ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỆ THỐNG CẤP THOÁT NƯỚC ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC KHU C GVHD : Ths.NCS. NGÔ BẢO CHÂU LỜI CẢM ƠN 3 CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN 6 1.1. Tên đồ án thiết kế 6 1.2. Địa điểm thiết kế 6 1.3. Các căn cứ thiết kế 6 1.4. Đặt vấn đề 6 CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 7 2.1. Phân tích nhiệm vụ thiết kế 7 2.3. Chế độ tiêu thụ nước 16 2.4. Chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II, tính toán thể tích bể chứa và đài nước 17 2.4.1. Tính toán trạm bơm cấp II 17 2.4.2. Tính toán thể tích bể chứa nước sạch 19 2.5. Tính toán thủy lực mạng lưới 21 2.5.1. Thiết kế mạng lưới cho khu C 21
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỒ ÁN
Tên đồ án thiết kế
Thiết kế mạng lưới cấp nước cho khu C
Địa điểm thiết kế
Các căn cứ thiết kế
TCXDVN 33:2006: Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kếTCVN 4513 : 1988: Cấp nước bên trong – tiêu chuẩn thiết kế
Đặt vấn đề
Đồ án môn học là yếu tố quan trọng trong quá trình học tập, giúp sinh viên nắm vững kiến thức và áp dụng quy phạm thiết kế cùng các tài liệu khoa học kỹ thuật Để hỗ trợ học sinh trong việc thực hiện đồ án, tác giả đã biên soạn tài liệu "Hướng dẫn đồ án môn học MLCN", hệ thống hóa và cập nhật các kiến thức, tiêu chuẩn kỹ thuật và công nghệ mới phù hợp với chương trình giảng dạy tại trường ĐH Tài nguyên & Môi trường TP HCM, nhằm giúp sinh viên hiểu và áp dụng vào thực tế trong tương lai.
TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC
Phân tích nhiệm vụ thiết kế
Số người Diện tích Dân số Đơn vị Số lượng Đơn vị Số lượng
Công cộng : Đơn vị Số lượng
Giao thông : Đoạn Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Diện tích (m 2 ) d1-2 96.69 6 580.14 d1-3 43.22 7.5 324.15 d2-4 62.05 6 372.30 d3-4 88 6 528.00 d3-5 99.6 7.5 747.00 d4-6 99.6 6 597.60 d5-6 88 6 528.00 d5-7 59.68 7.5 447.60 d6-10 118.18 6 709.08 d7-8 39.14 7.5 293.55 d8-9 34.02 7.5 255.15 d9-10 71.06 6 426.36 d3-28 82.73 6 496.38 d9-11 148 6 888.00 d5-26 82.73 6 496.38 d8-12 150.50 7.5 1128.75 d23-24 38.55 6 231.30 d7-23 56.02 6 336.12 d21-28 68.26 6 409.56 d20-21 67.24 15 1008.60 d20-27 51.86 6 311.16
, giao thông cũng như khu dân cư đông đúc, ta sẽ bố trí mạng lưới cấp nước mạng vòng
2.2 Tính công suất MLCN cho một khu vực cụ thể có số lệu chính xác về đối tượng sử dụng nước. a Nhu cầu nước sinh hoạt của các khu dân cư.
Lưu lượng trung bình cấp nước cho khu dân cư:
Dựa trên công thức đã học , ta có :
Qsh-ngd: lưu lượng tính toán nước sinh hoạt ngày dùng nước lớn nhất ( m³/ngd) Qsh-h : lưu lượng tính toán giờ dùng nước lớn nhất (m³/h)
Kngdem-max, Kh-max: hệ số không điểu hòa lớn nhất ngày,giờ
Qtb: tiêu chuẩn dùng nước trung bình cá nhân trong 1 ngày đêm (l/ng-ngd) N : dân số dự báo cho khu quy hoạch ( người )
N Số dân 4931 qtc(l/người/ngày) 165
Trong đó : qi.max – Tiêu chuẩn dùng nước trong ngày dùng nhiều nhất, đơn vị là lít/người,ngày; qi.max lấy theo bảng bảng 1 - TCVN
, phụ thuộ c vào tran g thiết bị vệ sinh tron g các hộ gia đình
Dân số của khu vực sẽ được xác định dựa trên năm tính toán hệ thống cấp nước, với tỷ lệ người dân được cấp nước thường được lấy là f=1 Số liệu này sẽ được tham khảo từ đề tài hoặc thuyết minh quy hoạch chung.
Từ đó ta tính ra được số liệu dùng nước cho khu C : max ngđ = ∑ ¿ ∗ qi ∗ f
Lưu lượng nước sinh hoạt cho ngày dùng nước lớn nhất:
Kngaymax : hệ số dùng nước không điều hòa ngày.
Thông thường Kngaymax = 1.2 ÷ 1.4 (theo TCVN 33-2006) Ta chọn Kngay.max = 1.2. b Lưu lượng nước cấp cho nhà trẻ, trường học.
• Với số học sinh ở nhà trẻ là 270 trẻ và số hoc sinh ở các trường học là 550 học sinh Thời gian từ 6h - 18h
• 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).
Ta có : Q TH = 5.4+11= 16.4 (m 3 /ngđ) c Lưu lượng cấp nước cho tưới cây.
Tiêu chuẩn cấp nước cho tưới cây : 6 l/m²/ngdem
Khu Diện tích (m 2 ) Qt-ngd (m 3 /ngày) Qt-h (m 3 /h)
Bảng 6 : Tưới cây d Lưu lượng cấp nước cho rửa đường.
• Tiêu chuẩn dùng nước cho tưới đường : 1.5 l/m²/1 lần tưới
Bảng 7 : Rửa đường e Lưu lượng dùng nước trong các công trình công cộng, dịch vụ :
Tiêu chuẩn dùng nước cho công cộng : 20 l/m²/1 lần tưới
Q cc- h (m 3 /h) 18.2 Bảng 8 : Công cộng, dịch vụ f Tổng lưu lượng nước cấp ngày lớn nhất, giờ lớn nhất và giây lớn nhất. Đơn vị sử dụng nước Q ngd-max
Vậy tổng lưu lượng cấp nước trên giây lớn nhất : 58.20 l/s
Công suất tính toán của MLCN là: 2138.482 (m³/ngđ) g Tính toán lượng nước chữa cháy :
Lượng nước chữa cháy được lấy bằng 10% lượng nước của sinh hoạt (theo TCVN
Công suất hữu ích cấp cho khu vực
Qhi = Q sh ngày max + Qrửa đường + Qtưới cây + QCC + QTH
= 1065.96 + 37.062 + 756 + 122.04 + 16.4 = 1997.46 ( m 3 /ngđ ) i Công suất trạm bơm cấp II cấp vào mạng lưới :
Hệ số Kr được sử dụng để tính toán lượng nước rò rỉ trong mạng lưới cấp nước và lượng nước dự phòng, theo tiêu chuẩn TCXD VN 33 – 2006 Trong giai đoạn 2015, hệ số Kr được xác định là 1.1, từ đó giúp xác định công suất cho trạm xử lý nước.
QXL = QML * KXL + QCC = 2197.20 * 1.1 + 106.59 = 2523.51 ( m 3 /ngđ )
KXL : hệ số tính đến lượng nước cho bản thân trạm xử lí Theo TCXD 33 – 2006
Chế độ tiêu thụ nước
a Lập bảng tổng hợp lưu lượng nước dùng trong 1 ngày của đô thị:
Biểu đồ dùng nước trong các giờ
Bảng 10 : Tổng hợp lưu lượng nước dùng trong 1 ngày của đô thị
Hình 1 : 2 : Biểu đồ dùng nước các giờ trong ngày
Chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp II, tính toán thể tích bể chứa và đài nước
2.4.1 Tính toán trạm bơm cấp II.
Khai thác nước thô từ thiên nhiên để cung cấp cho nhà máy xử lý là một quá trình quan trọng Trạm bơm hoạt động theo chế độ điều hòa, đảm bảo cung cấp lượng nước thô ổn định và không thay đổi theo giờ Các công trình xử lý cũng hoạt động theo chế độ điều hòa, tương ứng với chế độ làm việc của trạm bơm cấp 1, nhằm đảm bảo hiệu quả trong việc xử lý nước.
Chọn chế độ làm việc của máy bơm cấp I trong 24h là 4.167%
Để tối ưu hóa việc cung cấp nước cho mạng lưới cấp nước, cần điều chỉnh lưu lượng cấp nước theo từng giờ như thể hiện trong sơ đồ hình 1.1 Dựa trên số liệu từ cột Qngđ bảng 1.1, lưu lượng nước trong các giờ khác nhau yêu cầu lựa chọn chế độ làm việc cho trạm bơm cấp II sao cho gần nhất với đường chế độ cấp nước Việc này giúp giảm thể tích đài nước xuống mức tối thiểu, từ đó giảm chi phí xây dựng.
Chế độ bơm của trạm bơm cấp II được thiết kế để tối ưu hóa đường làm việc gần với nhu cầu tiêu thụ nước, đồng thời đảm bảo thể tích đài nước và bể chứa ở mức tối thiểu.
Chọn 3 bơm làm việc n1 x a x Qb x n2 x b x α2 x Qb = 100%
• n1 : là số máy bơm của cấp thứ nhất, n1=1 ( máy ).
• n2 : là số máy bơm của cấp thứ hai , n2=2 ( máy ).
• a : là số giờ 1 bơm chạy , a = 18h ( giờ )
• b : là số giờ 3 bơm chạy song song , b = 6 ( giờ )
• α2 : là hệ số giảm lưu lượng khi chạy 2 máy bơm α = 0.88
Vậy chế độ bơm của trạm bơm cấp II là :
Hình 1 : 3 : Lưu lượng trạm bơm cấp II
2.4.2 Tính toán thể tích bể chứa nước sạch.
Do sự khác biệt trong chế độ làm việc giữa trạm bơm cấp I và cấp II, cần thiết phải xây dựng bể chứa nước để dự trữ lượng nước do trạm bơm cấp I cung cấp Bể chứa này sẽ hỗ trợ bổ sung lượng nước thiếu khi trạm bơm cấp II hoạt động với công suất lớn hơn so với trạm bơm cấp I, đảm bảo cung cấp nước ổn định cho hệ thống.
Bể chứa nước sạch có vai trò quan trọng trong việc điều hòa lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I và cấp II, đồng thời dự trữ nước chữa cháy trong 3 giờ và cung cấp lượng nước cần thiết cho trạm xử lý.
Khi lựa chọn chế độ bơm cho trạm bơm cấp II, việc điều chỉnh sao cho phù hợp với nhu cầu tiêu thụ nước của mạng lưới sẽ giúp giảm dung tích đài, đồng thời làm tăng dung tích bể chứa Tuy nhiên, việc giảm dung tích đài mang lại lợi ích kinh tế lớn hơn so với việc tăng dung tích bể chứa Để xác định thể tích bể chứa, trước tiên cần tính toán dung tích điều hòa của bể thông qua việc lập bảng thống kê dựa trên chế độ hoạt động của trạm bơm cấp I và cấp II, kết hợp với biểu đồ tiêu thụ nước Qua đó, dung tích điều hòa của bể sẽ được xác định dựa trên lượng nước còn lại trong bể lớn nhất.
Phương pháp lập bảng thống kê phức tạp nhưng thể hiện cụ thể lượng nước điều hòa còn lại trong bể vào các giờ khác nhau trong ngày.
Lập bảng và biểu đồ mối liên hệ giữa chế độ bơm trạm bơm cấp I và chế độ bơm trạm bơm cấp II (tính theo QML)
Chế độ trạm bơm cấp I
Chế độ trạm bơm cấp II
Nước còn lại trong bể
6 21.80646Bảng 11 : Mối liên hệ trạm bơm cấp I và cấp II
4 Chế độ trạm bơm cấp I
Chế độ trạm bơm cấp II 3
Hình 1 : 4 : Biểu đồ giữa trạm bơm cấp I và cấp II
Tính toán thủy lực mạng lưới
2.5.1 Thiết kế mạng lưới cho khu C.
Hình 1 : 5 : Sơ đồ mô phỏng mạng lưới cấp nước khu C
Tính toán mạng lưới sơ đồ cấp nước mạng vòng:
Qua 4 vòng lặp, ta có lưu lượng hiệu chỉnh lớn nhất nhỏ hơn 0.5 l/s
Vậy kết luận: lưu lượng trong các đường ống là : Đường ống Q (l/s) Dường ống Q (l/s) d1-2 5.45 d18-20 1.72 d1-3 10.61 d19-27 1.73 d2-4 4.92 d25-26 1.68 d3-4 0.13 d19-25 1.26 d3-5 4.35 d18-19 0.4 d4-6 4.52 d17-18 1.73 d5-6 0.05 d16-19 1.63 d5-7 4.76 d16-17 0.83 d6-10 2.58 d14-17 0.98 d7-8 0.78 d15-16 1.18 d8-9 0.29 d12-15 1.49 d9-10 0.69 d12-14 0.65
