QUY HOẠCH HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC SINH HOẠT
1. Xác định lưu lượng tính toán nước thải sinh hoạt và sản xuất
3
80% ( ) ( ) 80% 63575,60 50860,48[ / d]
NT NT NT
SH SH SH
Q Q KVI Q KVII m ng
+ = + = × =
∑
3
80% 80% 5090 1,25 5090[ / d]
NT NC
CN CN
Q Q b m ng
+ = × = × × =
∑
3
80%( ) 80%(40,5 72).1,25 112,5[ / d]
NT NC NC
CTCC BV TH
Q Q Q b m ng
+ = + = + =
∑
⇒
Tổng lưu lượng nước thải của toàn thành phố:
3
50860,48 5090 112,5 56063[ / ]
NT NT NT NT
- Lưu lượng nước thải giây trung bình
2336
648,87[ / ]
3,6 3,6
TB
TB
h
h
Q
q l s
+ = = =
- Lưu lượng nước thải giờ lớn nhất
+ q
tb
=648,87[l/s] → Nội suy ra K
omax
= 1,26 , K
omin
= 0,67
ax
3
max
2336 1,26 2943,36[ / ]
TB
m
h
h o
Q Q K m h
⇒ = × = × =
- Lưu lượng nước thải giây lớn nhất
s
Q
q l s
+ = = =
Bảng Tổng hợp lưu lượng nước thải
∑Q
NT
SH
∑Q
NT
CN
∑Q
NT
CC
q
h
tb
q
h
max
q
h
min
m
3
/ngđ m
3
/ngđ m
3
/ngđ l/s l/s l/s
khu vực.Ta có phương án vạch tuyến:
- Nước thải sinh hoạt từ khu dân cư và nước thải từ khu công nghiệp được thu về cùng
một hệ thống chính.
- Tuyến cống chính thu nước của toàn bộ khu vực bố trí như bản vẽ
- Nước thải sản xuất và sinh hoạt trong các khu công nghiệp được thu theo hệ thống thu
nước nội bộ, rồi xử lý ngay tại chỗ, đảm bảo tiêu chuẩn rồi mới được tập trung xả vào hệ
thống thoát nước của khu vực.
- Nước thải từ bệnh viện nếu có tính độc hại thì phải xử lý cục bộ trước khi xả vào hệ
thống thoát nước khu vực.
- Nước mưa: có hệ thống thu nước mưa riêng biệt và được trình bày ở phần sau.
- Các tuyến cống nhánh được đặt theo các trục đường của khu vực.
- Trạm xử lý được đặt ở gần sông Cả Ty, phía thấp nhất của khu vực.
III . Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn cống
3.1. Tính toán diện tích tiểu khu
Phân chia ô thoát nước, hướng thoát nước dựa vào mặt bằng qui hoạch, hệ thống
đường phố, hướng dốc địa hình và các điều kiện khác.
Bảng thống kê diện tích các tiểu khu
Ô
Kí hiệu tiểu khu
Diện
tích
tiểu
khu ha
a b c d e f
Lưu vực 2
1 6.3 1.38 5.3 2.8 15.78
2 18.7 6.3 14 10.8 6.6 10 66.4
3 9.4 4.38 7.5 1.6 22.88
4 4.2 5.8 8.2 18.2
5 13 3.67 11.7 28.37
22 7.36 7.36
3.2. Lưu lượng tập trung
Lưu lượng tập trung gồm : Công nghiệp ; Bệnh viện ; Trường Học
Công nghiệp :
3
80% 80% 5090 1,25 5090[ / d] 58,9( / )
CN NC
tt CN
Q Q b m ng l s
= × = × × = =
∑
→ Lưu lượng tập trung mỗi xí nghiệp Q
tt
= ∑Q
tt
CN
/2 = 29.45 (l/s)
Bệnh viện :
Q
tt
BV
= 80% Q
NC
BV
× 1.25 = 80% × 40,5× 1.25 = 40,5(m
3
/ngđ) = 0.47(l/s)
Trong đó:
n-
là tiêu chuẩn thoát nước n= 80% q
cap
( l/người.ngđ)
P – Mật độ dân số ( người/ha)
+ Khu vực 1: P = 27960 ( người / km
2
) = 279.6 ( người/ha) ;
n= 100× 80% = 80 (l/người)
80 279.6
0.32( / . )
86400
KVI
o
q l s ha
×
⇒ = =
+ Khu vực 2: P = 31 295 (người/ km
2
) = 312.95 ( người /ha);
n= 150× 80% = 120 (l/người)
120 312.95
0.54( / . )
86400
KVII
o
q l s ha
×
n
tt
: Lưu lượng tính toán của đoạn cống thứ n trên tuyến cống đang xét;
+ q
n
dd
: Lưu lượng dọc đường từ các khu nhà thuộc lưu vực nằm 2 bên đổ vào đoạn
cống thứ n : q
n
dd
= q
0
×
Σ F
i
Trong đó:
Σ F
i
: Tổng diện tích tất cả các khu nhà thuộc lưu vực dọc hai bên đoạn cống thứ n đổ
nước thải vào đoạn cống n.
q
0
: Lưu lượng đơn vị của lưu vực xét. ( Môdun lưu lượng)
+ q
n
cs
: Lượng nước từ cống nhánh cạnh sườn đổ vào điểm đầu đoạn cống.
+ q
cho phép v
≥
0,7 (m/s), nên thường bị lắng cặn. Do vậy ta có thể cho các đoạn cống này
là các đoạn cống không tính toán, chỉ cần đặt đoạn theo độ dốc nhỏ nhất. Vì vậy nên
muốn các đoạn cống không bị lắng cặn thì ta cần có biện pháp quản lý cọ rửa thường
xuyên, muốn thế ta phải thiết kế thêm giếng tẩy rửa.
4.2. Các công thức thuỷ lực mạng lưới
( Mạng lưới thoát nước – PGS. PTS Hoàng Huệ - trang 33)
Cần xác định D, i thoả mãn yêu cầu về độ đầy, tốc độ. Dùng các công thức:
- Lưu lượng: Q=ω.v
- Vận tốc: v=C.
iR ⋅
(Chezy)
- Hệ số Cêzy:
C=
y
R
n
1
(Pavlovski)
y=2,5
n
−0,13−0,75
R
(
n
−0,1) (Pavlovski)
( Khi D <400 mm -> n= 0,013 và y = 1/6 )
- Độ dốc thuỷ lực: (Darci- Veysbakho) : i=
g2
λ - Hệ số ma sát dọc đường
∆
e
- Độ nhám trương đương
a
2
- Hệ số, phụ thuộc độ nhám thành ống và th/phần chất lơ lửng trong NT (λ, ∆
e
,
a
2
tra bảng)
ν - Hệ số động học nhớt.
- Tổn thất cục bộ: Công thức chung h
c
=
g2
v
2
ξ
(Xem các bảng tra thuỷ lực)
4.3. Xác định độ sâu chôn cống đầu tiên.
- Xác định độ sâu chôn cống ban đầu chủ yếu phụ thuộc địa hình.
∆
Sơ đồ xác định độ sâu chôn cống ban đầu
1. Ống thoát nước trong nhà 3. Cống sân nhà (tiểu khu)
2. Nhánh nối 4. Giếng kiểm tra (tiểu khu)
5. Cống nối tiểu khu với cống ngoài phố 6. Giếng thăm trên mạng ngoài phố
- Độ sâu chôn cống ban đầu H có thể xác định theo CT: (H = 1,5- 2 m)
H = h + Σi
- Cốt mặt đất tại giếng thăm đầu tiên của cống trong sân nhà (tiểu khu) và
của cống ngoài phố.
+ ∆d - Độ chênh kích thước của cống ngoài phố và cống trong sân nhà (tiểu khu)
∆d=d
2
−d
1
Để xác định độ sâu chôn cống của tuyến cống 1-TXL thì:
+ Chọn độ sâu chôn cống ban đầu trong sân nhà: h = 0,4 m
+ Xác định độ dốc đặt cống trong sân nhà là: i
i
= 0,003
+ Xác định chiều dài đoạn cống trong sân nhà: ΣL
i
= 45 m
+ Xác định độ dốc đặt cống nối từ giếng kiểm tra ra cống ngoài phố:i
k
= 0,004
+ Xác định chiều dài đoạn cống nối: ΣL
k
= 220 m
+ Xác định cốt mặt đất tại giếng thăm đầu tiên của cống trong sân nhà, cống ngoài
phố là: Z
1
= 6,0 m, Z
2
= 6,0 m
+ Chọn ∆ =0,1 m
→ Độ sâu chôn cống ban đầu:
+ H = 0,4 + 0,003×40
- Không xả vào các vùng không có khả năng tự thoát, vào các ao tù, nước đọng và
các vùng dễ gây xói mòn.
- Không làm ngập lụt, ảnh hưởng tới vệ sinh môi trường và quy trình sản xuất.
- Tránh không cho cống thoát nước mưa gặp các công trình như đường giao thông,
đường xe lửa, các đường ống và đường dây kỹ thuật… Nếu buộc phải giao cắt thì cống
thoát nước phải đặt vuông góc với những công trình này.
- Những chỗ ngoặt, gấp khúc thì phải giữ được hướng dòng chảy.
3.2. Các chỉ tiêu kỹ thuật khi thiết kế hệ thống thoát nước mưa
- Chiều sâu nước chảy lớn nhất trong kênh mương ( đối với vùng dân cư) lấy bằng
1m . Phần thành máng cao hơn mực nước là 0,2- 0,4 m.
3.3. Tính toán mạng lưới thoát nước mưa.
Khi vạch tuyến xong , công việc tính toán cụ thể như sau:
- Đối với khu vực chưa có công thức xác định cường độ mưa hoặc biểu đồ tính
toán thì phải thành lập công thức và biểu diễn nó thành biểu đồ tính toán theo qua hệ q-t
tương ứng với các chu kỳ tràn ống khác nhau ( P= 0,33 ; 0,5; 1,2; …)
- Xác định các đoạn cống tính toán và diện tích lưu vực chảy trực tiếp vào các đoạn
cống đó
- Xác định hệ số dòng chảy
tb
ψ
cho mỗi lưu vực ( nếu tính chất xây dựng khác
nhau)
- Xác định chu kỳ tràn cống cho mỗi khu vực ( nếu có yêu cầu riêng)
- Xác định vị trí giếng thu nước mưa.
- Xác định thời gian tính toán cho từng đoạn cống, căn cứ theo cường độ q và tính
lưu lượng Q.
- Tính toán thủy lực xác định D, i,v.
Tính toán :
1) Chọn chu kỳ tràn cống P
- Khu vực tính toán thuộc thành phố lớn, khu công nghiệp lớn P = 1-3 năm →
= =
+ +
Với các giá trị biết trước của thời gian t ta tính được q cho từng đoạn cống tính toán
để đưa vào công thức tính toán lưu lượng nước mưa cho tuyến cống đó.
3) Xác định hệ số dòng chảy
ϕ
Hệ số dòng chảy của các loại mặt phủ ( bảng 5.1 _mạng lưới thoát nước của PGS.TS
Hoàng Huệ _trang 81):
Loại mặt phủ Z
Ψ
-Mái nhà và mặt phủ bằng bê tông atphan
-Mặt phủ bằng đá dăm
-Đường lát đá cuội
-Mạt phủ bằng đá dăm không có vật liệu dính kết
-Đường sỏi trong vườn
-Mặt đất
-Mặt cỏ
-
0.224
0.145
0.125
0.09
0.064
0.038
0.95
0.6
0.45
0.4
0.3
0.2
= =
∑
4) Xác định hệ số phân bố mưa rào
Hệ số phân bố mưa rào xác đinh theo công thức :
2/3
1
1 0.001 F
µ
=
+ ×
Hoặc tra bảng B2 (TCVN 7957 :2008 trang 94)
Diện tích lưu vực (ha) 300 500 1000 2000 3000 4000
Hệ số phân bố mưa rào 0.96 0.94 0.91 0.87 0.83 0.8
5) Xác định thời gian mưa tính toán
Là thời gian kéo dài trận mưa (tính bằng h, ph )
Khi tính toán cường độ mưa bằng PP cường độ giới hạn, người ta cho rằng thời gian
mưa là thời gian hạt mưa rơi xuống tại vị trí xa nhất sẽ chảy đến mặt cống đang xét, gọi
là thời gian mưa tính toán. Thời gian mưa tính toán được xác định theo công thức:
T = t
0
+ t
1
+ t
2
,phút
Sơ đồ tính toán thời gian dòng chảy
1- Khu đất 4- Đoạn cống tính toán
2- Rãnh đường 5- Giếng thăm
3- Giếng thu
1
: Vận tốc nước chảy ở cuối rãnh thu nước mưa, V
r
= 0,7m/s.
Vậy ta có:
t
r
=
250
0.021 7.5
0,7
× =
(phút)
t
c
: Thời gian nước chảy trong cống từ giếng thu đến tiết diện tính toán và được xác
định theo công thức:(Theo 3.15-TCXDVN 51:2008)
t
c
= 0.017 ∑
2
2
L
v
,phút
Trong đó:
L
2
: Chiều dài mỗi đoạn cống tính toán, m.
V
Ô
Ký hiệu
diện
tích Diện tích
a b c d e
1
7.68 8.1 15.78
2
18.7 9.7 20.6 10.8 6.6 66.4
3 9.4 4.38 7.5 1.6
22.88
4
10 8.2 18.2
5 10 6.67 11.7
28.37
6
11.44 11 22.44
7 21.8 2.6 24 4.7
53.1
8 8.9
12 3.27
24.17
9
14 3.45 12.5 8.2
38.15
10 16.8 4 21.1 7.37
49.27
11
15.6 13 28.6
12 10.6 4.36 10.7 4.2
26 5.4 5.37
10.77
27 6.1 6.4 6.7
19.2
28 6.4 6.04 8.04 11
31.48
29 5.9 7.5
13.4
30 5.3 10.7 6.3 10.2
32.5
31 11.2 6.1 15.4
32.7
32 3.48
3.48
Bảng tính phân chia lưu vực thoát nước mưa
Đoạn
cống
Chiều
dài
Trực tiếp Chuyển qua S
trực tiếp
S
chuyển qua
S
tổng cộng
1-CX1
1-2 417 7b 5c 2.6 11.7 14.3
2-3 398 5b 7b; 5c 6.67 14.3 20.97
3-4 200 1b/2 5a; 7b; 5c; 5b 4.05 24.3 28.35
10d; 14b
13 80.07 93.07
17-18 480 13b; 12d
11a; 12c; 11b; 17a; 9c;
9a; 9d; 16b; 10c; 10d;
14b
7.4 119.37 126.77
18-CX3 50
11a; 12c; 11b; 17a; 9c;
9a; 9d; 16b; 10c; 10d;
14b; 12a; 13b; 12d
126.77 126.77
19-CX4
19-20 600 17c; 17b; 18a 8.7 18.1 26.8
20-21 250 17d; 16c; 17c; 17b; 18a 40.2 40.2
21-22 757 15c; 22b
18a; 17d; 16c; 17b; 17a;
17c; 16c;
18.96 46.2 65.16
22-23 275
18a; 17d; 17b; 17a; 17c;
16c; 15c; 22b;22a/2
68.91 68.91
23-24 200 25b/2 18a; 17d; 17b; 17a; 17c;
16c; 15c; 22b;22a/2
2.4 68.91 71.31
24-25 200 25a
15a; 14c; 14a; 13c;
25b/2; 18a; 17; 16c; 15c;
22b; 22a/2
27c; 28c; 25d; 28a; 24a;
25b/2; 25c; 23b; 28b;
24b; 21b; 21a; 22c; 23a;
22a/2; 27a/2; 27b; 30a;
30b;
9.05 154.88 163.93
32-33 500
31b;
30c/2
27c; 28c; 25d; 28a; 24a;
25b/2; 25c; 23b; 28b;
24b; 21b; 21a; 22c; 23a;
22a/2; 27a/2; 27b; 30a;
30b; 31a; 29b; 29a; 30c/2
9.25 182.63 191.88
33-CX5 50
27c; 28c; 25d; 28a; 24a;
25b/2; 25c; 23b; 28b;
24b; 21b; 21a; 22c; 23a;
22a/2; 27a/2; 27b; 30a;
30b; 31a; 29b; 29a; 30c;
30d; 31c;
191.88 191.88
35-CX6
35-36 450 20a 8.02 8.02
36-37 660 19a 20a; 20b 12.56 20 32.56
37-CX6 30 19; 20; 18b 57.56
TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA
Xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn cống thoát nước mưa
Việc tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước mưa dựa vào phần mềm tính toán