Tìm hiểu thiết kế hệ thống cấp nước

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NƯỚC A.XÁC ĐỊNH LƯU LỰỢNG THIẾT KẾ 2.1.Diện tích và dân số các tiểu khu Dựa vào sự đo đạc và tính toán ta có diện tích thực và số dân cư của từng tiểu khu theo bảng sau Bảng 2.1. Diện tích và dân số của các tiểu khu Khu Kí hiệu Diện tích Mật độ XD Mật độ DS Dân số ha ng/ha người NP D1 0,84 0,8 296,429 249 NP D2 0,74 0,8 295,946 219 NP D3 1,14 0,8 295,614 337 NP D4 0,43 0,8 295,349 127 NP D5 1,14 0,8 295,614 337 NP D6 0,44 0,8 295,455 130 NP D7 0,73 0,8 295,890 216 NP D8 0,8 0,8 296,250 237 NP D9 0,63 0,8 295,238 186 NP D10 0,65 0,8 295,385 192 NP D11 0,5 0,8 296,000 148 NP D12 0,69 0,8 295,652 204 NP D13 0,58 0,8 296,552 172 NP D14 0,57 0,8 296,491 169 NP D15 0,22 0,8 295,455 65 NP D16 0,57 0,8 296,491 169 NP D17 0,56 0,8 296,429 166 NP D18 0,63 0,7 258,730 163 NP D19 0,68 0,7 258,824 176 NP D20 0,88 0,8 295,455 260 NP D21 0,46 0,8 295,652 136 NP D22 0,45 0,8 295,556 133 NP D23 0,22 0,8 295,455 65 Kí hiệu “XD” : Xây dựng , “NP” : Nhà phố, “CC” : Chung cư “DS” : Dân số , “BTHU” : Biệt thự, “CCCC” : Chung cư cao cấp Khu Kí hiệu Diện tích Mật độ XD Mật độ DS Dân số ha ng/ha người NP D24 0,45 0,8 295,556 133 NP D25 0,46 0,8 295,652 136 NP D26 1,11 0,8 296,396 329 NP D27 0,41 0,8 295,122 121 NP D28 0,4 0,8 295,000 118 NP D29 0,41 0,8 295,122 121 NP D30 0,4 0,8 295,000 118 NP D31 1,22 0,8 295,902 361 NP D32 0,14 0,8 292,857 41 NP D33 0,59 0,8 296,610 175 NP D34 0,48 0,8 295,833 142 BTHU B1 1,15 0,5 370,435 426 BTHU B2 0,91 0,5 370,330 337 BTHU B3 0,27 0,5 370,370 100 BTHU B4 0,32 0,5 368,750 118 BTHU B5 2,2 0,5 234,545 516 CC 9T 8 0,47 0,4 444,681 209 CC 9T 9 2,2 0,4 444,091 977 CCCC 11 0,89 0,4 443,820 395 CCCC 12 1,13 0,4 444,248 502 CCCC12T 13 1,07 0,4 443,925 475 2.2.Tính toán lưu lượng nước tiêu thụ của khu vực 2.2.1. Tiêu chuẩn dùng nước Tiêu chuẩn dùng nước là lượng nước trung bình tính cho một đơn vị tiêu thụ nước trong một đơn vị thời gian (ngày đêm) hay cho một đơn vị sản phẩm (lít/người, lít/đơn vị sản phẩm). Đây là thông số cơ bản khi thiết kế hệ thống cấp nước, dùng để xác định quy mô hay công suất cấp nước cho khu vực. Các tiêu chuẩn dùng nước để tính toán cấp nước trong khu dự án được tra theo TCCN 33-2006. _ Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu sinh hoạt của khu dân cư :Tiêu chuẩn dùng nước cho nhu cầu sinh hoạt của khu dân cư xác định theo mức độ trang thiết bị vệ sinh cho các khu nhà . - Khu nhà phố : Có hệ thống cấp thoát nước , dụng cụ vệ sinh và thiết bị tắm nước nóng cục bộ , chọn qnp = 200 lít/người.ngàyđêm. - Khu chung cư : Có hệ thống cấp thoát nước , dụng cụ vệ sinh và thiết bị tắm thông thường , chọn qcc = 180 lít/người.ngàyđêm. - Khu biệt thự : Có hệ thống cấp thoát nước , dụng cụ vệ sinh và thiết bị tắm nước nóng cục bộ , chọn qbt = 250 lít/người.ngàyđêm. _ Tiêu chuẩn dùng nước cho bệnh viện : qbv = 250 lít/người.ngàyđêm. _ Tiêu chuẩn dùng nước cho trường học : qth = 20 lít/họcsinh.ngàyđêm. _ Tiêu chuẩn dùng nước cho trung tâm thương mại, qtm = 12 lít/m2.ngàyđêm _ Tiêu chuẩn dùng nước cho khu hành chính văn phòng : qhc = 10 lít/m2.ngàyđêm. _ Tiêu chuẩn nước tưới rửa đường : qtd = 1 lít/m2.lần tưới. _ Tiêu chuẩn nước tưới cây xanh, công viên : tiêu chuẩn này phụ thuộc vào cách tưới, loại cây và các điều kiện địa phương khác: qcv = 4 lít/m2.lần tưới. _Tiêu chuẩn dùng nước cho chữa cháy : Tiêu chuẩn này phụ thuộc vào quy mô dân số của khu vực, số tầng cao, bậc chịu lửa và mạng lưới đường ống chữa cháy. Tiêu chuẩn dùng cho chữa cháy để tính toán cho khu dự án : qcc = 15 lít/s . 2.2.2.Tính toán lượng nước tiêu thụ Lượng nước tiêu thụ cho khu dân cư Tân An bao gồm các lượng nước dùng cho nhu cầu sử dụng của các khu cơ quan hành chính, trung tâm thương mại, trường học, nhà phố, chung cư , biệt thự, công viên và tưới đường. a . Lưu lượng nước sinh hoạt cho khu dân cư Lưu lượng sinh hoạt cho khu dân cư bao gồm lượng nước sử dụng cho nhà phố, chung cư, biệt thự, được tính theo công thức sau : (m3/ngđ) với : - Qmax,ngàyđêm : lưu lượng lớn nhất ngày đêm. - Kng : hệ số không điều hòa ngày đêm , chọn Kng =1,4. - N : dân số tính toán. - qsh : tiêu chuẩn dùng nước : qchungcư = 180l/ng.ngđ , qnhàphố = 200l/ng.ngđ , qbiệtthự = 250l/ng.ngđ . - Lượng nước dùng cho nhu cầu sinh hoạt được thay đổi theo từng giờ trong cả ngày đêm, được biểu thị bằng hệ số dùng nước không điều hòa giờ Khmax . Theo đề bài, chọn Khmax = 1.3. Bảng 2.2. Lượng nước cho nhu cầu sinh hoạt của khu dân cư Khu Kí hiệu Diện tích Dân số q(th) Q Q Q ha ng l/ng.nđ m3/ngđ m3/h l/s NP D1 0,84 249 200 64,74 2,698 0,749 NP D2 0,74 219 200 56,94 2,373 0,659 NP D3 1,14 337 200 87,62 3,651 1,014 NP D4 0,43 127 200 33,02 1,376 0,382 NP D5 1,14 337 200 87,62 3,651 1,014 NP D6 0,44 130 200 33,8 1,408 0,391 NP D7 0,73 216 200 56,16 2,340 0,650 NP D8 0,8 237 200 61,62 2,568 0,713 NP D9 0,63 186 200 48,36 2,015 0,560 NP D10 0,65 192 200 49,92 2,080 0,578 NP D11 0,5 148 200 38,48 1,603 0,445 NP D12 0,69 204 200 53,04 2,210 0,614 NP D13 0,58 172 200 44,72 1,863 0,518 NP D14 0,57 169 200 43,94 1,831 0,509 NP D15 0,22 65 200 16,9 0,704 0,196 NP D16 0,57 169 200 43,94 1,831 0,509 NP D17 0,56 166 200 43,16 1,798 0,500 NP D18 0,63 163 200 42,38 1,766 0,491 NP D19 0,68 176 200 45,76 1,907 0,530 NP D20 0,88 260 200 67,6 2,817 0,782 NP D21 0,46 136 200 35,36 1,473 0,409 NP D22 0,45 133 200 34,58 1,441 0,400 NP D23 0,22 65 200 16,9 0,704 0,196 Tổng 14.55 4256 4600 1106.56 46.11 12.81 Khu Kí hiệu Diện tích Dân số q(t/c) Q Q Q ha ng l/ng.nđ m3/ngđ m3/h l/s NP D24 0,45 133 200 34,58 1,441 0,400 NP D25 0,46 136 200 35,36 1,473 0,409 NP D26 1,11 329 200 85,54 3,564 0,990 NP D27 0,41 121 200 31,46 1,311 0,364 NP D28 0,4 118 200 30,68 1,278 0,355 NP D29 0,41 121 200 31,46 1,311 0,364 NP D30 0,4 118 200 30,68 1,278 0,355 NP D31 1,22 361 200 93,86 3,911 1,086 NP D32 0,14 41 200 10,66 0,444 0,123 NP D33 0,59 175 200 45,5 1,896 0,527 NP D34 0,48 142 200 36,92 1,538 0,427 BTHU B1 1,15 426 250 138,45 5,769 1,602 BTHU B2 0,91 337 250 109,525 4,564 1,268 BTHU B3 0,27 100 250 32,5 1,354 0,376 BTHU B4 0,32 118 250 38,35 1,598 0,444 BTHU B5 2,2 516 250 167,7 6,988 1,941 CC 9T 8 0,47 209 180 48,906 2,038 0,566 CC 9T 9 2,2 977 180 228,618 9,526 2,646 CCCC 11 0,89 395 180 92,43 3,851 1,070 CCCC 12 1,13 502 180 117,468 4,895 1,360 CCCC 12T 13 1,07 475 180 111,15 4,631 1,286 Tổng 14.66 4953 3990 1341.9 55.92 15.54 b . Lưu lượng nước sinh hoạt cho khu cơ quan hành chính, trung tâm thương mại (m3/ngđ) với : - Q : lưu lượng nước sử dụng trong một ngày đêm. - F : diện tích khu ( ha). - qt : tiêu chuẩn nước cho khu thương mại, hành chính , qtm = 12lít/m2.ngđ, qcqhc=10 lít/m2.ngđ - Lượng nước sử dụng cho cơ quan hành chính được phân bổ sử dụng đều trong 10giờ ( từ 7 giờ sáng đến 5 giờ chiều ). - Lượng nước sử dụng cho trung tâm thương mại được phân bổ sử dụng đều trong 14giờ ( từ 8 giờ sáng đến 10 giờ tối ). Bảng 2.3. Lượng nước cho nhu cầu sử dụng của khu hành chính cơ quan & trung tâm thương mại Khu Kí hiệu Diện tích Mật độ XD q(t/c) Q Q Q ha l/m2.ngđ m3/ngđ m3/h l/s NVHÓA 1 1,11 0,4 10 111 11,1 3,083 UBPHƯỜNG 2 0,5 0,4 10 50 5 1,389 THƯ VỊÊN 3 0,54 0,4 10 54 5,4 1,500 TRẠM Y TẾ 7 0,51 0,3 10 51 5,1 1,417 NHHÀNGBS 10 0,31 0,4 10 31 3,1 0,861 CFÊ BSÔNG 15 0,3 0,5 10 30 3 0,833 TTTM 11 0,89 0,4 12 106,8 7,629 2,119 TTTM 12 1,13 0,4 12 135,6 9,686 2,690 Tổng 5,29 3,2 84 569,4 50,015 13,893 Giải thích kí hiệu NVHÓA : Nhà văn hoá UBPHƯỜNG : Uỷ ban phường NHHÀNGBS : Nhà hàng bờ sông CFÊ BSÔNG : Cà phê bờ sông TTTM : Trung tâm thương mại c . Lưu lượng nước sinh hoạt cho trường học, bệnh viện (m3/ngđ) Với : - Qngd : lưu lượng nước sử dụng trong một ngày đêm. - qsh : tiêu chuẩn nước cho bệnh viện và trường học , qbv = 250lít/người.ngđ , qtrườnghọc = 20lít/họcsinh.ngđ. - N : số giường của bệnh viện hay số học sinh . - Theo quy hoạch, trường học có 700 học sinh-diện tích cây xanh chiếm từ 40-50% diện tích trường học. - Chỉ có trạm xá nhỏ nên xem như cơ quan hành chính để tính toán. - Lượng nước sử dụng cho bệnh viện được phân bổ sử dụng theo hệ số pattern bệnh viện. - Lượng nước sử dụng cho trường học được phân bổ sử dụng đều trong 12giờ ( từ 6h sáng đến 6h chiều). Bảng 2.4. Lượng nước cho nhu cầu sử dụng của bệnh viện & trường học Khu Kí hiệu Diện tích Mật độ XD q(t/c) Sốhọc sinh Q Q Q ha l/m2.ngđ m3/ngđ m3/h l/s Trường học 5 1,14 0,4 20 500 10 0,833 0,231 Trường học 6 0,59 0,4 20 200 4 0,333 0,093 Tổng 1,73 0,8 40 700 14 1,167 0,324 d . Lưu lượng nước tưới đường, công viên Chọn thời điểm tưới cây và rữa đường sao cho không trùng vào giờ cao điểm đi làm, học tập…của người dân. (m3/ngđ) với : - Qngd : lưu lượng nước tưới đường và công viên trong một ngày đêm. - qt : tiêu chuẩn nước tưới đường và công viên, qtđ = 1lít/m2.ngđ , qcv = 4lít/m2.ngđ. - F : diện tích (ha). - Lượng nước tuới đường được phân bổ đều trong 6h ( từ 7h tối – 12 h tối). - Lượng nước tuới công viên được phân bổ đều trong 6h ( từ 5h sáng – 7 h sáng, từ 3h chiều – 5h chiều). Bảng 2.5. Lượng nước cho tưới công viên & tưới đường Khu S(ha) q(l/m2.ngd) Q(m3/ngd) Q Q m3/h l/s công viên1 1,7 4 68 11,333 3,148 công viên2 1,17 4 46,8 7,8 2,1667 công viên3 0,36 4 14,4 2,4 0,667 công viên4 0,6 4 24 4 1,112 công viên5 0,6 4 24 4 1,112 công viên6 0,6 4 24 4 1,112 công viên7 0,692 4 27,68 4,613 1,282 công viên8 0,3 4 12 2 0,556 cây cỏ 3,284 4 131,36 21,893 6,082 Tổâng CV 9,306 36 372,24 62,04 17,233 Tổng đường 11,09 1 110,9 18,483 5,134 Tổng cộng 483,14 80,523 22,368 e . Lưu lượng nước chữa cháy Qcc =n ´ qcc =1 ´ 15 = 15 lít/s = 54m3/h Trong đó : n : số đám cháy đồng thời xảy ra, do tổng dân số N = 9410 người lấy n = 1. qcc : tiêu chuẩn nước cho chữa cháy, qcc = 15 lít/s Lưu lượng nước chữa cháy không tính vào lượng nước sử dụng trong ngày đêm mà tính vào lượng nước dự trữ trong bể chứa và đài nước. 2.2.3. Thống kê lưu lượng dùng nước cho toàn khu dự án a . Tổng lượng nước sử dụng - Tổng lượng nước sử dụng trong 1 ngày đêm : Qngđ = Qdâncư + Qthươngmai + Qcơquan + Qbệnhviện + Qtrườnghọc + Qtưới = 2448.459 + 242.4 + 327 + 0 + 14 + 483.14 = 3514.999 (m3/ngđ) - Lượng nước rò rỉ : lượng nước rò rỉ lấy bằng 10% lượng nước sử dụng Qrr = 10%.Qngđ = 10%.3514.999 = 351.4999 (m3/ngđ) - Lượng nước sinh hoạt + rò rỉ Q’ =3514.999 + 351.4999 = 3866.499 (m3/ngđ) - Lượng nước dùng cho bản thân trạm bơm : lấy bằng 5% lượng nước sử dụng Qtb = 5%.Qngđ = 5%.3514.999 = 175.75 (m3/ngđ) Tổng lượng nước cần cung cấp trong 1 ngày đêm : Q =Qngđ + Qrr +Qtb =3514.999+351.4999+175.75= 4042.249 (m3/ngđ) b . Hệ số sử dụng nước Hình 2.1 : Biểu đồ tiêu thụ nước của toàn khu Hình 2.2 : Hệ số Pattern(mô phỏng) cho toàn khu Nhận xét : Thông qua biểu đồ dùng nước và hệ số Patter của toàn khu dự án trên ta thấy yêu cầu dùng nước cao bắt đầu từ đầu 6h đến 22h trong ngày. Do đó khi vận hành máy bơm, vào những giờ đầu trong ngày ta chỉ cần cung cấp vào mạng với lưu lượng nhỏ, sau đó tăng dần, rồi vào khoảng từ 6h-22h thì bơm với lưu lượng lớn. Biểu đồ dùng nước cho ta một cái nhìn chung về sự phân bố lượng nước yêu cầu trong ngày, từ đó giúp ta nhận xét và rút ra việc vận hành bơm sao cho hợp lý nhất, kinh tế nhất mà vẫn đảm bảo cấp nước đủ yêu cầu cho hệ thống. Bảng 2.6. Bảng tính hệ số sử dụng nước Giờ Sinh hoạt Cơ Thương Tưới Q Q( tổng %Q(ngđ) Hệ số Kh = 1,3 quan mại Đường CV TH ro ri cộng) Pattern %Q m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h 0-1 3,1 75,902 14,646 90,548 2,342 0,562 1-2 3,2 78,351 14,646 92,997 2,405 0,577 2-3 3,2 78,351 14,646 92,997 2,405 0,577 3-4 3,2 78,351 14,646 92,997 2,405 0,577 4-5 3,2 78,351 14,646 92,997 2,405 0,577 5-6 3,4 83,248 62,04 14,646 159,93 4,136 0,993 6-7 3,8 93,041 62,04 1,167 14,646 170,89 4,42 1,061 7-8 4,6 112,629 32,7 62,04 1,167 14,646 223,18 5,772 1,385 8-9 5,4 132,217 32,7 17,314 1,167 14,646 198,04 5,122 1,229 9-10 5 122,423 32,7 17,314 1,167 14,646 188,25 4,869 1,168 10-11 4,8 117,526 32,7 17,314 1,167 14,646 183,35 4,742 1,138 11-12 4,6 112,629 32,7 17,314 1,167 14,646 178,46 4,615 1,108 12-13 4,5 110,181 32,7 17,314 1,167 14,646 176,01 4,552 1,093 13-14 4,4 107,732 32,7 17,314 1,167 14,646 173,56 4,489 1,077 14-15 4,6 112,629 32,7 17,314 1,167 14,646 178,46 4,615 1,108 15-16 4,6 112,629 32,7 17,314 62,04 1,167 14,646 240,5 6,22 1,493 16-17 4,4 107,732 32,7 17,314 62,04 1,167 14,646 235,6 6,093 1,462 17-18 4,3 105,284 17,314 62,04 1,167 14,646 200,45 5,184 1,244 18-19 4,4 107,732 17,314 18,48 14,646 158,18 4,091 0,982 19-20 4,5 110,181 17,314 18,48 14,646 160,62 4,154 0,997 20-21 4,5 110,181 17,314 18,48 14,646 160,62 4,154 0,997 21-22 4,8 117,526 17,314 18,48 14,646 167,97 4,344 1,043 22-23 3,8 93,041 18,48 14,646 126,17 3,263 0,783 23-24 3,7 90,593 18,48 14,646 123,72 3,2 0,768 Tổng(%) 100 2448,46 327 242,4 110,9 372,2 14 351,5 3866,5 100 24 Bảng 2.7. Bảng thống kê lưu lượng nước sử dụng cho toàn khu Sử dụng Q(ngđ) Số giờ Q(giờ) m3/ngđ sử dụng m3/h Sinh hoạt 2448,459 24 Phụ thuộc Kh Cơ quan hành chính 327 10 32,7 Trung tâm thương mại 242,4 14 17,314 Bệnh viện 0 0 0 Trường học 14 12 1,1667 Công viên 372,24 6 62,04 Đường 110,9 6 18,483 Tổng Q(sd) 3514,999 Nước rò rỉ 351,4999 Tổng mạng lưới 3866,499 Dùng trạm bơm 175,74995 Tổng cung cấp 4042,249 2.3. Xác định sơ bộ chế độ bơm cấp II, thể tích đài nước, thể tích bể chứa 2.3.1. Chế độ bơm - Chế độ bơm của trạm bơm cấp II được lựa chọn sao cho có đường làm việc gần với đường tiêu thụ nước đồng thời thể tích đài nước và bể chứa là nhỏ nhất. - Nếu có nhiều bơm ghép song song thì bước nhảy của các bậc làm việc của trạm bơm phải thõa điều kiện hệ số giảm lưu lượng khi các bơm làm việc đồng thời : 2 bơm làm việc song song : = 0,9 3 bơm làm việc song song : = 0,88 Xét các phương án bơm sau Phương án 1 : bơm 1 cấp Qh = 4,17 % Qngđ Phương án 2 : bơm 2 cấp , 2 bơm giống nhau từ 0 - 5h & 22-24h : Qh = 2,72% Qngđ từ 6 - 21h : Qh = 4,89% Qngđ Phương án 3 : bơm 3 cấp , 3 bơm giống nhau từ 0 – 3h & 22-24h : Qh = 2,1% Qngđ từ 4 – 6h & 19-21h : Qh = 3,8% Qngđ từ 7- 18h : Qh = 5,38% Qngđ Với Qngđ : lượng nước sử dụng trong mạng lưới = Qsửdụng + Qròrỉ = 3514.999 + 351.4999 = 3866.499 (m3/ngđ) 2.3.2. Xác định sơ bộ thể tích đài nước theo các chế độ bơm Thể tích đài nước được xác định theo phương pháp lập bảng : chọn giờ đài cạn hết nước thường xảy ra sau một giai đoạn lấy nước liên tục, nước trong đài xem như cạn và bằng 0. Từ đó ta tính được thể tích đài theo từng giờ, lượng nước trong đài lớn nhất và dung tích điều hòa của đài . - Xác định thể tích đài nước theo chế độ bơm 1 cấp : Bảng 2.8. Bảng tính thể tích đài nước theo chế độ bơm 1 cấp Tiêu thụ Bơm cấp Q vào đài Q ra đài Qcòn Giờ %Qngd %qngd 2,152 0-1 2,342 4,16 1,818 3,970 1-2 2,405 4,16 1,755 5,725 2-3 2,405 4,16 1,755 7,480 3-4 2,405 4,16 1,755 9,234 4-5 2,405 4,16 1,755 10,989 5-6 4,136 4,17 0,034 11,023 6-7 4,420 4,17 0,250 10,773 7-8 5,772 4,17 1,602 9,171 8-9 5,122 4,17 0,952 8,219 9-10 4,869 4,17 0,699 7,520 10-11 4,742 4,17 0,572 6,948 11-12 4,615 4,17 0,445 6,502 12-13 4,552 4,17 0,382 6,120 13-14 4,489 4,17 0,319 5,802 14-15 4,615 4,17 0,445 5,356 15-16 6,220 4,17 2,050 3,306 16-17 6,093 4,17 1,923 1,383 17-18 5,184 4,17 1,014 0,000 18-19 4,091 4,17 0,079 0,079 19-20 4,154 4,17 0,016 0,095 20-21 4,154 4,17 0,016 0,111 21-22 4,344 4,16 0,184 0,295 22-23 3,263 4,16 0,897 1,192 23-24 3,200 4,16 0,960 2,152 100 100 Thể tích điều hòa của đài nước Vdh = 11.023% Qngđ = 11.023 x 3866.499/100 = 426.196 m3 Thể tích nước ban đầu trong đài Vbd = 2.152% Qngđ = 2.152 x 3866.499 /100= 83.2 m3 - Xác định thể tích đài nước theo chế độ bơm 2 cấp Bảng 2.9. Bảng tính thể tích đài nước theo chế độ bơm 2 cấp Tiêu thụ Bơm cấp Q vào đài Q ra đài Qcòn Giờ %Qngd %qngd 1,793 0-1 2,342 2,72 0,378138 2,171 1-2 2,405 2,72 0,314813 2,486 2-3 2,405 2,72 0,314813 2,801 3-4 2,405 2,72 0,314813 3,116 4-5 2,405 2,72 0,314813 3,431 5-6 4,136 2,72 1,416389 2,014 6-7 4,420 4,89 0,470137 2,484 7-8 5,772 4,89 0,882189 1,602 8-9 5,122 4,89 0,232039 1,370 9-10 4,869 4,89 0,021261 1,391 10-11 4,742 4,89 0,147911 1,539 11-12 4,615 4,89 0,274561 1,814 12-13 4,552 4,89 0,337886 2,152 13-14 4,489 4,89 0,401211 2,553 14-15 4,615 4,89 0,274561 2,828 15-16 6,220 4,89 1,329991 1,498 16-17 6,093 4,89 1,203341 0,294 17-18 5,184 4,89 0,29429 0,000 18-19 4,091 4,89 0,799073 0,799 19-20 4,154 4,89 0,735748 1,535 20-21 4,154 4,89 0,735748 2,271 21-22 4,344 4,89 0,545773 2,816 22-23 3,263 2,72 0,543174 2,273 23-24 3,200 2,72 0,479849 1,793 100 100 Thể tích điều hòa của đài nước Vdh = 3.43071% Qngđ = 3.43071 x 3866.499/100 = 132.6484m3 Thể tích nước ban đầu trong đài Vbd = 1.79332% Qngđ = 1.79332 x 3866.499 /100= 69.3386 m3 Chữa cháy: V(cc) = 9(m3) Tổng V(đài) = 210.987(m3) . Chọn V = 215(m3) - Xác định thể tích đài nước theo chế độ bơm 3 cấp Bảng 2.10. Bảng tính thể tích đài nước theo chế độ bơm 3 cấp Tiêu thụ Bơm cấp Q vào đài Q ra đài Qcòn Giờ %Qngd %qngd -2,227 0-1 2,342 2,1 0,241862 -2,469 1-2 2,405 2,1 0,305187 -2,774 2-3 2,405 2,1 0,305187 -3,079 3-4 2,405 2,1 0,305187 -3,384 4-5 2,405 3,8 1,394813 -1,989 5-6 4,136 3,8 0,336389 -2,326 6-7 4,420 3,8 0,619863 -2,946 7-8 5,772 5,39 0,382189 -3,328 8-9 5,122 5,39 0,267961 -3,060 9-10 4,869 5,39 0,521261 -2,539 10-11 4,742 5,39 0,647911 -1,891 11-12 4,615 5,38 0,764561 -1,126 12-13 4,552 5,38 0,827886 -0,298 13-14 4,489 5,38 0,891211 0,593 14-15 4,615 5,38 0,764561 1,358 15-16 6,220 5,38 0,839991 0,518 16-17 6,093 5,38 0,713341 -0,196 17-18 5,184 5,38 0,19571 0,000 18-19 4,091 5,38 1,289073 1,289 19-20 4,154 3,8 0,354252 0,935 20-21 4,154 3,8 0,354252 0,581 21-22 4,344 3,8 0,544227 0,036 22-23 3,263 2,1 1,163174 -1,127 23-24 3,200 2,1 1,099849 -2,227 100 100 - Tổng hợp 3 phương án Bảng 2.11. Bảng tổng hợp 3 phương án bơm % 1cấp 2 cấp 3 cấp 2,342 4,16 2,72 2,1 2,405 4,16 2,72 2,1 2,405 4,16 2,72 2,1 2,405 4,16 2,72 2,1 2,405 4,16 2,72 3,8 4,136 4,17 2,72 3,8 4,420 4,17 4,89 3,8 5,772 4,17 4,89 5,39 5,122 4,17 4,89 5,39 4,869 4,17 4,89 5,39 4,742 4,17 4,89 5,39 4,615 4,17 4,89 5,38 4,552 4,17 4,89 5,38 4,489 4,17 4,89 5,38 4,615 4,17 4,89 5,38 6,220 4,17 4,89 5,38 6,093 4,17 4,89 5,38 5,184 4,17 4,89 5,38 4,091 4,17 4,89 5,38 4,154 4,17 4,89 3,8 4,154 4,17 4,89 3,8 4,344 4,16 4,89 3,8 3,263 4,16 2,72 2,1 3,200 4,16 2,72 2,1 100 100 100 100 Hình 2.3. Biểu đồ lưu lượng tiêu thụ và lưu lượng bơm các phương án Bảng2.12 tổng kết thể tích đài nước theo các phương án Phương án Số bơm Thể tích điều hòa (m3) Thể tích ban đầu (m3) 1 1 426.196 83.2 2 2 132.6484 69.3386 3 3 Bị âm Bị âm - Lựa chọn phương án Theo biểu đồ 2.3 và thể tích điều hòa của đài nước, ta thấy như sau + Phương án 1: Có thể tích đài nước lớn hơn nhiều so với phương án 2 & 3. Tuy nhiên do chỉ có 1máy bơm nên chế độ vận hành và bảo trì đơn giản , quy mô trạm bơm nhỏ. + Phương án 3: Có biểu đồ lưu lượng cấp bám tương đối sát biểu đồ lưu lượng dùng (biểu đồ dưới cùng) nhưng lượng nước trong đài <0 nên không thoả, vả lại phương án 3 có 3 máy bơm nên chế độ vận hành cũng như bảo trì khó khăn hơn, diện tích và quy mô trạm bơm lớn hơn so với các phương án khác. Mặt khác, khu dự án có tổng lượng nước cung cấp trong ngày đêm không lớn nên không nhất thiết phải sử dụng trạm bơm quy mô lớn. Vậy ta chọn phương án 2, trạm bơm cấp II có 2 bơm cho khu dự án. Theo đó , ta có : - Thể tích điều hòa của đài : Vdh = 132.6484 (m3) - Thể tích dự trữ chữa cháy trong 10 phút : Vcc = 54.10/60 = 9 (m3) Thể tích của đài nước Vdai = Vdh +Vbđ+ Vcc = 132.6484 + 69.3386 + 9 = 210.987 (m3) Chọn thể tích đài nước : V = 215 (m3) - Từ %Q dùng và %Q bơm của phương án 2 đã chọn, ta vẽ được đồ thị quan hệ. Từ đó xác định được sơ bộ mực nước ban đầu trong đài khi bắt đầu mô phỏng. Biểu đồ 2.4. Quan hệ %Q(dùng) và %Q(bơm) Với : Series1 là %Q(dùng) và Series2 là %Q(bơm) 2.3.3. Xác định thể tích bể chứa Thể tích bể chứa được xác định theo phương án bơm 2 cấp đã chọn ở phần trên. Phương pháp xác định thể tích bể chứa cũng giống như phương pháp xác định thể tích đài nước. Lưu lượng từ đường ống cấp nước chính chảy vào bể chứa xem như không đổi Qh = 4,17% Qngđ Thể tích bể chứa được xác định theo Vbể = Vđh + Vcc + Vtb với : - Vbể : thể tích của bể chứa nước - Vđh : thể tích điều hòa của bể chứa - Vcc : thể tích dự trữ dùng cho chữa cháy trong 3 giờ - Vtb : thể tích dùng cho bản thân trạm bơm (đã xác định ở phần trên ) Vtb = 175.75m3 Xác định thể tích dự trữ dùng cho chữa cháy của bể chứa : Vcc = 10,8.n.qc ( m3) Với : - n : số đám cháy đồng thời xảy ra , chọn n =1. - qc : tiêu chuẩn dùng nước cho chữa cháy, chọn qc = 15l/s Vcc = 10,8.1.15 = 162 (m3) Xác định thể tích điều hòa của bể chứa Bảng 2.13. Bảng tính thể tích điều hòa của bể chứa Tiêu thụ Bơm cấp Q vào bể Q ra bể Qcòn Gio %Qngd %qngd 2,88 0-1 2,72 4,16 1,44 4,32 1-2 2,72 4,16 1,44 5,76 2-3 2,72 4,16 1,44 7,2 3-4 2,72 4,16 1,44 8,64 4-5 2,72 4,16 1,44 10,08 5-6 2,72 4,17 1,45 11,53 6-7 4,89 4,17 0,72 10,81 7-8 4,89 4,17 0,72 10,09 8-9 4,89 4,17 0,72 9,37 9-10 4,89 4,17 0,72 8,65 10-11 4,89 4,17 0,72 7,93 11-12 4,89 4,17 0,72 7,21 12-13 4,89 4,17 0,72 6,49 13-14 4,89 4,17 0,72 5,77 14-15 4,89 4,17 0,72 5,05 15-16 4,89 4,17 0,72 4,33 16-17 4,89 4,17 0,72 3,61 17-18 4,89 4,17 0,72 2,89 18-19 4,89 4,17 0,72 2,17 19-20 4,89 4,17 0,72 1,45 20-21 4,89 4,17 0,72 0,73 21-22 4,89 4,16 0,73 0 22-23 2,72 4,16 1,44 1,44 23-24 2,72 4,16 1,44 2,88 100 100 Thể tích điều hòa của bể chứa : Vdh = 11,53% Qngđ = 11,53% x 3866.499 = 445.8073 m3 Thể tích bể chứa : Vbể = Vđh + Vcc + Vtb = 445.8073 + 162 + 175.75 = 783.5573(m3) Chọn thể tích bể chứa : Vbể = 785 (m3) B . TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC 2.4. Sơ đồ và nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước - Sơ đồ mạng lưới cấp nước Do khu dự án có mật độ dân số tương đối lớn, có nhiều đối tượng có yêu cầu cấp nước liên tục và đủ áp lực. Do đó ta bố trí sơ đồ mạng lưới hỗn hợp ( gồm cả mạng lưới vòng và mạng lưới cụt ) cho khu dự án, để đảm bảo cấp nước liên tục cho khu dự án ngay cả khi có sự cố hoặc khi có sửa chữa đường ống. Mạng lưới cấp nước là một trong những hệ thống quan trọng của hệ thống cấp nước, nhiệm vụ của mạng lưới là vận chuyển nước đến cho các nơi tiêu dùng. Mạng lưới cấp nước bao gồm các tuyến ống chính vận chuyển nước đi xa, các tuyến ống nhánh phân phối nước vào các nơi tiêu dùng, các ngôi nhà, các tiểu khu. Mạng lưới cụt là mạng lưới đường ống chỉ có thể cấp nước cho các điểm theo một đường thẳng.Mạng lưới này có tổng chiều dài nhỏ nhất nhưng không đảm bảo an toàn cấp nước. Khi một đoạn ống nào đó ở đầu bị hư hỏng thì toàn bộ đường ống phía sau sẽ không có nước dùng. Ngược lại mạng vòng là mạng lưới đường ống khép kín mà trên đó tại một điểm có thể được cấp nước từ 2 hay nhiều phía, mạng lưới vòng có chiều dài đường ống lớn, nhưng độ an toàn trong cấp nước cao. - Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước - Mạng lưới cấp nước phải bao trùm được các điểm tiêu thụ nước. - Tuyến ống chính đặt theo hướng đi từ nguồn nước và chạy theo hướng nước chủ yếu. - Các tuyến ống phải bố trí có chiều dài ngắn nhất, nước chảy thuận tiện nhất và lấy nước được từ 2 phía. Phải tránh các ao hồ, đường tàu, bãi rác … - Cần đặt ống ở những điểm cao để bản thân ống chịu áp lực bé mà vẫn đảm bảo đường mực nước theo yêu cầu. - Vị trí đặt ống trên mặt cắt ngang đường phố do quy hoạch xác định, tốt nhất nên đặt trong vỉa hè. Khoảng cách nhỏ nhất trên mặt bằng tính từ thành ống đến các công trình phải đảm bảo theo các quy định. - Khoảng cách nhỏ nhất trên mặt bằng tính từ thành ống đến các công trình được qui định như sau: + Đến móng công trình : 3m + Đến chân taluy đường sắt : 5m + Đến mép đường hay mép đường ô tô: 1.5-2m + Đến đường dây điện thoại : 0.5m + Đến đường điện cao thế : 1m + Đến mặt ngoài cống thoát nước : 1.5m + Đến chân cột điện đường phố : 1.5m + Đến mép cột điện cao thế : 3m + Đến các loại tường rào : 1.5m + Đến trung tâm hàng cây : 1.5-2m H2.5. Sơ đồ vạch tuyến mạng lưới cấp nước 2.5. Tính toán thủy lực mạng lưới cấp nước Sử dụng chương trình Epanet để thực hiện tính toán mạng lưới cấp nước. Các số liệu ban đầu nhập vào Epanet: Cao trình, lưu lượng các nút, chiều dài và đường kính ống, hệ số Pattern dùng,bơm,…..Sau khi chạy chương trình ta rút ra được những yêu cầu cần thiết cho mạng lưới, từ đó ta thấy lưu lượng trên bằng 2 máy bơm có Q(l/s) và H(m) tương ứng. Thông qua việc tính toán bằng chương trình ta xác định được các thông số : Đường kính ống, dung tích đài và bể chứa, công suất của trạm bơm, tổn thất trong các đoạn ống,….sao cho toàn hệ thống của mạng lưới cấp nước làm việc kinh tế và tốt nhất có nghĩa là giá thành công trình là bé nhất, và cung cấp đủ áp lực cho vị trí xa nhất với yêu cầu cột nước cho khu dân cư Tân An xây dựng nhà 3 tầng và biệt thự h³ 10 + 4(n-1) = 18(m). Sau khi mạng đã thoả các yêu cầu thì có thể tiến hành kiểm tra chữa cháy cho khu dân cư. 2.5.1. Xác định các thông số ban đầu a . Xác định lưu lượng tại các nút và hệ số sử dụng Mụch đích nhằm chuẩn bị số liệu cho mạng lưới cấp nước cho công trình - Trình tự và nguyên tắc xác định + Ta dựa vào sơ đồ tuyến đường ống đã xác định ở trên mà biết được vị trí và số lượng các nút trong mạng lưới. + Để đơn giản trong tính toán ta coi các điểm lấy nước dọc tuyến ống là lấy tập trung tại các nút + Lưu lượng tính toán tại các nút được tính toán thông qua diện tích khu vực mà các nút đảm nhiệm cấp nước. Khu dự án có nhiều đối tượng có yêu cầu lấy nước vào các giờ khác nhau, được trình bày trong bảng sau Bảng 2.14.Bảng tổng hợp lưu lượng và thời gian sử dụng của từng khu Sử dụng Q ngàyđêm ( m3/ngđ) Số giờ sử dụng Thời gian sử dụng Sinh hoạt 2448.459 24 0 – 24 g ( phụ thuộc Kh) Cơ quan hành chính 327 10 7g – 17 g Trung tâm thương mại 242.4 14 8g – 22 g Bệnh viện 0 24 0 – 24 g ( phụ thuộc Kh) Trường học 14 12 6g – 18 g Công viên 372.24 6 5g – 7g & 15g – 17g Đường 110.9 6 19h – 24 h Nước rò rỉ 351.4999 24 0 – 24 g - Mặc dù ở phần trước ta đã tính hệ số Pattern cho toàn bộ khu dự án, nhưng hệ số này chỉ phản ảnh chế độ dùng nước của toàn bộ khu dự án mà không phản ánh chế độ dùng nước tại từng khu vực nhỏ. Trong khi đó, khu dự án có nhiều khu vực có yêu cầu sử dụng nước với nhiều chế độ sử dụng khác nhau. Do đó, lưu lượng tại các nút sẽ được phân theo yêu cầu sử dụng với từng hệ số Pattern riêng cho từng yêu cầu sử dụng. - Lưu lượng sử dụng được phân về các nút như sau + Lưu lượng sinh hoạt : ( lưu lượng dùng cho Nhà phố, Biệt thự, Chung cư ) Một cách gần đúng, lưu lượng sinh hoạt được phân về các nút theo nguyên tắc chia đều lưu lượng của các tiểu khu về các nút xung quanh các tiểu khu đó. Chế độ dùng nước được biểu thị bằng hệ số Pattern “ SH “( sử dụng từ 0g – 24 g ) , và hệ số này phụ thuộc vào Khmax . + Lưu lượng cho khu Cơ quan hành chính : lưu lượng cho cơ quan hành chính được phân đều cho các nút xung quanh, với hệ số Pattern “ CQHC”. ( sử dụng từ 7g – 17 g ). + Lưu lượng cho khu Trung tâm thương mại : lưu lượng cho khu Trung tâm thương mại được phân đều cho các nút xung quanh, với hệ số Pattern “ TTTM” ( sử dụng từ 8g – 22 g ). + Lưu lượng cho khu Trường học : lưu lượng cho Trường học được phân đều cho các nút xung quanh, với hệ số Pattern “ TH”. ( sử dụng từ 6g – 18 g ). + Lưu lượng cho tưới Công viên : lưu lượng cho tưới Công viên được phân đều cho các nút xung quanh, với hệ số Pattern “ CV”.(sử dụng từ 5g – 7g & 15g – 17g). + Lưu lượng cho tưới đường : một cách gần đúng, lưu lượng cho tưới đường được xem như chia đều cho tất cả các nút trong khu dự án, với hệ số Pattern “ TD ”. ( sử dụng từ 19h – 24 h). ( l/s) + Lưu lượng rò rỉ : một cách gần đúng, lưu lượng rò rỉ được xem như chia đều cho tất cả các nút trong khu dự án, với hệ số Pattern của toàn bộ khu dự án ( do sự rò rỉ phụ thuộc vào chế độ dùng nước ). ( l/s) Cụ thể ta có các bảng tính toán lưu lượng tại các nút như sau Bảng 2.15. Bảng tính toán lưu lượng tại các nút TT  Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 1 0 1,3453 0,0275 0,022 2 0 1,3453 0,450 0,0275 0,022 3 0,1565 0,450 0,0275 0,022 4 0,0883 0,0275 0,022 5 0,0924 0,0275 0,022 6 0,0924 0,0275 0,022 7 0,2219 0,0275 0,022 8 0,0000 0,0275 0,022 9 0,1881 0,553 0,0275 0,022 10 0,2219 0,0275 0,022 11 0,1881 0,553 0,0275 0,022 12 0,0924 0,0275 0,022 13 0,0924 0,0275 0,022 14 0,0924 0,361 0,0275 0,022 15 0,0924 0,361 0,0275 0,022 TT  Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 16 0,0924 0,3611 0,0275 0,022 17 0,0924 0,3611 0,0275 0,022 18 0,0924 0,3611 0,0275 0,022 19 0,0924 0,3611 0,0275 0,022 20 0,0924 0,0275 0,022 21 0,0924 0,0275 0,022 22 0,0924 0,0275 0,022 23 0,0924 0,0275 0,022 24 0,0924 0,0275 0,022 25 0,0924 0,0275 0,022 26 0,0924 0,0275 0,022 27 0,0924 0,0275 0,022 28 0,0924 0,0275 0,022 29 0,0924 0,0275 0,022 30 0,0924 0,0275 0,022 Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 31 0,181 0,553 0,0275 0,022 32 0,181 0,0275 0,022 33 0,181 0,0275 0,022 34 0,181 0,0275 0,022 35 0,181 0,0275 0,022 36 0,181 0,0275 0,022 37 0,181 0,0275 0,022 38 0,0463 0,0275 0,022 39 0,0463 0,0275 0,022 40 0,082 0,0275 0,022 41 0,082 0,0275 0,022 42 0,082 0,0275 0,022 43 0,082 0,0275 0,022 44 0,082 0,0275 0,022 45 0,082 0,0275 0,022 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 46 0,0883 0,0275 0,022 47 0,0883 0,0275 0,022 48 0,0883 0,0275 0,022 49 0,0883 0,0275 0,022 50 0,0883 0,0275 0,022 51 0,3216 0,0275 0,022 52 0,3216 0,4497 0,0275 0,022 53 0,1565 0,4497 0,0275 0,022 54 0,1565 0,0275 0,022 55 0,1565 0,0275 0,022 56 0,1565 0,4497 0,0275 0,022 57 0,3216 0,4497 0,0275 0,022 58 0,6421 0,4497 0,0275 0,022 59 0,3205 0,0275 0,022 60 0,3205 0,0275 0,022 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 61 0,320 0,0275 0,022 62 0,320 0,0275 0,022 63 0,169 0,0275 0,022 64 0,169 0,0275 0,022 65 0,338 0,0275 0,022 66 0,338 0,0275 0,022 67 0,191 0,0275 0,022 68 0,191 0,0275 0,022 69 0,196 0,333 0,0275 0,022 70 0,196 0,333 0,0275 0,022 71 0,254 0,0275 0,022 72 0,254 0,0275 0,022 73 0,254 0,0275 0,022 74 0,254 0,0275 0,022 75 0,125 0,0275 0,022 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 76 0,125 0,027 0,022 77 0,125 0,027 0,022 78 0,125 0,027 0,022 79 0,254 0,027 0,022 80 0,254 0,027 0,022 81 0,098 0,556 0,027 0,022 82 0,098 0,556 0,027 0,022 83 0,254 0,027 0,022 84 0,254 0,027 0,022 85 0,129 0,027 0,022 86 0,129 0,027 0,022 87 0,129 0,027 0,022 88 0,129 0,027 0,022 89 0,102 0,027 0,022 90 0,102 0,027 0,022 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 91 0,102 0,027 0,022 92 0,102 0,027 0,022 93 0,200 0,027 0,022 94 0,200 0,027 0,022 95 0,098 0,556 0,027 0,022 96 0,098 0,556 0,027 0,022 97 0,200 0,027 0,022 98 0,200 0,027 0,022 99 0,102 0,027 0,022 100 0,102 0,027 0,022 101 0,102 0,027 0,022 102 0,102 0,027 0,022 103 0,248 0,027 0,022 104 0,248 0,027 0,022 105 0,248 0,027 0,022 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 106 0,248 0,027 0,522 107 0,121 0,027 0,522 108 0,121 0,027 0,522 109 0,121 0,027 0,522 110 0,178 0,027 0,522 111 0,178 0,027 0,522 112 0,062 0,556 0,027 0,522 113 0,062 0,556 0,027 0,522 114 0,121 0,027 0,522 115 0,121 0,027 0,522 116 0,121 0,027 0,522 117 0,089 0,027 0,522 118 0,089 0,027 0,522 119 0,089 0,027 0,522 120 0,089 0,027 0,522 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 121 0,272 0,027 0,522 122 0,272 0,553 0,027 0,522 123 0,272 0,027 0,522 124 0,272 0,553 0,027 0,522 125 0,833 0,553 0,027 0,522 126 0,093 0,553 0,027 0,522 127 0,553 0,027 0,522 128 0,110 0,027 0,522 129 0,110 0,027 0,522 130 0,220 0,027 0,522 131 0,220 0,027 0,522 132 0,325 0,027 0,522 133 0,325 0,027 0,522 134 0,144 0,027 0,522 135 0,144 0,027 0,522 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 136 0,144 0,278 0,027 0,522 137 0,144 0,278 0,027 0,522 138 0,75 0,027 0,522 139 0,75 0,027 0,522 140 0,148 0,027 0,522 141 0,148 0,027 0,522 142 1,542 0,027 0,522 143 1,542 0,027 0,522 144 0,148 0,027 0,522 145 1,389 0,027 0,522 146 0,107 0,027 0,522 147 0,107 0,027 0,522 148 0,107 0,027 0,522 149 0,107 0,027 0,522 150 0,088 0,027 0,522 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 151 0,088 0,027 0,522 152 0,088 0,027 0,522 153 0,088 0,027 0,522 153* 0,088 0,027 0,522 154 0 0,115741 0,027 0,522 155 0 0,115741 0,027 0,522 156 KO CON 0,027 0,522 157 0,088 0,027 0,522 158 0,142 0,861 0,552862 0,027 0,522 159 0,142 0,027 0,522 160 0,102 0,027 0,522 161 0,102 0,027 0,522 162 0,102 0,027 0,522 163 0,102 0,027 0,522 164 0,187 0,027 0,522 165 0,187 0,027 0,522 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 166 0,187 0,027 0,022 167 0,102 0,027 0,022 168 0,543 0,472 0,027 0,022 169 0,260 0,472 0,027 0,022 170 0,260 KO CON 0,553 0,027 0,022 171 0,543 0,472 0,553 0,027 0,022 172 0,861 0,027 0,022 173 0,662 0,027 0,022 174 0,662 0,027 0,022 175 1,060 0,027 0,022 176 1,060 0,027 0,022 177 0,178 0,027 0,022 178 0,250 0,027 0,022 179 0,125 0,027 0,022 180 0,125 0,027 0,022 TT Sinh hoạt Trường học Bệnh viện Cơ quan Thương mại Công viên Tưới đường Rò rỉ (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) (l/s) 181 0,250 0,027 0,022 182 0,178 0,027 0,022 183 0,178 0,027 0,022 184 0,178 0,027 0,022 185 0,102 0,027 0,022 153* 0,027 0,022 0 0,027 0,022 - Các hệ số Pattern khai báo cho mạng lưới + Toàn khu dự án + Hệ số Pattern cho sinh hoạt + Hệ số Pattern của khu cơ quan hành chính + Hệ số Pattern khu trung tâm thương mại + Hệ số Pattern của khu trường học + Hệ số Pattern tưới công viên + Hệ số Pattern tưới đường - Sử dụng chức năng Demand Categories để nhập lưu lượng và hệ số Pattern cho các nút VD : Lưu lượng và hệ số pattern cho nút 175 b . Xác định cao trình các nút Cao trình các nút được xác định dựa vào bình đồ Bảng 2.16. Bảng tính toán cao trình các nút 1 2,4 16 2,447 31 2,43 46 2,519 61 2,6 76 2,525 91 2,53 2 2,4792 17 2,475 32 2,42 47 2,488 62 2,55 77 2,569 92 2,53 3 2,5958 18 2,488 33 2,42 48 2,513 63 2,4 78 2,594 93 2,6 4 2,4875 19 2,475 34 2,45 49 2,5 64 2,4 79 2,519 94 2,52 5 2,4875 20 2,5 35 2,46 50 2,525 65 2,44 80 2,594 95 2,53 6 2,4375 21 2,513 36 2,49 51 2,563 66 2,44 81 2,525 96 2,55 7 2,4156 22 2,5 37 2,5 52 2,596 67 2,45 82 2,55 97 2,6 8 2,4 23 2,488 38 2,51 53 2,596 68 2,45 83 2,519 98 2,52 9 2,4 24 2,488 39 2,49 54 2,519 69 2,45 84 2,594 99 2,57 10 2,4156 25 2,475 40 2,53 55 2,519 70 2,45 85 2,525 100 2,53 11 2,425 26 2,463 41 2,52 56 2,596 71 2,5 86 2,569 101 2,6 12 2,4375 27 2,447 42 2,56 57 2,556 72 2,5 87 2,525 102 2,53 13 2,4469 28 2,425 43 2,6 58 2,519 73 2,51 88 2,594 103 2,49 14 2,447 29 2,415 44 2,6 59 2,594 74 2,51 89 2,596 104 2,51 15 2,475 30 2,447 45 2,55 60 2,588 75 2,53 90 2,569 105 2,51 106 2,488 121 2,416 136 2,513 151 2,49 166 2,525 181 2,438 107 2,475 122 2,406 137 2,513 152 2,49 167 2,596 182 2,45 108 2,438 123 2,416 138 2,525 153 2,5 168 2,596 183 2,479 109 2,438 124 2,406 139 2,556 154 2,49 169 2,548 184 2,45 110 2,475 125 2,4 140 2,55 155 2,49 170 2,544 185 2,548 111 2,438 126 2,406 141 2,519 156 2,46 171 2,596 153* 2,5 112 2,463 127 2,4 142 2,588 157 2,51 172 2,525 0 2,447 113 2,438 128 2,4 143 2,579 158 2,48 173 2,525 114 2,475 129 2,4 144 2,588 159 2,51 174 2,525 115 2,438 130 2,438 145 2,55 160 2,49 175 2,479 116 2,438 131 2,438 146 2,563 161 2,52 176 2,4 117 2,475 132 2,45 147 2,55 162 2,56 177 2,479 118 2,438 133 2,45 148 2,525 163 2,6 178 2,438 119 2,438 134 2,5 149 2,519 164 2,59 179 2,4 120 2,488 135 2,5 150 2,544 165 2,59 180 2,4 - Cột áp yêu cầu được xác định là 18 m (đã xác định ở phần trước) c . Xác định chiều dài của các đoạn ống Chiều dài các đoạn ống được xác định dựa vào bản đồ quy hoạch Bảng 2.17. Chiều dài các đoạn ống ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) 1-2 103 16-17 38 35-36 54 46-47 44 61-62 75 1-63 20 75-76 20 2-3 207 15-17 36 36-37 36 46-50 55 60-61 24 63-64 225 74-87 20 3-4 134 15-18 74 37-38 40 50-4 60 59-60 24 63-65 50 75-78 115 4-5 58 18-19 58 38-39 70 47-48 76 58-59 136 65-66 205 76-77 95 5-6 98 14-0 166 13-30 87 78-79 74 57-58 53 65-67 49 78-80 67 6-7 40 21-22 68 29-30 46 41-46 12 2-58 140 67-68 65 79-80 95 7-8 45 20-21 94 28-29 32 39-40 12 41-51 60 69-70 65 76-81 95 7-10 48 20-5 62 27-28 61 40-41 44 51-52 51 64-70 99 81-82 78 9-11 105 11-31 77 26-27 25 41-42 54 52-53 11 67-71 55 80-84 93 11-12 12 31-32 52 25-26 27 42-43 54 53-54 92 71-72 205 83-84 95 12-13 8 32-33 35 24-25 27 40-45 75 53-56 51 71-73 22 84-88 67 13-14 18 33-34 73 23-24 27 44-45 75 55-56 92 70-74 77 85-86 95 14-15 42 34-35 47 21-47 11 39-62 71 3-56 17 73-75 16 85-87 17 Với kí hiệu : “ĐC” : Đoạn cống “L” : Chiều dài đoạn tương ứng ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) 87-88 115 95-100 98 110-111 75 121-123 184 132-133 125 143-144 65 88-101 25 81-85 98 111-113 48 122-124 117 133-137 79 144-164 65 78-89 25 100-102 17 112-113 56 124-125 20 136-137 145 145-146 10 89-91 115 97-101 67 113-115 48 124-126 140 135-134 95 145-161 65 89-93 67 91-103 15 114-115 75 126-127 20 134-136 20 146-147 42 90-91 95 102-106 15 115-116 17 6-108 20 130-134 105 139-147 160 91-92 20 103-104 20 116-118 35 4-103 20 87-138 27 146-149 48 93-94 95 104-105 205 118-119 20 3-89 20 138-139 49 147-148 49 92-95 95 106-120 74 117-118 75 64-128 19 139-140 65 102-148 31 95-96 78 104-108 132 119-120 95 128-129 145 140-141 49 106-152 21 97-98 95 108-109 20 116-123 35 128-130 51 140-144 62 148-150 80 99-100 95 107-109 75 108-121 39 130-131 125 142-144 35 149-150 12 97-101 67 109-111 50 121-122 22 129-133 99 143-145 35 151-152 52 ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) ĐC L(m) 150-151 52 163-164 12 171-173 145 175-176 100 152-153 42 163-167 38 172-173 21 180-182 99 153-154 17 167-185 80 173-174 112 129-133 99 120-154 21 185-160 80 173-177 48 182-183 20 154-155 45 160-159 16 175-177 13 155-156 50 159-158 84 177-183 167 153-153* 62 159-169 78 182-184 125 153*-157 62 169-170 67 177-178 73 150-157 41 168-169 78 178-181 125 150-161 14 167-168 17 129-180 19 161-160 40 168-171 100 179-180 167 161-162 58 164-165 20 178-179 51 162-163 58 165-166 125 176-179 13 - Mô phỏng chiều dài các đoạn ống bằng EPANET - Mô phỏng đường kính các đoạn ống d . Đài nước Đài nước có nhiệm vụ điều hòa lượng nước giữa trạm bơm cấp II và mạng lưới tiêu thụ, ngoài ra còn nhiệm vụ là dự trữ lượng nước chữa cháy trong 10 phút. Nước sẽ lên đài trong giờ thấp điểm và cung cấp ngược lại cho mạng lưới giờ cao điểm. Các phương án xây dựng đài - Phương án 1 : Đài đặt ở đầu mạng lưới - Phương án 2 : Đài đặt ở giữa mạng lưới - Phương án 3 : Đài đặt ở cuối mạng lưới Nhận xét : theo đặc điểm địa hình, các nút ở đầu mạng có cao trình tương đương với các nút ở giữa mạng và cuối mạng ( +2.4m so với +2.5m). Mặt khác, đài nước trong mạng lưới được bố trí sao cho chiều cao đài là thấp nhất, đồng nghĩa với việc đài nên được đặt ở vị trí cao trong mạng lưới. Do đó, phương án đặt đài ở cả 3 vị trí để so sánh là hợp lý. Ta chỉ xét 3 phương án đặt đài ở đầu, ở giữa và ở cuối mạng lưới sau đó so sánh để chọn ra phương án tối ưu. Dự kiến Đài nước sẽ có dạng hình phễu, thể tích đài nước dạng phễu V = f(h) được tính theo công thức sau : (Phần thiết lập công thức được trình bày trong phần Phụ lục) - Cách tính : V = f(h) ( V thay đổi theo h ) - Chọn trước d2 , góc - Cho h thay đổi ,từ đó tính V theo h - Khi : h = h1 - Khi : h = h2, Với : a : đường kính lõi giữa Rv : bán kính vòm đáy c : chiều cao vòm đáy b : chiều cao phần vòm đáy giao với lõi giữa H : chiều cao d1, d2 : đường kính mặt trên và mặt dưới _ Sơ bộ chọn d2 = 3,0 m , b = 1 m , =45o, a = 1,4m ( c = 1,167m) Cách tính “c” thứ 2 theo chương trình AUTOCD – hình vẽ dưới Ta có đường cong thể tích đài dự kiến như sau Bảng số liệu quan hệ giữa H(m) và thể tích đài V(m3) h 0 0,25 0,5 0,75 0,85 1 1,2 1,25 1,5 1,75 2 V 0 0,403 1,740 4,209 5,557 8,004 11,946 13,035 19,147 26,436 35,001 h 2,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75 4 4,25 4,5 V 44,941 56,353 69,337 83,989 100,408 118,693 138,941 161,251 185,721 215,449 e . Nguồn Nguồn được lấy từ ống cấp nước chính. Nguồn được xem như cấp với lưu lượng không đổi. Hệ số pattern của nguồn f . Bơm Sử dụng 2 bơm ( theo phương án bơm 2 cấp đã được chọn ở phần trên ) với hệ số sử dụng bơm như sau : Hệ số sử dụng cho bơm 1 Hệ số sử dụng cho bơm 2 Hệ số sử dụng cho bơm 3 :(Chữa cháy giờ thấp điểm) Hệ số sử dụng cho bơm 3 :(Chữa cháy giờ cao điểm) 2.5.2. Kết quả tính toán a . Kết quả tính toán đối với phương án 1 : Đài đặt ở đầu mạng lưới - Sơ đồ mạng lưới - Áp lực : áp lực tại nút nhỏ nhất trong ngày là 18.33m - Đài nước : được mô tả bằng Tank với các thông số sau + Elevation = 20.5 m (chiều cao chân đài = 18m ) + Min Level = 0.5 m + Intial Level = 0.5 m + Max Level = 4.5 m + V điều hòa = 170 m3 + V max = 215 m3 - Đường cong thể tích đài - Aùp lực đài nước - Bể chứa : được mô tả bằng Tank với các thông số sau + Elevation = -1.6 m ( chiều cao bể = 5m ) + Min Level = 1,0 m + Intial Level = 2,0 m + Max Level = 5 m + Đường kính = 15 m + V điều hòa = 445.8073 m3 + V max = 785 m3 + Aùp lực bể chứa - Nguồn : nguồn được mô tả bằng Junction cấp lưu lượng không đổi với Base Demand = -46 l/s (<0). - Bơm : sử dụng bơm của hãng SERIE , mã hiệu NK80-160 - Tổn thất áp lực đơn vị ( Unit Headloss) : tổn thất áp lực cao nhất của 1 đoạn ống trong mạng lưới là m/km - Một số kết quả được xuất ra + Aùp lực nút lúc 0h(giờ ít dùng nước) - Aùp lực nút lúc 5h(giờ dùng nước bình thường): - Aùp lực nút lúc 17h(giờ dùng nước nhiều) - Tính toán chữa cháy cho đài đầu mạng + Trường hợp cháy giờ thấp điểm có thêm bơm 3 hoạt động · Pattern cho bơm có cháy giờ thấp điểm + Trường hợp nút cháy giữa mạng lưới ( Hình vẽ cụ thể ở bản A1) (Kết quả tính toán xin xem phụ lục vì đây em chỉ trình bày những trường hợp điển hình) Xét trường hợp nút cháy xa(điểm cháy bất lợi nhất ở cuối mạng) Nút cháy – cháy cao điểm Mạng lưới + Aùp lực bể + Aùp lực đài + Aùp lực nguồn +Lưu lượng sử dụng của hệ thống b . Kết quả tính toán đối với phương án 2 : Đài đặt ở giữa mạng lưới - Sơ đồ đặt đài - Áp lực : áp lực tại nút nhỏ nhất trong ngày là 18.62m - Đài nước : được mô tả bằng Tank với các thông số sau : - Elevation = 19.5 m (chiều cao chân đài = 17m ) - Min Level = 0.5 m - Intial Level = 0.5 m - Max Level = 4.5 m - V điều hòa = 170 m3 - V max = 215 m3 - Đường cong thể tích đài -Aùp lực đài - Bể chứa : được mô tả bằng Tank với các thông số sau : - Elevation = -1.6 m ( chiều cao bể = 5m ) - Min Level = 1,0 m - Intial Level = 2,0 m - Max Level = 5 m - Đường kính = 15 m - V điều hòa = 445.8073 m3 - V max = 785 m3 - Aùp lực bể chứa - Nguồn : nguồn được mô tả bằng Junction cấp lưu lượng không đổi với Base Demand = -46 l/s (<0). - Bơm : sử dụng bơm của hãng SERIE , mã hiệu NK80-160 - Tổn thất áp lực đơn vị ( Unit Headloss) : tổn thất áp lực cao nhất của 1 đoạn ống trong mạng lưới là m/km - Một số kết quả được xuất ra - Aùp lực nút 5h (giờ dùng nước bình thường) - Aùp lực nút lúc 14h - Aùp lực nút lúc 18h(Giờ dùng nước nhiều) - Lưu lượng sử dụng của hệ thống - Xét trường hợp đài ở giữa mạng có cháy (nút cháy giữa mạng lưới) Cháy thấp điểm có 3 bơm-nút cháy gần ( Trường hợp này xin xem phụ lục) - Cháy cao điểm nút cháy ở giữa-3 bơm:(Aùp nút nút) 1h ( Trường hợp này xin xem phụ lục) - Xét trường hợp cháy bất lợi nhất( nút cháy xa mạng lưới nhất) ( 3 bơm – cháy cao điểm) + Aùp lực mạng lưới lúc 6h + Aùp lực mạng lưới lúc 13h + Aùp lực mạng lưới lúc17 h - Aùp lực đài - Bể chứa - Aùp lực nguồn: Sơ đồ của lưu lượng hệ thống - Vận tốc của ống đại diện cho hệ thống - Xét trường hợp có đài cuối mạng + Sơ đồ đặt đài - Áp lực : áp lực tại nút nhỏ nhất trong ngày là 18.44m - Đài nước : được mô tả bằng Tank với các thông số sau : - Elevation = 21 m (chiều cao chân đài =18.5m ) - Min Level = 0.5 m - Intial Level = 0.5 m - Max Level = 4.5 m - V điều hòa = 170 m3 - V max = 215 m3 - Đường cong thể tích đài -Aùp lực đài - Bể chứa : được mô tả bằng Tank với các thông số sau : - Elevation = -1.6 m ( chiều cao bể = 5m ) - Min Level = 1,0 m - Intial Level = 2,0 m - Max Level = 5 m - Đường kính = 15 m - V điều hòa = 445.8073 m3 - V max = 785 m3 - Aùp lực bể chứa - Nguồn : nguồn được mô tả bằng Junction cấp lưu lượng không đổi với Base Demand = -46 l/s (<0). - Bơm : sử dụng bơm của hãng SERIE , mã hiệu NK80-160 -Lưu lượng sử dụng của hệ thống + Tổn thất áp lực đơn vị ( Unit Headloss) : tổn thất áp lực cao nhất của 1 đoạn ống trong mạng lưới là m/km Một số kết quả được xuất ra + Aùp lực nút lúc 0h Aùp lực nút lúc 6h Aùp lực nút lúc 15h - Xét lúc có cháy giờ cao điểm nút bất lợi của mạng lưới(nút xa) + Aùp lực đài nước + Aùp lực bể - Aùp lực nguồn Lưu lượng hệ thống -Vận tốc đoạn ống bất lợi lúc giờ cao điểm - Xét trường hợp không có đài + Mạng lưới ( Kết quả của phần này được trình bày ở phụ lục) + Aùp lực nút 5h (Có kết quả áp lực một số nút < 18m nên không chọn phương án này) - Chú ý : Việc chọn máy bơm càng sát với số liệu đã tính toán thì tiết kiệm được tiền trong quá trình sử dụng. Vì nếu chọn bơm lớn quá thì chi phí cho bơm hoạt động sẽ lớn theo. - Trường hợp không có đài mặc dù các trường hợp bình thường thì mạng lưới hoạt động tốt nhưng khi có cháy xảy ra thì mạng lưới báo lỗi hoặc áp lực thiếu ở một số giờ xảy ra nên cũng không chọn. Kết luận : Ta có bảng so sánh các phương án Bảng tổng kết so sánh 3 phương án Đặc tính Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3 đài đầu mạng đài giữa mạng đài cuối mạng Nguồn (l/s) -46 -46 -46  Aùp lực  min(trong ngày) (m) 18.39 18.49 18.33 Chiều cao chân đài (m) 18 17 18.5 Min Level (m) 0.5 0.5 0.5 Đài nước Max Level (m) 4.5 4.5 4.5 Chiều cao đài (m) 25 24 25.5 V điều hòa (m3) 170 170 170 V max (m3) 215 215 215 Chiều cao bể (m) 5 5 5 Bể chứa Đường kính (m) 15 15 15 V điều hòa (m3) 445.8073 445.8073 445.8073 V max (m3) 785 785 785 Bơm 2 bơm NK80-160 2 bơm NK80-160 2 bơm NK80-160  Tổn thất  Unit headloss 8.99 3.11 9.21 Để ý : Vì phương án không có đài có áp lực thấp nhất trong ngày dưới cột nước cần thiết là 17.94m ( lúc chưa có cháy ) nên cũng không được chọn. Vì vậy không cần so sánh với phương án này. Nhận xét : qua kết quả tính toán ta nhận thấy như sau : - Cùng sử dụng một loại bơm, nhưng phương án 2 cho áp lực thấp nhất trong mạng lưới cao hơn phương án 1, phương án 3 và phương án không có đài. - Chiều cao đài nước của phương án 2 thấp hơn so với phương án 1,3,không đài , với cùng thể tích bể chứa. - Phương án 1,3 đặt đài ở đầu mạng lưới sẽ gây ra tổn thất áp lực dọc đường của các đoạn ống lớn. - Phương án 2 đặt đài ở giữa mạng, do đó thuận tiện cho việc xây dựng đài hơn phương án 1,3 . Vậy, ta chọn phương án 2, đặt đài nước ở giữa mạng ( trong khu công viên CV3).