Đồ án Thiết kế mạng lưới cấp nước cho khu nhà ở, biệt thự phường Phước Long B – quận 9 thành phố Hồ Chí Minh

8h) = 45,53 (m3/8h) - Vậy lưu lượng nước tưới cây trong 1 giờ là : => Q tc = = 5.7(m3/h) = 1.584 (l/s). Lưu lượng tưới đường : Qtđ = Ftđ x qt ; Trong đó: qt = 2 (l/m2. ng.đ) Ftđ = 20% F = 20% x 27.78 = 5.556(ha) = 55560(m2) - Tưới đường thường tưới trong 8 giờ (từ 8 giờ đến 16 giờ ) Do đó ta có : Qtđ = = 37040 (l/8h) = 37.04 (m3/8h) - Vậy lưu lượng nước tưới đường trong 1 giờ là => Qtđ = = 4.63 (m3/h) = 1.3 (l/s) *Xác định lưu lượng nước chữa cháy: Ta có : Qcc = qc x nc trong đó: qc – tiêu chuẩn dùng nước cho 1 đám cháy, (l/s) nc – là số đám cháy xảy ra đồng thời Với dân số của khu dân cư là N = 11014 người và ta chọn loại nhà hỗn hợp các tầng không phụ thuộc vào bậc chịu lửa; tra bảng 4.2 ta có : nc = 1 qc = 15 (l/s). suy ra : Qcc = 15 x 1 = 15 (l/s). nhưng đám cháy chỉ xảy ra có 10 phút nên: Qcc10’ = 15x10x60x10-3 = 9 (m3). Bảng 3.2 Số dân (1000) người Số đám cháy xảy ra đồng thời Lưu lượng nước cho 1 đám cháy, (l/s) Nhà 2 ầng trở xuống với bậc chịu lửa Nhà hỗn hợp các tầng không phụ thuộc bậc chịu lửa Nhà 3 tầng trở lên không phụ thuộc bậc chịu lửa I,II,III IV,V Đến 5 10 25 50 100 200 300 400 500 1 1 2 2 2 3 3 3 3 5 10 10 15 20 20 - - - 5 10 10 20 25 - - - - 10 15 15 20 30 30 40 50 60 10 15 15 25 35 40 55 70 80 *Xác định lưu lượng nước dùng trong các trường học: - Ta có : Trường cấp 1-2 có N1,2hs = 1000 (hs ), trường cấp N3hs = 700 (hs ). Mà tiêu chuẩn dùng nước của 1 học sinh là qhs = 15 – 20 (l/hs.ngđ), (theo “ tiêu chuẩn Việt Nam 4513:1988 cấp nước bên trong công trình”), chọn qhs = 20 (l/hs.ngđ). Mà học sinh chỉ học có 8 giờ(sáng từ 7h đến 11h, chiều từ 13h đến 17h) Qthcấp 1-2 = (N1,2hs + Ngv) x qhs = (1000 + 35) x 20 = 20700 (l/ng.đ) = 0.24(l/s) Qthcấp3 = (N3hs + Ngv) x qhs = (700 + 30) x 20 = 14600 (l/ng.đ) = 0.17 (l/s) Ta có: Qthcấp 1.2.3 = 0.17 + 0.24 = 0.41(l/s) = 11.736 (m3/8h) - Ta có lưu lượng nước cần cung cấp cho khu dân cư là: Ta có : Qtt = Qtđ + Q tc + Qsh + Qthcấp1,2 + Qthcâp3 . Trong đó: Qsh – lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt khu dân cư Qsh = a x ; a = 1.1 :hệ số kể đến lượng nước dùng trong tiểu thủ công nghiệp. = 43.03 (l/s): lưu lượng dùng nước lớn nhất trong ngày do vây: Qsh = 1.1 x 43.03 = 47.333 (l/s) = 4089.5712 (m3/ngđ) Q tđ = 1.3 (l/s); Qtc = 1.584 (l/s) ; Qthcâp1,2 = 0.24 (l/s), Qthcâp 3 = 0.17 (l/s) => Qtt = 1.3 + 1.584 + 47.333 + 0.24 + 0.17 = 50.627 (l/s) =4378.061(m3/ng.đ) - Lưu lượng nước bị rò rỉ : Qtkrr = 10% Qtt = 10%x 4378.061 = 437.82 (m3/ng.đ). Ta có bảng thống kê nhu cầu dùng nước của khu dân cư theo giờ (với hệ số không điều hoà giờ là Kh = 1.35 thì ta có được % chế độ dùng nước theo từng giờ của khu dân cư như trong bảng thống kê. Bảng 3.3 : thống kê nhu cầu dùng nước: Giờ Qsh Tưới cây Tưới đường Trường cấp I,II,III Qrr (m3) Qt % Qsh m3 % Qtc m3 % Qtđ m3 % Qth m3 m3 %Q 0-1 3.0 122.6871 18.2425 140.9296 3.0493 1-2 3.2 130.8663 18.2425 149.1088 3.2262 2-3 2.5 102.2393 18.2425 120.4818 2.6068 3-4 2.6 106.3289 18.2425 124.5714 2.6953 4-5 3.5 143.135 18.2425 161.3775 3.4917 5-6 4.1 167.6724 12.5 5.7 18.2425 191.6149 4.1459 6-7 4.5 184.0307 12.5 5.7 5 0.5868 18.2425 208.56 4.5126 7-8 4.9 200.389 12.5 5.7 5 0.5868 18.2425 224.9183 4.8665 8-9 4.9 200.389 12.5 5.7 12.5 4.63 28 3.28608 18.2425 232.24758 5.0251 9-10 5.6 229.016 12.5 4.63 6 0.70416 18.2425 252.59266 5.4653 10-11 4.9 200.389 12.5 4.63 3 0.35208 18.2425 223.61358 4.8383 11-12 4.7 192.21 12.5 4.63 18.2425 215.0825 4.6537 12-13 4.4 179.9411 12.5 4.63 5 0.5868 18.2425 203.4004 4.4009 13-14 4.1 167.6724 12.5 4.63 7 0.82152 18.2425 191.36642 4.1405 14-15 4.1 167.6724 12.5 4.63 32 3.75552 18.2425 194.30042 4.204 15-16 4.4 179.9411 12.5 5.7 12.5 4.63 6 0.70416 18.2425 209.21776 4.5268 16-17 4.3 175.8515 12.5 5.7 3 0.35208 18.2425 200.146088 4.3305 17-18 4.1 167.6724 12.5 5.7 18.2425 191.6149 4.1459 18-19 4.5 184.0307 12.5 5.7 18.2425 207.9732 4.5 19-20 4.5 184.0307 18.2425 202.2732 4.3765 20-21 4.5 184.0307 18.2425 202.2732 4.3765 21-22 4.8 196.2994 18.2425 214.5419 4.642 22-23 4.6 188.1203 18.2425 206.3628 4.465 23-24 3.3 134.9558 18.2425 153.1983 3.3147 å 100 4089.5712 100 45.6 100 37.04 100 11.736 218.91 4621.7672 51.4233 Dựa vào bảng thống kê tiêu thụ nước theo giờ trong ngày ta có biểu đồ tiêu thụ nước như sau: Bảng 3.4: Biểu đồ dùng nước theo giờ trong ngày 3.7. TÍNH TOÁN THỦY LỰC CẤP NƯỚC Khi tính toán thủy lực mạng lưới vòng theo 6 bước sau: Bước1: Vạch tuyến mạng lưới cấp nước theo kích thước quy định, đánh số nút và xác định chiều dài từng đọan ống. Sơ bộ vạch hướng nước chảy bắt đầu từ các nguồn nước. Bước 2: Tính toán lưu lượng dọc đường đơn vị (qđv), lưu lượng dọc đường của từng đọan ống (qdđ) và lưu lượng dọc đường quy về các nut (qnut). Bước 3: Sơ bộ phân bố lưu lượng nước tính toán trên từng đọan ống thỏa mãn phương trình Sqnut= 0 Bước 4: Trên cơ sở lưu lượng đã phân bố sơ bộ cho từng đọan ống, tra bảng tính toán thủy lực xác định đường kính ống theo vận tốc kinh tế trung bình. Bước 5: Chạy phần mềm Epanet tính tổn thất áp lực trên mỗi đọan ống của mạng lưới 3.7.1. Trường hợp giờ dùng nước lớn nhất không có cháy xảy ra: Theo bảng thống kê nhu cầu dùng nước của đô thị theo giờ dùng nước lớn nhất, thì giờ dùng nước lớn nhất là giờ thứ 9 -10. do đó ta có : Qt = 252.59266 (m3/h) = 70.1646 (l/s) . ta có Qtập trung = Qth1,2,3 = 0.41 (l/s). - Xác định lưu lượng đơn vị: Ta có : qđv = = Bảng 3.5 : Bảng thống kê lưu lượng dọc đường STT Đoạn ống Chiều dài (m) Lưu lượng đơn vị (l/s.m) Lưu lượng dọc đường (l/s) 1 1_2 98 0,0255 2,497 2 2_3 136 0,0255 3,465 3 3_4 72 0,0255 1,834 4 4_5 263 0,0255 6,700 5 5_6 125 0,0255 3,185 6 1_7 117 0,0255 2,981 7 7_8 255 0,0255 6,497 8 8_9 262 0,0255 6,675 9 9_5 128 0,0255 3,261 10 4_8 128 0,0255 3,261 11 2_10 84 0,0255 2,140 12 10_11 153 0,0255 3,898 13 11_3 94 0,0255 2,395 14 4_12 145 0,0255 3,694 15 12_13 267 0,0255 6,802 16 5_13 134 0,0255 3,414 17 13_14 171 0,0255 4,356 18 6_14 106 0,0255 2,701 TỔNG 69,755 - Lưu lượng nút: Ta có : qn = ½ qdt + qtập trung Bảng 3.6 : Bảng thống kê lưu lượng nút STT NÚT LƯU LƯỢNG (l/s) 1 1 2,739 2 2 4,051 3 3 3,847 4 4 7,915 5 5 8,520 6 6 2,943 7 7 4,739 8 8 8,216 9 9 4,968 10 10 3,019 11 11 3,146 12 12 5,248 13 13 7,286 14 14 3,528 TỔNG 70,1646 Bảng 3.7: Bảng thống kê các thông số cấp nước STT ĐOẠN ỐNG L(m) q(l/s) D(mm) V(m/s) 1 1_2 98 59,807 200 0,8 2 2_3 136 51,539 200 0,8 3 3_4 72 45,744 200 0,8 4 4_5 263 22,97 150 0,8 5 5_6 125 5,121 100 0,8 6 1_7 117 8,029 100 0,8 7 7_8 255 3,29 50 0,8 8 8_9 262 1,6294 50 0,8 9 9_5 128 3,3386 50 0,8 10 4_8 128 6,555 100 0,8 11 2_10 84 4,217 100 0,8 12 10_11 153 1,198 50 0,8 13 11_3 94 1,948 50 0,8 14 4_12 145 8,134 100 0,8 15 12_13 267 2,886 50 0,8 16 5_13 134 5,75 100 0,8 17 13_14 171 1,35 50 0,8 18 6_14 106 2,178 50 0,8 3.7.2. Trường hợp giờ dùng nước lớn nhất có cháy xảy ra: Ta có : vì giờ dùng nước lớn nhất có chữa cháy nên lưu lượng tổng cộng là : åQt = 70.1646 + 15 = 85.1646 (l/s) Qcc = 15(l/s) Trường cấp I ,II ,III Có QcấpI,II,III = 0.41 (l/s) 3.8. TÍNH TOÁN DUNG TÍCH ĐÀI NƯỚC VÀ BỂ CHỨA 3.8.1. Xác định dung tích đài nước: Nhiệm vụ của đài nước: Đài nước làm nhiệm vụ điều hoà lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp II và mạng lưới đồng thời dự trữ một lượng nước chữa cháy trong 10 phút đầu, ngoài ra còn có nhiệm vụ tạo áp để cấp nước cho mạng lưới vì nó ở trên cao. Chế độ làm việc của đài nước: Từ bảng thống kê lưu lượng cho thấy chế độ tiêu thụ nước trên mạng lưới rất phức tạp và thay đổi theo từng giờ. Trong khi đó, áp lực và lưu lượng mạng lưới tăng giảm cũng theo nhu cầu sử dụng nước, do đó sẽ có giờ thừa nước và giờ thiếu nước với chế độ tiêu thụ nước của mạng lưới. Vì vậy muốn cấp nước đầy đủ và liên tục cho mọi đối tượng dùng nước, thì trên mạng lưới cấp nước cần xây dựng đài nước. Khi lượng nước tiêu thụ ít áp lực nước tăng cao, lúc này sẽ dẫn tới nước vào mạng sẽ thừa, lượng nước thừa sẽ được dẫn lên đài và được giữ lại tại đó. Ngược lại, khi lượng nước tiêu thụ nhiều áp lực nước mạng lưới sẽ giảm, khi đó nước từ đài sẽ chảy xuống bổ sung vào lượng nước thiếu cần để cung cấp theo chế độ tiêu thụ của mạng lưới. Chế độ bơm: - Chế độ bơm của trạm bơm cấp II được lựa chọn sao cho có đường làm việc gần với đường tiêu thụ nước đồng thời thể tích đài nước và thể tích bể chứa nhỏ nhất. - Nếu có nhiều bơm ghép song song thì bước nhảy của của các bậc làm việc của trạm bơm phải thỏa điều kiện hệ số giảm lưu lượng α khi các bơm làm việc đồng thời: + 2 bơm làm việc đồng thời: α = 0.9 + 3 bơm làm việc đồng thời: α = 0.88 + 4 bơm làm việc đồng thời: α = 0.85 -Xét các phương án sau: + Phương án 1: bơm 1 cấp Qb = 4.17% + Phương án 2: bơm 2 cấp, 3 bơm giống nhau - Từ 0h – 4h : Qb = 2,5 % (bơm 1 cấp, chạy 1 bơm) - Từ 4h – 24h : Qb = 4,5% (bơm 2 cấp, chạy 2 bơm) + Phương án 3: bơm 3 cấp, 4 bơm giống nhau - Từ 1h – 3h và 22h – 24h : Qb = 2.1% (bơm 1 cấp, chạy 1 bơm) - Từ 4h – 6h và 19h – 21h : Qb = 3.8% (bơm 2 cấp, chạy 2 bơm) - Từ 7h – 18h : Qb = 5.38% (bơm 3 cấp, chạy 3 bơm) (Với 6*Qb + 2*6*0.9*Qb + 3*12*0.88*Qb = 100% => Qb = 2.1%) Tính toán các phương án : + Phương án 1: bơm 1 cấp Qb = 4.17% Bảng 3.8: Xác định thể tích đài nước theo chế độ bơm 1 cấp 1 bơm Giờ trong ngày Lưu lượng tiêu thụ (%Qng.đ) Trạm bơm cấp (%Qng.đ) Nước vào đài (%Qng.đ) Nước ra đài (%Qng.đ) Nước còn lại trong đài (%Qng.đ) Số bơm làm việc 0 – 1 3.0493 4.16 1.1107 0 1.956 1 1 - 2 3.2262 4.16 0.9338 0 2.8898 1 2 – 3 2.6068 4.16 1.5532 0 4.443 1 3 – 4 2.6953 4.16 1.4647 0 5.9077 1 4 – 5 3.4917 4.16 0.6683 0 6.576 1 5 – 6 4.1459 4.17 0.0241 0 6.6001 1 6 – 7 4.5126 4.17 0 0.3426 6.2575 1 7 – 8 4.8665 4.17 0 0.6965 5.561 1 8 – 9 5.0251 4.17 0 0.8551 4.7059 1 9 – 10 5.4653 4.17 0 1.2953 3.4106 1 10 – 11 4.8383 4.17 0 0.6683 2.7423 1 11 – 12 4.6537 4.17 0 0.4837 2.2586 1 12 – 13 4.4009 4.17 0 0.2309 2.0277 1 13 – 14 4.1405 4.17 0.0295 0 2.0572 1 14 – 15 4.204 4.17 0 0.034 2.0232 1 15 – 16 4.5268 4.17 0 0.3568 1.6664 1 16 – 17 4.3305 4.17 0 0.1605 1.5059 1 17 – 18 4.1459 4.17 0.0241 0 1.53 1 18 – 19 4.5 4.17 0 0.33 1.2 1 19 – 20 4.3765 4.17 0 0.2065 0.9935 1 20 – 21 4.3765 4.17 0 0.2065 0.787 1 21 – 22 4.642 4.16 0 0.482 0.305 1 22 – 23 4.465 4.16 0 0.305 0 1 23 – 24 3.3147 4.16 0.8453 0 0.8453 1 å 100 100 6.6537 6.6537 Thể tích điều hòa của đài nước: Vdh = 6.6001% * 4621.7672 = 305.04 m3 + Phương án 2: bơm 2 cấp, 3 bơm giống nhau - Từ 0h – 4h : Qb = 2,5 % (bơm 1 cấp, chạy 1 bơm) - Từ 4h – 24h : Qb = 4,5% (bơm 2 cấp, chạy 3 bơm) Ta dựa vào chế độ dùng nước và biểu đồ tiêu thụ nước của khu đô thị, chọn bơm làm việc theo chế độ bậc thang, các bơm làm việc song song với nhau; ta chọn chế độ làm việc của trạm bơm theo 2 bậc. Từ 0 giờ đến 4 giờ trạm có 1 bơm làm việc. Lưu lượng do trạm bơm cấp bằng với lưu lượng của 1 bơm. QTr = Qb = 2.5% Qngđ Hai mươi giờ còn lại, trạm có 2 bơm làm việc. Lưu lượng của trạm bơm lúc này là: QTr = K.n.Qb = 0.9 x 2 x 2.5% Qngđ = 4.5%Qngđ Trong đó: K – hệ số giảm lưu lượng khi các bơm làm việc song song (có 2 bơm làm việc song song), K = 0.9 QTr – lưu lượng của trạm bơm. Qngđ – lưu lượng nước tiêu dùng trong một ngày ở chế độ tính toán của khu vực dùng nước. Qb – lưu lượng của máy bơm. n – số bơm cùng làm việc; n = 2 bơm Ta có bảng thống kê lượng nước ra - vào đài : Bảng 3.9: Xác định thể tích đài nước theo chế độ bơm 2 cấp 2 bơm Giờ trong ngày Lưu lượng tiêu thụ (%Qng.đ) Trạm bơm cấp (%Qng.đ) Nước vào đài (%Qng.đ) Nước ra đài (%Qng.đ) Nước còn lại trong đài (%Qng.đ) Số bơm làm việc 0 – 1 3.0493 2.5 0 0.5493 2.0274 1 1 - 2 3.2262 2.5 0 0.7262 1.3012 1 2 – 3 2.6068 2.5 0 0.1068 1.1944 1 3 – 4 2.6953 2.5 0 0.1953 0.9991 1 4 – 5 3.4917 4.5 1.0083 0 2.0074 2 5 – 6 4.1459 4.5 0.3541 0 2.3615 2 6 – 7 4.5126 4.5 0 0.0126 2.3489 2 7 – 8 4.8665 4.5 0 0.3665 1.9824 2 8 – 9 5.0251 4.5 0 0.5251 1.4573 2 9 – 10 5.4653 4.5 0 0.9653 0.492 2 10 – 11 4.8383 4.5 0 0.3383 0.1537 2 11 – 12 4.6537 4.5 0 0.1537 0 2 12 – 13 4.4009 4.5 0.0991 0 0.0991 2 13 – 14 4.1405 4.5 0.3595 0 0.4586 2 14 – 15 4.204 4.5 0.296 0 0.7546 2 15 – 16 4.5268 4.5 0 0.0268 0.7278 2 16 – 17 4.3305 4.5 0.1695 0 0.8973 2 17 – 18 4.1459 4.5 0.3541 0 1.2514 2 18 – 19 4.5 4.5 0 0 1.2514 2 19 – 20 4.3765 4.5 0.1235 0 1.3749 2 20 – 21 4.3765 4.5 0.1235 0 1.4984 2 21 – 22 4.642 4.5 0 0.142 1.3564 2 22 – 23 4.465 4.5 0.035 0 1.3914 2 23 – 24 3.3147 4.5 1.1853 0 2.5767 2 å 100 100 4.1079 4.1079 Thể tích điều hòa của đài nước: Vdh = 2.5767% * 4621.7672 = 119.1 m3 + Phương án 3: bơm 3 cấp, 3 bơm giống nhau - Từ 1h – 3h và 22h – 24h : Qb = 2.1% (bơm 1 cấp, chạy 1 bơm) - Từ 4h – 6h và 19h – 21h : Qb = 3.8% (bơm 2 cấp, chạy 2 bơm) - Từ 7h – 18h : Qb = 5.38% (bơm 3 cấp, chạy 3 bơm) (Với 6*Qb + 2*6*0.9*Qb + 3*12*0.88*Qb = 100% => Qb = 2.1%) Bảng 3.10: Xác định thể tích đài nước theo chế độ bơm 3 cấp 3 bơm Giờ trong ngày Lưu lượng tiêu thụ (%Qng.đ) Trạm bơm cấp (%Qng.đ) Nước vào đài (%Qng.đ) Nước ra đài (%Qng.đ) Nước còn lại trong đài (%Qng.đ) Số bơm làm việc 0 – 1 3.0493 2.1 0 0.9493 2.1654 1 1 - 2 3.2262 2.1 0 1.1262 1.0392 1 2 – 3 2.6068 2.1 0 0.5068 0.5324 1 3 – 4 2.6953 2.1 0 0.5953 -0.063 1 4 – 5 3.4917 3.8 0.3083 0 0.2454 2 5 – 6 4.1459 3.8 0 0.3459 -0.101 2 6 – 7 4.5126 3.8 0 0.7126 -0.813 2 7 – 8 4.8665 5.39 0.5235 0 -0.29 3 8 – 9 5.0251 5.39 0.3649 0 0.0753 3 9 – 10 5.4653 5.39 0 0.0753 0 3 10 – 11 4.8383 5.39 0.5517 0 0.5517 3 11 – 12 4.6537 5.38 0.7263 0 1.278 3 12 – 13 4.4009 5.38 0.9791 0 2.2571 3 13 – 14 4.1405 5.38 1.2395 0 3.4966 3 14 – 15 4.204 5.38 1.176 0 4.6726 3 15 – 16 4.5268 5.38 0.8532 0 5.5258 3 16 – 17 4.3305 5.38 1.0495 0 6.5753 3 17 – 18 4.1459 5.38 1.2341 0 7.8094 3 18 – 19 4.5 5.38 0.88 0 8.6894 3 19 – 20 4.3765 3.8 0 0.5765 8.1129 2 20 – 21 4.3765 3.8 0 0.5765 7.5364 2 21 – 22 4.642 3.8 0 0.842 6.6944 2 22 – 23 4.465 2.1 0 2.365 4.3294 1 23 – 24 3.3147 2.1 0 1.2147 3.1147 1 å 100 100 9.8861 9.8861 Thể tích điều hòa của đài nước: Vdh = 8.6894% * 4621.7672 = 401.6 m3 Bảng 3.11: Bảng tổng kết đài nước theo các phương án Phương án Số bơm Thể tích điều hòa (m3) Bơm 1 cấp 1 305.04 Bơm 2 cấp 2 119.1 Bơm 3 cấp 3 401.6 3.8.2. Lựa chọn phương án - Phương án 1: thể tích điều hòa của đài nước tương đối lớn tốn chi phí xây dựng, chỉ có 1 máy bơm nên chế độ vận hành và bảo trì đơn giản, quy mô trạm bơm nhở. - Phương án 2 : thể tích điều hòa của đài nước nhỏ ít tốn chi phí xây dựng, chế độ bơm 2 cấp dễ vận hành. - Phương án 3 : thể tích điều hòa của đài nước lớn tốn chi phí xây dựng. Từ đó ta nhận thấy phương án 2 là hợp lý nhất trong các phương án. Tóm lại, ta chọn phương án 2. 3.8.3. Xác định dung tích đài nước - Đài nước làm nhiệm vụ điều hòa giữa trạm bơm cấp II và mạng lưới tiêu thụ (Khi bơm thừa nước sẽ vào đài dự trữ, khi bơm thiếu nước sẽ từ đài ra cung cấp nước xuống mạng) và tạo cột áp để vận chuyển nước đền nơi tiêu thụ. Dung tích điều hòa được xác định dựa vào chế độ làm việc của trạm bơm cấp II và chế độ tiêu thụ nước của khu dân cư. - Từ kết quả phía trên ta đã chọn được phương án chọn bơm và tính được sơ bộ thể tích đài nước. Theo bảng 3.10, ta có: Ta có dung tích của đài nước là : Wđ = Wđh + Wcc10’ Với Wđh : là dung tích điều hoà của đài Wcc10’ : là dung tích nước phục vụ cho chửa cháy trong 10 phút khi máy bơm chưa kịp thời làm việc Chọn giờ đài cạn nước là lúc 11 – 12h. Theo bảng thống kê lượng nước ra vào đài ta có lượng nước còn lại trong đài lớn nhất là: 2.5767% Qng.đ. Do đó dung tích điều hoà của đài là : Wđh = 2.5767%Qng.đ ; với Qng.đ = 4621.7672 (m3/ng.đ) (lưu lượng tổng cộng trong bảng thống kê nhu cầu dùng nước của khu đô thị) = > Wđh = 2.5767% x 4621.7672 = 119.0891 (m3) Ta có cháy chỉ xảy ra có 10 phút nên : Wcc10’ = åqc x 0.6 = 15 x 0.6 = 9 (m3) Do vậy dung tích của đài nước là : Wđ = 119.0891 + 9 = 128.0891 (m3) = > chọn Wđ = 129 m3. Ta chọn đài đặt đầu mạng lưới nên khi tính toán thuỷ lực cần xét đến 2 trường hợp là : giờ dùng nước lớn nhất giờ dùng nước lớn nhất có chữa cháy. * Tính toán sơ bộ kích thước đài nước: + Ta chọn chiều cao đài là 10 m Suy ra: Tiết diện đài nước S = m2 Mà: S = d = m , chọn D = 4m Vậy: Dđài = 4 m và Hđài = 10m 3.8.4. Xác định dung tích bể chứa Nhiệm vụ , chế độ làm việc của bể chứa: a. Nhiệm vụ của bể chứa: Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II, đồng thời dự trữ một lượng nước chữa cháy trong 3 giờ liền và một lượng nước cần thiết cho bản thân trạm xử lý. b. Chế độ làm việc của bể chứa: Như chúng ta đã biết, trạm bơm cấp I làm việc theo chế độ 1 bậc điều hoà suốt ngày đêm 4,17%Qngđ. Trong khi đó, trạm bơm cấp II làm việc theo 2-3 bậc. Do chế độ làm việc khác nhau giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II, nên cần phải xây dựng trong trạm bể chứa nước để dự trữ một lượng nước do trạm bơm cấp I bơm đến khi trạm bơm cấp II bơm không hết và bổ sung lượng nước thiếu khi trạm bơm cấp II bơm nhiều hơn so với trạm bơm cấp I Do trạm bơm cấp II dùng bơm biến tần nên đường làm việc của trạm bơm cấp II bám sát với chế độ tiêu thụ nước của mạng lưới. * Tính toán dung tích bể chứa - Thể tích bể chứa được xác định theo phương án bơm 2 cấp (dùng 3 bơm) đã chọn ở phần trên. Phương pháp xác định dung tích bể chứa cũng giống như phương pháp xác định dung tích đài nước. - Lưu lượng từ đường ống cấp nước chính chảy vào bể chứa xem như không đổi Qb = 4.17%Qngd * Thể tích bể chứa được xác định theo công thức sau: Vbể = Vdh + V + VBTT Với: Vbể : thể tích bể chứa nước VBTT: thể tích dùng cho bản thân trạm VBTT = 10% * Qcấp = 462.17672 m3 V : thể tích nước dự trữ dùng để chứa cháy trong 3h Ta có: V = m3 Với : n: Số đám cháy xảy ra đồng thời (n = 1 theo phụ lục II Sách hướng dẫn đồ án môn học mạng lưới cấp nước) qcc: lưu lượng dập tắt đám cháy (qcc = 15 l/s theo bảng 3.5) Bảng 3.12: Bảng tổng hợp thể tích điều hóa của bể chứa Giờ Lưu lượng bơm của trạm bơm (%Qngđ) Lưu lượng cấp từ ống chính (%Qngđ) Lưu lượng vào bể (%Qngđ) Lưu lượng ra bể (%Qngđ) (%Qngđ) 0 – 1 2.5 4.16 1.66 0 1.66 1 - 2 2.5 4.16 1.66 0 3.32 2 – 3 2.5 4.16 1.66 0 4.98 3 – 4 2.5 4.16 1.66 0 6.64 4 – 5 2.5 4.16 0 0.34 6.3 5 – 6 4.5 4.17 0 0.33 5.97 6 – 7 4.5 4.17 0 0.33 5.64 7 – 8 4.5 4.17 0 0.33 5.31 8 – 9 4.5 4.17 0 0.33 4.98 9 – 10 4.5 4.17 0 0.33 4.65 10 – 11 4.5 4.17 0 0.33 4.32 11 – 12 4.5 4.17 0 0.33 3.99 12 – 13 4.5 4.17 0 0.33 3.66 13 – 14 4.5 4.17 0 0.33 3.33 14 – 15 4.5 4.17 0 0.33 3 15 – 16 4.5 4.17 0 0.33 2.67 16 – 17 4.5 4.17 0 0.33 2.34 17 – 18 4.5 4.17 0 0.33 2.01 18 – 19 4.5 4.17 0 0.33 1.68 19 – 20 4.5 4.17 0 0.33 1.35 20 – 21 4.5 4.17 0 0.33 1.02 21 – 22 4.5 4.16 0 0.34 0.68 22 – 23 4.5 4.16 0 0.34 0.34 23 – 24 4.5 4.16 0 0.34 0 Vdh: Thể tích điều hòa bể chứa Vdh = 6.64% * 4621.7672 = 306.88 m3 Thể tích bể chứa: Vbể = Vdh + V = 306.88 + 162 = 468.88 m3 * Chọn thể tích bể chứa Vbể = 469 m3. * Tính toán sơ bộ kích thước bể chứa: + Ta chọn xây 1 bể chứa thể tích Vbể = 469 m3 + Ta chọn chiều cao bể Hbể = 5m Diện tích bể chứa: Sbể = m2 + Ta chọn Lbể = 10 m => Bbể = m. Chọn Bbể = 9.4m Vậy: Ta xây bể chứa với kich thước bể như sau: + Hbể = 5 m + Lbể = 10 m + Bbể = 9.4 m 3.9. Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước 3.9.1. Giới thiệu chương trình EPANET EPANET là một chương trình máy tính được phát triển bởi khoa cung cấp nước và nguồn nước thuộc tổ chức Bảo vệ môi trường của Mỹ (US EPA) nhằm thực hiện các mô phỏng tính chất thủy lực và chất lượng nước theo thời gian trong mạng lưới đường ống có áp. Xuất phát từ một mô tả mạng lưới đường ống (bao gồm các đoạn ống, điểm nối các ống, bơm, van, đài nước và bể chứa), các điều kiện ban đầu, các ước lượng về nhu cầu nước và các qui luật về sự vận hành của hệ thống (van, bơm, đài nước), chương trình EPANET sẽ dự báo lưu lượng trong mỗi ống, áp suất tại mỗi nút, chiều sâu nước trong mỗi đài nước và chất lượng nước trong toàn mạng lưới cho một mô phỏng theo thời gian. Ngoài ra tuổi của nước và theo vết nguồn nước cũng có thể được mô phỏng. Chương trình EPANET được thiết kế như là một công cụ nghiên cứu nhằm cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về chuyển động và số phận của các thành phần chất trong nước sinh hoạt trong các mạng lưới phân phối nước. Mô đun chất lượng nước của chương trình EPANET được trang bị để mô hình các hiện tượng như phản ứng trong dòng chảy, phản ứng ở thành ống và trao đổi chất giữa dòng chảy và thành ống. Chương trình có thể tính đồng thời một lời giải cho cả hai điều kiện thủy lực và chất lượng nước. Hoặc nó có thể chỉ tính thủy lực mạng lưới và lưu kết quả này vào file, hoặc dùng một file thuỷ lực đã lưu trước đó để tiến hành mô phỏng chất lượng nước. Chương trình EPANET có thể có nhiều áp dụng khác nhau trong phân tích hệ thống cung cấp nước, thiết kế mạng lưới, hiệu chỉnh mô hình thủy lực, phân tích hàm lượng clo dư thừa và đánh giá sự tiêu thụ nước (của mạng lưới hiện hữu) là một ví dụ. Chương trình EPANET có thể giúp đánh giá các chiến lược quản lý khác nhau nhằm cải thiện chất lượng nước trên toàn hệ thống. Các chiến lược này bao gồm: - Thay đổi việc sử dụng nguồn trong hệ thống bao gồm nhiều nguồn nước. - Thay đổi sơ đồ bơm và làm đầy hay tháo cạn đài nước. - Sử dụng xử lý thứ yếu, chẳng hạn tái xử lý bằng clo tại các đài nước. - Làm sạch và thay thế ống được chỉ định. Chương trình EPANET có thể cho xem kết quả mô phỏng ở dạng các bản đồ màu của mạng lưới, các đồ thị của biến thay đổi theo thời gian và các bảng biểu. 3.9.2. Thiết lập thông số tính toán cho EPANET Thiết lập thông số cơ bản để chạy Epanat cho mạng lưới cấp nước khu dân cư Long Tân. vaøo Project >> Defaults , thiết lập các thông số như hình vẽ: Hình 3.3 : Thiết lập thông số cơ bản chạy Epanet Công thức tính tổn thất: H-W (Hazen-William) Số vòng lặp lớn nhất : 40 Độ chính xác: 0.001 Nếu không cân bằng thì: Chương trình tiếp tục chạy 3.9.3. Vẽ mạng lưới Vẽ bể chứa bấm vào biểu tượng BỂ CHỨA: Vẽ đài nước bấm vào biểu tượng ĐÀI NƯỚC: Vẽ nút bấm vào biểu tượng NÚT: Vẽ đường ống bấm vào biểu tượng đường ống: Vẽ bơm bấm vào biểu tượng bơm: Sau khi vẽ mạng lưới, ta được sơ đồ mạng lưới cấp nước như sau: Hình 3.4: Sơ đồ mạng lưới cấp nước khu dân cư vẽ bằng EPANET 3.9.4. Khai báo Chu kỳ thời gian (Pattern) - Vào Date Browser, Bấm và nút ADD ta được bảng khái báo chu kỳ thời gian như hình 11 - Nhập vào Patern ID cho số thứ tự của chu kỳ - Nhập vào Multiply cho hệ số nhân theo từng thời điềm của nhu cầu cơ bản (base demand). Xác định hệ số Pattern cho khu dân cư Bảng 3.13: Hệ số Pattern cho sinh hoạt+rò rỉ STT GIỜ LƯU LƯỢNG NƯỚC Pattern 1 0-1 140.93 0.570 2 1-2 149.109 0.603 3 2-3 120.482 0.487 4 3-4 124.571 0.504 5 4-5 161.378 0.653 6 5-6 185.915 0.752 7 6-7 202.273 0.818 8 7-8 218.632 0.884 9 8-9 218.632 0.884 10 9-10 247.259 1.000 11 10-11 218.632 0.884 12 11-12 210.453 0.851 13 12-13 198.184 0.802 14 13-14 185.915 0.752 15 14-15 185.915 0.752 16 15-16 198.184 0.802 17 16-17 194.094 0.785 18 17-18 185.915 0.752 19 18-19 202.273 0.818 20 19-20 202.273 0.818 21 20-21 202.273 0.818 22 21-22 214.542 0.868 23 22-23 206.363 0.835 24 23-24 153.198 0.620 Hình 3.5: Thiết lập hệ số Pattern cho nhu cầu sinh họat Xác định hệ số Pattern cho trường học cấp I,II,III: Theo tính toán, nhu cầu dùng nước của trường học không liên tục trong ngày. Khu dân cư có 2 trường học, ta cho lấy nước tập trung tại nút số 4 và 5 . Lưu lượng tại mỗi nút là: Q = 0.17 (l/s), Q = 0.24 (l/s), Bảng 3.14: Hệ số Pattern cho trường học Giờ %Q Hệ số Pattern 0-1 0 1-2 0 2-3 0 3-4 0 4-5 0 5-6 0 6-7 0 7-8 0.5868 0.833 8-9 0.5868 0.833 9-10 3.2861 4.666 10-11 0.7042 1 11-12 0.3521 0.5 12-13 0 13-14 0.5868 0.833 14-15 0.8215 1.167 15-16 3.7555 5.333 16-17 0.7042 1 17-18 0.3521 0.5 18-19 0 19-20 0 20-