Tính toán mạng lưới cấp nước

chương II: Tính toán Mạng lưới cấp nước Xác định quy mô dùng nước. Nhu cầu dùng nước bao gồm lưu lượng nước cấp cho các mục đích sau : 1)Nước cấp cho sinh hoạt. Dân số của thị xã Móng Cái hiện nay 125.000 người. Theo định hướng phát triển cấp nước thì tiêu chuẩn dùng nước cho mỗi người là 150 l/người ngày đêm. Lưu lượng nước sinh hoạt được xác định như sau: Q SHNgày max = KNgày max (m3/ng.đ) Trong đó: qi =150 l/ng.ngđ :Tiêu chuẩn dùng nước N =125.000 người : Dân số của thị xã . KNgày max =(1,25-1,4) : hệ số không điều hoà ngày lớn nhất . Chọn K Ngày max = 1,4 QSH Ngày max = 1,4 = 26250 (m3/ngđ) 2. Nước cấp cho tưới đường và cây xanh: Do không thống kê được đầy đủ số liệu về diện tích cây xanh, diện tích đường nên theo TCVN 33 – 85 ta chọn tiêu chuẩn tưới cây xanh và tưới đường là 10% . Trong đó : + Lưu lượng tưới cây Qtc= 40% tổng lưu lượng tưới cây rửa đường. Tưới cây vào các giờ từ 6-8hvà từ 17h – 19h. + Lưu lượng nước rửa đường Qtđ = 60% tổng lưu lượng nước tưới cây và rửa đường và tưới liên tục từ 8h – 16h hàng ngày. Ta có: Qtưới = 10%´ = 10% ´ 26250= 2625(m3 /ng.đ). ị Qtc = 40%´Qtưới =40% ´ 2625= 1050(m3/ng.đ). ị Qtđ = 60%´ Qtưới = 60%´2625= 1575(m3/ng.đ). 3.Nước cấp cho các xí nghiệp công nghiệp tập trung: Lưu lượng nước cho khu công nghiệp 1 với diện tích là 100.42 ha QCNI = FI . q1 Trong đó FI là diện tích khu công nghiệp I q1 là tiêu chuẩn ding nước cho khu công nghiệp: q1 = 45 l/ngđ QCNI = 100.42 x 45 = 4518.79 m3/ngđ Lưu lượng nước cho khu công nghiệp 2 với diện tích là 79.86 ha QCNII = FII . q2 Trong đó FII là diện tích khu công nghiệp II q2 là tiêu chuẩn ding nước cho khu công nghiệp: q2 = 45 l/ngđ QCNII = 79.86 x 45 = 3593.57 m3/ngđ Lưu lượng nước cho khu công nghiệp 3 với diện tích là 44.19 ha QCNIII = FIII . q3 Trong đó FIII là diện tích khu công nghiệp III q3 là tiêu chuẩn ding nước cho khu công nghiệp: q3 = 45 l/ngđ QCNIII = 44.19 x 45 = 1988.7 m3/ngđ Tổng lưu lượng nước của công nghiệp là: QCN = QCNI + QCNII + QCNIII = 4518.79 + 3593.57 + 1988.7 = 10101.06 m3/ngđ Lấy QCN = 10102 m3/ngđ 4.Các loại nước khác cấp cho đô thị: a.Nước cứu hỏa: Theo số liệu tính toán , dân số của thị xã Móng Cái là 125000 người. Do đó tiêu chuẩn dùng nước của mỗi vòi phun chữa cháy theo TCVN khi có 2 đám cháy xảy ra đồng thời là 30(l/s). Giả sử có 2 đám cháy xảy ra đồng thời, ta có: Qcc= Trong đó : Qcc :Lưu lượng nước chữa cháy q :Tiêu chuẩn nước chữa cháy lấy theo bảng 2.6 sách “cấp nước đô thị” n:Số đám cháy xảy ra đồng thời tra bảng 2.6 sách “cấp nước đô thị” ị Qcc= =648 (m3/ngđ). b.Nước dùng cho trường học: +Số lượng học sinh là 22850 học sinh . + Lượng nước tiêu chuẩn là qt c = 25(l/ng.ngđ). =>Lượng nước cần cấp cho trường học là: QTH = 25x22850= 571.25 (m3/ngđ) c.Nước cấp cho bệnh viện: + Lượng nước tiêu chuẩn : qtc=400(l/người ngđ). +Theo số liệu tính toán trong thị trấn có 2500 giường bệnh =>Lượng nước cần cấp cho bệnh viện là: Qbv ==1000 (m3/ngđ). d.Nước cấp cho công sở: + Lượng nước tiêu chuẩn là qcs =30 (l/người ngđ). Theo số liệu tính toán thị xã Móng Cái có 2580 cán bộ công nhân viên . =>Lượng nước cần cấp cho công sở là: QCS==77.4(m3/ngđ). e./Nước cấp cho các công trình công cộng khác như nhà hàng, khách sạn , khu vui chơi giải trí … +Do các công trình công cộng trong thị xa Móng Cái nằm rải rác khắp thị xã và không có số liệu thống kê cụ thể lên ta lấy bằng 10%QmaxSH : QCTCC =0,1´26250=2625 (m3/ngđ) Vậy : Lưu lượng cấp cho các dịch vụ công cộng là: QDVCC = QTH+QBV +QCS +QCTCC = 571.25+1000+77.4+2625=4273.65 (m3/ng.đ) ị Tổng lưu lượng nước cần cung cấp cho thị trấn trong 1 ngày đêm được tính theo công thức: QHi= QSHngàymax´a + QCN + QDVCC + QTưới Trong đó: QSHngày max: Lượng nước dùng cho sinh hoạt của nhân dân trong ngày lớn nhất. QCN : Lượng nước phục vụ sản xuất công nghiệp. QDVCC : Lượng nước phục vụ chữa cháy, trường học, bệnh viện, công sở. QTưới : Lượng nước dùng để tưới cây và rửa đường. a : Hệ số kể đến lưu lượng dùng cho phát triển công nghiệp địa phương. a = 1,051,1 Chọn a =1,1 QHi=26250´1,1 + 10102+ 4273.65+2625=45874.71 (m3/ngđ) ịCông suất của trạm bơm cấp 2 là : QII=Qhi xb b : Hệ số rò rỉ trên hệ thống cấp nước b = 1,11,2 Chọn b =1,2 QII=45874.71´1,2 = 55049.652(m3/ngđ). ịCông suất của trạm xử lý cần phải đạt được là : Q trII = QII´c +Qcc c : Hệ số cung cấp nước cho trạm xử lí c = 1,051,1 Chọn c =1,05 QI = 55049.652 ´ 1,05 + Qcc = 58450.1346 (m3/ngđ). Lấy tròn là 59000 m3/ng.đ. II. Thành lập bảng thông kê lưu lượng dùng nước: Để có thể chọn chế độ làm việc của máy bơm trong trạm bơm, đồng thời để xác định dung tích của đài nước cũng như đường kính ống dẫn nước một cách có hiệu quả và kinh tế ta phải xác định được chế độ dùng nưóc theo từng giờ trong ngày. 1. Xác định hệ số không điều hòa giờ: Ta có: max = amax.bmax Với : amax- hệ số kể đến mức độ tiện nghi của công trình và chế độ làm việc của các Xí nghiệp công nghiệp (amax =1.55) bmax- hệ số kể đến số dân trong khu dân cư . Tra bảng 3.1ị chọn bmax = 1.094 ị max = amax.bmax = 1,55´1,085 = 1.6957 Chọn max = 1.7 Sau khi tính toán được lưu lượng dùng nước của thị trấn theo các giờ trong ngày ta có thể xác định được dung tích của bể nước và đài. III. Chọn nguồn nước khai thác và vị trí khai thác: Do thị xã Móng Cái la thi xa tiêp giáp vơi Trung Quốc bởi con song Ka Long va song Bắc Luân, Lượng nước ở 2 con sông nay khá lớn và sạch .Do vậy , ta chọn nguồn khai thác nước là ở 2 con sông này. IV.Vạch tuyến mạng lưới cấp nước: 1. Khái quát chung: 2.Vạch tuyến mạng lưới: Vạch tuyến mạng lưới là một bước quan trọng đòi hỏi phải nghiên cứu kỹ bản đồ quy hoạch, địa hình thị trấn đồng thời phải đảm bảo một số nguyên tắc chính sau: - Mạng lưới cấp phải đưa nước tới mọi đối tượng dùng nước dưới áp lực yêu cầu và chất lượng tốt trong phạm vi thiết kế. - Mạng lưới phải đảm bảo cung cấp nước liên tục và chắn chắn tới mọi đối tượng dùng nước trong phạm vi thiết kế. Mạng lưới phải cấp nước an toàn và chi phí xây dựng, quản lý nhỏ nhất. Sau khi nghiên cứu kỹ các nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước cùng với việc nghiên cứu mặt bằng hiện trạng sử dụng đất của thị xã Móng Cái ta vạch ra hai phương án: Phương án 1: Phương án so sánh Do quy mô của thị trấn là nhỏ nên ta chọn mạng lưới cấp nước là mạng lưới cụt. Tuyến ống chính nằm dọc theo tuyến đường chính của thị xã, các tuyến ống nhánh dẫn nước cung cấp cho các khu vực xung quanh Ưu điểm của phương án: + Tổng chiều dài mạng lưới ngắn, do đó giá thành xây dựng rẻ , công tác xây dựng và quản lý dễ dàng. + Đáp ứng được nhu cầu dung nước của thị trấn trong hiện tại. + Đầu mạng lưới gần với khu công nghiệp và bệnh viện nên khả năng cấp nước cho các địa điểm này là khá an toàn. Nhược điểm của phương án : + Khi một điểm ở đầu mạng lưới bị hang thì toàn bộ khu vực phía sau ( theo hướng nước chảy ) bị mất nước nên độ an toàn của mạng lưới là thấp. + Mạng lưới cấp nước chỉ đủ khả năng cấp nước cho thị trấn trong hiên tại , khả năng cấp nước cho định hướng phát triển của thị trấn là thấp ( trong tương lai tthị trấn sẽ phát triển về phía bắc ) Phương án 2: Phương án chon Đây là phương án rất khả thi. Trong phương án này ta kết hợp giữa mạng vòng và mạng cụt , mạng lưới gồm 5 vòng và 33 nút. Mạng lưới có hai tuyến ống chính : tuyến ống chính thứ nhất nằm dọc theo tuyến đường chính của thị xã , tuyến ống chính thứ hai nằm song song với tuyến ống chính thứ nhất (ở hướng bắc). Ưu điểm của phương án: + Các tuyến ống của mạng lưới được nối với nhau thành các vòng khép kín, liên tục nên đảm bảo cấp nước an toàn.khi có sự cố xảy ra hoặc ngắt một đoạn ống nào đó để sửa chữa thì nước vẫn có thể chảy theo một đường ống khác song song với đoạn bị sự cố để cấp nước cho các điểm dùng nước ở phía sau. + Mạng lưới có các vòng ở phía bắc nên có khả năng cấp nước cho thị trấn để phát triển trong tương lai. + Mạng lưới có thể giảm đước hiện tượng nước va nên an toàn cho các đường ống. + Mạng lưới có thể cấp nước an toàn cho các khu công nghiệp và bệnh viện. + Khoảng cách giữa các tuyến ống ddược bố trí một cách khá hợp lý, khoảng cách giữa các tuyến ống chính 350m – 420m Nhược điểm của phương án: + Kinh phí xây dựng và quản lý mạng lưới tốn kém. + Tổng chiều dài tuyến ống lớn. Sau khi phân tích ưu, nhược điểm của từng phương án ta they phương án 2 là phương án khả thi nhất, do đó ta chọn phương án này để cấp nước cho thị trấn. V. Xác định dung tích đài và dung tích bể chứa: Xác định dung tích của đài ( Wđ) và tính kích thước của đài: a. Xác định dung tích của đài ( Wđ): Đài nước làm nhiệm vụ điều hoà nước giữa trạm bơm cấp II và chế độ tiêu thụ nước của Thị xã , ngoài ra đài còn dự trữ nước để chữa cháy trong 10 phút khi đám cháy bắt đầu. Để xác định Wđđh ta dựa vào chế độ tiêu thụ nước từng giờ trong ngày của thị xã. Qua đó ta chọn chế độ chế độ bơm của trạm bơm II sao cho chế độ bơm sát với chế độ tiêu thụ trong ngày để cho Wđđh là nhỏ nhất. Chọn 2 cấp bơm cho trạm bơm II (5% và 3%) và lập bảng tính ( theo phương pháp thống kê) ta chọn được dung tích điều hoà của đài nước.Giả sử lúc 21 –22 giờ đài cạn hết nước. Dung tích đài nước được xác định theo công thức sau: Wđ = Wđh + Wcc10 Trong đó: Wcc10 : Lưu lượng nước cấp cho chữa cháy trong 10 phút đầu Wcc10 = qcc = 30l/s :Tiêu chuẩn dung nước chữa cháy . n : Số đám cháy xảy ra đồng thời ( n =2) Wcc10 = = 36( m3). - Wđh : Dung tích điều hòa của đài nước (xác định bằng phương pháp lập bảng) Giờ trong Lu lợng Lu lợng Lợng nớc Lợng nớc Lợng nớc ngày nớc tiêu thụ bơm cấp II vào đài ở đài ra còn lại trong (%Qngđ) (%Qngđ) (%Qngđ) (%Qngđ) đài(%Qngđ) 0--1 2.37 3 0.63 0 1.34 1--2 2.43 3 0.57 0 1.91 2--3 2.49 3 0.51 0 2.42 3--4 2.55 3 0.45 0 2.87 4--5 2.88 3 0.12 0 2.99 5--6 4.45 5 0.55 0 3.54 6--7 4.96 5 0.04 0 3.58 7--8 4.96 5 0.04 0 3.62 8--9 4.54 5 0.46 0 4.08 9--10 4.61 5 0.39 0 4.47 10--11 5.02 5 0 0.02 4.45 11--12 4.56 5 0.44 0 4.89 12--13 4.51 5 0.49 0 5.38 13--14 4.55 5 0.45 0 5.83 14--15 5.05 5 0 0.05 5.78 15--16 5.78 5 0 0.78 5 16--17 6.3 5 0 1.3 3.7 17--18 6.12 5 0 1.12 2.58 18--19 5.42 5 0 0.42 2.16 19--20 4.25 3 0 1.25 0.91 20--21 3.53 3 0 0.53 0.38 21--22 3.38 3 0 0.38 0 22--23 2.91 3 0.09 0 0.09 23--24 2.38 3 0.62 0 0.71 Ta có: Wđh = 5.83%Qng.đ = 5.83%´55049.652 = 3209.4(m3) Dung tích của đài nước là : Wđ = Wđh + Wcc10 = 3209.4 + 36 = 3245.4(m3). b. Tính thể tích của đài: Thiết kế đài hình lập phương có chiều dài môi cạnh là 14.9 ´14.9´14.9 = 3241.8(m3) ị Chiều cao xây dựng đài: Hxd = 0,25 + H0 + 0,2 Trong đó: 0,25 - chiều cao tính đến lớp cặn đọng lại ở đáy đài. 0,2 - chiều cao thành đài từ mặt nước lên. Hxd = 0.25 +14.9+ 0.2 = 15.35(m). Vậy kích thước của đài là : 14.9 ´14.9´15.35 (m). 2 Xác định dung tích của bể chứa ( Wbc) và tính kích thước của bể chứa: Bể chứa nước sạch có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng nước giữa trạm bơm cấp I và trạm bơm cấp II. Nó còn có nhiệm vụ dự trữ nước chữa cháy trong ba giờ, nước xả cặn bể lắng, nước rửa bể lọc và nước dùng các nhu cầu khác của nhà máy nước. a.Xác định dung tích bể chứa: Dung tích bể chứa được xác định theo công thức sau: Wbc = Wđh-bể + Wcc3h + Wbt Trong đó : +Wcc3h = ( m3) : Lượng nước chữa cháy trong 3 giờ qcc: - Tiêu chuẩn nước cho một đám cháy qcc = 30 l/s n - Số đám cháy đồng thời xảy ra n = 2 Wcc3h = 648( m3). +Wbt = c´Qng : Dung tích dùng cho bản thân nhà máy nước (m3) c : Hệ số dùng cho bản nhân nhà máy nước(c = 1,05á1,1 %) ị chọn c = 1,05 ịWbt = 1,05%´55049.652= 578.02 (m3 ) + Wđh-bẻ - Dung tích điều hòa của bể (m3). Xác định bằng cách lập bảng thống kê lưu lượng điều hoà của bể . Như đã chọn 3 cấp cho chế độ làm việc của trạm bơm cấp II là : Cấp 1: 3%Qng.đ bơm trong 10h. từ 19h tới 5h . Cấp 2: 5.1%Qng.đ bơm trong 14h từ 5h tới 19h . Chế độ bơm của trạm bơm I là 2 cấp: Cấp 1: 4,169%Qng.đ bơm trong10 h từ từ 19h tới 5h . Cấp 2: 4,165%Qng.đ bơm trong 14h từ 5h tới 19h . Giả sử lúc cuối 19 giờ bể chứa cạn hết nước. Bảng 4: Bảng xác định thể tích bể chứa Giờ trong Chế độ bơm Chế độ bơm của Lượng nước vào Lượng nước ra Lượng nước còn ngày đêm của trạm bơm trạm bơm cấp II (%Qngđ) bể (%Qngđ) khỏi bể (%Qngđ) lại trong bể (%Qngđ) cấp I(%Qngđ) 0--1 4.169 3 1.169 0 7.014 1--2 4.169 3 1.169 0 8.183 2--3 4.169 3 1.169 0 9.352 3--4 4.169 3 1.169 0 10.521 4--5 4.169 3 1.169 0 11.69 5--6 4.165 5 0 0.835 10.855 6--7 4.165 5 0 0.835 10.02 7--8 4.165 5 0 0.835 9.185 8--9 4.165 5 0 0.835 8.35 9--10 4.165 5 0 0.835 7.515 10--11 4.165 5 0 0.835 6.68 11--12 4.165 5 0 0.835 5.845 12--13 4.165 5 0 0.835 5.01 13--14 4.165 5 0 0.835 4.175 14--15 4.165 5 0 0.835 3.34 15--16 4.165 5 0 0.835 2.505 16--17 4.165 5 0 0.835 1.67 17--18 4.165 5 0 0.835 0.835 18--19 4.165 5 0 0.835 0 19--20 4.169 3 1.169 0 1.169 20--21 4.169 3 1.169 0 2.338 21--22 4.169 3 1.169 0 3.507 22--23 4.169 3 1.169 0 4.676 23--24 4.169 3 1.169 0 5.845 Từ kết quả tính được trong bảng trên ta có giá trị lớn nhất của’’lượng nước còn lại trong bể”, đó chính là dung tích phần điều hoà của bể chứa tính bằng 11.69%Qngđ. Vậy lượng tích luỹ còn lại trong bể chứa lớn nhất là 11.69%Qngđ chính là dung tích điều hoà của bể chứa nước sạch. Wđh-bể=11.69%Qngđ=11.69%´55049.652 =6435.3 (m3) Dung tích của bể chứa là: Wbc = 6435.3+648+578.02=7662(m3). b. Tính kích thước bể: Với bể có kích thước Wbc =7662(m3)ta xây dựng 2 bể, mỗi bể có kích thước là 3831(m3) ị Mỗi bể có kích thước là :15.65x15.65x15.65 = 3833 (m3). IV: Vạch tuyến mạng lưới: Vạch tuyến mạng lưới là một bước quan trọng đòi hỏi phải nghiên cứu kỹ bản đồ quy hoạch, địa hình thị trấn đồng thời phải đảm bảo một số nguyên tắc chính sau: - Mạng lưới cấp phải đưa nước tới mọi đối tượng dùng nước dưới áp lực yêu cầu và chất lượng tốt trong phạm vi thiết kế. - Mạng lưới phải đảm bảo cung cấp nước liên tục và chắn chắn tới mọi đối tượng dùng nước trong phạm vi thiết kế. Mạng lưới phải cấp nước an toàn và chi phí xây dựng, quản lý nhỏ nhất. Sau khi nghiên cứu kỹ các nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước cùng với việc nghiên cứu mặt bằng hiện trạng sử dụng đất của thị xã Móng Cái ta vạch ra hai phương án: Phương án 1: Phương án so sánh Do quy mô của thị trấn là nhỏ nên ta chọn mạng lưới cấp nước là mạng lưới vũn Tuyến ống chính nằm dọc theo tuyến đường chính của thị xã, các tuyến ống nhánh dẫn nước cung cấp cho các khu vực xung quanh Ưu điểm của phương án: + Tổng chiều dài mạng lưới ngắn, do đó giá thành xây dựng rẻ , công tác xây dựng và quản lý dễ dàng. + Đáp ứng được nhu cầu dung nước của thị trấn trong hiện tại. + Đầu mạng lưới gần với khu công nghiệp và bệnh viện nên khả năng cấp nước cho các địa điểm này là khá an toàn. Nhược điểm của phương án : + Khi một điểm ở đầu mạng lưới bị hang thì toàn bộ khu vực phía sau ( theo hướng nước chảy ) bị mất nước nên độ an toàn của mạng lưới là thấp. + Mạng lưới cấp nước chỉ đủ khả năng cấp nước cho thị trấn trong hiên tại , khả năng cấp nước cho định hướng phát triển của thị trấn là thấp ( trong tương lai tthị trấn sẽ phát triển về phía bắc ) Phương án 2: Phương án chon Đây là phương án rất khả thi. Trong phương án này ta kết hợp giữa mạng vòng và mạng cụt , mạng lưới gồm 5 vòng và 33 nút. Mạng lưới có hai tuyến ống chính : tuyến ống chính thứ nhất nằm dọc theo tuyến đường chính của thị xã , tuyến ống chính thứ hai nằm song song với tuyến ống chính thứ nhất (ở hướng bắc). Ưu điểm của phương án: + Các tuyến ống của mạng lưới được nối với nhau thành các vòng khép kín, liên tục nên đảm bảo cấp nước an toàn.khi có sự cố xảy ra hoặc ngắt một đoạn ống nào đó để sửa chữa thì nước vẫn có thể chảy theo một đường ống khác song song với đoạn bị sự cố để cấp nước cho các điểm dùng nước ở phía sau. + Mạng lưới có các vòng ở phía bắc nên có khả năng cấp nước cho thị trấn để phát triển trong tương lai. + Mạng lưới có thể giảm đước hiện tượng nước va nên an toàn cho các đường ống. + Mạng lưới có thể cấp nước an toàn cho các khu công nghiệp và bệnh viện. + Khoảng cách giữa các tuyến ống ddược bố trí một cách khá hợp lý, khoảng cách giữa các tuyến ống chính 350m – 420m Nhược điểm của phương án: + Kinh phí xây dựng và quản lý mạng lưới tốn kém. + Tổng chiều dài tuyến ống lớn. Sau khi phân tích ưu, nhược điểm của từng phương án ta they phương án 2 là phương án khả thi nhất, do đó ta chọn phương án này để cấp nước cho thị trấn. VI.Tính toán thuỷ lực cho phương án chọn: Do đài nước đặt ở đầu mạng lưới trên cốt cao nên mạng lưới cần được tính toán theo 2 trường hợp: Trường hợp I: Trong giờ dùng nước Max là trường hợp tính toán cơ bản. Trường hợp II: Kiểm tra trong giờ dùng nước Max và có cháy xảy ra. VI.1. Trường hợp dùng nước max: 1. Xác định lưu lượng dọc đường đơn vị: Ta có lưu lượng đơn vị dọc đường là: qđvdđ = (l/s.m) Trong đó: Qtr :Lưu lượng tập trung lấy ra ở các nút . Ltt : Tổng chiều dài tính toán của các đoạn ống. Qv : Lưu lượng cấp vào mạng trong giờ dùng nước nhiều nhất . - Dựa vào tỷ lệ bản đồ tổng mặt bằng ta có chiều dài từng đoạn tuyến. -Căn cứ vào bảng phân phối lưu lượng giờ dùng nước trong ngày ta xác định được giờ dùng nước lớn nhất trong ngày là thời gian từ 16-17h Vào thời gian này lưu lượng nước tiêu thụ là 6.3%Qngđ Tức là : Qhmax = 6.3%´55049.652= 3468.13(m3/h). Trong đó ,căn cứ vào bảng xác định dung tích của đài điều hoà ta biết: + Vào lúc 16--17h trạm bơm II phát vào mạng lưới một lưu lượng là: Qb = 5% Qngđ = 5%´55049.652 = 2752.49 (m3/h). + Vào lúc 16 – 17 h đài phát vào mạng lưới một lưu lượng là: Qđ = 1.3%Qngđ =1.3%´55049.652 =715.64 (m3/h). I.4 . tính toán thiết kế mạng lưới đường ống I.4.1/ Xác định chiều dài tính toán của từng đoạn ống :Ltt Ltt = Lth x m Trong đó: +Ltt : Chiều dài tính toán của đoạn ống (m). +Lth : Chiều dài thực tế của đoạn ống (m) +m: Hệ số kể đến mức độ phục vụ của ống (m Ê 1) Ltt : được xác định theo Bảng 3 STT Đoạn ống Chiều dài thực(m) Hệ số phục vụ m Chiều dài tính toán (m) 1 P1 370 1 370 2 P2 760 1 760 3 P3 440 1 440 4 P4 980 1 980 5 P5 440 1 440 6 P6 450 0.5 225 7 P7 200 1 200 8 P8 440 1 440 9 P9 610 1 610 10 P10 570 1 570 11 P11 620 1 620 12 P12 650 1 650 13 P13 940 1 940 14 P14 850 0.5 425 15 P15 1420 1 1420 16 P16 720 1 720 17 P17 1160 1 1160 18 P18 890 1 890 19 P19 1680 1 1680 20 P20 1360 0.5 680 21 p21 650 1 650 22 p22 940 1 940 23 p23 960 1 960 24 p24 1680 1 1680 25 p25 870 1 870 26 p26 1040 1 1040 27 p27 1340 1 1340 28 p28 1190 1 1190 29 p29 440 1 440 30 p30 470 0.5 235 31 p31 180 1 180 32 p32 1220 1 1220 33 p33 890 0.5 445 34 p34 290 1 290 35 p35 1430 1 1430 36 p36 700 1 700 37 p37 800 1 800 38 p38 300 1 300 39 p39 630 0.5 315 40 p40 730 1 730 41 p41 560 1 560 42 p42 520 1 520 43 p43 660 1 660 44 p44 1210 1 1210 45 p45 460 1 460 46 p46 630 1 630 47 p47 850 1 850 tong 37190 34865 Tổng chiêù dài tính toán ồ Ltt = 34865 m I.4.2/ Xác định lưu lượng dọc đường của các đoạn ống. Tính cho giờ dùng nước nhiều nhất là 16-17h. Lưu lượng tiêu thụ nước trong giờ này là SQmlcn = 3468.13(m3/h) = 963,37 (l/s) a,Nước cho khu công nghiệp lấy nước tập trung ở các điểm 16,19 và 20 Qcn = 128.416 m3/h = 35.67 l/s Điểm J16 lấynước cho xí nghiệp I Qttr16 =52.3 m3/h =14.53 l/s Điểm J19 lấy nước cho xí nghiệp III Qttr19 =34.526 m3/h =9.59 l/s Điểm J20 lấy nước cho xí nghiệp II Qttr20 =41.59 m3/h =11.55 l/s b,Nước cho bệnh viện lấy ở điểm J18 : vào 16-17h Qbv =1.528 m3/h =0.43 l/s c,Nước cho trường học lấy ở điểm J5 : vào 16-17h Qth = 6.347m3/h = 1.76 l/s Vậy tổng lưu lượng tập trung là : S Qttr = Qcn + Qbv + Qth =35.67 + 0.43 + 1.76 =37.86 l/s Tổng lưu lượng dọc đường của mạng lưới được xác định SQdd = SQmlcn - SQttr =963.37-37.86=925.51 l/s * Lưu lượng đơn vị dọc đường được xác định: qđvdd = Trong đó: +SLtt : Tổng chiều dài tính toán của đoạn ống (m) SQdd : Tổng lưu lượng dọc đường của các đoạn ống Vậy: qđvdd = ( l/sm) - Từ lưu lượng đơn vị dọc đường, ta tính được lưu lượng dọc đường của từng đoạn ống và lưu lượng tại các nút theo công thức: Qidđ = qđvdd*Ltt Ta lập bảng tính toán lưu lượng dọc đường từng đoạn ống theo Bảng 4 stt ten chieu dai thuc m chieu dai tinh toan luu luong doc duong 1 p 370 1 370 8.8 2 p 760 1 760 18.07 3 p 440 1 440 10.46 4 p 900 1 900 21.4 5 p 440 1 440 10.46 6 p 450 0.5 225 5.35 7 p 200 1 200 4.76 8 p 440 1 440 10.46 9 p 610 1 610 14.51 10 p 570 1 570 13.55 11 p 620 1 620 14.74 12 p 650 1 650 15.46 13 p 940 1 940 22.35 14 p 850 0.5 425 10.11 15 p 1420 1 1420 33.77 16 p 720 1 720 17.12 17 p 1160 1 1160 27.58 18 p 890 1 890 21.16 19 p 1680 1 1680 39.95 20 p 1360 0.5 680 16.17 21 p 650 1 650 15.46 22 p 940 1 940 22.35 23 p 960 1 960 22.83 24 p 1680 1 1680 39.95 25 p 870 1 870 20.69 26 p 1040 1 1040 24.73 27 p 1340 1 1340 31.87 28 p 1190 1 1190 28.3 29 p 440 1 440 10.46 30 p 470 0.5 235 5.59 31 p 180 1 180 4.28 32 p 1220 1 1220 29.01 33 p 890 0.5 445 10.58 34 p 290 1 290 6.9 35 p 1430 1 1430 34.01 36 p 700 1 700 16.65 37 p 800 1 800 19.02 38 p 300 1 300 7.13 39 p 630 0.5 315 7.49 40 p 730 1 730 17.36 41 560 1 560 13.32 42 520 1 520 12.37 43 660 1 660 15.69 44 1210 1 1210 28.77 45 460 1 460 10.94 46 630 1 630 14.98 47 850 1 850 20.21 tong 37110 34785 827.17 I.4.3/Tính lưu lượng nút của các nút trên mạng lưới. Sau khi có lưu lượng dọc đuờng, tính lưu lượng nút cho tất cả các nút trên mạng lưới bằng cách cách phân đôi tất cả các lưu lượng dọc đường về hai đầu nút của đoạn ống, và cộng tất cả các lưu lượng được phân đôi như vậy tại các đầu nút. Lưu lượng nút được xác định theo công thức: Qnút = 0,5*qdđ Trong đó: +qdđ: Tổng lưu lượng dọc đường của các đoạn ống thuộc nút. + Qnút: Lưu lượng nút thứ i Bảng lưu lượng các nút (bảng 5) Nút Lưu lượng Nút Lưu lượng Nút Lưu lượng Nút Lưu lượng Nút Lưu lượng j1 4.4 j9 19.025 j17 52.195 j25 2.795 j33 3.565 j2 27.585 j10 20.33 j18 34.22 j26 2.14 j34 8.68 j3 36.385 j11 42.33 j19 73.405 j27 14.505 j35 6.66 j4 34.955 j12 27.22 j20 86.53 j28 5.29 j36 6.185 j5 41.302 j13 22.945 j21 21.105 j29 3.45 j37 23.065 j6 11.65 j14 22.65 j22 29.845 j30 17.005 j7 27.405 j15 13.08 j23 59.57 j31 8.325 j8 12.485 j16 110.15 j24 21.52 j32 9.51 I.4.4/Tính toán thuỷ lực mạng lưới cấp nước: - Để xác định lưu lượng trong mạng lưới vòng, chỉ yêu cầu cố định lưu lượng trên đường vòng. Lưu lượng trên các đường chính còn lại, được xác định theo phương trình cân bằng tại mỗi nút n trong mạng lưới. Qi - Qi = qn Trong đó: +Qi: Lưu lượng của đường ống i: l/s +qn: Lưu lượng tiêu thị tại nút n, l/s +An: Tập các chỉ số của các lưu lượng đi ra khỏi nút n. +Bn: Tập hợp chỉ só của lưu lượng đi vào nút n. Phân bố lưu lượng có thể tóm tắt lại và gồm các bước sau: Tính toán xác định mạng lưới đường ống chính theo cây khung nhỏ nhất. Xác định lưu lượng trên đường vòng bằng cách gán phần trăm lưu lượng cấp cho nút theo đường tạo vòng. Trên cơ sở đã có lưu lượng theo đường tạo vòng, theo điều kiện cân bằng lưu lượng tại tất cả các nút, tính lưu lượng trên đường chính. - Từ lưu lượng tại các nút, ta sơ bộ phân phối lưu lượng cho các đoạn ống và căn cứ vào vận tốc kinh tế trung bình ta chọn đường kính cho mỗi đoạn ống với mạng lưới cấp nước bên ngoài đường kính cho mỗi đoạn ống tối thiểu Dmin = 100 (mm) Sau khi phân phối lưu lượng về các nút ta xác định lưu lượng tại các nút theo công thức Qn = qn + qtt (l/s) Trường hợp giờ dùng nước max Bảng 6: Thống kê lưu lượng tại các nút trong giờ dùng nước lớn nhất Tên nút qni (l/s) qttri (l/s) Qni (l/s) j1 4.4 j2 27.585 j3 36.385 j4 34.955 j5 41.302 1.76 j6 11.65 j7 27.405 j8 12.485 j9 19.025 j10 20.33 j11 42.33 j12 27.22 j13 22.945 j14 22.65 j15 13.08 j16 110.15 14.53 j17 52.195 j18 34.22 0.43 j19 73.405 9.59 j20 86.53 11.55 j21 21.105 j22 29.845 j23 59.57 j24 21.52 j25 2.795 j26 2.14 j27 14.505 j28 5.29 j29 3.45 j30 17.005 j31 8.325 j32 9.51 j33 3.565 j34 8.68 j35 6.66 j36 6.185 j37 23.065 tong 963.46 37.86 1001.322 Căn cứ vào bảng thống kê lưu lượng các giờ dùng nước trong ngày của thị trấn, ta xác định được giờ dùng nước lớn nhất trong ngày là thời gian từ 16h á 17h. Vào thời gian này thị xã tiêu thụ một lượng nước: 6,3%Qngđ Tức là : Qhmax = 6.3%´55049.652= 3468.13(m3/h) = 963.369 l/s Trong đó ,căn cứ vào bảng xác định dung tích của đài điều hoà ta biết: + Vào lúc 16--17h trạm bơm II phát vào mạng lưới một lưu lượng là: Qb = 5% Qngđ = 5%´55049.652 = 2752.49 (m3/h) = 764.581 l/s + Vào lúc 16 – 17 h đài phát vào mạng lưới một lưu lượng là: Qđ = 1.3%Qngđ =1.3%´55049.652 =715.64 (m3/h) = 198.789 l/s b. Trường hợp có cháy trong giờ dùng nước max Theo tính toán có hai đám cháy xảy ra đồng thời trên địa bàn thị xã móng cái , chọn vị trí lấy nước cho các đám cháy tại các nút: Nút 28: qcc = 25 (l/s) Nút 31: qcc = 25 (l/s) Tổng lưu lượng nước cấp vào mạng lưới khi có cháy trong giờ dùng nước lớn nhất là: Q = 963,369 + 50 = 1013,369(l/s) III. Tính toán thuỷ lực mạng lưới 1. Tính toán thủy lực cho giờ dùng nước nhiều nhất - Giả thuyết chiều dòng chảy như sau Do số tầng nhà trung bình của thị trấn là 3 tầng nên áp lực cần thiết của ngôi nhà tại vị trí bất lợi nhất ta chọn là : HCT nhà = 18 m. - Chọn sơ bộ đường kính của các đoạn ống dựa trên cơ sở vận tốc kinh tế và phân bố sơ bộ lưu lượng . Chọn điểm bất lợi nhất trên mạng lưới là nút số 8. Tính toán thuỷ lực mạng lưới theo phương pháp điều chỉnh mạng vòng của Lobachep. Phân phối sơ bộ lưu lượng được thể hiện trên sơ đồ tính toán mạng lưới. - Mạng lưới cấp nước của thị trấn bao gồm có 8 vòng , dựa trên lưu lượng đã xác định , tiến hành tính toán thuỷ lực mạng lưới dựa trên phương pháp điều chỉnh từng vòng và xác định tổn thất theo hd=S.q2. Toàn bộ các tuyến ống trong mạng lưới đều sử dụng ống gang. Với điều kiện cho phép về tổn thất | h | < 0,5. - Để tính toán thuỷ lực mạng lưới vòng ta coi các nhánh cụt trong mạng lưới cố điểm gốc từ mạng vòng là các điểm lấy nước tập trung. -Ta có Bảng 7: Tính toán lưu lượng của các nhánh lấy ra từ mạng trong giờ dùng nước lớn nhất \3. Tính toán thủy lực cho giờ dùng nước lớn nhất có cháy -Tính toán thuỷ lực trong giờ nước lớn nhất khi có cháy cũng tương tự như tính toán trong tính toán giờ nước lớn nhất. - Theo tính toán có hai đám cháy xảy ra đồng thời trên địa bàn thị trấn Diêu Trì , chọn vị trí lấy nước cho các đám cháy tại các nút: Nút 28: qcc = 25 (l/s) Nút 31: qcc = 25 (l/s) Tổng lưu lượng nước cấp vào mạng lưới khi có cháy trong giờ dùng nước lớn nhất là: Q = 322,68 + 50= 372,68 (l/s) Thời gian 10 phút đầu nước chữa cháy sẽ được đài cung cấp cho đến khi đài cạn sạch. Sau đó TB II sẽ bổ xung đến khi dập tắt đám cháy. Khi đó trạm bơm cấp II sẽ bơm với lưu lượng là : 372,68(l/s). Ta thấy các ống đều có vận tốc nhỏ hơn vận tốc phá hoại 2,4m/s và áp lực nước tại các nút trong giờ dùng nước lớn nhất đều lớn hơn 18m và giờ dùng nước lớn nhất có cháy đều lớn hơn 10m.