Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý nước cho thành phố Tân Tiến

MỤC LỤC Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 2 1.1 Sự cần thiết của đồ án 2 1.2 Mục đích của đồ án 2 1.3 Nhiệm vụ của đồ án 2 1.4 Giới thiệu khu vực cấp nước 2 Chương 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2.1 Tính toán công suất cấp nước cho năm 2038 5 2.2 Lưu lượng nước cấp cho các công trình công cộng 6 2.3 Lưu lượng nước phục vụ tưới cây tưới đường 9 2.4 Lượng nước dùng cho chữa cháy 9 2.5 Lưu lượng nước dành riêng cho nhà máy và rò rỉ 10 Chương 3 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH ĐÀI VÀ BỂ CHỨA 11 3.1 Chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II 11 3.2 Xác định dung tích đài nước và bể chứa 12 3.2.1 Dung tích đài 12 3.2.2 Dung tích bể chứa 13 Chương 4 TÍNH TOÁN THỦY LỰC 15 4.1 Tính qdv, qdd, qnút 15 4.2 Tính toán chiều cao đài nước, cột áp công tác của máy bơm 18 4.3 Tính toán đường ống dẫn nước áp lực lớn để đảm bảo an toàn 21 Chương 5 TÍNH TOÁN ÁP LỰC TỰ DO CHO CÁC NÚT TRÊN MẠNG LƯỚI 22 5.1 Trong giờ dùng nước lớn nhất 22 5.2 Trong giờ dùng nước lớn nhất có chữa cháy 24 Chương 6 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC Hiện nay, trên địa bàn Thành phố Tân Tiến, các nguồn nước cấp cho sinh hoạt của các hộ dân, các cơ quan xí nghiệp, các khu công nghiệp đang rất phức tạp. Phần lớn nguồn nước cấp cho sinh hoạt, cho tiêu dùng đều chưa được xử lý một cách cơ bản. Nước được dùng chủ yếu là nguồn nước ngầm, nước ngầm được bơm lên qua một bể chứa tự do trong mỗi hộ gia đình và không được xử lý. Mà nguồn nước ngầm ở khu vực này có hàm lượng phèn cao, độ đục cũng tương đối, về lâu dài sẽ ảnh hưởng lớn tới sức khỏe người dân. Do vậy nhu cầu xử lý nước để dùng cho sinh hoạt cũng như các khu công nghiệp nhỏ lẻ trong địa bàn Thành phố Tân Tiến là rất cần thiết. Nguồn nước sẽ được cấp cho toàn bộ hệ thống dân cư đông đúc, vì Thành phố Tân Tiến hiện nay là quận mới nên số lượng người ở đi làm thuê đông, nên lượng tiêu thụ nước rất đa dạng và phức tạp.Việc thiết kế một hệ thống xử lý nước cấp cho sinh hoạt cho Thành phố Tân Tiến sẽ mang lại rất nhiều lợi ích, người dân sẽ thỏa mãn được nhu cầu dùng nước hợp vệ sinh, các căn bệnh gây nên do nguồn nước chưa xử lý như các căn bệnh về tiêu hóa hay một số bệnh khác sẽ được giảm đi rất nhiều. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỒ ÁN Vấn đề cấp nước sạch và đảm bảo vệ sinh môi trường đang là một vấn đề cần giải quyết và rất được quan tâm ở nước ta. Mục đích của đồ án là thiết kế nên một hệ thống xử lý nước nhằm đáp ứng được nhu cầu cấp nước tiêu dùng cho xã hội. NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN Thu thập tất cả các số liệu liên quan đến việc thiết kế của Thành phố Tân Tiến: Diện tích, dân số, mật độ dân cư, hiện trạng dùng nước. Các số liệu về chất lượng nguồn nước, nhiệt độ của nước, các chỉ tiêu như độ đục, độ màu, các hàm lượng khoáng chất và các tính chất hóa lý của nguồn nước. GIỚI THIỆU KHU VỰC CẤP NƯỚC 1.4.1 Vị Trí Địa Lý Thông tin từ web Hình 2.1 Bản đồ hành chính Thành phố Tân Tiến Thành phố Tân Tiến có hình thể giống như hình chữ nhật nằm ngang, chiều dài gần 4 km, chiều rộng khoảng 1 km. - Phía Đông giáp với quận 1 giới hạn bởi đường Nguyễn Văn Cừ. - Phía Tây giáp với quận 6 giới hạn bởi đường Nguyễn Thị Nhỏ, đường Ngô Nhân Tịnh và bến xe Chợ Lớn. - Phía Nam giáp với quận 8 giới hạn bởi đường ranh là rạch Bến Nghé (kênh Tàu Hủ). - Phía Bắc giáp với quận 10 và quận 11 được giới hạn bởi đường Nguyễn Chí Thanh và Hùng Vương. Thành phố Tân Tiến chia làm 15 đơn vị hành chính trực thuộc các phường: phường 1, phường 2, phường 3, phường 4, phường 5, phường 6, phường 7, phường 8, phường 9, phường 10, phường 11, phường 12, phường 13, phường 14, phường 15. 1.4.2 Khí hậu Thông tin từ web Nhìn chung khí hậu của Thành phố Tân Tiến mang khí hậu điển hình của thành phố, đặc trưng của khu vực Đông Nam Bộ, nhiệt đới gió mùa. Khí hậu hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 tới tháng 11, mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4 năm sau. Nhiệt độ trung bình 27,9oC – 34oC; lượng mưa cao nhất trong năm là 2178 mm/năm; lượng mưa trung bình 1949 mm/năm; lượng mưa thấp nhất 1342 mm/năm. 1.4.3 Giao thông Hệ thống đường giao thông của Thành phố Tân Tiến được xây dựng và phát triển khá nhanh, hiện có 97 đường phố với tổng chiều dài 54.988m. Gồm 17 tuyến đường chính với tổng chiều dài là 23.535m, 12 đường thuộc hệ đường khu vực với tổng chiều dài 13.680m, 47 đường nội bộ với tổng chiều dài 17.673m và 46.385m đường hẻm. Hiện nay, Thành phố Tân Tiến đang tiến hành đền bù giải tỏa để thực hiện các dự án xây dựng Đại lộ Đông - Tây, cầu và đường Nguyễn Văn Cừ của thành phố.  Hệ thống giao thông đường thủy chủ yếu qua rạch Bến Nghé (kênh Tàu Hủ), có chiều dài cùng với chiều dài của Thành phố Tân Tiến là khoảng 4 Km 1.4.4 Địa Hình3 Thành phố Tân Tiến thuộc vùng có độ cao trung bình của TP Hồ Chí Minh, cao trung bình khoảng từ 5 – 10 m, có dạng thấp từ bắc xuống nam và từ đông sang tây. Do vậy khi thiết kế hệ thống cấp nước cho quận sẽ chú trọng đến yếu tố này. 1.4.5 Diện Tích Và Dân Số Thông tin từ web Diện tích tự nhiên 4,27 km2, chiếm 0,2% diện tích thành phố, là một trong những khu vực có diện tích nhỏ nhất thành phố, chỉ bằng 54% diện tích quận 1, 10% diện tích quận Tân Bình. Chương 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Dân số tính toán đến năm 2038 là 210.141 người. Và lưu lượng nước được tính toán cung cấp cho nhu cầu dùng nước của các bộ phân như “ trường học, bệnh viên, chợ và khu buôn bán, trung tâm TDTT.. 2.1 Lưu Lượng Nước Cấp Cho Sinh Hoạt Với dân số hiện tại là : N0 = 170462 ( người ) Niên hạn thiết kế : t = 30 năm. Tốc độ gia tăng dân sô : r = 0,7 %/năm. Vậy dân số sau 30 năm được tính toán theo công thức : N = N0 ( 1 + r % ) 30 Vậy N = 170462 ( 1 + 0,7 % )30 = 210141 ( người ). + Lưu Lượng nước cấp cho sinh hoạt : = Với f : tỉ lệ dân số được cấp nước . q : tiêu chuẩn dùng nước của 1 người. + Với dân số như trên thì đây là đô thị loại III nên : f = 99% q = 150 l/s ( theo TCVNXD 33-2006 ) Vậy : = = 31206 m3/ngđ. + Lưu lượng nước sinh hoạt trong ngày dùng nước lớn nhất : = x ( m3/ngđ). Mà ta có = 31206 m3/ngđ. Theo TCVNXD 33-2006 thì = 1,2 – 1,4 nên ta chọn = 1,3 Vậy : = 31206 x 1,3 = 40567 m3/ngđ. + Lưu lượng nước sinh hoạt trong ngày dùng nước ít nhất : = x Theo TCVNXD 33-2006 thì = 0,7 – 0,9 nên ta chọn = 0,8 Vậy: = 31206 x 0,8 = 24965 m3/ngđ. 2.2 Lưu Lượng Nước Cấp Cho Các Công Trình Công Cộng a . Trường Học : - Lưu lượng cung cấp cho trường Đại học – Cao đẳng : Số lượng : 1 trường. Số giáo viên, học sinh : 26376 người. Tiêu chuẩn dùng nước : q0 = 20 l/người/ngày đêm. QTH = = 527,53 m3/ngđ. - Lưu lượng cung cấp cho trường TH-PT : Số lượng : 1 trường. Sô giáo viên, học sinh : 3000 người. Tiêu chuẩn dung nước : q0 = 20 l/người/ngày đêm. QTH-PT = = 60 m3/ngđ. - Lưu lượng cung cấp cho trường Tiểu Học : Số lượng : 1 trường. Số giáo viên, học sinh : 1500 người. Tiêu chuẩn dùng nước : q0 = 20 l/người/ngày đêm. QTH = = 30 m3/ngđ. è QTH = 60 + 30 + 527,53 = 617,53 m3/ngđ. b. Bệnh Viện : - Lưu Lượng cung cấp cho BV Chợ Rẫy Số giường bệnh bệnh viện Chợ Rẫy : M = 1700 giường. Số nhân viên bệnh viện Chợ Rẫy : N = 3082 người. Tiêu chuẩn dùng nước : q0 = 260 l/giường/ngày đêm. Tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi cán bộ, công nhân viên : q1 = 15 l/người/ngày đêm. Vậy : QCR = QCR = + = 488,23 m3/ngđ - Lưu lượng cung cấp cho BV Phạm Ngọc Thạch Số giường bệnh nội trú : M = 700 giường. Số giường bệnh ngoại trú : N = 900 giường. Tiêu chuẩn dùng nước : 260 l/giường. Vậy : QPNT = QPNT = = 416 m3/ngđ èTổng lưu lượng nước cung cấp cho bệnh viện : QBV = 488,23 + 416 = 904,23 m3/ngđ. c. Cơ Quan Hành Chính : Số nhân viên : 300 người. Tiêu chuẩn dùng nước : q0 = 15 l/người/ngày đêm. Vậy: QCQ = = 4,5 m3/ngđ. d. Nhà Hàng - Khách Sạn : - Lưu lượng cung cấp cho NH-KS : Số lượt khách : 150 khách/ngày đêm. Tiêu chuẩn dùng nước : q0 = 170 l/người/ngày đêm. Vậy: QNH-KS = = 25,5 m3/ngđ. -Lưu lượng cung cấp cho Nhà Nghỉ : Số lượt khách : 50 khách/ngày đêm. Tiêu chuẩn dùng nước : q0 = 150 l/người/ngày đêm Vậy: QNN = = 7,5 m3/ngđ. èTổng lưu lượng nước cung cấp cho Nhà Hàng – Khách sạn : QNH-KS = 25,5 + 7,5 = 33 m3/ngđ e. Trung Tâm TDTT : Số vận động viên : q0 = 150 người. Tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi vận động viên : N= 50 l/người/ngày đêm. Số khán giả trung bình : q1 = 20 người. Tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi khán giả : M = 3 l/người/ngày đêm. Vậy lưu lượng cung cấp cho Trung Tâm TDTT : Vậy: QTDTT = QTDTT =+ = 7,56 m3/ngđ f. Chợ Đầu Mối : Số sạp : 1500 sạp. Tiêu chuẩn dùng nước : 300 l/sạp/ngày đêm. Vậy lưu lượng cung cấp cho Chợ Đầu Mối : Vậy: QC = = 450 m3/ngđ. 2.3 Lưu Lượng Nước Phục Vụ Tưới Cây , Tưới Đường a. Lưu lương nước dùng cho tưới cây : -Theo tiêu chuẩn đô thị loại III, diện tích cây xanh/đầu người:S = 2 – 2,3 m2/người. Vậy tổng diện tích cây xanh là : ∑S = N x S = 210141 x 2,3 = 483324 m2. - Tiêu chuẩn dùng nước cho 1 lần tưới : q0 = 3 – 4 l/m2 è Q = = 1933 m3/lần Mà trong 1 ngày có 2 lần tưới nên : Qtc = 1933 x 2 =3866 m3/ngđ. b. Lưu lượng cung cấp cho tưới đường : - Tổng diện tích tuyến đường cần tưới là S = 300000 m2 - Theo tiêu chuẩn thì 1 lần tưới q0 = 0,4-0,3 lít/m2 è Q = = 120 m3/lần. Mà trong 1 ngày có 2 lần tưới nên : Qtđ = 120 x 2 = 240 m3/ngđ. èTổng lượng nước dùng cho tười cây, tưới đường là : Qtc-tđ = 3866 + 240 =4106 m3/ngđ . Vậy tổng công suất nước cung cấp cho khu vực là : Qngđhữu ích = + QTH +QBV + QUBNN + QNH-KS + QTDTT + Qchợ + Qtc-tđ = 40567+ 617,53 + 904,23 + 4,5 + 33 + 7,56 + 450 + 4106 = 46689,82 m3/ngđ. 2.4 Lượng Nước Dùng Cho chữa Cháy : Tiêu chuẩn nước chữa cháy : qcc = 30 l/s. Số đám cháy xảy ra đồng thời : n = 3 đám. Hệ số xác định theo thời gian phục hồi chữa cháy : k = 1. Vậy : m3/ ngày đêm 2.5 Lưu Lương Nước Dành Riêng Nhà Máy và Nước Rò Rỉ : a. Dành riêng cho nhà máy: è QNhà máy = 8%Qhữu ích = 8% x 46163,3 = 3693 m3/ngđ. b. Nước rò rĩ : è Q RR = 10% = 10% x 40567 = 4056,7 m3/ngđ. è Tổng Công Suất của trạm bơm cấp II cấp vào mạng lưới: Q = Qhữu ích + Qrò rĩ + Qnhà máy = 46689,82 + 3693 + 4056,8 = 54439,62 m3/ngđ Ta chọn công suất của Trạm bơm Q = 55000 m3/ngđ. Chương 3 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH ĐÀI VÀ BỂ CHỨA 3.1 CHỌN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TRẠM BƠM CẤP II Hình 3.1 Biểu đồ tiêu thụ dùng nước cho các giờ trong các ngày dùng nước lớn nhất. Căn cứ vào biểu đồ tiêu thụ nước có thể chọn chế độ bơm trong trạm bơm cấp II như sau: Từ 5-21 h: bơm với chế độ 5,28 % Qngđ Từ 21-4 h: bơm với chế 2 % Qngđ Trạm bơm cấp I bơm điều hòa suốt ngày đêm, trạm bơm cấp II làm việc theo 2 chế độ với lưu lượng tổng cộng là: 5% Qngđ 15h + 2,78% Qngđ 9h = 100% Qngđ Chọn lưu lượng 1 bơm la Q1b = 2,78 = 2,78% Ta co Q2b = 2Q1b Với K là hệ số giảm lưu lượng khi 2 bơm hoạt động bình thường GIỜ LƯU LƯỢNG NƯỚC TIÊU THỤ (%Qngđ ) TB CẤP I (%) BỂ CHỨA (%) TB CẤP II (%) ĐÀI NƯỚC (%) SỐ MÁYBƠM VÀO RA CÒN LẠI VÀO RA CÒN LẠI 0-1 1,97 4,17 1,39 5,50 2,78 0,81 2,20 1 1-2 1,97 4,17 1,39 6,89 2,78 0,81 3,01 1 2-3 1,99 4,17 1,39 8,28 2,78 0,79 3,80 1 3-4 2,00 4,17 1,39 9,67 2,78 0,78 4,58 1 4-5 3,02 4,17 1,39 11,06 2,78 0,24 4,34 1 5-6 5,47 4,17 1,39 12,45 2,78 2,69 1,65 1 6-7 5,52 4,17 0,83 11,62 5,00 0,52 1,13 2 7-8 5,78 4,17 0,83 10,79 5,00 0,78 0,35 2 8-9 4,66 4,17 0,83 9,96 5,00 0,34 0,69 2 9-10 4,67 4,17 0,83 9,13 5,00 0,33 1,02 2 10-11 4,60 4,17 0,83 8,30 5,00 0,40 1,42 2 11-12 4,64 4,17 0,83 7,47 5,00 0,36 1,78 2 12-13 4,48 4,17 0,83 6,64 5,00 0,52 2,30 2 13-14 4,63 4,17 0,83 5,81 5,00 0,37 2,67 2 14-15 4,60 4,17 0,83 4,98 5,00 0,40 3,07 2 15-16 4,80 4,17 0,83 4,15 5,00 0,20 3,27 2 16-17 5,73 4,17 0,83 3,32 5,00 0,73 2,54 2 17-18 5,60 4,17 0,83 2,49 5,00 0,60 1,94 2 18-19 5,54 4,17 0,83 1,66 5,00 0,54 1,40 2 19-20 5,50 4,17 0,83 0,83 5,00 0,50 0,90 2 20-21 4,47 4,17 0,83 0,00 5,00 0,53 1,43 2 21-22 4,21 4,17 1,39 1,39 2,78 1,43 0,00 1 22-23 2,17 4,17 1,39 2,78 2,78 0,61 0,61 1 23-24 1,98 4,09 1,39 4,11 2,78 0,78 1,39 1 TỔNG 100 100 100 Bảng 3.1 Xác định dung tích điều hòa của đài nước và bể chứa 3.2 XÁC ĐỊNH DUNG TÍCH ĐÀI NƯỚC VÀ BỂ CHỨA 3.2.1 Dung tích đài Wđ = Wđh + Wcc (m3) Trong đó: Wđh: dung tích điều hòa của đài nước Theo bảng 3.1 ta được dung tích dung tích điều hòa lớn nhất của đài là 4,58 (%Qngđ) Wđh = Wcc: dung tích nước dự trữ chữa cháy cho 10 phút đầu Wcc= qcc x 0,6 x n = 30 x 0,6 x 3 = 54 (m3) Với qcc: tiêu chuẩn nước chữa cháy n: số đám cháy xảy ra đồng thời Wđ = Wđh + Wcc =2519 + 54 = 2573 (m3) Thể tích điều hòa của đài, chọn đài hình nấm Ta có: Wđ = (1) Chọn H = (2) Từ (1) và (2) => D = = 21,42 m ≈ 22 m => H = 7,3 m ≈ 7,5 m Vậy đài có chiều cao là 7,5m, đường kính là 22m 3.2.2 DUNG TÍCH BỂ CHỨA Theo bảng 3.2 dung tích điều hòa lớn nhất của bể chứa là 12,45 %Qngđ. Dung tích bể được tính theo công thức (m3) Trong đó: là thể tích điều hòa của bể chứa nước = (m3) Wcc: thể tích chứa lượng nước để dập tắt đám cháy của phạm vi thiết kế trong 3h và được tính theo công thức: Wcc = 10,8nqcc = 10,8330 = 972 (m3) n: số đám cháy qcc: tiêu chuẩn nước chữa cháy (l/s) Wbt: lượng nước dự trữ cho bản thân trạm xử lý (m3) Wbt = 5%QML = 0,0555000 = 2750 (m3) Vậy tổng dung tích của bể chứa nước là = 6848 + 972 + 2750 = 9570 (m3) Chọn chiều cao của bể 5m, chiều rộng 35m, chiều dài 55 m, chiều cao bảo vệ 0,5m Chương 4 TÍNH TOÁN THỦY LỰC PHƯƠNG ÁN: ĐÀI ĐẦU MẠNG LƯỚI Đô thị dùng nước nhiều nhất là lúc 7- 8 h, chiếm 5,78 % Qngđ tức là 2932,401 (m3/h) Vào giờ này trạm bơm cấp II cung cấp vào mạng lưới 5,28 %46689,82 = 2465,222 (m3/h) Đài nước cung cấp nước vào mạng lưới lúc 7 – 8 h là 2932,401 – 2465,222 = 467,179 (m3/h) 4.1 Tính qdv, qdd, qnú Tổng chiều dài dọc đường là 19419,88 m Lưu lượng giờ dùng nước lớn nhất ( m3/h) Sinh hoạt của khu dân cư 2.028,35 Trường học 145,12 Bệnh viện 6,90 Tưới cây 242,4 Tưới đường 60 Khách sạn- nhà hàng 2,15 Trung tâm TDTT 0,68 Chợ Đầu Mối 29,25 Rò rĩ 238,37 Yêu cầu riêng của nhà máy Bảng 4.1 Lưu lượng giờ dùng nước lớn nhất ( m3/h) Tổng lưu lượng dọc đường = 2.028,35 + 484,80 + 203,24 = 2.716,39 (m3 /h) a. Lưu lượng đơn vị dọc đường b. Lưu lượng tập trung STT Thông số Qtt (m3/h) Qtt (l/s) 1 Bệnh viện Chợ Rẫy 24,411 6,7808 2 Bệnh viện phạm Ngọc Thạch 20,799 5,7778 5 Trường Tiểu học 7,05 1,9583 6 Trường Trung học 14,1 3,9167 7 TTTDTT 0,34 0,0944 8 Chợ 23,4 6,5 10 Cơ quan hành chính 0,45 0,125 11 Nhà hàng khách sạn 0,4193 1,49 Bảng 4.2 Lưu lượng tập trung Lưu lượng tại các nút như sau ( l/s) q1 = q2 = q3 = q4 = q5 = q6 = q7 = q8 = q9 = q10 = q11= q12 = q13 = q14 = q15 = q16 = q17 = STT Đoạn ống Chiều dài (m) Qdd(m3/h) Qdd (l/s) Qdd/2(m3/h) Qdd/2 (l/s) Qnút (l/s) 1 1-2 840 87,31 24,25 43,66 12,1 23,24 2 2-3 1150 119,54 33,2 59,77 16,6 55,78 3 3-4 1240 128,89 35,8 64,45 17,9 64,46 4 4-5 980 101,87 28,3 50,93 14,2 89,27 5 1-10 360 37,42 10,39 18,71 5,2 33,89 6 10-15 250 25,99 7,22 12,99 3,61 49,78 7 15-16 400 41,58 11,55 20,79 5,77 68,78 8 16-17 550 57,17 15,88 28,58 7,94 72,02 9 17-11 370 38,46 10,68 19,23 5,34 69,83 10 11-12 1310 136,17 37,82 68,08 18,9 30,11 11 12-13 1470 152,8 42,44 76,4 21,2 43,38 12 13-14 1310 136,17 37,82 68,08 18,9 61,4 13 14-6 730 75,88 21,08 37,94 10,5 64,3 14 6-5 770 80,04 22,23 40,02 11,1 39,51 15 10-9 940 97,71 27,14 48,85 13,6 12,59 16 9-8 1230 127,85 35,51 63,93 17,8 18,4 17 8-7 1250 129,93 36,09 64,97 18,1 17,82 18 7-6 1070 111,22 30,89 55,61 15,5 19 2-9 540 56,13 15,59 28,07 7,8 20 9-11 560 58,21 16,17 29,1 8,08 21 3-8 640 66,52 18,48 33,26 9,24 22 8-12 390 40,54 11,26 20,27 5,63 23 4-7 590 61,33 17,04 30,66 8,52 24 7-13 540 56,13 15,59 28,07 7,8 Bảng 4.3 Thống kê lượng các nút 4.2 Tính chiều cao đài nước, cột áp công tác của máy bơm cấp 2, cột áp máy bơm chữa cháy 4.2.1 Trường hợp tính trong giờ dùng nước lớn nhất Tính tổn thất áp lực đến các điểm 5, 6,14 theo 3 tuyến ống bất lợi nhất (m) (m) (m) (m) èVậy điểm 5 là điểm bất lợi nhất. a.Xác định chiều cao đài nước trong giờ dùng nước lớn nhất Trong đó: Z5 và Zđ: là cốt mặt đất xây ngôi nhà tại điểm 15 và cốt mặt đất tại nơi đặt đài. Vì địa hình có cao trình 4 – 2 (m), điểm bất lợi nhất nơi có cốt mặt đất 4 m, đài đặt nơi có cốt mặt đất 3m , nên: Z5 – Zđ = 4 – 3 = 1 (m) = 10 + 4 x (n -1) = 10 + 4 x (3-1) = 18 m = 29,42 (m) tổn thất áp lực trên đường ống từ điểm 10 đến điểm 5. : Tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ đài nước đến điểm 10, kể cả tổn thất trong đường ống lên xuống đài. Qđ = 467,179 m3/h = 129,77l/s. Chọn l = 100 m , d = 350 mm, v = 1,33 m/s, So = 0,4365,d1 = 1,1. H = S01 x l1 x d1 x q21 =0,81 (m) è Hd= 1 + 18 + 29,43 + 0,81 = 49,24 (m) Vậy: Hđ = 49 (m) b. Xác định áp lực đẩy của máy bơm trong trường hợp dùng nước lớn nhất + hống Trong đó: Zb: Cốt trục của máy bơm. hđ: chiều cao của bầu đài ( tính từ đáy đài đến mực nước cao nhất trong đài) (m). : tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ bơm đến đài (m). hống = chiều cao ống cách mặt đất ( hống = 1,5 m) Ta xây dựng trạm bơm cấp 2 nổi trên mặt đất nên Zb = Zđ, hđ = 7,5 (m) được tính ở chương 3. Qbơm = 2465,222 m3/h = 684,784 l/s , l2 = 200 m Chia ra 2 đường ống → d = 500 mm, v = 1,75 m/s, S02 = 0,06778, d2 = 1,1 H = S01 x l1 x d1 x q21 + S02 x l2 x d2 x q22 = 1,16(m) è = 0 + 49 + 7,5 + 1,16 + 1,5 = 59,16 (m) 4.2.2 Trường Hợp Có Cháy Trong Giờ Dùng Nước Lớn Nhất Lưu lượng nước tính toán trong trường hợp này là: = 814,556 + 90 = 904,556 (l/s) Chọn 3 đám cháy xảy ra đồng thời với tiêu chuẩn nước chữa cháy cho mỗi đám là 30 l/s cho mạng lưới tính toán. Áp lực công tác của máy bơm chữa cháy + hống Trong đó: và : cốt mặt đất của ngôi nhà xảy ra có cháy và cốt trục máy bơm chữa cháy. = 12 m: áp lực tự do cần thiết tại ngôi nhà xa nhất trên mạng lưới khi xảy ra đám cháy. hống = chiều cao ống cách mặt đất ( hống = 1,5 m) : tổng tổn thất áp lực trên đường ống từ trạm bơm đến ngôi nhà xảy ra cháy ở vị trí xa nhất của mạng lưới. (m) Vậy (m) è 4 – 3+ 12 + 50 + 1,5= 64,5 (m) Vì  59,5 Ta chọn giá trị trong trường hợp dùng nước lớn nhất để chọn mấy bơm sau khi tính áp lực toàn phần của máy bơm () Áp lực toàn phần của máy bơm Trong đó: Zb = 2 m: cốt trục của máy bơm. Zbc = 0 m: cốt mực nước thấp nhất trong bể chứa hhtb= 5 m : tổn thất áp lực trên đường ống hút của máy bơm và trong thân bơm, cho trường hợp có cháy. Hb: áp lực đẩy của máy bơm. è = 2 – 0 +5 + 64,5 = 71,5 (m). Với: Q = 2932,401 (m3/h), , chọn máy bơm 500 – 790B. 4.3 Tính toán đường ống dẫn nước áp lực lớn để đảm bảo an toàn khi có sự cố xảy ra Khi có sự cố xảy ra vẫn phải đảm bảo cấp 70% lượng nước uống sinh hoạt. Số đường ống dẫn song song là m = 2 Đường ống được chia ra làm 5 đoạn, n = 5 Trong giờ dùng nước lớn nhất Qb = 2465,222 (m3/h) = 684,784 (l/s) Lượng nước cần cung cấp trong trường hợp có sự cố QH = 0,7 Qb = 0,7 x 684,784 = 479,35 (l/s) Gọi a là hệ số biểu thị mức độ tăng của sức kháng trong ống dẫn khi có sự cố QH’ > QH: đạt yêu cầu. Chương 5 TÍNH TOÁN ÁP LỰC TỰ DO CHO CÁC NÚT TRÊN MẠNG LƯỚI 5.1 Trong giờ dùng nước lớn nhất 5.1.1 Tính Toán Cho Chiều Nước 10 – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 Số hiệu điểm nút Tên đoạn ống(m) Cốt mặt đất(m) Cốt đo áp(m) Tổn thất áp lực(m) Áp lực tự do(m) TB 3 TB - 10 10 3 1 - 10 1 4 1 - 2 2 4 2 - 3 3 4 3 - 4 4 4 4 - 5 5 4 5.1.2 Tính Toán Cho Chiều Nước 10 – 9 – 8– 7 – 6 – 5 Số hiệu điểm nút Tên đoạn ống(m) Cốt mặt đất(m) Cốt đo áp(m) Tổn thất áp lực(m) Áp lực tự do(m) TB 3 TB - 10 10 3 10 - 9 9 3 9 - 8 8 3 8 - 7 7 3 7 - 6 6 3 6 - 5 5 4 5.1.3 Tính Toán Cho Chiều Nước 10 – 9 – 8– 7 – 6 – 14 Số hiệu điểm nút Tên đoạn ống(m) Cốt mặt đất(m) Cốt đo áp(m) Tổn thất áp lực(m) Áp lực tự do(m) TB 3 TB - 10 10 3 10 - 9 9 3 9 - 8 8 3 8 - 7 7 3 7 - 6 6 3 6 - 14 14 2 5.1.4 Tính Toán Cho Chiều Nước 10 – 15 – 16– 17 – 11 – 12 – 13 – 14 Số hiệu điểm nút Tên đoạn ống(m) Cốt mặt đất(m) Cốt đo áp(m) Tổn thất áp lực(m) Áp lực tự do(m) TB 3 TB - 10 10 3 10 - 15 15 3 15 - 16 16 2 16 - 17 17 2 17 - 11 11 2 11 - 12 12 2 12 - 13 13 2 13 - 14 14 2 5.2 Trong giờ dùng nứớc lớn nhất có chữa cháy 5.2.1 Tính Toán Cho Chiều Nước 10 – 1 – 2 – 3 – 4 – 5 Số hiệu điểm nút Tên đoạn ống(m) Cốt mặt đất(m) Cốt đo áp(m) Tổn thất áp lực(m) Áp lực tự do(m) TB 3 TB - 10 10 3 1 - 10 1 4 1 - 2 2 4 2 - 3 3 4 3 - 4 4 4 4 - 5 5 4 5.2.2 Tính Toán Cho Chiều Nước 10 – 9 – 8– 7 – 6 – 5 Số hiệu điểm nút Tên đoạn ống(m) Cốt mặt đất(m) Cốt đo áp(m) Tổn thất áp lực(m) Áp lực tự do(m) TB 3 TB - 10 10 3 10 - 9 9 3 9 - 8 8 3 8 - 7 7 3 7 - 6 6 3 6 - 5 5 4 5.2.3 Tính Toán Cho Chiều Nước 10 – 9 – 8– 7 – 6 – 14 Số hiệu điểm nút Tên đoạn ống(m) Cốt mặt đất(m) Cốt đo áp(m) Tổn thất áp lực(m) Áp lực tự do(m) TB 3 TB - 10 10 3 10 - 9 9 3 9 - 8 8 3 8 - 7 7 3 7 - 6 6 3 6 - 14 14 2 5.2.4 Tính Toán Cho Chiều Nước 10 – 15 – 16– 17 – 11 – 12 – 13 – 14 Số hiệu điểm nút Tên đoạn ống(m) Cốt mặt đất(m) Cốt đo áp(m) Tổn thất áp lực(m) Áp lực tự do(m) TB 3 TB - 10 10 3 10 - 15 15 3 15 - 16 16 2 16 - 17 17 2 17 - 11 11 2 11 - 12 12 2 12 - 13 13 2 13-14 14 2 Chương 6 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 6.1 KẾT LUẬN Hiện nay, thiết kế mạng lưới cấp nước cho một khu dân cư là một trong những công trình quan trọng và cần thiết đối với Việt Nam ta nói chung và thành phố Tân Tiến nói riêng Bên cạnh đảm bảo nhu cầu dùng nước cho người dân tại khu vực đó mà còn phải đảm bảo các nhu cầu khác và những sự cố có thể xảy ra như khi có cháy, đường ống vẫn làm việc được trong khi lưu lượng nước dẫn vào mạng lưới tăng lên và điều này có thể dẫn đến áp lực trong đường ống tăng. Ngoài ra trong thiết kế cần chú ý đường ống dẫn nước phải đáp ứng nhu cầu dùng nước của ngôi nhà bất lợi nhất. Do điều kiện của nước ta nhiệt độ khá ổn định do vây mà hệ số khá “ổn định” nhưng đối với một số nước có biên độ nhiệt dao động lớn cần phải có thiết kế hợp lý để vẫn đảm bảo việc cấp nước. 6.2 KIẾN NGHỊ Thiết kế các đường ống dẫn nước cần đảm bảo sao cho chiều dài ống là kinh tế nhất song song đó phải hệ thống ống cấp nước có thể được sửa chữa hay cải tạo mới dễ dàng đặc biệt cần tránh đặt ống tại các vị trí có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng nước cấp sinh hoạt. Quan sát định kỳ về tình trạng hoạt động của tất cả các thiết bị công trình nằm trên mạng lưới để tiến hành sửa chữa phòng ngừa. Theo dõi chế độ hoạt động của mạng (đo áp lực ở những điểm tiêu biểu của mạng như các tuyến vận chuyển nước chính từ trạm bơm đến các tuyến phân phối). Ngoài ra trong quá trình quản lý, các ống cấp nước có thể bị đóng cặn bên trong làm tăng tổn thất áp lực và giảm khả năng vận chuyển của đường ống cần tiến hành tẩy rửa đường ống, cấn lưu ý một điều là sau khi tấy rửa phải tiến hành khử trùng lại bằng Clo. TÀI LIỆU THAM KHẢO MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC – PGS.TS NGUYỄN VĂN TÍN ( chủ biên ) CẤP NƯỚC ĐÔ THỊ - NGUYỄN NGỌC DUNG CÁC BẢNG TÍNH TOÁN THỦY LỰC – TH.S NGUYỄN THỊ HỒNG.