Giáo trình cấp thoát nước Chương 2 : Mạng lưới nước cho khu vực

Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên CHƯƠNG 2 : MẠNG LƯỚI NƯỚC CHO KHU VỰC Tài liệu tham khảo: Giáo trình cấp thoát nước - Đ.H Kiến Trúc Hà Nội 1.Bố trí mạng lươi cấp nước a. Sơ đồ mạng lưới cấp nước : Mạng lưới cấp nước là bộ phận quan trọng trong hệ thống cấp nước dùng để vận chuyển và phân phối nước đến nơi tiêu dùng, giá thành xác định thường chiếm 50 ÷70% giá thành của toàn bộ xây dựng hệ thống cấp nước. - Quy hoạch mạng lưới đường ống là tạo nên 1 sơ đồ hình học trên mặt bằng quy hoạch kiến trúc gồm ống chính, ống phụ và xác định đường chính chiều dài đường ống. b.Phân loại : * Mạng lưới cụt : - Là mạng lưới đường ống chỉ có thể cấp nước theo 1 hường .Mạng lưới cụt để tính toán, kinh phí đầu tư ít. Khi có sự cố sẽ bị mất nước, cấp nước không liên tục, không an toàn. An toàn kém chỉ dùng cho khu phố nhỏ, thị trấn, nơi không có khu CN. * Mạng lưới vòng : - Là mạng lứơi cấp nước đường ống có thể cấp nước cho bất kỳ điểm nào từ 2 phía - Ưu điểm : cấp nước liên tục, giảm nhỏ ảnh hưởng sức va chạm thủy lực, thường được dùng cho các thành phố lớn, các KCN có tầm quan trọng để đảm bảo cho cấp nước liên tục cho sinh hoạt, chữa cháy, sản xuất. -Nhược điểm : phức tạp khó tính toán, đắt tiền, đắt hơn nhiều lần so với mạng lưới cấp nước theo sơ đồ mạng lưới cụt . * Mạng lưới hỗn hợp : được dùng phổ biến nhất, kết hợp được ưu điểm của 2 loại trên .Trong đó mạng lưới vòng được dùng cho đường ống chính, mạng lưới cụt dùng để phân giải cho những điểm khác ít quan trọng hơn. Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên c.Quy hoạch mạng lưới cấp nước : Sau khi tính toán được công suất mạng lưới cấp nước, ta tiến hành quy hoạch phải đảm bảo những yêu cầu sau : - Mạng lưới cấp nước phải đưa nước tới mọi đối tượng dùng nước trong phạm vi thiết kế . - Tổng chiều dài đường ống của toàn mạng phải nhỏ nhất, đảm bảo cấp nước liên tục và an toàn. - Hạn chế bố trí đường ống đi qua sông, đê, đầm lầy đường xe lửa. 2.Tính toán mạng lưới cấp nước : Khi tính toán mạng lưới cấp nước phải tính toán cho 2 trường hợp cơ bản sau : trường hợp giờ dùng nước lớn nhất, trường hợp có cháy xảy ra trong giời dùng nước lớn nhất . - Do mạng ống không thể tính chi tiết cho từng thời điểm lấy nước nên việc tính toán trở nên khá phức tạp. Để đơn giản hóa bài toán, người ta đưa ra 1 số giả thiết sau : + Đối với khu vực dùng nước lớn nhất : các xí nghiệp CN,bể bơi ,khu du lịch lấy nước tập trung tại các điểm gọi là điểm nút A B C D qB qC qDqA Lấy theo nút : QD =qD QC = qD + qC QB = qD + qC + qD QA = qD + qC + qB +qA Lấy theo đọan : QBC = qD + qC QAB = qD + qC + qB Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên + Các hố tiêu thụ nhỏ, lấy nước sinh hoạt vào nhà coi như lấy đều theo đường ống . Lưu lượng được phân bố theo chiều dài đường ống gọi là lưu lượng dọc tuyến qdt qdt = qđv* L (l/s) L : chiều dài đoạn ống (m) qđv : lưu lượng đơn vị . Chiều dài mạng ống với các trường hợp khác thì qđv cũng khác qđv =   )(mL trQQ ttt (l/sm) qtt = dtq* lấy  = 0.5 ÷ 0.8 ( thường lấy 0.5) qdv =   )(*6.3 )/()/( 33 mL hmQhmQ ttrtt (l/sm) Trong đó Qtt : tổng lưu lượng nướv tính toán phân bố dọc theo mạng ống Qttr : tổng lưu lượng lấy tập trung trân mạng ống L : chiều dài tính toán mạng ống a.Chọn ống chỉ có lưu lượng nước tập trung - Khi đoạn ống có lưulượng nước tập trung ở cuối thì đoạn đó có lưu lượng không đổi hoặc chuyển nước qua đoạn ống gọi là lưu lượng chảy xuyên A B qB A B qcx A B qB qcx b. QttAB = qB Q ttAB = qcx Q ttAB = qcx + qB Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên b.Trên đoạn ống có lưu lượng dọc tuyến + lưu lượng tậo trung hay chảy xuyên A B q B q c x QAB = qB + qcx + 2 1 *qđv*LAB c.Khi tuyến nằm trong mỗi liên hệ với các tuyến khác: Để dễ dàng xây dựng lưu lượng tính toán, người ta quy về các điểm nút để tính toán Q 2n = Q 21tt + Q 32tt + Q 42tt + Q 52tt = 2 52423221   dtdtdtdt QQQQ q 21tt = q 2n + q 3n + q 4n + q 5tt chú ý: lưu lượng điểm nút ½ tổng lưu lượng dọc tuyến đầu vào nó VD: Q1-2 = 50 Q1 = Q2 = 25 - Lưu lượng của mỗi đoạn ống bằng tổng lưu lượng nút nằm sau đọan ống đó 3.Xác định đường kính ống Q = v.w  = 4 . 2d  d = V Qtt . .4  Công thức thực nghiệm: (dùng cho ống chính) DKT = (0,8  1,2) Qtt (m3/s) Với: Q: lưu lượng nước tính toán của đoạn ống V: vận tốc nước chảy trong ống (m/s) D: đường kính ống (m) Ta thấy đường kính d kông những thuộc vào Q mà còn thuộc vào v vì Q là một đại lượng không đổi nên nếu v nhỏ thì d tăng và giá thành xây dựng mạng lưới sẽ tăng. Ngược lại nếu v lớn thì d nhỏ, giá thành xây dựng sẽ giảm nhưng chi phí Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên quản lý lại tăng. Vì v tăng sẽ làm tăng tổn thất áp lực trên các đoạn ống. Kết quả là độ cao bơm nước và chi phí việc bơm nước sẽ tăng. Vì vậy để xây dựng đường kính cấp nước ta phải dựa vào tốc độ kinh tế tức là tốc độ cho tổng giá thành xây dựng và chi phí mạng lưới là nhỏ nhất. 4.Tổ thất áp lực đường kính ống (dùng cho ống phụ) h = hc + hd hc : tổn thất cục bộ hd: tổn thất dọc đường hd = L. x K Q       theo Hagen Willians: K = 0,2787. CH . D2,63 x = 1,85 theo Manning: K = n 3117,0 . D 2,667 x=2 Chú ý: giả sử đường ống thị trường: 0,05;0,1; 0,125; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,45; 0,5; 0,6; 0,7 Vật liệu n CH Gạch BTCT Gang mới Gang 5 năm Gang 10 năm Gang 20 năm Gang 40 năm PVC Thép 0.014 0.013 0.013 0.013 0.013 0.013 0.015 0.009 0.009 100 130 130 120 110 100 80 140 120 Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên A(10) ÑN E(9) 300 600 B C F(7) q=5l/s D(9) qD = 15l/s q=10l/s 300 500 250 Ví dụ 1: A(14) B(13) C(10) F(12) G(10) D(8) E(6) ÑN ' : cốt cần thiết mặt nước  : cao trình mặt đất H nhct = 16 (m) ' D = D + H nhct = 8 + 16 = 24 (m) 'E = E + H nhct = 6 +16 = 22(m) 'c = c + H nhct = 10 + 16 = 26 (m)  DCh = 'c - 'D = 26 – 24 = 2 (m)  Tìm hd (Hagen – Willians) hd =L. x K Q       = L. 85,1       K Q  K = Q. 85,1 1       dh L = 0,2787. CH D2,63  D = 63,2 1 .2787,0        HC K  Dchọn (m) Ví dụ 2 :Tính toán mạng lưới cụt: H nhct = 12m Trường Đại Học Lạc Hồng Khoa Kỹ Thuật Công Trình Môn: Cấp Thoát Nước GV: Trần Trung Kiên Tuyến ống chính AD. Tuyến ống phụ: BF; CF. Tìm chiều cao đài nước tại A (H Ad ) và thiết kế đường ống cho tuyến đường chính và phụ. Giả sử đường kính ống thị trường : 0,05; 0,1; 0,125; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,45; 0,5; 0,6; 0,7 (m)