại giếng 16: Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 14 là 0,52m. Đoạn ống 16 - TXL Lưu lượng tính toán Qtt = 370,17/s Chiều dài đoạn ống l = 200 m Tra bảng thủy lực ta có: D =800; v = 1m/s; i = 0,0013; h/d = 0,69→ h = 0,552 m Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 14 là 0,52m, ở đoạn sau 0,552m nếu nối cống bằng cách cho ngang mặt nước thì cốt đáy cống cũng tại giếng 14, nhưng thuộc đoạn (1 – TB) là: Tổn thất áp lực trên đoạn 16 –TXL là: Cốt đáy cống tại giếng TXL: Mực nước trong cống tại giếng 16: Mức nước trong cống tại giếng TXL: Độ đầy ở đoạn cống trước giếng thăm 14 là 0,552m. Bằng cách tương tự, tính toán các đoạn ống tiếp theo trên các tuyến ống chính, kết quả được thống kê trong Bảng 3.6 Bảng 3.6 Tính toán thủy lực cho tuyến ống chính Thứ tự đoạn ống Chiều dài(m) Lưu lượng tính toán(l/s) d(mm) Độ dốc i Tốc độ(m/s) Độ đầy Tổn thất áp lực(m) h/d h(m) 10 - 11 550 16.13 200 0.005 0.76 0.65 0.13 2.75 11 - 12 736 33.77 300 0.0035 0.8 0.57 0.17 2.57 12 - 13 366 87.43 450 0.0025 0.9 0.59 0.27 0.92 13 - 14 318 157.92 550 0.0019 0.93 0.67 0.37 0.60 14 - 16 1325 340.18 800 0.0013 0.98 0.65 0.52 1.72 16 - TXL 200 370.17 800 0.0013 1 0.69 0.55 0.26 Bảng 3.6 Tính toán thủy lực cho tuyến ống chính (tt) Thứ tự đoạn ống Cao độ (m) Chiều sâu chôn cống (m) Mặt đất bằng phẳng Mặt nước Đáy cống Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối 10 - 11 10 8,13 5,38 8 5,25 2 4,75 11 - 12 10 5,38 2,81 5,21 2,64 4,79 7,36 12 - 13 10 8,27 7,35 8 7,08 2 2,92 13 - 14 10 7,35 6,75 6,98 6,38 3,02 3,62 14 - 16 10 6,75 5,03 6,23 4,51 3,77 5,49 16 - TXL 10 5,03 4,77 4,48 4,22 5,52 5,78 3.2.3 Tính toán trạm bơm trung chuyển Trên đoạn ống 11 – TXL, tại giếng thăm số 12, độ sâu chôn ống 7,36 m nên ta phải đặt bơm để bơm nước thải lên độ sâu chôn ống 2 m, sau đó nước thải tiếp tục tự chảy vể trạm xử lý.(Quy phạm độ sâu chôn ống > 6m, phải đặt bơm) Giếng thăm số 2: Q = Q10 - 11 + Q11 - 12 = 16,3 + 33,77 = 50,1 l/s = 4326 m3/ngđ. Tra Bảng, chọn Kc = 1,8 Bảng 3.7 Lưu lượng nước theo theo từng giờ trong ngày Giờ trong ngày Qml (%) Qml (m3/h) Qbơm (%) Qbơm (m3/h) Ra hố thu Vàohố thu Tích lũy Số bơm hoạt động 0 - 1 1.25 54.08 2.5 108.15 54.08 216.30 1 1 - 2 1.25 54.08 2.5 108.15 54.08 162.23 1 2 - 3 1.25 54.08 2.5 108.15 54.08 108.15 1 3 - 4 1.25 54.08 2.5 108.15 54.08 54.08 1 4 - 5 1.25 54.08 2.5 108.15 54.08 0.00 1 5 - 6 3.3 142.76 3.3 142.76 0.00 0 1 6 - 7 5 216.30 4.95 214.14 2.16 2.16 2 7 - 8 7.2 311.47 4.95 214.14 97.34 99.50 2 8 - 9 7.5 324.45 4.95 214.14 110.31 209.81 2 9 - 10 7.5 324.45 4.95 214.14 110.31 320.12 2 10 - 11 7.5 324.45 4.95 214.14 110.31 430.44 2 11 - 12 6.4 276.86 4.95 214.14 62.73 493.16 2 12 - 13 3.7 160.06 4.95 214.14 54.08 439.09 2 13 - 14 3.7 160.06 4.95 214.14 54.08 385.01 2 14 - 15 4 173.04 4.95 214.14 41.10 343.92 2 15 - 16 5.7 246.58 4.95 214.14 32.45 376.36 2 16 - 17 6.3 272.54 4.95 214.14 58.40 434.76 2 17 - 18 6.3 272.54 4.95 214.14 58.40 493.16 2 18 - 19 6.3 272.54 4.95 214.14 58.40 551.57 2 19 - 20 5.25 227.12 4.95 214.14 12.98 564.54 2 20 - 21 3.4 147.08 4.95 214.14 67.05 497.49 2 21 - 22 2.2 95.17 4.95 214.14 118.97 378.53 2 22 - 23 1.25 54.08 2.5 108.15 54.08 324.45 1 23 - 24 1.25 54.08 2.5 108.15 54.08 270.38 1 Tổng cộng 100 4326.00 100 4326.00 Trạm bơm hoạt động theo hai bậc Bậc 1, chạy 1 máy bơm. Q1b = 2,5 % Qngđ Bậc 2, chạy 2 bơm, với hệ số giảm lưu lượng khi hai bơm hoạt động đồng thời là 0,97 Q2b = 2,5*2*0.97 = 4.85 % Qngđ Thể tích hố thu V = 564,54 (m3 ) Cột áp bơm Hb = hđ + hh + = 5,36 + 1 + 0,5 = 6,86 m Chọn bơm nước thải có lưu lượng Q1b = 108,15 m3/h, cột áp H = 10 m Bảng 3.8 Tính toán lưu lượng cho tuyến ống nhánh Đoạn ống Chiều dài l (m) Lưu lượng (l/s) Đường kính d (mm) Độ dốc i Tốc độ m/s Độ đầy h/d h(m) 17 -18 654 9.07 200 0.005 0.66 0.45 0.09 18 - 12 1071 31.51 300 0.0035 0.79 0.55 0.165 19 - 20 545 6.25 150 0.007 0.685 0.51 0.077 20 - 21 286 10.07 200 0.005 0.68 0.48 0.096 22 - 21 614 14.27 200 0.005 0.756 0.59 0.118 21 - 23 481 34.62 300 0.0035 0.81 0.58 0.174 23 - 13 872 65.36 400 0.0025 0.83 0.6 0.24 24 - 25 474 10.92 200 0.005 0.69 0.5 0.1 26 - 25 750 8.65 200 0.005 0.65 0.44 0.088 25 - 14 676 29.61 300 0.0035 0.78 0.57 0.171 27 - 28 577 7.6 150 0.007 0.72 0.58 0.087 28 - 29 376 10.73 200 0.005 0.69 0.5 0.1 30 - 29 405 7.56 150 0.007 0.72 0.58 0.087 29 - 32 332 20.71 250 0.004 0.75 0.55 0.1375 31 - 32 171 4.74 150 0.007 0.64 0.44 0.066 32 - 34 485 28.28 300 0.0035 0.77 0.52 0.156 33 - 34 183 6.24 150 0.007 0.685 0.51 0.077 34 - 16 735 32.1 300 0.0035 0.79 0.56 0.168 Chương 4 Mạng lưới thoát nước mưa 4.1 Thông số thiết kế ban đầu Thành phố A: Lượng mưa trung bình hằng năm: 1949 mm Độ ẩm trung bình trong các tháng có mưa: 70 – 80 % Diện tích các loại mặt phủ: mái nhà 40%, mặt phủ atphan 10%, mặt đất 35%, mặt đá dăm 5%, mặt lát cỏ 10%. Cường độ mưa tại phút thứ 20 q20 = 0,072.H.dTB0,43 = 0,072 1949 (10)0,43 = 377,69 (l/s.ha) Trong đó: H: lượng mưa trung bình hằng năm (mm) dTB: Độ hụt trung bình của độ ẩm không khí trong các tháng có mưa Các lưu vực thoát nước mưa theo tính toán đều có diện tích nhỏ hơn 150 ha, cường độ mưa 378 l/s.ha, chọn chu kỳ ngập lụt 2 năm (bảng 9.7, Mạng lưới thoát nước) Cường độ mưa tính toán của thành phố A: A, C, m, n, b: hệ số xác định điều kiện khí hậu từng địa phương.Đối với thành phố A, những thông số này ta không xác định được, ta lấy các hệ số của thành phố Hải Phòng áp dụng cho việc tính toán vì thành phố Hải Phòng có điều kiện khí tượng thủy văn tương tự như thành phố A. Ta có A = 2790, C = 0,5, m = 0,19, n = 0,69 b = 15.Pm = 15 20,19 = 17,1 = 714 (l/s.ha) 4.2 Tính toán mạng lưới thoát nước mưa 4.2.1 Xác định đồ thị đo mưa Đồ thị đo mưa có dạng q = A/tn = A/t0,69 A = q20.20n. (1+C logP) = 378 x 200,69 (1+0,5 logP) = 2989 x (1 + 0,5logP) Xác định A theo P P 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 A 3438,9 3500,7 3557,2 3609,2 3657,3 3702,1 Xác định giá trị q theo A và t (phút), chu kỳ ngập lụt P = 2 năm A 3438,9 3438,9 3438,9 3438,9 3438,9 3438,9 t 10 15 20 25 30 35 t0,69 4,9 6,5 7,9 9,2 10,4 11,6 q 640,6 482,9 379,3 341,2 301,8 270,6 Hình 4.1 Đồ thị q = A/tn Xác định giá trị q theo A và t(phút), chu kỳ ngập lụt P = 3 năm A 3702,1 3702,1 3702,1 3702,1 3702,1 3702,1 t 10 15 20 25 30 35 t0,69 4,9 6,5 7,9 9,2 10,4 11,6 q 755,5 569,6 468,6 402,4 356 316,1 Hình 4.2 Đồ thị q = A/tn Mối liên hệ giữa q, P, A, t được trình bày trong bảng 4.1 Từ bảng 4.1 Xác định đồ thị q = f(t,P) Bảng 4.1 Mối liên hệ giữa q, P, A, t Thời gian t (phút) q (l/s.ha) P = 0.5 P = 1 P = 1.5 P = 2 P = 2.5 P = 3 P = 3.5 P = 4 A=2539,1 A=2989 A=3252,2 A=3438,9 A=3583,7 A=3702,1 A=3802,1 A=3888,8 5 836,4 984,5 1071,2 1132,7 1180,4 1219,4 1252,4 1280,9 10 518,4 610,3 664 702,1 731,7 755,9 776,3 794 15 391,9 461,4 502 530,8 553,1 571,4 586,8 600,2 20 321,3 378,3 411,6 435,2 453,5 468,5 481,2 492,1 30 242,9 286 311,1 329 342,9 354,2 363,8 372,1 40 199,2 234,5 255,1 269,8 281,1 290,4 298,3 305,1 50 170,8 201 218,7 231,3 241 249 255,7 261,5 60 150,6 177,3 192,9 203,9 212,5 219,5 225,5 230,6 120 93,3 109,9 119,5 126,4 131,7 136,1 139,8 142,9 Hình 4.2 Đồ thị q = f(t,P) 4.2.2 Tính toán thủy lực cho đoạn ống 10 – 11 – 12 – 13 – 14 - CX Hệ số dòng chảy Hệ số dòng chảy xác định theo công thức” Trong đó: a, b,… là diện tích mặt phủ thành phần (%) ψ, ψ,,… hệ số dòng chảy đối với các loại mặt phủ thành phần lấy theo bảng 4.2 = 0,585 Bảng 4.2 Bảng phân bố diện tích khu vực phục vụ các đoạn ống Đoạn ống 10 – 11 – 12 – 13 – 14 – CX Ký hiệu đoạn ống Ký hiệu diện tích Diện tích dòng chảy (ha) Chu kỳ ngập lụt P Bản thân Chuyển qua Bản thân Chuyển qua từ các nhánh Tổng cộng 10 - 11 9b 0 2,69 0 2,69 2 11 - 12 8b 9a, 9b, 8c 1,70 7,12 8,82 2 12 - 13 7b 9a, 9b, 8a, 8b, 8c, 7c, 7d, 3b 1,13 23,35 24,48 2 13 - 14 6b 9a, 9b, 8a, 8b, 8c, 7a, 7b, 7c, 7d, 6c, 3b 4,41 30,76 35,17 2 14 - CX 0 9a, 9b, 8a, 8b, 8c, 7a, 7b, 7c, 7d, 6a, 6b, 6c, 3b 0 41,28 41,28 2 Ký hiệu đoạn ống Ký hiệu diện tích Diện tích dòng chảy (ha) Chu kỳ ngập lụt P Bản thân Chuyển qua Bản thân Chuyển qua Tổng cộng 19 - 20 3c, 4a 0 18.33 0.00 18.33 2 20 - 21 4d 3c, 4a 3.32 18.33 21.65 2 21 - 22 5c 3c, 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 8d, 9c 13.81 60.25 74.06 2 22 - CX 0 3c, 4a, 4b, 4c, 4d, 5a, 5b, 5c, 8d, 9c 0.00 74.06 74.06 2 Đoạn ống 19 – 20 – 21 – 22 – CX Đoạn ống 26 – 27 – 28 – 29 – CX Ký hiệu đoạn ống Ký hiệu diện tích Diện tích dòng chảy (ha) Chu kỳ ngập lụt P Bản thân Chuyển qua Bản thân Chuyển qua Tổng cộng 26 - 27 3d 0 8.57 0.00 8.57 2 27- 28 1c 3d, 3e, 1b 14.63 37.79 52.42 2 28 - 29 1d 1c, 1b, 3d, 3e 10.33 52.42 62.75 2 29 - CX 0 1b, 1c, 1d, 3d, 3e 0.00 62.75 62.75 2 Đoạn ống 30 – 31 – 32 – 33 – CX Ký hiệu đoạn ống Ký hiệu diện tích Diện tích dòng chảy (ha) Chu kỳ ngập lụt P Bản thân Chuyển qua Bản thân Chuyển qua Tổng cộng 30 - 31 2c, 3a 0 17.00 0.00 17.00 2 31 - 32 2b, 6d 2c, 3a 5.37 17.00 22.37 2 32 - 33 2a 2b, 2c, 3a, 6d 3.69 22.37 26.06 2 33 - CX 0 2a, 2b, 2c, 3a, 6d, 1a 0.00 35.73 35.73 2 Bảng 4.3: Hệ số dòng chảy đối với các loại mặt che phủ Loại mặt phủ ψ - Mái nhà và mặt phủ bằng bê tong atphan - Mặt phủ bằng đá dăm - Đường đá lát cuội - Mặt phủ bắng đá dăm không có vật liệu dính kết - Đường sỏi trong vườn - Mặt dất - Cỏ 0,95 0,6 0,45 0,4 0,3 0,2 0,1 Thời gian mưa tính toán xác định theo công thức tTT = t0 + tr + tc tm: Thời gian tập trung nước mưa trên bề mặt từ điểm xa nhất đến rãnh. Đối với khu phố không có rãnh thoát nuớc mưa, tm = 10 phút tr: Thời gian nuớc chảy trong rãnh đến máng thu nuớc gần nhất. tr = 0 tc: Thời gian nuớc chảy trong cống từ giếng thu đến tiết diện tính toán tc = Độ dốc địa hình 3%0 => M = 1,2 Ttt = 10 + 2 Thời gian nuớc mưa tập trung trên mặt phủ lấy bằng 10 phút. Khi tc = 0. Lưu luợng đơn vị dòng chảy: = = 411 (l/s.ha) Tính toán cụ thể cho tuyến ống 10 – 11 – 12 – 13 – 14 – CX Đoạn ống 10 - 11 Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,5 (m/s) Thời gian nước chảy trong cống là (phút) Thời gian tính toán: t = to + tm = 9,8 + 10 = 19,8 (phút) Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn. (l/s) Trong đó: Qtt : lưu lượng mưa tính toán của đoạn ống (l/s) : hệ số dòng chảy (Ztb: hệ số thực nghiệm, đặc trưng cho tính chất mặt phủ). F: diện tích đoạn ống phục vụ (ha) q: cường độ mưa tính toán (l/ha.s) n: số mũ (phụ thuộc vào vùng địa lý), n = 0,69 Với Q = 689,6 (l/s) ; v = 1,53 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 800 mm ; i = 0,004 Kiểm tra vận tốc trong cống giữa kết quả tính toán với giả thiết không vượt quá 15% thì kết quả tính toán được chấp nhận. Vì h/d = 1 nên chọn phương pháp nối ống theo đỉnh cống. Chọn độ sâu chôn cống ban đầu tại giếng 8 là 2 m. Tổn thất áp lực trên đoạn cống 10 – 11 bằng 735 = 4,41 (m) Đáy cống đầu tiên tại giếng 10 bằng hiệu số giữa cốt mặt đất và độ sâu chôn cống 10 – 2 = 8 (m) Đáy cống tại giếng 11 là 8 – 4,41 = 3,59 (m) Đoạn ống 11 – 12 Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,5 m/s Thời gian nước chảy trong cống là (phút) Thời gian tính toán: t = to + tm = 19,8 + 6,46 + 10 = 36,26 (phút) Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn (l/s) Với Q = 1489,5 (l/s); v = 1,41 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 1250 mm; i = 0,002. Đoạn ống 12 – 13 Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,7 m/s Thời gian nước chảy trong cống là (phút) Thời gian tính toán: t = to + tm = 36,26 + 3,9 + 10 = 50,16 (phút) Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn (l/s) Với Q = 3304,7 (l/s) ; v = 1,73 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 1600 mm ; i = 0.002. Đoạn ống 13 – 14 Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,8 m/s Thời gian nước chảy trong cống là (phút) Thời gian tính toán: t = to + tm = 50,16 + 4,2 + 10 = 64,36 (phút) Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn (l/s) Với Q = 3997,6 (l/s) ; v = 1,8 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 1750 mm ; i = 0.002. Đoạn ống 14 – xả: Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,85 m/s Thời gian nước chảy trong cống là (phút) Thời gian tính toán: t = to + tm = 64,36 + 2,16 + 10 = 76,52 (phút) Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn (l/s) Với Q = 4164 (l/s), v = 1,82 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 1750 mm; i = 0,002. Bảng 4.4 Lưu lượng từng đoạn ống Đoạn ống Chiều dài đoạn ống (m) Diện tích dòng chảy, ha Tốc độ dự kiến (m/s) Tốc độ tính toán (m/s) Thời gian tính toán (phút) Lưu lượng tính toán (l/s) Đường kính ống (mm) Độ dốc i Bản thân Chuyển qua Tính toán 10 - 11 735 2.69 0.00 2.69 1,5 1,53 19,8 689,6 800 0.004 11 - 12 485 1.70 7.12 8.82 1,5 1,41 36,26 1489,5 1250 0.002 12 - 13 332 1.13 23.35 24.48 1,7 1,73 50,16 3304,7 1600 0.002 13 - 14 378 4.41 30.76 35.17 1,8 1,8 64,36 3997,6 1750 0.002 14 - CX 200 0 41.28 41.28 1,85 1,82 74,9 4164 1750 0.002 Bảng 4.5 Tính toán thủy lực cho từng đoạn ống Đoạn ống Q (l/s) D (mm) i (%o) h/d v (m/s) L (m) h = i*l 10 - 11 689,6 800 0.004 1 1,53 735 2,94 11 - 12 1489,5 1250 0.002 1 1,41 485 0,97 12 - 13 3304,7 1600 0.002 1 1,73