Đề cương ôn tập mạng lưới cấp nước học kỳ II – 2013

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC HỌC KỲ II – 2013 Chương I: Tổng quan về hệ thống cấp nước Định nghĩa: là tổ hợp những công trình nhằm thu nước, xử lý nước, điều hòa dự trữ nước và vận chuyển nước đến nơi tiêu thụ. Hệ thống vận chuyển nước : - Hệ thống vận chuyển nước thô: vận chuyển nước từ công trình thu đến trạm lý. - Hệ thống vận chuyển nước sạch: vận chuyển nước từ trạm xử lý đến bể chứa nước sạch. - Mạng lưới phân phối nước: vận chuyển nước từ bể chứa nước sạch đến đối tượng tiêu thụ. 2.Phân loại hệ thống cấp nước Theo đối tượng phục vụ: - Cấp nước dân cư: bao gồm cấp nước cho các thành phố, thị xã, thị trấn nông thôn. - Cấp nước công nghiệp: bao gồm hệ thống cấp nước cho các nhà máy, xí nghiệp, khu chế xuất. - Cấp nước nông nghiệp: bao gồm hệ thống cấp nước cho chăn nuôi, tiểu thủ công nghiệp Theo chức năng phục vụ: - Hệ thống cấp nước ăn uống, sinh hoạt. - Hệ thống cấp nước sản xuất. - Hệ thống cấp nước chữa cháy. - Hệ thống cấp nước tưới cây, rửa đường. Theo phương pháp sử dụng: - Hệ thống cấp nước chảy thẳng. - Hệ thống cấp nước tuần hoàn. - Hệ thống cấp nước dùng lại. Các hạng mục cơ bản trong hệ thống cấp nước Công trình thu: + Công trình thu nước mặt + Công trinh thu nước ngầm Trạm bơm cấp nước: + Trạm bơm cấp I + Trạm bơm cấp II Trạm xử lý nước. Công trình điều hòa và dự trữ nước . Mạng lưới đường ống: + Tuyến ống cấp I + Tuyến ống cấp II + Tuyến ống cấp III Công trình thu nước mặt - Chức năng: + Giữ lại các tạp chất kích thước lớn có trong nước thô bằng song hoặc lưới chắn rác. + Lấy nước. - Thiết kế công trình thu căn cứ vào Công suất thiết kế Mức độ tin cậy Thủy văn của nguồn nước Yêu cầu của cơ quan quản lý nguồn nước. Công trình thu nước mặt Công trình thu nước nổi và di động Công trình thu nước xa bờ ( công trình kết hợp ) Công trình thu nước gần bờ ( công trình phân ly ) Vị trí đặt Thượng nguồn khu dân cư, công nghiệp Nơi có bờ sông và lòng sông ổn định Đủ độ sâu, địa chất công trình tốt Gần nơi tiêu thụ, gần nguồn cung cấp điện Đặt ở bờ lõm, 2/3 hình cung về phía hạ lưu Công trình thu nước ngầm - Nước ngầm có chất lượng tốt hơn nước mặt nhưng chi phí thăm dò khảo sát và khai thác cao. - Các công trình thu nước ngầm phổ biến như sau: + Đường hầm ngang khai thác. + Giếng khơi. + Giếng khoan + Hồ thu nước mạch. So sánh sự giống và khác nhau giữa đài nước và bể chứa So sánh Đài nước Bể chứa Giống nhau Điều hòa lưu lượng nước ( nước đến và đi ) Khác nhau Vị trí xây dựng Nằm sau trạm bơm cấp II Nằm trước trạm bơm cấp II Vị trí so với mặt đất Thường nằm trên cao Thường nằm dưới đất Chức năng Điều hòa lưu lượng và điều hòa áp suất Điều hòa lưu lượng So sánh chất lượng nước mặt và chất lượng nước ngầm So sánh Nước mặt Nước ngầm Chất rắn lơ lửng ( SS ) Cao Thấp Độ cứng, Fe, Mn Thấp Cao ( hầu như bị nhiễm phèn) Khí CO2 hòa tan, H2S Không Có Khí O2 hòa tan Nhiều ( do tiếp xúc với không khí) Không pH Trung tính Acid Điểm khác nhau giữa mạng lưới cấp nước và hệ thống cấp nước - Mạng lưới cấp nước là một bộ phận của hệ thống cấp nước, là tập hợp các loại đường ống với các kích thước khác nhau , làm nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nước đến các điểm dùng nước trong phạm vi thiết kế. ( vận chuyển nước từ nơi xử lý đến nơi tiêu thụ ) - Hệ thống cấp nước bao gồm mạng lưới cấp nước. Chương II: Quy hoạch mạng lưới cấp nước Quy hoạch cơ bản hệ thống cấp nước Khi xây dựng mới hệ thống cấp nước, mở rộng hệ thống sẵn có, quy hoạch cần được thực hiện trước khi thiết kế và thi công công trình. Nội dung quy hoạch bao gồm xác định: - Mức độ cấp nước: cấp/ loại nhà ( trang thiết bị vệ sinh, vòi công cộng, tưới cây) - Quy mô công trình: diện tích phục vụ, năm thiết kế, lượng nước cung cấp - Nguồn nước: loại nguồn nước, công trình thu, số lượng công trình thu. - Quy hoạch công trình: mặt bằng, kết cấu công trình, tính toán thủy lực, khai toán công trình. Khảo sát cơ bản: - Nghiên cứu điều kiện kinh tế - xã hội của người dân. - Số liệu cơ bản cần cho đánh giá lượng nước cấp. - Các nguồn nước có sẵn trong vùng quy hoạch. - Quy hoạch phát triển tổng thể quốc gia và các dự án cấp nước khác Nếu lượng nước phục vụ > công suất khai thác của nguồn nước sẵn có: - Giảm diện tích phục vụ. - Các biện pháp thay thế khác + Mở rộng, tăng cường nguồn nước khác. + Chống rò rỉ + Kiểm soát nhu cầu dùng nước + Sử dụng lại nước thải. + Thay đổi lại nguồn nước khác cho đối tượng phục vụ khác ( công nghiệp, nông nghiệp ) Các số liệu cơ bản thiết kế mạng lưới cấp nước - Bản đồ tự nhiên khu vực: các địa danh, kênh rạch, đường cao độ, tuyến dân cư, tuyến giao thông, vị trí cơ sở hạ tầng khác: trạm điện, bến tàu - Số liệu về khí tượng: nhiệt độ, mưa nắng, bốc hơi, các ghi nhận các yếu tố khí hậu bất thường. - Số liệu về thủy văn nước mặt và thủy văn nước ngầm: hệ thống sông rạch. Kênh mương, ao hồ, nước ngầm, diễn biến của động thái nước và chất lượng nước theo mùa, tình hình ngập lụt và hạn hán qua những năm qua . - Các dịch bệnh: đã xảy ra trong những năm gần đây . - Bản vẽ mặt cắt ngang đường ống . - Quy mô dân số khu vực :số dân hiện tại, tỷ lệ gia tăng dân số và các biến động cơ học về số dân. - Tình hình kinh tế - xã hội: sự hình thành các cơ sở sản xuất, nhà máy, trại chăn nuôi Thu nhập của người dân trong vùng, thói quen, tập quán, thói quen sử dụng nước . - Hiện trạng cấp nước khu vực: các công trình cấp nước đã có, hiệu quả sử dụng, thời gian không vận hành, tình trạng hao hụt, tổn thất, nêu lý do - Các dự án cấp nước chưa được thực hiện : nguyên nhân các trở ngại. Quy hoạch và thiết kế mạng lưới cấp nước Vạch tuyến mạng lưới cấp nước bố trí trên mặt phẳng Lập sơ đồ phân phối lưu lượng cho mạng lưới. Xác định lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống. Tính toán thủy lực cho mạng lưới. - Tuyến ống cấp I: truyền dẫn và điều hòa áp lực vì có tổn thất áp lực nhỏ, độ chênh lệch áp ở đầu và cuối tuyến ống ít, tuyến cấp I có d ≥ 300 mm và có thể hơn. - Tuyến ống cấp II: dẫn và phân phối nước cho từng khu trong mạng, tuyến ống cấp II có d = 150 – 250mm. Không được phép đầu nối trong các tuyến ống lấy nước vào nhà từ các tuyến ống cấp I và cấp II. - Tuyến ống cấp III: mạng dịch vụ là mạng cụt dạng nhánh cây gồm các tuyến có d ≤ 150 mm. Tính toán thiết kế cho các công trình trên mạng lưới cấp nước. Bố trí đường ống cấp nước trên mặt cắt đường phố. Thiết lập mặt cắt dọc của tuyến ống thiết kế. Niên hạn thiết kế Thời gian sử dụng công trình quyết định công suất hệ thống cấp nước. Cơ sở xác định niên hạn thiết kế - Tỷ lệ gia tăng dân số và nhu cầu dùng nước trong tương lai - Mức độ khai thác nguồn nước - Lợi tức ngân hàng - Thời gian phục vụ trang thiết bị công trình - Khả năng mở rộng công trình - Phù hợp với quy hoạch phát triển tổng thể Tiêu chuẩn dùng nước Lượng nước tiêu thụ trung bình của một người trong một ngày đêm hay tiêu thụ cho một đơn vị sản phẩm ( l/người.ngđ hoặc m3/tấn sp.ngđ ) Thông số cơ bản đẻ xác định quy mô, công suất Loại tiêu chuẩn dùng nước - Sinh hoạt - Tưới đường - Sản xuất - Chữa cháy Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt - Khi không có số liệu về mật độ dân cư và phân loại theo mức độ tiện nghi. - Khi có số liệu về cấp nhà, số tầng. Tiêu chuẩn dùng nước cho sản xuất công nghiệp - Dựa theo tài liệu thiết kế đã có/ so sánh các điều kiện sẵn có sản xuất tương tự. Nếu không có số liệu cụ thể: + Đối với công nghiệp sản xuất rượu bia, sữa, đồ hộp, chế biến thực phẩm, giấy, dệt : 45 m3/ ha/ ngày + Đối với các ngành công nghiệp khác: 22 m3/ ha/ ngày Mạng lưới cấp nước Có 3 dạng đường ống: + Mạng lưới phân nhánh ( mạng lưới cụt ) + Mạng lưới vòng + Mạng lưới hỗn hợp Mạng lưới cụt: cấp nước theo một hướng Ưu điểm: - Dễ tính toán - Tổng chiều dài toàn mạng lưới ngắn kinh phí đầu tư ít Nhược điểm: - Không đảm bảo an toàn cung cấp nước khi xảy ra sự cố trên đường ống. Ứng dụng: cho thành phố nhỏ, thị xã,thị trấn không có công nghiệp hoặc chỉ có đối tượng tiêu thụ không có yêu cầu cấp nước liên tục. Mạng lưới vòng: là mạng đường ống khép kín mà mọi điểm được cấp nước từ hai hay nhiều hướng. Ưu điểm: - Đảm bảo an toàn cấp nước - Giảm hiện tượng va thủy lực ( hiện tượng áp lực quá cao trong đường ống gây nên vỡ đường ống ) Nhược điểm: - Do không xác định được chiều nước chảy nên khó tính toán thiết kế. - Tổng chiều dài mạng lưới đường ống lớn chi phí đầu twvaf chi phí quản lý mạng lưới cao. Mạng lưới hỗn hợp: mạng vòng để dẫn nước và cung cấp cho những đối tượng tiêu thụ quan trọng và mạng cụt phân phối nước cho các điểm ít quan trọng hơn. Ưu điểm: - Phù hợp với cải tạo đô thị - Phổ biến sử dụng cho nhiều đối tượng. Nhược điểm: - Tính toán phức tạp - Quản lý khó khăn. Chương 3: Công trình trong mạng lưới cấp nước Các công trình điều hòa và dự trữ nước - Bể chứa : điều hòa lưu lượng giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II. - Đài nước: công trình điều hòa giữa trạm bơm cấp II và mạng lưới So sánh trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II So sánh Trạm bơm cấp I Trạm bơm cấp II Vị trí Nằm trước trạm xử lý Nằm sau trạm xử lý Chức năng Bơm nước chưa xử lý từ công trình thu lên trạm xử lý Bơm nước từ bể chứa nước sạch vào mạng lưới phân phối hoặc lên đài nước Chế độ làm việc Chế độ làm việc điều hòa Chế độ làm việc không điều hòa vì có lưu lượng thay đổi theo từng giờ sử dụng và được xây dựng bằng phương pháp thống kê, biểu đồ tích lũy nước, biểu đồ bậc thang Đường ống cấp nước Các hệ thống đường ống cấp nước: Đường ống không áp - Sử dụng trọng lực để hoạt động , nếu được vận chuyển bằng tự chảy từ các điểm có độ cao hơn đến các điểm tiêu thụ. - Đặc điểm của hệ thống + Không cần động cơ hay bất kỳ năng lượng nào khác. + Lợi ích về mặt kinh tế do đầu tư ban đầu cho thiết bị nhỏ, quản lý vận hành đơn giản. + Được sử dụng ở những nơi có địa hình thuận lợi có độ dốc cao Đường ống có áp Khi điểm bắt đầu có độ cao không đủ để tạo áp lực do trọng lực dùng bơm để vận chuyển nước đến các điểm cần cung cấp. Đặc điểm của hệ thống - Dễ dàng quản lý áp lực nước trong đường ống. - Hệ thống bị ảnh hưởng bởi điều kiện địa hình. Yêu cầu đối với đường ống cấp nước: - Phải bền chắc, có khả năng chống lại các tác động cơ học cả ở bên trong và bên ngoài. - Mối nối phải đảm bảo kín thít, không rò rỉ. - Thành trong của ống phải nhẵn, tổn thất áp lực do ma sát khi nước chuyển động là ít nhất. - Không bị ăn mòn hóa học và điện hóa. - Chống thấm. - Có khả công nghiệp hóa trong quá trình sản xuất. - Có thời gian sử dụng lâu dài. - Rẻ tiền. Yêu cầu về hình dạng mặt cắt ngang ống: - Hình dạng mặt cắt ngang ống phải thõa mãn các yêu cầu sau: + Về cơ học: chịu được tác dụng cơ học lớn + Về thủy lực: bán kính thủy lực lớn + Về sản xuất: dễ sản xuất + Về thi công: thuận lợi + Về vận chuyển: dễ dàng và an toàn. + Về quản lý: dễ dàng nạo vét, sửa chữa và thay thế. Một số loại ống dẫn - Ống nhựa: PE, PPR, PVC - Ống gang - Ống thép - Ống bê tông cốt thép Các công trình khác Khóa : dùng để đóng mở nước trong từng đoạn ống để sữa chữa thau rửa, để đổi chiều dòng nước, điều chỉnh lưu lượng nước phân phối. - Khóa thường đặt ở các nút của mạng lưới. Van: có 2 loại cơ bản - Van khóa: dùng để đóng một phần hay toàn bộ dòng chảy ( van cầu, van cổng, van chốt, van bướm ) - Van một chiều: chỉ cho phép nước chảy theo một chiều nhất định. Các loại van đặc biệt - Van an toàn. - Van giảm áp. -Van điều khiển từ xa. Giếng thăm: - Xây dựng tại những nơi đường ống giao nhau, để bố trí van khóa, côn cút, họng chữa cháy dùng để kiểm tra, sửa chữa, quản lý và vận hành mạng lưới. - Kích thước giếng phụ thuộc vào kích thước và số lượng các thiết bị phụ tùng sẽ bố trí ở trong giếng và các thao tác cần thiết. - Chiều sâu của giếng phụ thuộc vào chiều sâu đặt ống. - Mặt bằng có thể tròn, vuông, hình chữ nhật. - Có thể xây bằng gạch, bê tông, các vòng bê tông đúc sẵn, bê tông cốt thép, nắp đậy bằng gang hoặc bê tông cốt thép. - Khi xây dựng giếng ở chỗ mực nước ngầm cao thì có biện pháp chống thấm cho giếng bằng cách trát vữa chống thấm cho đáy và ngoài thành. Gối tựa: - Dùng để khắc phục lực xung kích gây ra khi nước đổi chiều chuyển động, đặt ở những đoạn ống uốn cong, chỗ ngoặt, cuối ống cụt. - Trọng lượng bản thân của thiết bị cũng có thể làm cho ống bị chuyển vị trí phải đặt gối tựa. - Gối tựa có thể làm bằng gạch, bê tông hoặc bê tông đá hộc. - Có thể đặt trong giếng thăm hoặc trực tiếp trên đất. Chi tiết hóa mạng lưới - Thể hiện được biện pháp nối ống, các phụ tùng và thiết bị lắp đặt, khai thác và quản lý mạng lưới. - Bản vẽ chi tiết hóa thường là bản vẽ thi công trên đó có ghi rõ chiều dài, đường kính ống, các thiết bị, phụ tùng, cách nối chúng với nhau, ghi rõ số hiệu giếng, số hiệu thiết bị phụ tùng từ đó xác định kích thước giếng thăm. Chương 4: Quản lý mạng lưới cấp nước Bảo trì các công trình trên mạng lưới cấp nước - Sửa chữa mạng lưới: bao gồm sửa chữa định kỳ và đột xuất để duy trì hiệu suất làm việc của toàn hệ thống và chống tổn thất năng lượng, nhiên liệu, hóa chất và giảm thất thoát lượng nước cấp. - Tẩy rửa, khử trùng đường ống: nhằm bảo đảm vệ sinh hệ thống, không để nguồn cấp nước không bị tái nhiễm khuẩn, nhiễm trùng. - Chống thất thoát nước: do thất thoát cơ học từ trạm xử lý, nứt vỡ từ mạng lưới đường ống, sự rò rỉ ở các mối nối, kiểm tra các điểm, đồng hồ đo nước có còn chính xác theo thời gian hay không. - Việc đào tạo công nhân cấp nước: công nhân ngành cấp nước có kỹ năng và kiến thức sẽ giúp công việc quản lý hiệu quả hơn. Chống thất thoát trên mạng lưới cấp nước Các biện pháp quản lý để giảm thất thoát - Kiểm soát thất thoát - Phát hiện rò rỉ - Sửa chữa rò rỉ - Sử dụng hệ thống ghi thu hóa đơn - Đồng hồ đo lưu lượng và đồng hồ đo nước - Đào tạo - Xây dựng mô hình quản lý khách hàng. - Nâng cao dân trí và tăng cường hiệu quả pháp luật. Chống thất thoát nước - Trong thiết kế và xây dựng hệ thống phải tuân thủ chặt chẽ các quy định về vật liệu xây dựng và chất lượng thi công công trình. - Có kế hoạch kiểm tra mạng lưới cấp nước chặt chẽ. Phải có biển báo các nguy hại có thể ảnh hưởng đến công trình và đường ống, nhất là các khu vực có chấn động như: cầu vượt, động cơ, máy móc. - Kiểm tra thường xuyên mạng lưới đường ống. Khi phát hiện dấu hiệu thất thoát phải nhanh chóng bịt kín các vết nứt công trình, chỗ rò rỉ, mối nối. Nếu cần thiết phải thay thế.