10/26/20 13
1
Chương 3
MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC
VÀ TÍNH TOÁN THỦY LỰC ML
CẤP THOÁT NƯỚC
3.1. MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
3.1.1. Mạng lưới cấp nước và các yêu cầu của MLCN
3.1.2. Quá trình phân bố tuyến ống của MLCN
3.1.3. Nội dung thiết kế mạng lưới thoát nước
3.1.4. Phân loại mạng lưới cấp nước
3.1.5. Các nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước
3.1.6. Phân cấp mạng lưới cấp nước
3.1.7. Tính toán mạng lưới cấp nước
10/26/20 13
2
3.1.1. Mạng lưới cấp nước và các yêu cầu của MLCN
 MLCN là một bộ phận của hệ thống cấp nước, là tập hợp
các loại đường ống với các kích cỡ khác nhau, làm nhiệm
vụ vận chuyển và phân phối nước đến các nơi tiêu thụ.
 Giá thành xây dựng chiếm từ 50-70% tổng giá thành xây
dựng toàn bộ HTCN.
1
3
4
7
SÔNG
CH?T KH? TRÙNG
ĐU
?
NG

• Lựa chọn hình dạng mạng lưới (vạch tuyến mạng lưới);
• Vật liệu làm ống;
• Xác định đường kính ống sao cho kinh tế nhất.
3.1.2. Quá trình phân bố tuyến ống của MLCN
Sự phân bố các tuyến ống của MLCN phụ thuộc vào:
 Đặc tính quy hoạch cấp nước của khu vực:
• Sự phân bố các đối tượng dùng nước riêng rẽ,
• Sự bố trí các tuyến đường;
• Hình thù, kích thước các khu nhà ở, công xưởng, cây xanh.
 Sự có mặt của các chướng ngại vật thiên nhiên hay nhân
tạo khi tiến hành đặt ống.
 Địa hình của khu vực sẽ thiết kế HTCN.
10/26/20 13
4
3.1.3. Nội dung thiết kế MLCN
Thiết kế MLCN gồm các bước cơ bản sau đây:
 Vạch tuyến MLCN;
 Lập sơ đồ phân bố lưu lượng cho ML:
• Xác định lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống;
• Tính toán thủy lực MLCN: chọn đường kính ống, xác định tổn
thất áp lực trên các đoạn ống và toàn ML và cuối cùng là xác
định chiều cao đài nước và áp lực công tác máy bơm cấp II.
 Tính toán thiết kế và bố trí công trình trên MLCN;
 Bố trí đường ống cấp nước trên mặt cắt đường phố,
trình bày mặt cắt dọc (trắc dọc) của các tuyến ống thiết
kế.
 Bản đồ địa hình khu vực: vị trí thành phố, nguồn nước,
các tuyến ống dẫn nước hiện hữu.
 Bản đồ quy hoạch và số liệu quy hoạch của thành phố
 Bản đồ quy hoạch các công trình ngầm

cấp nước liên tục.
10/26/20 13
6
Mạng lưới vòng
 Là ML đường ống khép
kín, nước được cung
cấp nước tới một điểm
nào đó bằng hai hay
nhiều đường khác nhau.
3.1.4. Phân loại MLCN (tt)
 Nhược điểm:
• Khó xác định chiều
nước chảy  khó
tính toán.
• Tổng chiều dài ML
đường ống lớn  giá
thành xây dựng và
quản lý cao.
 Ưu điểm: Đảm bảo
cung cấp nước an toàn
và liên tục.
3.1.4. Phân loại MLCN (tt)
 Kết hợp được ưu điểm của cả 2 loại
trên.
 Mạng lưới vòng: dùng cho cấp truyền
dẫn và những đối tượng tiêu thụ nước
quan trọng.
 Mạng lưới cụt: phân phối cho những
điểm ít quan trọng hơn.
Mạng

 2 cấp với mạng lưới nhỏ
 3 cấp với mạng lưới lớn:
• ML cấp 1 (tuyến ống cấp 1),
• ML cấp 2 (tuyến ống cấp 2),
• ML cấp 3 (tuyến ống cấp 3).
Tuyến ống cấp 2
Tuyến ống cấp 1Nút/điểm lấy nước
10/26/20 13
9
• ML hay tuyến ống cấp 1
o Làm nhiệm vụ truyền dẫn và điều hòa áp lực
o Đường kính ống ≥ 300mm
o Mật độ tuyến ống cấp 1 càng nhiều cấp nước càng an toàn.
o Khoảng cách giữa các tuyến ống cấp 1 từ 300-600mm
• ML hay tuyến ống cấp 2
o Dẫn và phân phối nước cho từng khu trong ML
o Đường kính ống từ 150-250mm
o Tuyệt đối không đấu nối trực tiếp nước vào nhà từ các
tuyến ống cấp 1 và 2.
3.1.6. Phân cấp MLCN (tt)
• ML hay tuyến ống cấp 3
o Là mạng lưới cụt dạng nhánh cây, gồm các tuyến
ống có đường kính ≤ 150mm.
o Đi vào các ngõ, các tiểu khu để phân phối nước
vào các hộ gia đình.
o Lưu ý:
• Khi tính toán thủy lực ML có thể không tính đến
tuyến ống cấp 3, coi nước đi vào ML cấp 3 như
là phân phối đều trên dọc tuyến cấp 2;
• Có giá trị lưu lượng quy về 2 nút ở đầu và cuối

chiều cao
đài nước
4
•Tính toán
áp lực
công tác
của máy
bơm, chọn
bơm.
5
3.1.7. Tính toán MLCN (tt)
1. Xác định Q tính toán cho toàn mạng
o Phải xác định cho 3 trường hợp:
24
.
.max
max
QK
Q
h

24
.
.min
min
QK
Q
h

cccc

dđttrctdđvctt
qqqqqq


2. Xác định lưu lượng q tính toán cho từng đoạn ống:
(l/s)
(1)
q
dđ
: lưu lượng nước dọc đường, là lưu lượng phân phối dọc theo
đoạn ống tính toán (l/s)
α : hệ số tương đương kể tới sự thay đổi lưu lượng dọc đường của
đoạn ống, thường lấy bằng 0,5 (ở đầu đoạn ống q
dd
có giá trị lớn
nhất, cuối đoạn ống q
dd
= 0).
q
ct(2-3)
q
ct(4-3)
q
dd(4-3)
q
dd(3-2)
q
vc
q
dd(3-8)

Trong đó:
 q
đv
: lưu lượng nước dọc đường đơn vị (l/s).
 L: chiều dài đoạn ống tính toán (m)
 q
dđ
: tổng lưu lượng nước phân bố theo dọc đường (l/s)
 q
vào
: lưu lượng tính toán cho toàn mạng lưới do TB 2, đài nước cấp, (l/s).
 L : tổng chiều dài tính toán, tức là tổng chiều dài MLCN, (m).
(l/s)
Để xác định q
dđ
cần xác định lưu lượng đơn vị (q
đv
), tức là lưu
lượng lấy ra trên 1m chiều dài của đoạn ống.
3.1.7. Tính toán MLCN (tt)
2. Xác định lưu lượng q tính toán cho từng đoạn ống (tt):
Để đơn giản hóa trong tính toán, người ta thường đưa lưu lượng
nước dọc đường về các nút, tức về điểm đầu và điểm cuối của
mỗi đoạn ống.
dđdđnút
qqq .5,02/ 
(l/s)
dđnút
qq  .5,0
Trường hợp tại một nút có

dđ(A-B)
+
q
ttr
+ q
nút(B)
3.1.7. Tính toán MLCN (tt)
3. Xác định đường kính ống và tổn thất áp lực trên các
đường ống:
vQ .


 Xác định đường kính ống:
4/.
2
D


v
Q
D
.
4


Với: D- đường kính ống (m),
Q- lưu lượng nước tính toán của đoạn ống (m
3
/s)
v- tốc độ nước chảy trong ống (m/s)

từ 5-10% tổn thất theo chiều dài,
hh
cb
 )%.105(
10/26/20 13
15
3. Xác định đường kính ống và tổn thất áp lực trên các
đường ống (tt):
3.1.7. Tính toán MLCN (tt)
• Tổn thất áp lực do ma sát trên đường ống cấp
nước xác định theo công thức:
D
L
g
v
Lih .
2
.
2


Trong đó:
i: tổn thất đơn vị, phụ thuộc vào loại ống
và vận tốc nước chảy trong ống.

: hệ số sức kháng ma sát theo chiều dài,
phụ thuộc vào vật liệu chế tạo ống, độ
nhám thành ống và đường kính ống.
d : đường kính trong của ống, mm
v : vận tốc nước chảy trong ống, m/s




 Đối với ống gang mới
 Đối với ống thép mới
19,0
19,1
2
V
51,3
1
D
V
000561,0i







 Đối với ống fibrô xi măng
226,1
774,1
d
V
000685,0i 
 Đối với ống nhựa dẻo
10/26/20 13
16

d
V
000912,0i







o Khi v >1,2 m/s
o Khi v >1,2 m/s
Cho MLCN như hình vẽ, bình đồ và kích thước đã ghi trên
hình. Từ trạm bơm cấp II cung cấp một lưu lượng nước là
40l/s. Đài nước đặt ở đầu mạng, cung cấp một lưu lượng là
10l/s. Tại nút 6 lấy ra một lưu lượng tập trung là 5l/s. Tính:
1/ Lưu lượng nước tính toán cho từng đoạn ống.
2/ Xác định tổn thất áp lực theo chiều dài cho từng đoạn ống
tính toán, biết vật liệu làm ống bằng gang.
Thí dụ minh họa 1:
3.1.7. Tính toán MLCN (tt)
10/26/20 13
17
Q
TB 2
= 40l/s, Q
đài
=10l/s, q
ttr(nút 6)
= 5l/s. Tính:





+ Theo đề bài, tạo nút 6 ta có: q
tt
= 5l/s.
+ q
ct
: q
dđ
nằm trên đoạn 4-3 và 3-2 đến điểm cuối của mạng.
10/26/20 13
18
Trình tự tính toán:
1. Tính tổng chiều dài mạng lưới: L = 1.600m
2. Xác định lưu lượng đơn vị:
028,0
1600
5)1040(
1600
5)(









qq  .5,0
(l/s)
Lập bảng:
Nút
Những đoạn ống
liên quan đến nút
q
dđ
(l/s) q
n
(l/s)
1 1-2 8,4 4,2
2 1-2, 2-5, 2-6, 2-
3
23,8 11,9
3 2-3, 3-4, 3-7, 3-
8
25,2 12,6
4 3-4 5,6 2,8
5 2-5 5,6 2,8
6 2-6 (và q
ttr
) 5,6
2,8 + 5 = 7,8
7 3-7 7,0 3,5
8 3-8 8,4 4,2
10/26/20 13
19
5. Xác định lưu lượng tính toán từng đoạn ống:
dđttrctdđvctt

ttr(6)
= 24,6
+ q
ct(3-4)
= q
dđ(3-7)
+ q
dđ(3-8)
+ q
dđ(2-3)
+ q
ct(2-3)
= 44,2
Ghi chú:
6. Đưa lưu lượng tính toán và lưu lượng nút vào sơ đồ:
47
10/26/20 13
20
Câu 2: Xác định h theo chiều dài cho từng đoạn ống tính toán
Đoạn
ống
L (m)
q
tt
(l/s)
d (mm)
v (m/s)
1000i h = i.L
(m)
1-2 300 4,2 80 0,78 17,9 5,37

21
3.2.1. Những đặc điểm hình học của MLCN
 Đa số MLCN là mặt phẳng, tức là các đoạn ống chỉ gặp
nhau tại các nút.
 Ở mạng lưới cụt: hai nút bất kỳ chỉ có thể liên kết với
nhau bằng một cạnh (đoạn ống) xác định.
 Ở mạng lưới vòng: hai nút bất kỳ chỉ có thể nối với
nhau bằng hai hay nhiều đoạn ống khác nhau và tạo
thành vòng kín.
 Ở mạng lưới cụt, mỗi đoạn ống không quan trọng bằng
mạng lưới vòng do không làm xáo trộn sự làm việc của
toàn bộ mạng lưới khi hư hỏng một đoạn ống bất kỳ, mà
chỉ ngăn không cho các phần sau của mạng lưới làm
việc.
10/26/20 13
22
3.2.2. Tổ chức nhiệm vụ tính toán MLCN
 Mục đích của việc tính toán MLCN là:
1. Xác định đường kính ống kinh tế nhất
2. Tổn thất áp lực tối ưu cho tất cả các đoạn ống của ML
Dựa trên xem xét sự làm việc đồng thời của các công
trình liên quan:
• Trạm bơm cấp II
• Các tuyến ống dẫn
• Công trình điều hòa áp lực (đài nước)
3.2.2. Tổ chức nhiệm vụ tính toán MLCN (tt)
 Muốn xác định đường kính cho các đoạn ống của ML
cần phải biết lưu lượng nước tính toán trong các đoạn
ống đó.
 Trước khi tính toán MLCN, cần phải biết:

B- Cách thực hiện:
 Bước 1:
Gồm 2 bước:
 Xác định lưu lượng tính toán toàn mạng lưới
 Vạch tuyến, chia đoạn tính toán, ghi chiều dài, q
ttr
.
 Đánh số thứ tự các nút trên sơ đồ.
 Bước 2:
 Xác định tổng chiều dài của mạng lưới
 Xác định q
đv
, q
dđ
, q
nút
, q
tt
của từng đoạn ống.
 Dựa vào q
tt
và v
kt
chọn đường kính ống (d) cho
từng đoạn ống.
 Bước 2 (tt):
 Lập bảng tính thủy lực và tiếp tục tính tổn thất áp
lực h cho từng đoạn và tổng tổn thất toàn mạng
lưới.
 Xác định H