Tính toán mạng lưới cấp nước cho thành phố

hiệu. Thành phố HP là một thành phố mới được quy hoạch, xây dựng và phát triển theo định hướng lâu dài, là một thành phố trọng điểm về kinh tế ở miền Bắc nước ta. Để tạo điều kiện phát triển kinh tế, thu hút vốn đầu tư nước ngoài, nâng cao đời sống của người dân thành phố việc xây dựng cơ sở hạ tầng như: Giao thông, điện, thông tin liên lạc đặc biệt là cấp nước và vệ sinh môi trường là hết sức quan trọng. Là một thành phố mới được quy hoạch cho nên HP chưa có một hệ thống cấp nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của người dân. Vì vậy việc thiết kế cho một hệ thống cấp nước cho thành phố là hết sức quan trọng, nó không những nâng cao mức sống của người dân mà còn đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế. II-/ Tổng quan về thành phố. II.1 Vị trí. Thành phố HP nằm ở phía Đông của tam giác châu thổ sông Hồng, tiếp giáp với tỉnh Thái Bình về phía Nam, tiếp giáp với tỉnh Hải Dương về phía Tây, tỉnh Quảng Ninh về phía Bắc, Đông Bắc và tiếp với với Vịnh Bắc Bộ về phía Đông. Thành phố HP có một vị trí quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế của vùng tam giác Châu thổ sông Hồng nó vừa là “cửa ngõ” của vùng kinh tế Bắc Bộ, vừa là một trung tâm kinh tế của vùng. II.2 Điều kiện tự nhiên. II.2.1 Địa hình, địa chất. Thành phố HP có địa hình bằng phẳng và thấp trừ một số nơi có đồi cao hơn 50 m ở khu vực ngoại thành. Cao độ mặt đất trung bình là 8,5m. Theo tài liệu khoan thăm dò giếng khoan nước ngầm nền đất được chia thành nhiều tầng: - Đất trồng trọt 1,5 m - Đất sét pha 3,5 m - Đất sét 6,2 m - Đất cát pha 5,5 m - Cát đen mịn 8,7 m - Cát thô 9,5 m - Cát thô lẫn sỏi cuội 12,4 m - Đá cứng Cốt mực nước ngầm là 7,2 m. Con sông chảy qua thành phố có lưu lượng 32 m3/s. Cốt mực nước sông cao nhất 9,0 m Cốt mực nước sông trung bình 7,0 m Cốt mực nước sông thấp nhất 5,0 m Cốt đáy sông 3,0 m II.2.2 Khí hậu. Khí hậu thành phố HP chịu ảnh hưởng của gió mùa như khí hậu của vùng Đông Nam á. Về mùa Đông, áp lực cao ở vùng Trung á đã chi phối luồng không khí. Gió Đông Bắc khô và lạnh thổi qua miền Bắc Đông Nam á đưa không khí lạnh vào miền Bắc nước ta, nhiệt độ về mùa Đông có thể xuống tới 6 - 80C. Vào mùa hè khí hậu của thành phố chịu ảnh hưởng của gió mùa phía Nam và mùa này cũng là mùa mưa lưu lượng mưa vào mùa này rất lớn. Lượng mưa trung bình hàng năm là 1800 mm/năm thường gió chủ đạo là hướng Đông - Nam. II.3 Điều kiện kinh tế xã hội. II.3.1 Dân số. Khu vực dân cư của thành phố chia ra làm hai khu vực: Khu vực I: mật độ dân số 150 người/ha Khu vực II: mật độ dân số 200 người/ha. Dân số tổng cộng của thành phố, khu vực nội thành là vào năm 2010 dự kiến dân số sẽ tăng thêm 20%. II.3.2 Công nghiệp. Khu công nghiệp gồm có: - Nhà máy gạch chịu lửa có 400 công nhân trong đó có 100 công nhân làm việc ở phân xưởng nóng. - Nhà máy cơ khí có 500 công nhân. Theo quy hoạch tổng thể xây dựng thành phố HP, thành phố sẽ xây dựng thêm nhiều khu công nghiệp nhằm thu hút vốn đầu tư của nước ngoài và là động lực chính để phát triển kinh tế, xã hội, nâng cao đời sống người dân. II.3.3 Nông nghiệp. Nông nghiệp cũng là một ngành kinh tế quan trọng của thành phố. Sản lượng nông nghiệp của thành phố tăng mạnh trong nhiều năm qua. Đất nông nghiệp chủ yếu nằm ngoài phạm vi phục vụ của hệ thống cấp nước vì thế nó ít quan trọng đối với hệ thống cấp nước. II.3.4 Y tế. HP có một bệnh viện với 500 giường bệnh. Sức khỏe cộng đồng dân cư chịu ảnh hưởng nhiều của tình trạng cấp nước. Một số bệnh liên quan đến nước là sốt desgue, một số dạng viêm nhiễm ở phụ nữ, bệnh ỉa chảy, bệnh tả, bệnh shigella, sốt rét, mắt hột. Các bệnh có thể được giảm ở quy mô nào đó thông qua việc xây dựng hệ thống cấp nước và cải thiện tình hình vệ sinh môi trường. II.4 Hiện trạng cấp thoát nước của thành phố HP. Hiện tại nguồn nước người dân thành phố sử dụng chủ yếu là nước lấy từ giếng khoan và giếng nước mạch nông và nguồn nước mặt bị ô nhiễm nặng do hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và chất thải của con người. II.5 Nhu cầu dùng nước cho hiện tại và tương lai. II.5.1 Nước sinh hoạt. Tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi người dân thành phố theo nhiệm vụ thiết kế vào năm 2000 là 150 lít/người/ngày đêm. Và hệ thống cấp nước sẽ cung cấp cho 100% dân số nội thành của thành phố. Vào năm 2010 dự kiến dân số thành phố sẽ tăng thêm 20% và tiêu chuẩn dùng nước cũng tăng lên 200 lít/người/ngày. II.5.2 Nước do công nghiệp. Vào năm 2000 có hai nhà máy là nhà máy gạch chịu lửa và nhà máy cơ khí, lượng nước phục vụ cho sản xuất là 950 m3/ngày đêm, ngoài ra còn lượng nước cung cấp cho việc sinh hoạt của công nhân trong nhà máy. II.5.3 Nước phục vụ các công trình công cộng. Thành phố có ba trường học và một bệnh viện, việc cung cấp nước cho các công trình này là hết sức quan trọng. Ngoài ra lượng nước dùng để tưới cây rửa đường cũng tương đối lớn. Vào năm 2010 lượng nước phục vụ cho công cộng tăng 100%. II.6 Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống cấp nước. Thành phố HP là một thành phố mới được xây dựng do đó nhu cầu dùng nước là rất lớn. Nguồn nước mà nhân dân thành phố sử dụng hiện nay hầu hết là nước lấy từ giếng khoan, giếng mạch nông và nguồn nước mặt. Trong đó các nguồn nước giếng mạch nông và nước mặt hầu hết đã bị ô nhiễm do hoạt động kinh tế và chất thải sinh hoạt của con người. Do đó việc thiết kế xây dựng một hệ thống cấp nước cho thành phố là hết sức cần thiết trong thời điểm hiện nay và một điều hết sức quan trọng nữa là nó sẽ đáp ứng nhu cầu dùng nước trong tương lai. Với tốc độ phát triển đô thị như hiện nay vào năm 2010 sẽ có một lượng rất lớn các hộ tiêu thụ nước mới với những yêu cầu cao về chất và lượng nước. Hệ thống cấp nước mới sẽ nâng cao mức sống cho nhân dân, đảm bảo các yếu tố để cải thiện điều kiện vệ sinh. Nhu cầu cấp nước cũng là một nhu cầu hàng đầu để phát triển sản xuất, du lịch dịch vụ. Việc xây dựng phát triển cơ sở hạ tầng (trong đó có cấp nước) sẽ tạo điều kiện tốt thu hút đầu tư nước ngoài vào thành phố thúc đẩy sự tăng trưởng kinh tế, xã hội. Những phân tích trên đây chứng tỏ nhu cầu cấp bách cần thiết phải xây dựng một hệ thống cấp nước. chương II Xác định quy mô công suất của hệ thống. I-/ Tính toán cho năm 2000 Thành phố HP chia thành hai khu vực xây dựng: - Khu vực I: Số tầng nhà từ 2 đến 3 tầng, bậc chịu lửa hạng II, mật độ dân số 150 người/ha. Tiêu chuẩn dùng nước 150 lít/người/ngày đêm. - Khu vực II: Số tầng nhà từ 3 đến 4 tầng, bậc chịu lửa hạng II. Mật độ dân số 200 người/ha. Tiêu chuẩn dùng nước 150 lit/người/ngày đêm. Tổng diện tích toàn thành phố: Ftp = 692,3 ha Trong đó diện tích khu vực 1 Fkv1 = 358,8 ha khu vực 2 Fkv2 = 333,5 ha. Diện tích xây dựng của từng khu vực: Fxdkv1 = 233,3 ha Fxdkv2 = 216,8 ha Diện tích cây xanh của toàn thành phố Fcx = 103,8 ha Diện tích đường phố của toàn thành phố Fđ = 138,5 ha. I.1 Xác định nhu cầu dùng nước. I.1.1 Nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt. Dân số hiện tại của thành phố. - Khu vực 1: N1 = P1 . F1 = 150 x 233,3 = 34995 (người) P1: mật độ dân số của khu vực 1, P1 = 150 người/ha. - Khu vực 2: N2 = P2 . F2 = 200 x 216,8 = 43360 (người). P2: mật độ dân số của khu vực 2, P2 = 200 người/ha. F2: Diện tích xây dựng của khu vực 2. Tổng dân số hiện tại của thành phố: N = N1 + N2 = 78355 (người) + Lưu lượng ngày tính toán (trung bình trong năm) cho nhu cầu sinh hoạt trong khu dân cư xác định theo công thức: Qtbngày = q: tiêu chuẩn dùng nước, q = 150 lít/người,ngđ N: số dân toàn thành phố Qtbngày = + Lưu lượng tính toán trong ngày dùng nước lớn nhất. Qngày max = Kng max x Qtbngày Kng max: Hệ số dùng nước không điều hoà ngày kể đến cách tổ chức xã hội, chế độ làm việc của các xí nghiệp, mức độ tiện nghi, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa, lấy Kng max = 1,4 Qngày max = 1,4 x 11753,25 = 16454,55 m3/ngđ I.1.2 Nhu cầu nước tưới cây rửa đường. a, Lưu lượng nước tưới cây. QCT = Fcx . qt . 10 Fcx: Diện tích cây xanh. qt: tiêu chuẩn tưới, qt = 1 lít/m2. QCT = 103,8 x 1 x 10 = 1038 m3/ngđ b, Lưu lượng nước rửa đường. QRĐ = Fđ . qr . 10 Fđ: diện tích đường phố. qr: tiêu chuẩn nước rửa đường, qr = 1lít/m2. QRĐ = 138,5 x 1 x 10 = 1385 m3/ngđ. Tổng cộng lưu lượng nước tưới cây, rửa đường. QT = QCT + QRĐ = 1038 + 1385 = 2423 m3/ngđ I.1.3 Nhu cầu nước cho các công trình công cộng a, Trường học. Trong thành phố có 3 trường học, lưu lượng nước cấp cho mỗi trường là 150 m3/ngđ. Lưu lượng tổng cộng cấp cho 3 trường học. Qth = 3 x 150 = 450 m3/ngđ. b, Bệnh viện. Thành phố có một bệnh viện với 500 giường bệnh, tiêu chuẩn cấp nước cho mỗi giường là 300 lít/ngđ. Lưu lượng nước cấp cho bệnh viện. Qbv = n: Số giường bệnh. q: tiêu chuẩn cấp nước. Qbv = I.1.4 Lưu lượng nước cấp cho công nghiệp. a, Nhà máy gạch chịu lửa. + Lưu lượng nước sinh hoạt của công nhân khi làm việc tại nhà máy. QSHngđ = qn, ql: tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt của công nhân phân xưởng nóng và lạnh. N1, N2: Số công nhân làm trong phân xưởng nóng và lạnh của nhà máy, N1 = 100; N2 = 300; QSHngđ = + Lưu lượng nước tắm của công nhân tại xí nghiệp. QT = N3, N4: Số công nhân phân xưởng nóng và phân xưởng lạnh tắm tại nhà máy. N3 = 100 (người) N4 = 0,6 x 300 = 180 (người) QT = + Lưu lượng nước sản xuất của nhà máy. Qsx = 450 m3/ngđ b, Nhà máy cơ khí: có 500 công nhân. + Lưu lượng nước sinh hoạt của công nhân khi làm việc tại nhà máy. Qsh = N1: số công nhân của nhà máy, N1 = 500 q: tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt của công nhân, q = 25 lít/người/ngđ Qsh = + Lưu lượng nước tắm của công nhân. QT = N2: số công nhân được tắm tại nhà máy, N2 = 0,6 x 500 = 300 qt: tiêu chuẩn nước tắm của công nhân, qt = 40 lít/người. QT = + Lưu lượng nước sản xuất của nhà máy Qsx = 500 m3/ngđ Thống kê nhu cầu dùng nước công nghiệp Nhà máy Lưu lượng nước sản xuất (m3) Lưu lượng nước sinh hoạt (m3) Lưu lượng nước tắm (m3) Tổng cộng (m3) Gạch 450 12 13,2 475,2 Cơ khí 500 12,5 12 524,5 950 24,5 25,2 999,7 I.1.5 Tổng nhu cầu dùng nước. Quy mô trạm xử lý SQ = a.Qsh + QT + QCC + QCN = 1,1 . 16454,55 + 2423 + 600 + 999,7 = 22122,7 (m3/ngđ) a :hệ số kể tới phát triển công nghiệp địa phương Lưu lượng nước cấp cho mạng lưới. QML = SQ . b = 22122,7 x 1,2 = 26547,24 m3/ngđ Trong đó: b: hệ số kể đến lượng nước thất thoát do dò rỉ và những yêu cầu chưa tính đến. Quy mô công suất trạm cấp nước. Qtr = QML x C = 26547,24 x 1,06 = 28000 m3/ngđ Trong đó: C: hệ số kể đến lượng nước sử dụng cho bản thân trạm xử lý. I.1.6 Tổng hợp lưu lượng dùng nước + Chế độ phân phối + Nước sinh hoạt Xác định hệ số không điều hoà giờ Kh - Khu vực I: N1 = 34995 (người) Tra bảng III - 2 TC 3385 được bmax = 1,175 Chọn amax = 1,4 Kh = 1,4 x 1,175 = 1,645 - Khu vực II: N2 = 43360 (người) Tra bảng III - 2 TC 3385 được bmax = 1,161 Chọn amax = 1,4 Kh = amax x bmax = 1,4 x 1,161 = 1,6254 Chọn Kh = 1,7 cho cả hai khu vực. + Nước tưới cây: phân phối đều vào các giờ từ 5h - 8h và 16h - 19h + Nước rửa đường: phân bố đều từ 8h - 18h + Nước công cộng. - Trường học: Phân phối đều từ 6h - 18h - Bệnh viện: Kh = 2,5 I.1.7 Lưu lượng nước chữa cháy. Lưu lượng nước chữa cháy được bơm vào mạng lưới khi có cháy xảy ra. Dân số khu vực I là 34995 người. Số tầng nhà từ 2 đến 3 tầng, bậc chịu lửa hạng II, tiêu chuẩn chữa cháy qcc = 15 l/s Khu vực II Dân số là 43360 người. Số tầng nhà từ 3 đến 4 tầng, bậc chịu lửa hạng II, tiêu chuẩn chữa cháy qcc = 25 l/s Chọn hai đám cháy xảy ra đồng thời xảy ra cho xí nghiệp công nghiệp và khu vực dân cư. (bảng trang bên) I.1.8 Chọn chế độ làm việc trạm bơm cấp I, trạm bơm cấp II. Tính thể tích bể chứa và đài nước. - Đường làm việc của trạm bơm cấp I: Qh = 4,17%Qngđ - Đường làm việc của trạm bơm cấp II Trạm bơm làm việc theo ba cấp: Cấp 1: 1,28%Qngđ Cấp 2: 3,3%Qngđ Cấp 3: 5,94%Qngđ Ta chỉ dùng một loại bơm để bơm nước vào mạng lưới. Lưu lượng bơm Qb = 3,3%Qngđ = 0,033 . 26547 = 876,05 m3/h = 243,34 l/s Chế độ làm việc của bơm như sau: + Từ 22h ngày hôm trước đến 6h ngày hôm sau một bơm làm việc, lưu lượng bơm được điều cỉnh để có lưu lượng. Qb = 1,28%Qngđ = + Từ 6h đến 22h hai bơm làm việc song song. Q2b = Qb . 2 . 0,9 = 3,3% . 0,9 . 2 . Qngđ = 5,94%Qngđ = 438,02 l/s 0,9 là hệ số giảm lưu lượng khi hai bơm làm việc song song. + Từ 20h đến 22h một bơm làm việc với lưu lượng Qb = 3,3%Qngđ = 243,34 l/s Bảng tính thể tích đài nước Giờ trong ngày Lưu lượng tiêu thụ %Qngđ Lưu lượng trạm bơm cấp II %Qngđ Lưu lượng vào đài %Qngđ Lưu lương nước ra đài %Qngđ Lưu lượng còn lại trong đài %Qngđ 0 - 1 0,82 1,28 0,46 1,92 1 - 2 0,82 1,28 0,46 2,38 2 - 3 0,82 1,28 0,46 2,84 3 - 4 0,82 1,28 0,46 3,3 4 - 5 1,64 1,28 0,36 2,94 5 - 6 3,24 1,28 1,96 0,98 6 - 7 5,33 5,94 0,61 1,59 7 - 8 6,58 5,94 0,64 0,95 8 - 9 6,44 5,94 0,5 0,45 9 - 10 5,64 5,94 0,3 0,75 10 - 11 4,79 5,94 1,15 1,9 11 - 12 5,64 5,94 0,3 2,2 12 - 13 6,87 5,94 0,93 1,27 13 - 14 6,91 5,94 0,97 0,3 14 - 15 5,6 5,94 0,34 0,64 15 - 16 4,81 5,94 1,13 1,77 16 - 17 5,98 5,94 0,04 1,73 17 - 18 7,2 5,94 1,26 0,47 18 - 19 6,41 5,94 0,47 0,0 19 - 20 4,39 5,94 1,55 1,55 20 - 21 3,97 3,3 0,67 0,88 21 - 22 2,8 3,3 0,5 1,38 22 - 23 1,66 1,28 0,38 1,0 23 - 24 0,82 1,28 0,46 1,46 Cộng Thể tích thiết kế của đài nước Wđtk = Wđđh + W10CC Trong đó: W10CC: thể tích nước cấp để dập tắt các đám cháy trong 10 phút. W10CC = n: số đám cháy xảy ra đồng thời, n = 2 qcc: lưu lượng để dập tắt một đám cháy, qcc = 25 l/s W10CC = Wđđh : thể tích điều hoà của đài nước Wđđh = 3,3%Qngđ = 3,3% 26547 = 876 m3 Thể tích thiết kế của đài nước Wđtk = Wđđh + W10CC = 876 + 30 = 906 (m3) Bảng tính thể tích bể chứa Giờ trong ngày Lưu lượng bơm cấp I %Qngđ Lưu lượng bơm cấp II %Qngđ Lưu lượng vào bể %Qngđ Lưu lượng nước ra bể %Qngđ Lưu lượng còn lại trong bể %Qngđ 0 - 1 4,17 1,28 10,34 1 - 2 4,17 1,28 13,23 2 - 3 4,17 1,28 16,12 3 - 4 4,17 1,28 19,01 4 - 5 4,17 1,28 21,9 5 - 6 4,17 1,28 24,79 6 - 7 4,17 5,94 1,77 23,02 7 - 8 4,17 5,94 1,77 21,25 8 - 9 4,17 5,94 1,77 19,48 9 - 10 4,17 5,94 1,77 17,71 10 - 11 4,17 5,94 1,77 15,94 11 - 12 4,17 5,94 1,77 14,17 12 - 13 4,17 5,94 1,77 12,4 13 - 14 4,17 5,94 1,77 10,63 14 - 15 4,17 5,94 1,77 8,86 15 - 16 4,17 5,94 1,77 7,09 16 - 17 4,17 5,94 1,77 5,32 17 - 18 4,17 5,94 1,77 3,55 18 - 19 4,17 5,94 1,77 1,78 19 - 20 4,17 5,94 1,77 0,0 20 - 21 4,17 3,3 0,87 0,87 21 - 22 4,17 3,3 0,87 1,74 22 - 23 4,17 1,28 2,89 4,63 23 - 24 4,17 1,28 2,82 7,45 Thể tích thiết kế của bể chứa Wbtk = Wbđh + WCC + Wbt Trong đó: Wbđh: thể tích điều hoà của bể chứa Wbđh = 24,79%Qngđ = 24,79% x 26547 = 6581 (m3) WCC: thể tích nước để dập tắt các đám cháy trong 3 h WCC = 3 . QCC + SQmax - 3Q1 QCC: lượng nước để dập tắt đám cháy trong 1 h QCC = qCC . 3600 QCC = qCC: lưu lượng để dập tắt các đám cháy. SQmax: lượng nước ở 3h dùng nước lớn nhất Theo bản tổng hợp lưu lượng ta thấy ba giờ dùng nước lớn nhất là: Giờ 11 - 12 Qh = 5,64%Qngđ = 1496,02 m3 Giờ 12 - 13 Qh = 6,87%Qngđ = 1823,52 m3 Giờ 13 - 14 Qh = 6,91%Qngđ = 1834,11 m3 SQmax = 1496,02 + 1823,52 + 1834,11 = 5153,65 m3 Q1: lưu lượng bơm cấp I Q1 = 4,17%Qngđ = 4,17% x 26547 = 1107 m3 WCC = 3 . 144 + 5153,65 - 3 . 1107 = 2264,65 m3 Wbt: Lượng nước cho bản thân trạm xử lý Wbt = 6%Qngđ = 0,06 x 26547 = 1593 m3 Thể tích thiết kế của bể Wbtk = Wbđh + WCC + Wbt = 6581 + 2265 + 1593 = 10439 m3 Kích thước bể chứa xây dựng hai bể: 32,5 x 32,5 x 5 (m3) II-/ tính toán cho năm 2010 II.1 Nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt Dự báo đến năm 2010 dân số thành phố HP tăng thêm 20% và tiêu chuẩn cấp nước là 200 lít/người/ngđ Số dân của thành phố vào năm 2010. NTP = 78355 + 0,2 x 78355 = 94026 (người) Lưu lượng nước cho nhu cầu sinh hoạt của dân cư Qsh = = = 26327,3 m3/ngđ Trong đó: q: Tiêu chuẩn dùng nước cho một người dân, q = 200 l/ng ngđ N: Dân số thành phố Kngđ: Hệ số không điều hoà ngày đêm. II.2 Nhu cầu nước tưới cây, rửa đường. Đến năm 2010 thì thành phố sẽ có 124 (ha) diện tích cây xanh, và 160 (ha) diện tích đường. a, Lưu lượng nước tưới cây. QTcây = 10 Fcây xanh . qtC = 10 x 124 x 1 = 1250 m3/ngđ Trong đó: Fcây xanh: diện tích cây xanh được tưới. qtC: tiêu chuẩn tưới, qtC = 1 l/m2 b, Lưu lượng nước tưới đường. QTđường = 10 . Fđ . qtđ = 10 x 160 x 1 = 1600 m3/ngđ Trong đó: QTđường: Lưu lượng tưới đường m3/ngđ Fđ: diện tích đường (ha) qtđ: tiêu chuẩn nước rửa đường, qtđ = 1 l/m2 II.3 Nhu cầu nước cho các công trình công cộng Vào năm 2010 nước dùng cho các công trình công cộng tăng 100%. a, Nước cấp cho trường học. QTH = 450 + 100% . 450 = 900 m3/ngđ b, Nước cấp cho bệnh viện. QBV = 150 + 150 . 100% = 300 m3/ngđ Thống kê nhu cầu dùng nước cho các công trình công cộng. Công trình công cộng Nhu cầu dùng nước m3/ngđ Trường học 900 Bệnh viện 300 Tổng cộng 1200 II.4 Nhu cầu dùng nước cho công nghiệp Năm 2010 nhu cầu dùng cho công nghiệp tăng 100% Tổng lưu lượng nước dùng cho công nghiệp năm 2000 là 999,7 m3/ngđ Lưu lượng nước dùng cho công nghiệp vào năm 2010 là: QCN = 2 x 999,7 = 1999,4 m3/ngđ Trong đó: Lưu lượng nước dùng cho sinh hoạt của công nhân: 49 m3 Lưu lượng nước tắm : 50,4 m3 Lưu lượng nước sản xuất: 1900 m3 II.5 Tổng nhu cầu dùng nước. Quy mô công suất trạm xử lý a. Tổng nhu cầu dùng nước SQ = a . Qsh + QT + QCC + QCN SQ = 1,1 . 26327,3 + 2840 + 1200 + 1999,4 = 34999,43 m3/ngđ Trong đó: Qsh: Nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt của dân cư. QT: Nhu cầu nước tưới cây, rửa đường. QCC: Nhu cầu nước cho các công trình công cộng. QCN: Nhu cầu nước dùng cho công nghiệp. a: hệ số kể đến sự phát triển công nghiệp địa phương. Lưu lượng nước cấp cho mạng lưới. QML = SQ . b = 34999,43 x 1,2 = 41999,316 m3/ngđ b: Hệ số kể đến lượng nước thất thoát rò rỉ và những yêu cầu chưa  tính đến. b, Quy mô công suất trạm xử lý. Qts = QML x C = 41999,316 x 1,06 = 44519,3 m3/ngđ Lấy tròn QT = 45000 m3/ngđ C: Hệ số kể đến lượng nước dùng cho bản thân trạm xử lý, C = 1,06 II.6 Tổng hợp lưu lượng dùng nước. Chế độ phân phối. - Nước sinh hoạt: + Khu vực 1: Dân số là 41946 tra bảng III - 2 TC 3385 được bmax = 1,163, chọn amax = 1,4 Khmax = 1,4 x 1,163 = 1,628 ị chọn Kh = 1,7 + Khu vực 2: Dân số là 52080 tra bảng III - 2 TC 3385 được bmax = 1,149, chọn amax = 1,4 Khmax = bmax . amax = 1,149 x 1,4 = 1,6086 ị chọn Kh = 1,7 Trong đó: Kh: Hệ số không điều hoà giờ. bmax: Hệ số kể đến số dân cư trong khu dân cư amax: Hệ số kể đến mức độ tiện nghi của công trình chế độ làm việc của các xí nghiệp và các điều kiện địa phương khác. - Nước tưới cây: phân phối đều từ 5h đến 8h sáng và từ 16h đến 19h. - Nước rửa đường phân phối đều từ 8h đến 18h. - Nước công cộng: + Nước cho trường phổ thông: phân phối đều từ 6h đến 18h + Bệnh viện Kh = 2,5 - Nước cho công nghiệp Chia làm hai ca nước được phân phối đều trong các ca làm việc. II.7 Lưu lượng chữa cháy. - Dân số: 97026 Chọn hai đám cháy đồng thời cho khu vực dân cư. Khu vực 1: Số tầng nhà từ 2 đến 3, bậc chịu lửa hạng II tra bảng ị tiêu chuẩn chữa cháy qCC = 15 l/s. Khu vực 2: nhà từ 3 đến 4 tầng, bậc chịu lửa hạng II tra bảng ị tiêu chuẩn chữa cháy qCC = 25 l/s - Lưu lượng chữa cháy cho một đám cháy ở xí nghiệp công nghiệp qCC = 15 l/s Chọn số đám cháy là 1 cho các xí nghiệp công nghiệp II.8 Chọn chế độ làm việc của trạm bơm cấp I, cấp II. Tính thể tích bể chứa và đài nước. - Đường làm việc của trạm bơm cấp I: Qb = 4,17%Qngđ - Đường làm việc của trạm bơm cấp II Trạm bơm làm việc theo 3 cấp. Cấp 1: 1,28%Qngđ Cấp 2: 3,3%Qngđ Cấp 3: 5,94%Qngđ Ta chỉ dùng một loại bơm để bơm nước vào mạng lưới. Lưu lượng bơm Qb = 3,3%Qngđ = 0,033 . 42000 = 1386 m3/h = 385 l/s Chế độ làm việc của bơm như sau: + Từ 22h ngày hôm trước đến 6h ngày hôm sau một bơm làm việc, lưu lượng bơm được điều cỉnh để có lưu lượng. Qb = 1,28%Qngđ = 537,6 m3/h = 149,33 l/s + Từ 6h đến 22h hai bơm làm việc song song. Q2b = Qb . 2 . 0,9 = 3,3% . 0,9 . 2 . Qngđ = 5,94%Qngđ = 2494,8 m3/h = 693 l/s + Từ 20h đến 22h một bơm làm việc với lưu lượng Qb = 3,3%Qngđ = 385 l/s (xem bảng trang bên) Bảng tính thể tích đài nước (giai đoạn 2) Giờ trong ngày Lưu lượng tiêu thụ %Qngđ Lưu lượng trạm bơm cấp II %Qngđ Lưu lượng vào đài %Qngđ Lưu lương nước ra đài %Qngđ Lưu lượng còn lại trong đài %Qngđ 0 - 1 0,83 1,28 0,45 1,6 1 - 2 0,83 1,28 0,45 2,05 2 - 3 0,83 1,28 0,45 2,5 3 - 4 0,83 1,28 0,45 2,95 4 - 5 1,66 1,28 0,38 2,57 5 - 6 3,08 1,28 1,8 0,77 6 - 7 5,31 5,94 0,63 1,4 7 - 8 6,57 5,94 0,63 0,77 8 - 9 6,47 5,94 0,53 0,24 9 - 10 5,65 5,94 0,29 0,53 10 - 11 4,79 5,94 1,15 1,68 11 - 12 5,65 5,94 0,29 1,97 12 - 13 6,9 5,94 0,96 1,01 13 - 14 6,95 5,94 1,01 0,0 14 - 15 5,61 5,94 0,33 0,33 15 - 16 4,81 5,94 1,13 1,46 16 - 17 5,8 5,94 0,14 1,6 17 - 18 7,03 5,94 1,09 0,51 18 - 19 6,36 5,94 0,42 0,09 19 - 20 4,52 5,94 1,42 1,51 20 - 21 4,09 3,3 0,79 0,72 21 - 22 2,92 3,3 0,38 1,1 22 - 23 1,68 1,28 0,4 0,7 23 - 24 0,83 1,28 0,45 1,15 Thể tích thiết kế của đài nước Wđtk = Wđđh + W10’CC Trong đó: W10’CC: thể tích nước cấp để dập tắt các đám cháy trong 10 phút. W10’CC = n: số đám cháy xảy ra đồng thời, n = 3 qcc: lưu lượng để dập tắt một đám cháy qCC = qCCKVI, qCCKVII, qCCCN: Lưu lượng chữa cháy đối với khu vực 1, khu vực 2 và xí nghiệp công nghiệp. qCC = W10’CC = Wđđh : thể tích điều hoà của đài nước Wđđh = 2,95%Qngđ = 0,0295 . 42000 = 1239 m3 Thể tích thiết kế của đài nước Wđtk = Wđđh + W10’CC = 1239 + 33 = 1272 (m3) Bảng tính thể tích bể chứa Giờ trong ngày Lưu lượng bơm cấp I %Qngđ Lưu lượng bơm cấp II %Qngđ Lưu lượng vào bể %Qngđ Lưu lượng nước ra bể %Qngđ Lưu lượng còn lại trong bể %Qngđ 0 - 1 4,17 1,28 2,89 10,34 1 - 2 4,17 1,28 2,89 13,23 2 - 3 4,17 1,28 2,89 16,12 3 - 4 4,17 1,28 2,89 19,01 4 - 5 4,17 1,28 2,89 21,9 5 - 6 4,17 1,28 2,89 24,79 6 - 7 4,17 5,94 1,77 23,02 7 - 8 4,17 5,94 1,77 21,25 8 - 9 4,17 5,94 1,77 19,48 9 - 10 4,17 5,94 1,77 17,71 10 - 11 4,17 5,94 1,77 15,94 11 - 12 4,17 5,94 1,77 14,17 12 - 13 4,17 5,94 1,77 12,4 13 - 14 4,17 5,94 1,77 10,63 14 - 15 4,17 5,94 1,77 8,86 15 - 16 4,17 5,94 1,77 7,09 16 - 17 4,17 5,94 1,77 5,32 17 - 18 4,17 5,94 1,77 3,55 18 - 19 4,17 5,94 1,77 1,78 19 - 20 4,17 5,94 1,77 0,0 20 - 21 4,17 3,3 0,87 0,87 21 - 22 4,17 3,3 0,87 1,74 22 - 23 4,17 1,28 2,89 4,63 23 - 24 4,1 1,28 2,82 7,45 Thể tích thiết kế của bể chứa Wbtk = Wbđh + WCC + Wbt Trong đó: Wbđh: thể tích điều hoà của bể chứa Wbđh = 24,79%Qngđ = 24,79% x 42000 = 10411,8 (m3) WCC: thể tích nước để dập tắt các đám cháy trong 3h WCC = 3 . QCC + SQmax - 3Q1 QCC: lượng nước để dập tắt đám cháy trong 1h QCC = qCC . 3600 QCC = qCC: lưu lượng để dập tắt các đám cháy. SQmax: lượng nước ở 3h dùng nước lớn nhất Theo bản tổng hợp lưu lượng ta thấy ba giờ dùng nước lớn nhất là: Giờ 11 - 12 Qh = 5,65%Qngđ = 2373,8 m3 Giờ 12 - 13 Qh = 6,9%Qngđ = 2898,49 m3 Giờ 13 - 14 Qh = 6,95%Qngđ = 2919,55 m3 SQmax = 8191,84 m3 Q1: lưu lượng bơm cấp I Q1 = 4,17%Qngđ = 4,17% x 42000 = 1751,4 m3 WCC = 3 . 198 - 1751,4 + 8191,84 = 7034,44 m3 Wbt: Lượng nước cho bản thân trạm xử lý Wbt = 6%Qngđ = 0,06 x 42000 = 2520 m3 Thể tích thiết kế của bể Wbtk = Wbđh + WCC + Wbt = 10411,8 + 7034,44 + 2520 = 19966,24 m3 chương III Tính toán mạng lưới cấp nước cho thành phố a-/ tính toán mạng lưới cho năm 2000 i -/ vạch tuyến mạng lưới 1-/ Cơ sở vạch tuyến Nhà máy nước xây dựng tại phía Tây thành phố. Địa hình thành phố tương đối bằng phẳng, các nhà máy công nghiệp đều nằm ở ngoài thành phố 2-/ Vạch tuyến mạng lưới. Trên cơ sở đã nêu trên ta tiến hành vạch tuyến mạng lưới cấp nước cho thành phố. Hệ thống cấp nước phải đảm bảo cấp nước liên tục cho nhu cầu sinh hoạt của dân cư và khu công nghiệp. Ta thiết kế mạng lưới vòng. II-/ Xác định các trường hợp tính toán Đặt đài nước ở đầu mạng lưới gần trạm xử lý. Các trường hợp tính toán. + Tính toán mạng lưới trong giờ dùng nước lớn nhất. + Tính toán kiểm tra đảm bảo dập tắt các đám cháy trong giờ dùng nước lớn nhất. III-/ Xác định chiều dài tính toán các đoạn ống. ltt = m . lttế m: Hệ số kể đến mức độ phục vụ của các đoạn ống lttế: chiều dài thực của các đoạn ống. Đoạn ống Chiều dài thực Khu vực I Khu vực II m ltt m ltt 1 - 2 940 1 940 2 - 3 770 1 770 3 - 4 1000 1 1000 4 - 5 440 440 5 - 6 850 850 6 - 7 850 850 7 - 8 700 700 8 - 9 700 700 9 - 10 1000 0,5 500 0,5 500 1 - 10 900 0,5 450 0,5 450 2 - 9 700 1 700 1 - 11 530 0,5 215 0,5 215 11 - 12 1000 1 1000 12 - 13 780 1 780 13 - 14 580 1 580 14 - 15 400 1 400 15 - 16 800 1 800 2 - 12 500 1 500 3 - 13 770 0,5 335 0,5 335 4 - 14 500 1 500 5 - 16 580 1 580 15 - 17 560 1 560 13 - 17 480 0,5 240 0,5 240 17 - 18 870 1 870 12 - 18 340 1 340 3 - 9 900 0,5 450 0,5 450 3 - 7 450 1 450 18 - 19 720 0,5 360 11 - 20 420 0,5 210 0,5 210 1 - 21 650 1 650 20 - 21 800 0,5 400 18 - 22 100 1 1000 20 - 19 850 0,5 425 11860 10085 IV-/ Lập sơ đồ tính toán mạng lưới a, Lập sơ đồ tính toán cho trường hợp dùng nước lớn nhất. Giờ dùng nước lớn nhất là giờ 17 - 18 - Tính toán lưu lượng dọc đường cho các đoạn ống Khu vực I qIđvdđ = Khu vực II qIIđvdđ = qCđv = SQT: Tổng lưu lượng tưới cây rửa đường trong giờ dùng nước lớn  nhất, SQT = 311,5 m3/h SQdp: Lượng nước kể đến các yêu cầu chưa tính đến và lượng nước  dò rỉ, SQdp = (Qshmax + SQT) . 0,2 = (1176,5 + 311,5) . 0,2 = 297,6 qCđv = qIđvdđ = qIIđvdđ = tính toán lưu lượng dọc đường cho các đoạn ống Đoạn ống Khu vực I Khu vực II Lưu lượng dọc đường của các đoạn ống Chiều dài QIđvdđ QIdđ Chiều dài QIIđvdđ QIIdđ 1 - 2 0,0200167 940 0,0256422 24,103 24,103 2 - 3 770 19,744 19,744 3 - 4 1000 20,016 20,016 4 - 5 440 8,807 8,807 5 - 6 850 17,014 17,014 6 - 7 850 17,014 17,014 7 - 8 700 14,011 14,011 8 - 9 700 14,011 22,829 9 - 10 500 10,008 500 12,821 20,546 1 - 10 450 9,007 450 11,539 17,949 2 - 9 700 17,949 9,816 1 - 11 215 4,303 215 5,513 25,642 11 - 12 1000 25,642 20,001 12 - 13 780 20,001 11,609 13 - 14 580 11,609 8,007 14 - 15 400 8,007 16,013 15 - 16 800 16,013 12,821 2 - 12 500 12,821 15,296 3 - 13 335 6,706 335 8,59 10,008 4 - 14 500 10,008 11,609 5 - 16 580 11,609 11,209 15 - 17 560 11,209 10,958 13 - 17 240 4,804 240 6,154 22,309 17 - 18 0,0200167 870 22,309 8,718 12 - 18 340 8,718 20,546 3 - 9 450 9,007 450 11,539 9,007 3 - 7 450 9,007 9,232 18 - 19 360 9,232 9,588 11 - 20 210 4,203 210 5,385 8,007 1 - 21 650 13,011 13,011 20 - 21 400 8,007 25,642 18 - 22 1000 25,642 10,898 20 - 19 425 10,898 495,991 Từ lưu lượng dọc đường tính toán lưu lượng nút cho các nút trên mạng lưới. Lưu lượng nút bằng lưu lượng dọc đường phần về nút cộng với lưu lượng tập trung tại nút phân bố điểm dùng nước tập trung. Phân bố điểm dùng nước tập trung Trường học 1 1 3,472 Trường học 2 12 3,472 Trường học 3 4 3,472 Bệnh viện 2 1,74 Xí nghiệp 1 21 8,25 Xí nghiệp 2 22 9,106 29,512 Bảng tính lưu lượng nút cho tất cả các nút mạng lưới. Tên nút Lưu lượng dọc đường phân về nút l/s Lưu lượng tập trung lấy ra tại nút l/s Lưu lượng nút 1 33,738 3,472 37,21 2 37,308 37,308 3 42,304 42,304 4 19,416 3,472 22,888 5 18,715 18,715 6 17,014 17,014 7 20,016 20,016 8 14,011 14,011 9 37,667 37,667 10 21,687 21,687 11 22,523 22,523 12 33,591 3,472 37,063 13 28,932 28,932 14 14,812 14,812 15 17,614 17,614 16 13,811 13,811 17 22,238 22,238 18 32,95 32,95 19 10,065 10,065 20 14,246 14,246 21 10,509 8,25 18,759 22 12,821 9,106 21,927 495,99 29,512 525,502 Kiểm tra: SQdđ + SQt = 495,99 + 29,512 = 525,502 = SQn SQdđ: Tổng lưu lượng dọc đường của các đoạn ống. SQt: Tổng lưu lượng nước tập trung. SQn: Tổng lưu lượng của các nút. Tính toán thuỷ lực mạng lưới. Nguyên tắc tính toán: Mạng lưới cấp nước được thiết kế cho hai giai đoạn. Giai đoạn I cho năm 2000 và giai đoạn 2 cho năm 2010, do đó ta tiến hành tính toán mạng lưới cho giai đoạn I sau đó mở rộng mạng lưới cho giai đoạn II. Việc tính toán thuỷ lực được thực hiện trên chương trình Loop Thành phố có số tầng nhà n = 3 áp lực tự do tại điểm bất lợi nhất ,điểm số 6 HtdCT = 4 x n + 4 = 16 m Bảng tính toán thuỷ lực Trong bảng tính toán thuỷ lực nút 100 là trạm bơm nút 200 là đài nước. b, Lập sơ đồ tính toán cho trường hợp có cháy trong giờ dùng nước max. Ta phải tính toán kiểm tra sự làm việc của hệ thống mạng lưới trong trường hợp có cháy xảy ra trong giờ dùng nước max. Sử dụng hệ thống chữa cháy áp lực thấp. áp lực tự do cần thiết tại điểm bất lợi nhất là. HtdCT = 10 m Khi có cháy xảy ra đài không cấp nước. Bơm chữa cháy làm việc đảm bảo cấp nước cho sinh hoạt và chữa cháy. QbCC = Qmax + QCC Lưu lượng lấy ra tại các nút giống trường hợp dùng nước max chỉ khác là các điểm 22 và 16 có thêm lưu lượng dập tắt một đám cháy Nút 22 36,927 l/s Nút 16 42,014 l/s b -/ tính toán mạng lưới (giai đoạn) năm 2010. I -/ VạCH TUYếN MạNG LƯớI. 1-/ Cơ sở để vạch tuyến. Dân cư thành phố có xu hướng phát triển về Nam, Đông Nam và Đông Bắc. Mạng lưới cấp nước năm 2000 giữ nguyên ta chỉ đặt thêm đường ống cho phần dân cư mở rộng. 2-/ Vạch tuyến mạng lưới. Dựa vào mạng lưới năm 2000 đã có ta đặt thêm các đoạn ống tại các khu dân cư mới hình thành. ii-/ Xác định các trường hợp tính toán._.