Giải pháp thiết kế mạng lưới cấp nước cho khu đô thị Tân Thành | Mạng lưới cấp nước | Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

Giải pháp thiết kế mạng lưới cấp nước:
- Chọn mạng lưới cấp nước cho khu đô thị là dạng mạng lưới vòng sẽ đảm bảo tính
an toàn trong cấp nước và tuân thủ đúng yêu cầu của QCVN 07:2010/BXD .
- Vạch tuyến mạng lưới cấp nước khu dân cư Tân Thành – Thái Nguyên như sau :
+ Thiết kế mạng lưới cấp nước theo sơ đồ mạng lưới vòng vì độ cấp nước an toàn, phù
hợp với giai đoạn thiết kế 1-2000 và sự phát triển của đô thị trong tương lai. Ta có 11 vòng và 30 nút.
+ Mạng lưới cấp nước phải bao trùm tới tất cả các điểm dùng nước trong khu vực thiết kế của khu dân cư.
TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 1/2000.
Tính lưu lượng dọc đường.
Tính chiều dài tính toán: Ltt = Lthực * m
Trong đó: Ltt: Chiều dài tính toán của đoạn ống (m)
Lthực: Chiều dài thực tế đoạn ống (m)
m: hệ số phục vụ. Ống phục vụ cho 2 bên đường m = 1, phục vụ một bên
đường m = 0.5, chỉ có nhiệm vụ vận chuyển m = 0. Tính Modul lưu lượng: ∑Q Q hmax−Q ttmax 19.39−14.94 q = d đ = = =0 . 00 18(l/ s . m đ v ∑ L 2,446 tt ∑ Ltt
Trong đó: q : Modul lưu lượng cần tính (l/s.m) đv Q 3
hmax: Lưu lượng giờ dùng nước lớn nhất của khu quy hoạch (m /h) Q 3
ttmax: Lưu lượng giờ dùng nước lớn nhất của tập trung (m /h)
∑Qdđ: Tổng Q tính toán (m). dđ
∑Ltt: Tổng chiều dài tính toán (m).
Tính lưu lượng dọc đường: q i dđ =qđv × Ltt(l ¿¿ s)¿
Trong đó: q : Lưu lượng dọc đường của từng đoạn ống (l/s) dđ
qđv: Modul lưu lượng đã tính ở trên (l/s.m)
Li : Chiều dài tính toán của từng đoạn ống (m). tt
Tính lưu lượng dọc đường cho đoạn ống 1-2: q 2−3
dđ 2−3= qđv × Ltt ¿ 0.00 18 × 116 =0.211(l ¿ ¿ s )¿
Ta có bảng lưu lượng dọc đường các đoạn ống như sau:
Bảng tính toán sơ bộ lưu lượng dọc đường Số Hệ số Đoạn L bên L qđv q STT thực tt dđ ống (m) phục phục (m) (l/s.m) (l/s) vụ vụ 1 1 - 2 116 1 0.5 58 0.0018 0.211 2 2 - 3 18 0 0 18 0.0018 1.263 3 3 - 4 319 1 0.5 159.5 0.0018 1.3612 4 4 - 5 194 1 0.5 97 0.0018 0.8278 5 5 - 6 631 1 0.5 315.5 0.0018 2.6925 6 6 - 7 235 2 1 235 0.0085 2.0055 7 7 - 8 300 2 1 300 0.0085 2.5602 8 8 - 9 154 2 1 154 0.0085 1.3142 9 9 - 10 366 2 1 366 0.0085 3.1235 10 10 - 11 239 2 1 239 0.0085 2.0396 11 6 - 11 212 1 0.5 106 0.0085 0.9046 12 11 --19 233 1 0.5 116.5 0.0085 0.9942 13 12 - 13 182 2 1 182 0.0085 1.5532 14 3 - 13 240 2 1 240 0.0085 2.0482 15 13 - 14 327 2 1 327 0.0085 2.7906 16 14 - 15 323 1 0.5 161.5 0.0085 1.3783 17 15 - 22 470 1 0.5 235 0.0085 2.0055 18 15 - 16 235 2 1 235 0.0085 2.0055 19 16 - 17 423 2 1 423 0.0085 3.6099 20 17 - 18 457 2 1 457 0.0085 3.9001 21 18 - 19 260 2 1 260 0.0085 2.2189 22 19 - 20 520 1 0.5 260 0.0085 2.2189 23 20 - 21 464 1 0.5 232 0.0085 1.9799 24 21 - 22 424 1 0.5 212 0.0085 1.8092 25 5 - 7 244 2 1 244 0.0085 2.0823 26 7 - 10 193 2 1 193 0.0085 1.6471 27 10 - 18 252 2 1 252 0.0085 2.1506 28 18 - 20 240 2 1 240 0.0085 2.0482 29 4 - 8 220 2 1 220 0.0085 1.8775 30 9 - 17 334 2 1 334 0.0085 2.8504 31 17 - 21 160 2 1 160 0.0085 1.3655 32 12 - 16 486 2 1 486 0.0085 4.1476 33 16 - 22 230 2 1 230 0.0085 1.9628 34 1 - 23 298 1 0.5 149 0.0085 1.2716 35 23 - 24 181 1 0.5 90.5 0.0085 0.7723 36 24 - 28 810 1 0.5 405 0.0085 3.4563 37 30 - 25 312 2 1 312 0.0085 2.6626 38 25 - 28 580 2 1 580 0.0085 4.9498 39 27 - 28 198 1 0.5 99 0.0085 0.8449 40 27 - 29 516 1 0.5 258 0.0085 2.2018 41 29 - 26 668 1 0.5 334 0.0085 2.8504 42 30 - 26 184 1 0.5 92 0.0085 0.7851 43 1 - 30 258 1 0.5 129 0.0085 1.1009 44 24 - 24a 210 2 1 210 0.0085 1.7922 45 26 - 26a 306 2 1 306 0.0085 2.6114 46 27 - 27a 280 2 1 280 0.0085 2.3895 47 2 - 14 458 1 0.5 229 0.0085 1.9543 48 9 - 12 254 2 1 254 0.0085 2.1677 49 23 - 25 258 2 1 258 0.0085 2.2018 Tổn 16175 - - 12323 - 105.16 g
5.2. Tính toán lưu lượng nút.
Lưu lượng nút được tính bằng cách: Cộng tất cả lưu lượng dọc đường chảy vào và ra nút chia đôi. Công thức tổng quát: ∑q q = dđ nút 2
Trong đó: qnút: Lưu lượng tính toán của nút (l/s).
∑qdđ: Tổng lưu lượng dọc đường vào và ra của nút cần tính (l/s).
Tính điển hình cho nút 1: q +q +q 0.00+1.272+1.101 q = dđ 1−2 dđ 1−23 dđ 1−30 = 1 =1.1865(l/s) 2 2
Ta có bảng lưu lượng dọc đường về nút và tổng hợp lưu lượng nút: q qdđ qnút Nút Đoạn ống dđ qnút Nút Đoạn ống (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 17--9 2.850 1 - 2 0.000 1 1 - 23 1.272 1.186 17--16 3.610 17 5.863 17--18 3.900 1 - 30 1.101 17--21 1.365 2 - 1 0.000 2 1.609 18--10 2.151 2 - 3 1.263 18--17 3.900 2 - 14 1.954 18 5.159 18--19 2.219 3 - 2 1.263 3 2.336 18--20 2.048 3 - 4 1.361 19--11 0.994 3 - 13 2.048 19 19--18 2.219 2.716 4 - 3 1.361 4 2.033 19--20 2.219 4 - 5 0.828 20 20--18 2.048 3.123 4 - 8 1.877 5 5 - 4 0.828 2.801 20--19 2.219 20--21 1.980 5 - 6 2.692 21--17 1.365 5 - 7 2.082 21 21--20 1.980 2.577 6 - 5 2.692 6 2.801 21--22 1.809 6 - 7 2.006 22--15 2.006 6 - 11 0.905 2.889 22 22--16 1.963 7 - 5 2.082 22--21 1.809 7 - 6 2.006 7 4.148 23--1 1.272 7 - 8 2.560 23 23--24 0.772 2.123 7 - 10 1.647 23--25 2.202 8 - 4 1.877 8 24--23 0.772 8 - 7 2.560 2.876 24 24--24a 1.792 3.010 8 - 9 1.314 24--28 3.456 9 - 8 1.314 25--23 2.202 9 - 10 3.123 9 4.728 25--28 4.950 9 - 12 2.168 25 7.113 25--29 4.412 9 - 17 2.850 25--30 2.663 11--6 0.905 11 26--29 2.850 11--10 2.040 1.969 26 26--26a 2.611 3.123 11--19 0.994 26--30 0.785 12--9 2.168 12 27--28 0.845 12--13 1.553 3.934 27 27--27a 2.390 2.718 12--16 4.148 27--29 2.202 13--3 2.048 13 28--24 3.456 13--12 1.553 3.196 28 28--25 4.950 4.625 13--14 2.791 28--27 0.845 14--2 1.954 14 29--25 4.412 14--13 2.791 3.062 29 29--26 2.850 4.732 14--15 1.378 29--27 2.202 15--14 1.378 15 30--1 1.101 15--16 2.006 2.695 30 30--25 2.663 2.274 15--22 2.006 30--26 0.785 16--12 4.148 16--15 2.006 16 5.863 16--17 3.610 16--22 1.963
5.3. Tính toán thủy lực mạng lưới giờ dùng nước lớn nhất.
Giờ dùng nước lớn nhất là 18h-19h, với lưu lượng cung cấp cho toàn mạng lưới (Qnguồn) là:
Qnguồn = Qhmax - Qttmax = 196.176 – 91.014 = 105.151 (l/s)
5.3.1. Tính toán thủy lực bằng phương pháp Lobachep.
- Phân bố sơ bộ lưu lượng nước tính toán thỏa phương trình ∑qnút = 0.
Tính toán điển hình cho nút số 1:
Giả sử đoạn 1-2 có lưu lượng là 73.22 l/s
Ta có lưu lượng đoạn 1-23 bằng: Q1-23 = Q - Q nguồn
1-2 - Qnút 1 – Q1-30 = 105.161–73.22–16.96–2.57 = 18.98 (l/s). Trong đó:
Q1-23 : Lưu lượng dọc đường đoạn 1-23, đang cần tính (l/s).
Qnguồn : Lưu lượng giờ dùng nước lớn nhất, cung cấp cho toàn mạng lưới (l/s).
Q1-2 : Lưu lượng dọc đường đoạn 1-2 (l/s).
Q1-30 : Lưu lượng dọc đường đoạn 1-30 (l/s).
Qnút 1 : Lưu lượng nước cung cấp cho nút số 1 (l/s).
- Dựa vào lưu lượng đã phân bố sơ bộ, tra bảng để xác định đường kính theo vận tốc kinh tế trung bình. Đường kính Vận tốc kinh tế Đường kính Vận tốc kinh tế ống (mm) (m/s) ống (mm) (m/s) 100 0.15-0.86 350 0.47-1.58 150 0.28-1.15 400 0.50-1.78 200 0.38-1.15 450 0.60-1.94 250 0.38-1.48 500 0.70-2.10 300 0.41-1.52 ≥600 0.95-2.60 Cách thử vận tốc:
v1-23 = Q1-23 / D1-23 = 18.98 / 150 / 1000 = 1.07 (m/s). Trong đó:
v1-23 : vận tốc tính toán của đoạn ống 1-23 (m/s).
Q1-23 : lưu lượng tính toán sơ bộ của đoạn 1-23 (l/s).
D1-23 : đường kính giả sử để tính vận tốc tính toán (mm).
Đối với đường kính 150mm, vận tốc v1-23 = 1.07 m/s thỏa vận tốc kinh tế trung bình.
Tính toán tương tự đối với các đoạn ống còn lại ta sẽ tìm được đường kính phù hợp. Ta
có bảng tổng hợp như sau:
Bảng phân bố sơ bộ lưu lượng dọc đường để tính toán (có cháy) Tên Chiều dài Lưu lượng Đường kính ống Vận tốc tính ống (m) (l/s) chọn toán (m/s) 1 - 2 24 73.22 250.00 1.49 2 - 3 296 45.12 250.00 1.02 3 - 4 319 29.42 200.00 1.32 4 - 5 194 13.70 150.00 1.08 5 - 6 631 4.30 100.00 0.35 6 - 7 235 1.46 100.00 0.30 7 - 8 300 1.69 100.00 0.39 8 - 9 154 5.80 150.00 0.33 9 - 10 366 8.42 150.00 0.45 10 - 11 239 3.79 150.00 0.44 6 - 11 212 2.59 100.00 0.24 11 --19 233 4.42 100.00 0.44 12 - 13 182 15.26 150.00 1.06 3 - 13 240 13.36 150.00 0.89 13 - 14 327 5.09 100.00 0.80 14 - 15 323 17.06 150.00 1.31 15 - 22 470 2.99 150.00 0.40 15 – 16 235 11.38 150.00 0.64 16 - 17 423 5.26 150.00 0.30 17 - 18 457 1.52 100.00 0.19 18 - 19 260 0.49 100.00 0.06 19 - 20 520 0.80 100.00 0.10 20 - 21 464 1.24 100.00 0.16 21 - 22 424 1.8 100.00 0.23 5 - 7 244 5.63 150.00 0.32 7 - 10 193 1.63 100.00 0.21 10 - 18 252 1.78 100.00 0.23 18 - 20 240 1.08 100.00 0.14 4 - 8 220 12.88 150.00 0.73 9 - 17 334 3.44 150.00 0.19 17 - 21 160 2.02 100.00 0.26 12 - 16 486 1.44 100.00 0.18 16 - 22 230 1.70 100.00 0.22 1 - 23 298 19.19 200.00 0.61 23 - 24 181 10.55 150.00 0.60 24 - 28 810 2.75 100.00 0.35 30 - 25 312 7.83 150.00 0.44 25 - 28 580 3.54 100.00 0.45 27 - 28 198 1.56 100.00 0.20 27 - 29 516 1.16 100.00 0.15 29 - 26 668 3.53 100.00 0.45 30 - 26 184 6.65 150.00 0.38 1 - 30 258 16.76 200.00 0.53 24 - 24a 210 100.00 26 - 26a 306 100.00 27 - 27a 280 100.00 2 - 14 458 25.21 200.00 0.59 9 - 12 254 8.28 150.00 0.52 23 - 25 258 6.52 150.00 0.37 1.4.
Tính toán mạng lưới cấp nước cho giờ dùng nước lớn nhất có cháy xảy ra
Theo TCVN 2622-1995 với dân số 33738 người, nhà xây hỗn hợp, các loại tầng không
phụ thuộc vào bậc chịu lửa thì số đám cháy xảy ra 1 đám cháy, mỗi đám cháy là 15 (l/s)
vậy lưu lượng nước chữa cháy cấp vào mạng lưới là 15 (l/s) cho khu quy hoạch.
Trên sơ đồ tính toán thủy lực sẽ có điểm lấy nước tập trung chữa cháy bất lợi về mặt thủy lực tại nút 29.
∑ h1-23-24-28-29 = 1.06+1.39+2.09+2.59=7.13 (m).
Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước trong trường hợp có cháy xảy ra trên cơ sở giữ
nguyên đường kính của ống giống như trường hợp không có cháy xảy ra, ta chỉ cần kiểm
tra vận tốc, lưu lượng của các đoạn ống và kiểm tra điều kiện tổn thất áp lực của vòng
như trường hợp không cháy.
Đảm bảo vận tốc nước chảy trong ống có v≤2.5÷3m/s (vận tốc gây phá hủy ống).
Phân bố sơ bộ lưu lượng:
Trong giờ dùng nước lớn nhất có cháy, thì lưu lượng đầu vào ta phải tính thêm lưu lượng
nước dùng cho chữa cháy là 15(l/s) vào Q tổng của khu, lúc này:
Qvào= 105.161+15 = 120.161 (l/s).