Đồ án Thiết kế mạng lưới cấp nước khu vực 2 thị xã Rạch Giá – tỉnh Kiên Giang công suất 5000 m3/ngày

16 15--16 5.21 5.25 0.05 -4.63 17 16--17 5.58 5.25 0.33 -4.96 18 17--18 6.89 5.25 1.64 -6.59 19 18--19 5.88 5.25 0.63 -7.22 20 19--20 4.58 5.25 0.67 -6.55 21 20--21 4.05 5.25 1.21 -5.34 22 21--22 2.90 5.25 2.35 -2.99 23 22--23 1.85 1.99 0.14 -2.84 24 23--24 0.91 1.99 1.08 -1.76 Wđh = (7.22 + 2.86)% Qngđ = 10.08% x 4,997 = 503.7 (m3). Wcc : Là lượng nước cấp để chữa cháy 10 phút đầu. Wcc được xác định như sau: Trong đó: n: là số đám cháy xảy ra đồng thời, xác định theo bảng 3.4 qcc: lưu lượng nước cho một đám cháy (l/s), xác định theo 3.4 Bảng 3.4 - Bảng xác định lưu lượng và số đám cháy cho công trình Số dân trong khu (1000 người) Số lượng đám cháy trong cùng một thời gian Lưu lượng nước cho một đám cháy (l/s) Nhà 1÷2 tầng có bậc chịu lửa Nhà xây hỗn hợp các loại tầng, không phụ thuộc bậc chịu lửa Nhà xây từ 3 tầng trở lên, không phụ thuộc bậc chịu lửa I, II và III IV và V Đến 5 1 5 5 10 10 Đến 10 1 10 10 15 15 Đến 25 2 10 10 15 15 Đến 50 2 15 20 20 25 Đến 100 2 20 25 30 35 Đến 200 3 20 30 40 Đến 300 3 40 55 Đến 400 3 50 75 Đến 500 3 60 80 Đến 600 3 85 Đến 700 3 90 Đến 800 3 95 Đến 1000 3 100 (Nguồn: Tiêu chuẩn TCVN 2622 : 1995. Phòng cháy, chống cháy cho nhà và công trình – Yêu cầu thiết kế.) Dân số tính toán trong khu đô thị là N = 14,528 (người) à n = 2 Nhà xây hỗn hợp các tầng không phụ thuộc vào bậc chịu lửa à qcc = 15 (l/s). Suy ra dung tích của đài nước là: Wđ = 503.7 + 27 = 530.7 (m3). Xác định được kích thước và chiều cao của đài nước từ mối quan hệ: à H =0.7 x D Khi đó từ công thức: Wd Chọn đường kính đài D = 10 m Suy ra chiều cao của đài hay mực nước cao nhất có trong đài là: H = 0.7 x D = 0.7 x 10 = 7 (m). Chiều cao xây dựng của đài nước là: Hxd = 0.25 + 0.2 + H = 0.25 + 0.2 + 7 = 7.45 (m) Trong đó: + 0.25 là chiều cao có tính đến lớp cặn đọng lại (hay mực nước thấp nhất có trong đài). + 0.2 là chiều cao bảo vệ ( phần trên mặt nước) Thể tích xây dựng đài: 3.4.2. Vị trí đặt đài nước: Căn cứ vào địa hình thực tế của khu dân cư trên bản đồ tổng thể , căn cứ vào biểu đồ dùng nước từng giờ trong ngày. Ta có thể đưa ra 3 phương án : * Mạng lưới có đài đặt ở đầu mạng lưới. * Mạng lưới có đài ở đối diện (cuối mạng lưới) * Mạng lưới có đài đặt ở giữa Qua phân tích và lựa chọn, ta chọn phương án thiết kế vị trí đặt đài nước ở đầu mạng lưới là tối ưu nhất để có thể cấp nước đầy đủ và liên tục đảm bảo áp lực vận chuyển nước đến điểm cao và xa nhất trong lưu vực, vừa đảm bảo kinh tế xây dựng công trình, vừa đảm bảo kế hoạch phát triển và quy hoạch đô thị trong tương lai và khi đó thì ta tính toán thuỷ lực mạng lưới cho 2 trường hợp : Trường hợp 1 : Tính toán thuỷ lực mạng lưới cho giờ dùng nước nhiều nhất. Trường hợp 2 : Tính toán thuỷ lực mạng lưới cho giờ dùng nước lớn nhất và có cháy xảy ra. 3.4.3. Những yêu cầu cơ bản về trang thiết bị cho đài nước : + Đài nước trên cao có dạng tròn, đáy phẳng hoặc lõm . + Kết cấu khung gồm : dầm đà kiềng và móng + Cầu thang sắt lên xuống để xem xét và kiểm tra. + Các ống dẫn nước vào và ra khỏi đài, trên đó có bố trí các van khóa 2 chiều và 1 chiều . + Ống xả cặn, tháo bùn nối với ống tràn ,Ống tràn nối với hệ thống thoát nước. + Thước báo hiệu mực nước + Thu lôi chống sét. 3.5. Xác định dung tích bể chứa và những yêu cầu cơ bản về trang thiết bị của bể chứa: 3.5.1. Xác định dung tích bể chứa: Do chế độ làm việc khác nhau giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II nên cần phải xây dựng bể chứa nước để dự trữ một lượng nước do trạm bơm cấp I bơm đến khi trạm bơm cấp II không bơm hết và bổ sung lượng nước thiếu khi trạm bơm cấp II bơm nhiều hơn. Bể chứa có nhiệm vụ điều hòa nước giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II. Đồng thời dùng để dự trữ nguồn nước dùng để chữa cháy trong 3 giờ và một lượng nước cần thiết cho bản thân trạm xử lí. Thể tích bể chứa được xác định theo công thức sau: Wbc = Wđh + Wcc + WBTT (m3). Trong đó: + WBTT : thể tích dùng cho bản thân trạm , được xác định ở trên là WBTT = 10%Qngđ = 10% x 4,997 = 499.7 (m3) + Wcc : thể tích nước dự trữ dùng để chữa cháy trong 3 giờ. Trong đó: n: là số đám cháy xảy ra đồng thời, xác định theo bảng 3.4 à n=1 qcc: lưu lượng nước cho một đám cháy (l/s), xác định theo bảng 3.4 àqcc = 15 (l/s) + Wđh : dung tích điều hòa của bể chứa, xác định theo bảng 3.5: Bảng 3.5 – Bảng thông kê lưu lượng điều hòa của bể chứa STT GIỜ %QBƠM CẤP I %QBƠM CẤP II %QVÀO BỂ %QRA BỂ %QCÒN LẠI 1 0--1 4.17 1.99 2.18 -8.70 2 1--2 4.17 1.99 2.18 -6.53 3 2--3 4.17 1.99 2.18 -4.35 4 3--4 4.17 1.99 2.18 -2.18 5 4--5 4.17 1.99 2.18 0.00 6 5--6 4.17 1.99 2.18 2.18 7 6--7 4.17 5.25 1.09 1.09 8 7--8 4.17 5.25 1.09 0.00 9 8--9 4.17 5.25 1.09 -1.09 10 9--10 4.17 5.25 1.09 -2.18 11 10--11 4.17 5.25 1.09 -3.26 12 11--12 4.17 5.25 1.09 -4.35 13 12--13 4.17 5.25 1.09 -5.44 14 13--14 4.17 5.25 1.09 -6.53 15 14--15 4.17 5.25 1.09 -7.62 16 15--16 4.17 5.25 1.09 -8.70 17 16--17 4.17 5.25 1.09 -9.79 18 17--18 4.17 5.25 1.09 -10.88 19 18--19 4.17 5.25 1.09 -11.97 20 19--20 4.17 5.25 1.09 -13.06 21 20--21 4.17 5.25 1.09 -14.15 22 21--22 4.17 5.25 1.09 -15.23 23 22--23 4.17 1.99 2.18 -13.06 24 23--24 4.17 1.99 2.18 -10.88 Dung tích điều hòa của bể chứa là: Wđh = (15.23 + 2.18)% Qngđ = 17.41% x 4,997 = 870 (m3). Suy ra : Thể tích của bể chứa là: Wb = Wđh + Wcc + WBBT Wb = 870 + 324 + 499.7 = 1694 (m3). Chọn bể có hình vuông. Thành và đáy bể được làm bằng bê tông cốt thép. Xây dựng 1 bể với thể tích là 1694 (m3). Chọn chiều dài và chiều rộng của bể như sau: L = 19m, B =19m. Chiều cao chứa nước của bể chứa được tính theo công thức: Chiều cao xây dựng của bể là: Hxd = Hbc + h = 4.7 + 0.3 = 5 (m) Trong đó: h là chiều cao bảo vệ của bể chứa nước, h = 0.3m. 3.5.2. Những yêu cầu cơ bản về trang thiết bị cho bể chứa : Yêu cầu cơ bản về cấu tạo và trang thiết bị cho bể chứa : - Về mặt kết cấu : Bể chứa phải vững chắc, chịu được tác dụng của tải trọng đất và nước, tuyệt đối không được rò rỉ để chống thất thoát nước và đặc biệt là chống ô nhiễm nước trong bể. Bể chứa nước sạch phải có độ dốc đáy về phía hố thu nơi đặt ống hút của máy bơm để thuận tiện cho việc thau rửa. - Hố thu nơi đặt ống hút phải có kích thước đảm bảo việc hút của máy bơm và để tận dụng tối đa dung tích của bể chứa. Yêu cầu về trang thiết bị cho bể chứa : + Ống dẫn nước vào bể chứa phải có khoá van phao hình cầu, tự động đóng mở khi nước đầy. + Ống tràn, ống xả bùn với hệ thống thoát nước. + Ống hút của máy bơm. + Thang lên xuống để thăm nom. + Thiết bị thông báo mực nước trong bể. 3.5. Vạch tuyến mạng lưới cấp nước: Nhiệm vụ đầu tiên khi thiết kế MLCN cần phải giải quyết là phải vạch tuyến mạng lưới, tức là phải xác định được vị trí các tuyến ống, hình dáng nhất định của mạng lưới trên mặt bằng phạm vi thiết kế. Vạch tuyến mạng lưới nghĩa là phác hoạ hình học mạng lưới lên mặt bằng, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: địa hình khu vực, các chướng ngại vật(sông, hồ, đường sắt, đường ôtô…). 3.5.1. Lựa chọn phương án vạch tuyến mạng lưới: Tùy theo mức độ yêu cầu về độ an toàn cấp nước của các đối tượng dùng nước, mà khi thiết kế mạng lưới cấp nước có thể lựa chọn các mạng lưới cấp nước khác nhau. - Mạng lưới cụt : Là loại mạng lưới chỉ có thể cấp nước cho các điểm theo một hướng nhất định và kết thúc tại các đầu nút của các tuyến ống. Ưu điểm: tính toán dễ dàng, chi phí xây dựng ít. Dễ phát hiện ra chỗ hư hỏng khi có sự cố xảy ra. Nhược điểm: cấp nước không an toàn, khi có một đường ống gặp sự cố thì toàn khu vực phía sau nó không được cấp nước. Mạng lưới cụt chỉ được phép áp dụng trong các trường hợp sau đây : + Cấp nước sản xuất khi được phép dùng để sữa chữa. + Cấp nước sinh hoạt khi đường kính không lớn hơn 100 mm. + Cấp nước chữa cháy khi chiều dài không quá 300 m . - Mạng lưới vòng : là loại mạng lưới có đường kính ống khép kín mà trên đó tại mọi điểm có thể cấp nước từ hai hay nhiều phía. Mạng lưới vòng sử dụng cho các công trình đòi hỏi cấp nước liên tục. Ưu điểm: cấp nước an toàn vì khi trên mạng lưới có chỗ nào đó bị hỏng thì các đoạn ống sau vẫn có nước. Nhược điểm: mạng lưới vòng gồm nhiều vòng khép kín nên số lượng đường ống nhiều hơn, tính toán phức tạp hơn, quản lý mạng và phát hiện chỗ hư hỏng khó khăn hơn. Căn cứ vào khu vực cấp nước mức độ yêu cầu cấp nước của khu dân cư ta chọn phương án mạng lưới vòng . 3.5.2. Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước : + Ống cấp nước nên đặt dọc theo các đường giao thông + Phải bao phủ toàn bộ khu vực được thiết kế cấp nước sao cho cung cấp đầy đủ và liên tục tới mọi đối tượng sử dụng nước. + Đảm bảo tính an toàn và đường kính nhỏ + Vùng cấp nước cố gắng trùng với hướng vận tải chính + Các tuyến ống chính phải kéo dài theo hướng vận chuyển chính của mạng lưới.Số đường ống chính ít hay nhiều tuỳ thuộc vào quy mô thành phố, số lượng và sự phân bố các điểm dùng nước lớn. Thông thường khoảng cách giữa các tuyến ống chính được lấy từ 300 – 600m. + Mạng lưới cấp nước thường bao gồm các tuyến truyền dẫn chính và tuyến phân phối. Tính toán thuỷ lực chỉ thực hiện đối với mạng truyền dẫn, còn các nhánh phân phối ta lấy theo cấu tạo. + Các tuyến ống chính phải được liên hệ với nhau bằng các ống nối, tạo thành các vòng khép kín liên tục. Các vòng cũng nên kéo dài theo hướng vận chuyển chính của mạng lưới. Khoảng cách giữa các ống nối bằng 300 – 500m hoặc tối đa là 1000m + Các tuyến ống chính phải bố trí sao cho ít quanh co gấp khúc, có chiều dài ngắn nhất và nước chảy thuận tiện nhất. + Các đường ống ít phải vượt qua các chướng ngại vật thiên nhiên như ; sông, hồ, đường sắt, nút giao thông quan trọng hay những vùng có địa hình, địa chất xấu gây nên sự quản lí khó khăn phức tạp và tốn kém. Khi vạch tuyến mạng lưới cấp nước phải có sự liên hệ chặt chẽ với việc bố trí và xây dựng các công trình kĩ thuật ngầm khác của thành phố ( ống thoát nước bẩn, thoát nước mưa, dẫn hơi đốt, đường dây cáp điện, điện tín, điện thoại…) để có được sự nhất trí và cùng phối hợp tốt nhất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc xây dựng, quản lí, đảm bảo cho công trình làm việc tốt nhất và tránh lãng phí. + Kết hợp chặt chẽ giữa hiện tại và phát triển trong tương lai của khu vực. Đảm bảo có thể dễ dàng mở rộng mạng lưới cấp nước theo quy hoạch phát triển của thành phố và sự tăng tiêu chuẩn dùng nước. + Đối với hệ thống chữa cháy thì cứ cách nhau 150m theo chiều dài của đoạn ta đặt một họng chữa cháy, các van khoá để đóng mở riêng biệt của mạng lưới (trên một đoạn không được quá 5 cái). + Tại điểm các ống giao nhau ta gọi là nút. Ở đó thường xây dựng hố ga và bố trí các van khoá để đóng mỡ các đoạn. Tại những chổ chuyển hướng dòng chảy cần gia cố các gối đỡ. Khi thay đổi đường kính ống ta dùng cole để nối ống. 3.6. Xác định chiều dài tính cho mạng lưới cấp nước: Mỗi đoạn ống làm nhiệm vụ đưa nước đến các đối tượng dùng nước khác nhau. Để tính đến khả năng phục vụ của các đoạn ống đối với các tiêu chuẩn dùng nước khác nhau người ta đưa ra khái niệm chiều dài tính toán và được tính toán theo công thức: Ltt = Lth x a Trong đó: a: là hệ số kể đến mức độ phụ thuộc của đoạn ống với từng khu vực có tiêu chuẩn dùng nước khác nhau. a = 1 nếu đường ống giáp với 2 bên là dân cư. a = 0.5 nếu đường ống giáp với 1 bên là dân cư, 1 bên là khu công nghiệp, hoặc công viên Ltt : chiều dài tính toán của đoạn ống. Lth: chiều dài thực của đoạn ống. Bảng 3.6 – Bảng thống kê chiều dài tính toán của đoạn ống STT Đoạn ống Chiều dài thực tế Hệ số làm việc Chiều dài tính toán 1 1-2 335 1 335 2 2-3 442 1 442 3 3-4 446 1 446 4 4-5 218 1 218 5 5-6 446 1 446 6 6-7 444 1 444 7 7-8 332 1 332 8 1-8 200 0.5 100 9 2-7 203 1 203 10 3-6 206 1 206 11 9-10 370 0.5 185 12 10-11 440 1 440 13 11-12 446 1 446 14 12-13 214 1 214 15 13-14 447 1 447 16 14-15 439 1 439 17 15-16 399 1 399 18 9-16 130 1 130 19 10-15 178 1 178 20 11-14 200 1 200 21 1-9 209 0.5 104.5 22 2-10 224 1 224 23 3-11 219 1 219 24 4-12 210 1 210 TỔNG CỘNG 7007.50 3.7. Xác định lưu lượng dọc đường: Dựa vào bảng thống kê lưu lượng nước dùng cho khu dân cư theo từng giờ trong ngày ta xác định được giờ dùng nước lớn nhất trong ngày là 7-8 h, chiếm 7,2%Qngđ với lưu lượng là: Qh.max = ∑QV = 7.2%Qngđ = 7.2% x 4,997 = 359.74 (m3/h) = 99.93 (l/s). Vào giờ này thì trạm bơm cấp II cung cấp vào mạng là: 5.25% Qngđ = 5.25% x 4,997 = 263 (m3/h) = 73 (l/s). Đài nước lúc đó phải cấp vào mạng lưới là: 1.94% Qngđ = 1.94 % x 4,997 = 97 (m3/h) = 27 (l/s). Khi thiết kế mạng lưới cấp nước, để đơn giản hóa sự làm việc của mạng lưới và chấp nhận tính toán tương đối gần đúng với thực tế ta dựa trên 2 giả thuyết như sau: Các điểm lấy nước với lưu lượng tương đối lớn coi như là các điểm lấy nước tập trung và gọi là lưu lượng tập trung (Qttr). Các điểm lấy nước nhỏ còn lại coi như là lấy nước dọc đường và gọi là lưu lượng dọc đường ( Qdđ). Các điểm lấy nước dọc đường được coi như là có lưu lượng như nhau và phân bố đều dọc theo ống chính và ống nối. Trong quá trình làm việc, lưu lượng nước lấy ra từ các điểm trên mạng lưới coi như thay đổi theo cùng một tỷ lệ như trong biểu đồ tiêu thụ nước. Ta có lưu lượng cấp nước cho trường học cấp 1, cấp 2, cấp 3, nhà trẻ, bệnh viện, công cộng là lưu lượng tập trung. Lưu lượng nước tập trung của trường học cấp 1, 2 tại nút 10 trong giờ dùng nước lớn nhất là: Q1,2 = 8.11 (m3/h) = 2.25 (l/s) Lưu lượng nước tập trung của trường học cấp 3 tại nút 8 trong giờ dùng nước lớn nhất là: Q3 = 7.03 (m3/h) = 1.95 (l/s) Lưu lượng nước tập trung của nhà trẻ tại nút 10 trong giờ dùng nước lớn nhất là: Qnhtr = 2.62 (m3/h) = 0.73 (l/s) Lưu lượng nước tập trung của bệnh viện tại nút 9 trong giờ dùng nước lớn nhất là: Lưu lượng nước tập trung cho dịch vụ công cộng (tưới đường, tưới cây…) tại nút 1 trong giờ dùng nước lớn nhất là: Qcc = 50.12 (m3/h) = 13.92 (l/s) Tổng lưu lượng tập trung là: ∑Qttr = Q1,2 + Q3 + Qnhtr + QBV + Qcc ∑Qttr = 2.25 + 1.95 + 0.73 + 1.44 + 13.92 = 20.29 (l/s) Lưu lượng đơn vị dọc đường: Trong đó: + Qdđ : lưu lượng dọc đường Qdđ = ∑Qv - ∑Qttr = 99.93 – 20.29 = 79.64 (l/s) + ∑Ltt : tổng chiều dài đường ống tính toán của mạng lưới nước cấp (m) ∑Ltt = 7007.50 (m) Lưu lượng dọc đường của từng đoạn ống: qdđ = qđvdđ x Ltt (l/s) Bảng 3.7 – Bảng thống kê lưu lượng dọc đường STT Đoạn ống Chiều dài tính toán Lưu lượng đơn vị Lưu lượng dọc đường 1 1-2 335 0.0114 3.81 2 2-3 442 0.0114 5.02 3 3-4 446 0.0114 5.07 4 4-5 218 0.0114 2.48 5 5-6 446 0.0114 5.07 6 6-7 444 0.0114 5.05 7 7-8 332 0.0114 3.77 8 1-8 100 0.0114 1.14 9 2-7 203 0.0114 2.31 10 3-6 206 0.0114 2.34 11 9-10 185 0.0114 2.10 12 10-11 440 0.0114 5.00 13 11-12 446 0.0114 5.07 14 12-13 214 0.0114 2.43 15 13-14 447 0.0114 5.08 16 14-15 439 0.0114 4.99 17 15-16 399 0.0114 4.53 18 9-16 130 0.0114 1.48 19 10-15 178 0.0114 2.02 20 11-14 200 0.0114 2.27 21 1-9 104.5 0.0114 1.19 22 2-10 224 0.0114 2.55 23 3-11 219 0.0114 2.49 24 4-12 210 0.0114 2.39 3.8. Xác định lưu lượng nút: Lưu lượng của mỗi nút sẽ bằng một nữa tổng lưu lượng dọc đường của các đoạn ống đi qua nút đó. Lưu lượng tính toán của mỗi nút được xác định thheo công thức sau: Trong đó: : là tổng lưu lượng dọc đường thuộc nút. Bảng 3.8 – Bảng thống kê lưu lượng nút Tên nút Lưu lượng (l/s) Tên nút Lưu lượng (l/s) 1 3.07 9 2.38 2 6.84 10 5.84 3 7.46 11 7.42 4 4.97 12 4.94 5 3.77 13 3.76 6 6.23 14 6.17 7 5.56 15 5.77 8 2.45 16 3.01 (Nguồn: TCXDVN 33:2006. Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế) Dựa vào sơ đồ tính toán mạng lưới vừa lập được, ta tiến hành phân phối lưu lượng trên tất cả các đoạn ống trong mạng lưới. Đây là một nhiệm vụ vô cùng quan trọng của công tác thiết kế mạng lưới cấp nước. Phân phối sơ bộ lưu lượng phải dựa trên các cơ sở sau đây: Phải dựa vào phương trình cân bằng lưu lượng tại tất cả các nút của mạng lưới. Tức là tổng số lượng chảy đến nút bằng tổng số các lưu lượng chảy ra khỏi nút. Các tuyến ống chính sẽ mang lưu lượng lớn hơn các ống nối. Đảm bảo đưa nước tới các đối tượng bằng con đường ngắn nhất. Chọn đường kính sơ bộ: Bảng 3.9 – Bảng tham khảo các trị số vận tốc kinh tế của đường ống Đường kính ống (mm) Vận tốc kinh tế (m/s) Đường kính ống (mm) Vận tốc kinh tế (m/s) 100 0.15 ÷ 0.86 350 0.47 ÷ 1.58 150 0.28 ÷ 1.15 400 0.5 ÷ 1.78 200 0.38 ÷ 1.15 450 0.6 ÷ 1.94 250 0.38 ÷ 1.48 500 0.7 ÷ 0.2.1 300 0.47 ÷ 1.52 ≥ 600 0.95 ÷ 2.6 (Nguồn: Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học Mạng lưới cấp nước - ThS. Nguyễn Thị Hồng (2001). Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội) 3.8. Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước bằng phần mềm Epanet: Epanet là một trương trình máy tính thực hiện mô phỏng thời gian kéo dài đối với chế độ thủy lực và chất lượng nước trong các mạng lưới ống có áp. Một mạng lưới bao gồm ống, nút, bơm, van, các đài nước hay bể lưu trữ. Epanet theo dõi lưu lượng nước trong mỗi ống, áp lực tại mỗi nút, độ cao của nước trong mỗi đài nước và nồng độ các loại hoá chất trên mạng lưới trong khoảng thời gian mô phỏng bao gồm nhiều bước thời gian. Ngoài các loại hoá chất, việc theo dõi tuổi và nguồn nước cũng có thể được mô phỏng. Các bước trong sử dụng Epanet: Vẽ một hình biểu diễn mạng lưới của hệ thống phân phối. Việc vẽ hình biểu diễn có thể xuất từ Autocad sang bằng đường dẫn từ Autocad sang Epanet. Sửa đổi những đặc đặc điểm đối tượng tạo thành hệ thống. Chúng ta có thể sử dụng các công cụ trong Epanet để sữa đổi. Mô tả làm thế nào để vận hành hệ thống. Chọn tập hợp các lựa chọn phân tích. Chạy chương trình phân tích thuỷ lực, chất lượng nước. Xem các kết quả phân tích. Sau khi chạy xong chương trình, chúng ta kiểm tra lại các kết quả nhận được nằm trong giới hạn cho phép thì xem như mạng lưới đã được điều chỉnh xong. Sau khi ta xác định đước chiều dài, lưu lượng đơn vị, lưu lượng dọc đường, lưu lượng nút cho các điểm trên mạng lưới. Ta bắt đầu nhập các dữ liệu này vào mạng lưới. Việc nhập dữ liệu này có ý nghĩa quan trọng vì tại mỗi điểm trên mạng lưới sẽ có nhu cầu dùng nước khác nhau và các lưu lượng tập trung cũng được phân bổ trong giai đoạn này (Lưu lượng tập trung được phân bổ tại các điểm trên mạng lưới phụ thuộc vào vị trí mà các cơ quan, xí nghiệp, trường học ....). Bước 1: mặc định cho mạng lưới: Chọn đường kính sơ bộ cho các đoạn ống (pipe diameter) là 100mm. Hệ số nhám của ống nước (pipe roughness). Đối với ống gang hệ số nhám ta chọn là 130. Bước 2: Nhập dữ liệu cho mạng lưới: Nút: Dựa vào mặt bằng mạng lưới xuất từ cad qua epanet ta xác định được vị trí cho các nút. Ta nhập lưu lượng nút (base demand, l/s), tọa độ các nút (elevation). Đoạn ống: Đoạn ống được hình thành khi ta nối các nút lại với nhau. Đoạn ống được nối để vận chuyển nước từ một điểm trong mạng lưới đến một điểm khác. Hướng lưu lượng bắt đầu từ điểm có cột áp cao đến nơi có cột áp thấp. Trong mỗi đoạn ống ta sẽ nhập chiều dài thực (m) và đường kính sơ bộ cho mỗi đoạn ống là 100mm. đường kính ống sẽ được thay đổi khi điều chỉnh mạng lưới. Bể chứa: Bể chứa là điểm nguồn để cấp nước cho mạng lưới. Ta nhập cột áp thủy lực ( bằng độ cao mặt nước nếu bể chứa không có áp) và chất lượng ban đầu của nó cho phân tích chất lượng nước). Bể chứa là một điểm ranh giới tới mạng lưới, cột áp và chất lượng của nó không ảnh hưởng bởi những gì xảy ra trong mạng lưới. Đài nước: Đài nước là các nút với khả năng lưu trữ, nơi lượng nước lưu trữ có thể thay đổi theo thời gian trong mạng lưới. Trong đài nước ta nhập các yếu tố sau: + Cao độ phần đáy của bầu đài nước (Elevation, m): 22 m. + Độ cao của mực nước ban đầu trong đài (initial level, m): 5 m + Mực nước tối thiểu có trong đài (minimum level, m) ( có tính đến lượng nước dự trữ cho đám cháy): 0.35 m + Mực nước tối đa có trong đài (maximum level, m): 7 (m) + Đường kính ( diameter) của đài nước theo tính toán: 10 m. Máy bơm: Sau khi xác định dược đường đi của máy bơm thì ta nhập đường đặc tính của máy bơm (Pumpcurve) được sử dụng để mô tả mối quan hệ giữa cột áp được tạo bởi máy bơm và lưu lượng qua máy bơm. Sau đó chúng ta nhập hệ số làm việc của máy bơm (Pattern ) để kiểm soát sự vận hành của máy bơm. Hình 3.2: Biểu đồ thể hiện lưu lượng và cột áp máy bơm cấp II Hình 3.3: Biểu đồ hệ số pattern cho bơm 1 Hình 3.4: Biểu đồ hệ số pattern cho bơm 2 và 3 Bước 3: chạy chương trình (run). Bước 4: hiệu chỉnh và xuất dữ liệu. Bảng 3.10 – Bảng hệ số pattern Sinh họat (sh) Trường học (trh) Nhà trẻ (nhtr) Bệnh viện (bv) Công cộng (cc) 0.15 0.01 0.00 0.04 0.00 0.15 0.01 0.00 0.04 0.00 0.15 0.01 0.00 0.04 0.00 0.15 0.01 0.00 0.04 0.00 0.31 0.01 0.00 0.10 0.00 0.46 0.01 0.00 0.10 0.00 0.77 0.01 0.30 0.60 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.29 0.55 1.60 1.00 0.85 0.20 0.58 2.00 1.00 0.69 0.15 0.69 1.20 0.00 0.85 0.09 1.08 2.00 0.00 1.08 0.13 0.35 2.00 0.00 1.08 0.27 0.54 1.20 0.00 0.85 0.27 1.21 1.00 1.00 0.69 0.13 0.29 1.70 1.00 0.77 0.17 0.00 1.10 1.00 1.00 0.15 0.00 1.00 1.00 1.00 0.14 0.00 1.00 0.00 0.77 0.21 0.00 1.00 0.00 0.69 0.11 0.00 0.40 0.00 0.46 0.79 0.00 0.14 0.00 0.31 0.07 0.00 0.60 0.00 0.15 0.04 0.00 0.10 0.00 Hình 3.5: Biểu đồ hệ số pattern cho sinh hoạt Hình 3.6: Biểu đồ hệ số pattern cho trường học Hình 3.7: Biểu đồ hệ số pattern cho nhà trẻ Hình 3.8: Biểu đồ hệ số pattern cho bệnh viện Hình 3.9: Biểu đồ hệ số pattern cho dịch vụ công cộng Sau khi điều chỉnh mạng lưới hoàn thành thì chúng ta thu được các bảng thống kê kết quả chạy Epanet như sau: Bảng 3.11 – Kết quả tính toán thủy lực cho giờ dùng nước lớn nhất (lúc 7h) Network Table - Links at 7:00 Hrs Link ID Length (m) Diameter (mm) Roughness Flow (LPS) Velocity (m/s) Unit Headloss (m/km) Pipe 1 335 250 130 41.47 0.84 3.06 Pipe 2 442 250 130 27.17 0.55 1.4 Pipe 3 446 200 130 13.06 0.42 1.07 Pipe 4 218 100 130 0.65 0.08 0.12 Pipe 5 446 150 130 3.12 0.18 0.31 Pipe 6 444 150 130 6.57 0.37 1.21 Pipe 7 332 150 130 9.02 0.51 2.18 Pipe 8 200 150 130 12.03 0.68 3.73 Pipe 9 203 100 130 3.11 0.4 2.19 Pipe 10 206 100 130 2.78 0.35 1.78 Pipe 11 370 150 130 10.56 0.6 2.92 Pipe 12 440 150 130 5.83 0.33 0.97 Pipe 13 446 100 130 0.78 0.1 0.17 Pipe 14 214 150 130 3.27 0.19 0.33 Pipe 15 447 100 130 0.49 0.06 0.07 Pipe 16 439 150 130 5.15 0.29 0.77 Pipe 17 399 150 130 8.74 0.49 2.06 Pipe 18 130 150 130 11.75 0.66 3.56 Pipe 19 178 100 130 2.18 0.28 1.14 Pipe 20 200 100 130 1.51 0.19 0.57 Pipe 21 209 200 130 26.99 0.86 4.09 Pipe 22 224 100 130 4.35 0.55 4.07 Pipe 23 219 100 130 3.88 0.49 3.3 Pipe 24 210 150 130 7.44 0.42 1.53 Pipe 25 50 250 130 18.82 0.38 0.71 Xác định áp lực tự do tại nút vào giờ dùng nước lớn nhất: Để xác định áp lực tự do tại các nút vào giờ dùng nước lớn nhất ta phải xác định được điểm bất lợi nhất trong mạng lưới. Theo mạng lưới điểm bất lợi nhất là nút 146. Áp lực cần thiết cho ngôi nhà tại điểm này là: HCT = 4n + 4 = 4 x 3 + 4 =16 (m). Trong đó: n là số tầng trung bình của ngôi nhà, n= 3 tầng. Dựa vào kết quả tính toán Epanet, ta xác định được áp lực tự do cho giờ dùng nước lớn nhất theo ngày và được thống kê theo bảng 3.12 Bảng 3.12 – Bảng thống kê lưu lượng và áp lực tự do tại các nút trong giờ dùng nước lớn nhất (lúc 7h) Network Table - Nodes at 7:00 Hrs Node ID Elevation (m) Demand (LPS) Pressure (m) Junc 1 1.6 16.99 27.38 Junc 2 1.6 6.84 26.35 Junc 3 1.6 7.46 25.73 Junc 4 1.6 4.97 25.26 Junc 5 1.5 3.77 25.33 Junc 6 1.5 6.23 25.47 Junc 7 1.5 5.56 26.01 Junc 8 1.5 3.02 26.73 Junc 9 1.7 4.68 26.42 Junc 10 1.7 6.89 25.34 Junc 11 1.7 7.42 24.91 Junc 12 1.7 4.94 24.84 Junc 13 1.8 3.76 24.67 Junc 14 1.8 6.17 24.7 Junc 15 1.7 5.77 25.14 Junc 16 1.7 3.01 25.96 Bảng 3.13: Bảng thống kê áp lực tự do tại nút bất lợi nhất (nút 13) Time Series Table - Node 13 Time (Hours) Elevation (m) Demand (LPS) Pressure (m) 0:00 1.8 0.56 31.83 1:00 1.8 0.56 32.04 2:00 1.8 0.56 32.23 3:00 1.8 1.17 32.18 4:00 1.8 1.73 31.41 5:00 1.8 2.9 29.31 6:00 1.8 3.76 25.79 7:00 1.8 3.76 24.67 8:00 1.8 3.2 23.8 9:00 1.8 2.59 25.19 10:00 1.8 3.2 25.64 11:00 1.8 4.06 24.87 12:00 1.8 4.06 24.24 13:00 1.8 3.2 24.77 14:00 1.8 2.59 25.22 15:00 1.8 2.9 25.4 16:00 1.8 3.76 24.56 17:00 1.8 3.76 23.95 18:00 1.8 2.9 24.94 19:00 1.8 2.59 26.1 20:00 1.8 1.73