TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC
KHOA ĐÔ THỊ
BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
TÊN ĐỀ TÀI:
ĐỀ XUẤT NỘI DUNG VÀ QUI TRÌNH
THỰC HIỆN MỘT SỐ GIẢI PHÁP QUẢN
LÝ KỸ THUẬT MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
(Lấy khu vực phía Nam TP Nam Định làm ví dụ)
NHÓM SINH VIÊN:
- Hoàng Huệ Quân
- Bùi Thanh Hùng
HÀ NỘI 2014
1
A. PHẦN MỞ ĐẦU:
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
Để đảm bảo cấp nước cho các nhu cầu dân sinh và công nghiệp thì mạng
lưới cấp nước là một trong những bộ phân hết sức quan trọng của hệ thống cấp
nước, nó đảm bảo vận chuyển và phân phối nước tới các hộ tiêu dung.
Các đô thị và thành phố Việt Nam nói chung và Thành phố Nam Định nói
riêng được thiết kế mạng lưới theo hình thức khép kín (mạng lưới vòng), đó là 1
điều kiện tốt đảm bảo cấp nước liên tục, tuy nhiên do nhiều nguyên nhân khác
nhau mà việc cấp nước hiện tại còn nhiều bất cập, thường xuyên thiếu áp lực, mất
nước hoặc nước đục, chất lượng sút kém…. Thường trong thời gian không cấp
nước, lòng ống với vật liệu sắt thép tiếp xúc với không khí sẽ gây han gỉ, do đó khi
cấp nước trở lại những han rỉ này hòa tan vào nước gây ô nhiễm. Để đảm bảo chất
lượng nước thì phải thường xuyên tiến hành thau rửa, khử trùng hệ thống đường
ống. Những thiết bị như van xả cặn thường đặt ở vị trí thấp của mạng lưới, giữ vai
trò quan trong trong trường hợp thau rửa mạng lưới, cũng tương tự các van xả khí
đặt ở vị trí cao của mạng lưới để thoát hơi khí đảm bảo cho hệ thống hoạt động
bình thường. Ngoài ra, để điều chỉnh lưu lượng và áp lực cũng như đảm bảo công
tác sửa chữa trong những trường hợp hư hỏng, sự cố… người ta còn đặt các thiết bị

- Tham vấn ý kiến của nhóm sinh viên, các chuyên gia và thầy giáo hướng
dẫn về nội dung nghiên cứu đề tài khoa học sinh viên nhằm phục vụ cho công tác
học tập chuyên ngành tốt hơn.
3
B. PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC PHÍA NAM
SÔNG ĐÀO TP NAM ĐỊNH
1.1 Điều kiện tự nhiên – Kinh tế xã hội của thành phố Nam Định
1.1.1 Điều kiện tự nhiên
a) Địa chất công trình:
Về đặc điểm địa chất công trình: nói chung, khu vực quy hoạch thuộc thềm
đất bồi tương đối yếu, mức nước ngầm cao, đặc biệt là khu vực phía Tây của vùng
nghiên cứu nằm trong vùng trầm tích đầm lầy gốc sông. Căn cứ vào 125 lỗ khoan
phân bố không đều trong thành phố cho thấy cột địa tầng phân bố từ trên xuống
dưới là: Lớp đất sét – Lớp sét pha – Lớp bùn sét pha – Lớp cát và lớp bùn sét pha.
Cường độ chịu lực của đất yếu ≤1kg/cm
2
.
b) Địa hình:
Nhìn chung, khu vực quy họach là vùng phù sa sông, địa hình tương đối bằng
phẳng, cao độ từ 0,3 ÷ 5,7m. Thành phố Nam Định có hướng dốc địa hình từ Tây
sang Đông.
Tuy cùng là gốc phù sa, nhưng đất đai khu vực phía Nam màu mỡ, thuận lợi
cho việc canh tác hơn hẳn khu vực phía Bắc. Đất ở đây thuộc loại phù sa ít chua,
tốt nhất của tỉnh Nam Định. Trong khi đó phía Bắc, ở những khu vực không làm
nhà cửa thì chỉ trồng lúa. Vùng này có năng suất lúa thấp nhất tỉnh Nam định
c) Thủy văn:
1. Theo tài liệu của trạm khí tượng thủy văn Nam Định, chế độ thủy văn
sông Đào tại Nam Định như sau:

= +2,0m
H
đáy
= +0,8m
H
bờ
= +2,5m
F = 6,95ha.
+ Hồ Năng Tĩnh: H
max
= +2,0m
H
đáy
= +0,78m
H
bờ
= +2,2m
F = 4,96ha.
e. Khí hậu:
+ Nhiệt độ
- Nhiệt độ trung bình năm: 23,50C
5
- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 39,50C (tháng 5/1994)
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 5,10C (tháng 12/1975).
+ Nắng:
- Số giờ nắng trung bình năm: 1586 giờ
- Số giờ nắng cao nhất năm: 1984 giờ (năm 1987)
- Số giờ nắng nhỏ nhất năm: 1234 giờ (năm 1995).
+ Mưa: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 chiếm 70 – 75% lượng mưa cả
năm

c) Hiện trạng phát triển kinh tế và lao động:
Cơ cấu ngành nghề của thành phố Nam định hiện nay cho thấy vai trò của
công nghiệp đã không còn chiếm vị trí độc tôn như trước đây. Thay vào đó là xu
hướng chuyển dần sang dịch vụ.

7
1.2 Hiện trạng và định hướng cấp nước
1.2.1 Hiện trạng cấp nước
a/ Khu vực nội thành:
- Hiện nay thành phố Nam Định đã có nhà máy nước công suất 75.000 m
3
/nđ,
dùng nguồn nước sông Đào.
- Mạng lưới đường ống có tổng chiều dài 98.570m với đường kính từ 50mm
đến ∅600mm trong đó: ∅<100mm : 20.340m ; ∅100mm : 7.890m ; ∅125mm:
9.030m; ∅150mm : 7.980m ; ∅200mm : 14.140m ; ∅250mm : 12.350m ;
∅300mm : 6.820m ; ∅400mm : 8.820m ; ∅500mm : 2.270m ; ∅600mm :
8.930m.
- Tỷ lệ thất thoát nước khoảng 25%
Nhìn chung hệ thống cấp nước thành phố Nam Định tương đối tốt.
8
b/ Khu vực ngoại thành:
- Xã Nam Vân:
Đã có nhà máy nước công suất 1.000 m
3
/ngđ, dùng nguồn nước sông Đào,
phục vụ khoảng 7.600 người.
- Xã Nam Phong:
Đã có nhà máy nước công suất 1.400 m
3

630
2
∅500
700
3
∅400
1470
4
∅300
5860
5
∅200
15750
6
∅150
69710
7
∅100
55265
8 Cộng 149385
1.3 Nhu cầu và nguồn cấp nước
1.3.1 Nhu cầu dùng nước:
Bảng 1: Dự báo nhu cầu dùng nước:
TT
Thành phần
dùng nước
Đợt đầu Dài hạn
Quy mô TC
Nhu cầu
(m

15810 154.000
(người)
150
(l/ng.ngđ)
21945
3 Nước cho 30.000 120 3060 33.000 150 4702
10
TT
Thành phần
dùng nước
Đợt đầu Dài hạn
Quy mô TC
Nhu cầu
(m
3
/ngđ)
Quy mô TC
Nhu cầu
(m
3
/ngđ)
khách vãng lai (người) (m
3
/ngđ) (l/ng.ngđ)
4
Nước công
trình và dịch
vụ công cộng
15% Qsh 7803 15% Qsh
12641

199 ha
10m
3
/ha-
ngđ
1990 199 ha
10m
3
/ha-
ngđ
1990
10
Nước dự
phòng rò rỉ
25%∑Q
1-8
19288
20%∑Q
1-8
23962
11
Nước bản
thân nhà máy
5%∑Q1
-9
4822
5%∑Q1
-9
7189
12 Tổng cộng 101263 150963

Kết quả phân tích chất lượng nước thô sông Đào:
ST
T Các chỉ tiêu
Đơn
vị
Gía
trị
1 Ph 8,05
2 BOD
5
mg/l
24,1
2
3 COD mg/l 117
4 Độ màu
Pt/C
o 25
5 Hàm lượng cặn lơ lửng mg/l 860
6
Hàm lượng cặn không
tan mg/l 180
7
Hàm lượng cặn toàn
phần mg/l 1040
8 Độ đục NTU 625
12
ST
T Các chỉ tiêu
Đơn
vị

0,04
6
17 NO3
-
mg/l
1,00
4
18 PO4
3-
mg/l
0,00
38
19 Tổng coliform con/l 930
+ Sông Hồng: Bắt nguồn từ Vân Nam, Trung Quốc, chảy theo hướng Tây-
Tây Nam ra hướng Đông Nam, gặp sông Lô và sông Đà tại Việt Trì, rồi chảy xuôi
về đồng bằng Bắc Bộ, chiều rộng lòng sông từ 1000m ÷3000m, hai bên sông có đê
ngăn lũ là đê cấp Quốc gia, bảo vệ các khu vực dân cư và vùng đồng bằng Bắc Bộ.
Sông Hồng với lưu vực khoảng 169.000 km2, trong đó có 82.400km2 nằm trên địa
phận Trung Quốc. Sông Hồng là hợp lưu của 3 con sông lớn: sông Thao, sông Đà,
sông Lô. Lưu lượng dòng chảy trung bình ước tính khoảng 4.100m
3
/giây. Lưu
lượng tối thiểu được báo cáo vào ngày 16/3/1995 là 385m
3
/giây. Các kết quả đo tại
trạm Hà Nội từ năm 1990 đến năm 2001 cho thấy mực nước lớn nhất là 10,63m
(1990), trung bình là 5,09m, thấp nhất là 2,78m.
13
- Nc ma : Lng nc ma trờn a bn ton tnh cú tr lng tng i
ln vi tng lng ma khong 1750 mm - 1800 mm gúp phn b sung ngun ti

Theo đối tợng phục vụ hệ thống cấp nớc phân thành:
- Hệ thống cấp nớc sinh hoạt, phục vụ các nhu cầu sinh hoạt của ngời dân trong các
đô thị nh cấp nớc cho ăn uống, tắm rửa, giặt d và cấp nớc cho khu vệ
sinhChất lợng nớc đòi hỏi cao.
- Hệ thống cấp nớc sản xuất, phục vụ cho sản xuất trong các xí nghiệp công nghiệp.
Nớc cấp cho sản xuất yêu cầu về số lợng, chất lợng và áp lực rất khác nhau tuỳ
thuộc vào lĩnh vực công nghiệp, dây chuyền công nghệ, nguyên liệu đầu vào và sản
phẩm đầu ra.
- Hệ thống cấp nớc chữa cháy, phục vụ dập tắt các đám cháy cú th xy ra trong các
khu dân c và công nghiệp.
- Hê thống cấp nớc kết hợp, kết hợp các loại hệ thống kể trên.
Tuỳ theo yêu cầu cụ thể về số lợng và chất lợng mà có thể kết hợp hệ thống
cấp nớc sinh hoạt và sản xuất làm một với chất lợng nớc đạt yêu cầu sinh hoạt khi
chất lợng nớc sản xuất tơng tự nh chất lợng nớc sinh hoạt hoặc chất lợng nớc sản
xuất yêu cầu thấp hơn chất lợng của nớc sinh hoạt, nhng vi khi lợng ít. Cũng có
thể áp dụng hệ thống kết hợp khi yêu cầu chất lợng nớc sản xuất cao hơn nớc sinh
hoạt, khi đó cần thêm các công trình xử lý cục bộ nớc sinh hoạt để đạt yêu cầu chất
15
lợng nớc sản xuất. Hệ thống cấp nớc chữa cháy cũng thờng đợc thiết kế kết hợp với
hệ thống cấp nớc sinh hoạt và sản xuất vì cháy không xảy ra thờng xuyên.
2. Theo phơng pháp sử dụng
Theo phơng pháp sử dụng, hệ thống cấp nớc phân thành:
Hệ thống cấp trực tiếp,
chỉ cấp nớc một lần, nớc
sau khi đã sử dụng đợc
xử lý và xả vào nguồn
tip nhn, ví dụ nh hệ
thống cấp nớc cho sinh
hoạt ăn uống (xem hình
2.2).

- Hệ thống cấp nớc mặt;
- H thng cp nc ma.
Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống cấp nớc dùng lại ni tip tun hon
1. Công trình thu nớc; 2. Trạm xử lý nớc cấp; 3. XNCN I; 4. XNCN II; 5. Trạm xử lý nớc để dùng
lại; 6. Trạm xử lý nớc thải; 7. Cửa xả nớc thải vào nguồn tiếp nhận; 8. Nớc tuần hoàn cho XNCN
II; 9- Nớc tuần hoàn cho XNCN I; 10. Nớc cấp cho XNCN II (sau khi đã đợc sử dụng cho XNCN
I
3. Theo phơng pháp vận chuyển
Theo phơng pháp vận chuyển, hệ thống cấp nớc phân biệt thành:
17
- Hệ thống cấp nớc có áp, nớc đợc vận chuyển trong ống nhờ áp lực của máy bơm
hoặc bể chứa nớc đặt ở vị trí cao tạo ra.
- Hệ thống cấp nớc không áp (tự chảy), nớc tự chảy theo ống hoặc mơng hở do chênh
lệch cao độ địa hình tạo ra, thờng áp dụng đối với qui mô nhỏ cú a hỡnh thun li
(khu dõn c nụng thụn vựng i núi).
4. Theo phơng pháp chữa cháy
Theo phơng pháp chữa cháy, hệ thống cấp nớc phân chia thành:
- Hệ thống cấp nớc chữa cháy áp lực thấp, đợc thiết kế với áp lực nớc ở mạng lới đ-
ờng ống cấp nơc đô thị chỉ đủ để đa nớc lên xe chữa cháy. Máy bơm đặt trên xe
chữa cháy có nhiệm vụ tạo áp lực cần thiết để dập tắt đám cháy. áp lực yêu cầu tại
điểm bất lợi nhất của mạng lới cấp nớc chữa cháy áp lực thấp của đô thị là 10 m cột
nớc.
- Hệ thống cấp nớc chữa cháy áp lực cao, đợc thiết kế với áp lực tại mọi điểm dùng
nớc của mạng lới luân đảm bảo để dập tắt các đám cháy xy ra. Hệ thống này áp
dụng đối với từng công trình hoặc cho xí nghiệp công nghiệp.
2.1.2 Phn loi mng li
Sơ đồ mạng lới cấp nớc có thể phân biệt thành 3 loại sau:
Sơ đồ mạng lới cụt (hình 2.5) là sơ đồ mạng lới đờng ống mà tại một điểm bất
kỳ trên nó nớc chỉ đợc cấp tới từ một hớng (tr trng hp cú nhiu ngun cp
nc vo mng li, khi ú ti cỏc im ranh gii phõn chia vựng cp nc trờn

Trên thực tế, mạng lới cấp nớc của đô thị thờng là một sơ đồ mạng lới kết
hợp của mạng lới vòng và mạng lới cụt. Các đờng ống truyền dẫn, các đờng ống
chính và ống nối tạo thành các vòng khép kín, còn các ống phân phối và đặc biệt là
các ống dịch vụ thì tạo thành các nhánh đa nớc vào các tiểu khu và các công trình.
Nh vậy, các tuyến ống cấu thành mạng lới tuỳ thuộc vào qui mô mạng lới
(qui mô đô thị) và cỡ ống (kích thớc ống) thờng chia thành hai cấp với qui mô nhỏ
và ba cấp với qui mô lớn.
- Tuyến ống cấp I thờng có đờng kính D 300 mm, làm nhiệm vụ truyền dẫn và điều
hoà áp lực. Nớc từ tuyến ống cấp I điều tiết lu lợng và áp lực bằng các van cho
tuyến ống cấp II ở những điểm nhất định theo từng khu vực.
- Tuyến ống cấp II thờng có đờng kính 150 250mm, làm nhiệm vụ dẫn và phân
phối nớc cho các khu vực, đấu nối với các tuyến cấp III bằng tê chờ.
- Tuyến ống cấp III còn gọi là tuyến ống dịch vụ, là mạng lới cụt dạng nhánh cây,
gồm các tuyến ống có đờng kính nhỏ hơn hoặc bằng 150mm, dẫn nớc vào các khu
nhà ở, các đối tợng và các hộ dùng nớc. Các nhánh lấy nớc đợc phép đấu trực tiếp
vào tuyến ống cấp III.
Theo TCXDVN 33-2006 thì mạng lới cụt chỉ đợc phép áp dụng trong các tr-
ờng hợp:
Cấp nớc sản xuất khi đợc phép dùng để sửa chữa;
Cấp nớc sinh hoạt khi đờng kính không lớn hơn 100 mm;
Cấp nớc cho điểm dân c số dân dới 5 000 ngời với tiêu chuẩn cấp nớc chữa cháy
10 l/s nếu với chiều dài không quá 300 m. Trong trờng hợp này cần đợc phép của
cơ quan phòng chống cháy, đồng thời phải có dung tích trữ nớc cho chữa cháy;
Cấp nớc chữa cháy khi chiều dài không quá 300 m.
20
Phân đợt xây dựng trớc khi hoàn chỉnh mạng lới vòng theo qui hoạch.
2.1.3 Nguyờn tc vch tuyn mng li
Để vch tuyn mạng lới cấp nớc đô thị phải tiến hành thu thập đầy đủ các số
liệu về hiện trạng cấp nớc và các tài liệu về qui hoạch kiến trúc, sự phân chia khu
vực quản lý hành chính của đô thị cho giai đoạn thiết kế. Sau đó cần xác định qui

Nhiệm vụ chủ yếu của mạng lới là vận chuyển nớc tới các khu vực của đô
thị, do đó vạch tuyến mạng lới cần tuân theo các nguyên tắc sau đây:
(1) Mạng lới cấp nớc phải bao trùm tới tất cả các điểm dùng nớc trong đô thị.
(2) Các tuyến ống chính đặt theo các đờng phố lớn, có hớng đi từ nguồn nớc và chạy
dọc đô thị theo hớng chuyển nớc chủ yếu.
Nếu có thể đợc, các tuyến ống chính nên đặt theo tuyến đờng có cốt địa hình
cao để có thể tạo ra áp lực tự do cần thiết cho các điểm thấp mà áp lực trong các
tuyến ống chính sẽ không cao tạo điều kiện cho những tuyến này làm việc tốt hơn.
Dọc theo hớng tới điểm dùng nớc lớn hay đài nớc phải đặt ít nhất 2 tuyến song
song. Số đờng ống chính ít hay nhiều là tuỳ thuộc vào qui mô đô thị, sự phân bố
các điểm dùng nớc lớn và vị trí đài nớcKhoảng cách giữa hai đờng ống chính
theo TCXD 33-85 là 300 ữ 600m và đờng kính của chúng chọn tơng đơng để có thể
thay thế nhau trong trờng hợp xẩy ra sự cố (xem hình 2.7).
(3) Các tuyến ống chính phải đợc liên hệ với nhau thành vòng khép kín bằng các ống
nối. Các vòng cũng nên có hình dạng kéo dài theo hơng vận chuyển chính của
mạng lới.
400-800m
300 - 600m
400-800m
400-800m
300 - 600m
22
Hỡnh 2.7
Khoảng cách giữa các ống nối lấy bằng 400 ữ 800m hoặc tối đa ti 1000m.
(4) Các đờng ống chính phải đợc bố trí ít quanh co, gấp khúc sao cho chiều dài đờng
ống là ngắn nhất và nớc chảy thuận chiều nhất.
(5) Các đờng ống phải ít cắt ngang qua các chớng ngại vật nh: đê, sông , hồ,
đờng sắt, nút giao thông quan trong; những địa hình xấu nh bãi lầy, đồi núi, bãi rác,
nghiã địa, nơi xả nớc bẩn của đô thị
(6) Khi vạch tuyến mạng lới cấp nớc cần nghiên cứu việc bố trí ống trên mặt


= 0
q
nut
(4.38)
Trong đó: q
nut
- lu lợng nút (lu lợng liên quan tới một nút), m
3
/s;
Nếu ký hiệu số nút của mạng lới là n thì số phơng trình (4.38) s bằng tng
số nút của mạng lới bớt đi một đơn vị, tức là có (n-1) phơng trình.
Phơng trình loại II: Trong một vòng, tổn thất áp lực từ điểm đầu đến điểm
cuối tính theo hai hớng, cùng chiờu kim ụng hụ (mang dấu +) và ngợc chiều kim
đồng hồ (mang dấu -), phải bằng nhau (cũn gi l Phng trinh bo ton nng
lng hoc nh lut II Kirgụfa). Đối với mỗi vòng ta có phơng trình dạng:
h
vong
= 0 (4.39)
Mạng lới có m vòng, sẽ thiết lập đợc m phơng trình. Phơng trình loại II biểu
diễn quan hệ giữa dờng kính và lu lợng các đoạn ống, bởi vì h = s

q

hay
h=(k

/d
m
).q

đó, điều chỉnh dần lu lợng ở mỗi đoạn ống thoả mãn phơng trình loại I, đồng thời
thảo mãn điều kiện của phơng trình loại II: h
vòng
= 0.
3. Phân bố sơ bộ lu lợng cho mạng lới
Nh đã nói ở trên, sau khi qui hoạch mạng lới tức là đã có sơ đồ mạng lới, trị
số và vị trí lu lợng lấy ra tại các điểm dùng nớc trên mạng lới, chúng ta có thể đa ra
các phơng án phân phối lu lợng nớc chảy trong các đoạn ống.
Khi phân phối lu lợng nớc chảy trong các đoạn ống cần phải tha mãn các
điều kiện cân bằng lu lợng Tại mỗi nút của mạng lới, tổng số các lu lợng chảy đến
nút phải bằng tổng số các lu lợng chảy ra khỏi mỗi nút đó và đảm bảo đa nớc tới
các đối tợng dùng nớc theo con dờng ngắn nhất (phơng trình 4.36).
Để đảm bảo nớc cung cấp cho các đối tợng dùng nớc đợc ổn định và tin cậy,
ngoài sơ đồ mạng vòng thì các tuyến ống của mạng lới còn phải có khă năng thay
thế đợc cho nhau khi có sự cố xẩy ra ở một trong các tuyến chính.
Lu lợng cần c phõn phi đều cho các tuyến chính nhm m bo h tr
nhau trong trng hp s c. Các tuyến ống nối và tuyến ống cấp II làm nhiệm vụ
liên hệ và điều hoà lu lợng cho các tuyến ống chính khi có sự cố xẩy ra. Khi làm
việc bình thờng các tuyến ống nối ít tham gia vào việc vận chuyển nớc, mà chủ yếu
phục vụ để đảm bảo cung cấp nớc cho các khu vực và phân phối cho các đối tợng
dùng nớc.
3 .Trình tự tính toán thuỷ lực
Trình tự tính toán thy lc mạng lới theo các bớc sau đây:
B ớc 1: Vạch tuyến mạng lới theo nguyên tắc đã nêu ở mục 3.3 - chơng 3,
đánh số nút và xác định chiều dài của từng đoạn ống. Sơ bộ vạch hớng nớc chảy bắt
đầu từ các nguồn cấp nớc.
25