Chuong 3 mang luoi cap nuoc

10/22/2014
1
Chương 3
Mạng Lưới Cấp Nước
Chương 3: Mạng Lưới Cấp Nước
NỘI DUNG
3.1. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN TẮC VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC (MLCN)
3.2. TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI
3.3. CẤU TẠO MẠNG LƯỚI
3.1.1. Sơ đồ mạng lưới
3.1.2. Nguyên tắc vạch tuyến mạng lưới cấp nước
3.2.1. Lưu lượng
3.2.2. Thuỷ lực
3.3.1. Các loại ống dùng trong mạng lưới cấp nước
3.3.2. Nguyên tắc bố trí đường ống cấp nước
3.3.3. Các thiết bị và công trình trên mạng lưới cấp nước
3.1. SƠ ĐỒ VÀ NGUYÊN TẮC VẠCH TUYẾN MẠNG LƯỚI
CẤP NƯỚC (MLCN)
• MLCN là 1 bộ phận của HTCN: Chiếm giá xây dựng thành từ 50 – 70% toàn hệ
thống
• Sơ đồ mạng lưới là sơ đồ hình học trên mặt bằng quy hoạch kiến trúc, gồm
ống chính, ống nhánh và đường kính của chúng.
Đường
ống
chính
Đường ống
nhánh cấp 1
Đường ống
nhánh cấp 2

10/22/2014
2
Phân loại MLCN: gồm 3 loại Mạng lưới cụt, Mạng lưới vòng và Mạng lưới vòng
và cụt kết hợp
Tr¹m b¬m
§µi n-íc
• Mạng Lưới Cụt: chỉ có thể cấp nước theo 1 hướng
Đặc điểm
Mức độ an toàn cấp nước thấp, nhưng giá thành xây dựng mạng
lưới rẻ, tổng chiều dài toàn mạng lưới ngắn
Áp dụng
Thiết kế các thị trấn, khu dân cư nhỏ, những đối tượng dùng nước
tạm thời (ví dụ công trường xây dựng)
Mạng lưới vòng (mạng lưới khép kín): Trên đó, tại mỗi điểm có thể cấp nước từ
2 hay nhiều phía.
Đặc điểm
ML vòng đảm bảo cấp nước an toàn, nhưng tốn nhiều đường
ống và giá thành xây dựng cao, ngoài ra mạng lưới còn có ưu
điểm giảm đáng kể hiện tượng nước va.
Áp dụng Rộng rãi để cấp nước cho các thành phố, khu công nghiệp
Tr¹m b¬m
§µi n-íc
q
tt
q
tt
nót
q
Q
• Mạng lưới vòng và cụt kết hợp
• Lựa chọn sơ đồ mạng lưới: căn cứ vào quy mô thành phố
hay khu vực cấp nước, mức độ yêu cầu cấp nước liên tục,
hình dạng và địa hình phạm vi thiết kế, sự phân bố các đối
tượng dùng nước, vị trí điểm lấy nước tập trung có công
suất lớn, vị trí nguồn nước,…

10/22/2014
3
• Tổng số chiều dài ống là nhỏ nhất
• Mạng lưới phải bao trùm được các điểm tiêu thụ nước
• Hướng vận chuyển chính của nước đi về phía cuối mạng lưới và các điểm dùng
nước tập trung
• Hạn chế việc bố trí đường ồng đi qua sông, đê, đầm lầy, đường xe lửa...
• Các tuyến chính đặt song song theo hướng chuyển nước chính
• Các tuyến chính được nối với nhau bằng các tuyến nhánh với khoảng cách 400
– 900 mm
• Trên mặt cắt ngang đường phố, các ống có thể đặt dưới phần vỉa hè, dưới lòng
đường với độ sâu đảm bảo kỹ thuật và cách xa các công trình ngầm khác
• Khi ống chính có đường kính lớn nên đặt thêm 1 ống phân phối nước song
song
 Ngoài ra, khi quy hoạch mạng lưới cần chú ý:
• Quy hoạch mạng lưới hiện tại phải quan tâm đến khả
năng phát triển của thành phố và mạng lưới trong tương
lai.
• Đài nước có thể đặt ở đầu, cuối hay giữa mạng lưới.
• Nên có nhiều phương án vạch tuyến mạng lưới sau đó so
sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật để có mạng lưới tối ưu
và hợp lý.
3.2. TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC (MLCN)
 Lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống với 3 trường hợp
tính toán cơ bản:
• Mạng lưới làm việc với lưu lượng tối đa, nước do trạm bơm
và đài cấp
• Mạng lưới làm việc với lưu lượng tối thiểu, đài nước ở cuối
mạng lưới, mạng lưới có thêm chức năng vận chuyển nước
lên đài.
• Mạng lưới làm việc với lưu lượng tối đa, có thêm lưu lượng
chữa cháy (Trường hợp này dùng để kiểm tra mạng lưới đã
tính cho 2 trường hợp trên)

10/22/2014
4
A B
QA-B = Qv + .Qdđ (l/s)
Trong đó
• Qv: lưu lượng nước vận chuyển qua đoạn ống, gồm lưu lượng tập trung
lấy ra ở nút cuối của đoạn ống và lưu lượng nước vận chuyển tới các
đoạn ống phía sau, l/s.
• Qdđ: lưu lượng nước dọc đường, là lượng nước phân phối theo dọc
đường của đoạn ống, l/s.
• : hệ số tương đương kể tới sự thay đổi lưu lượng dọc đường của đoạn
ống, thường lấy bằng 0,5 (ở đầu đoạn ống Q có giá trị lớn nhất, ở cuối
đoạn ống Q có giá trị = 0).
Đối tượng
dùng nước
trực tiếp
Mạng lưới
đường ống
phía sau
A B
Lưu lượng nước dọc đường được xác định theo công thức sau
Qdđ = q0.l (l/s)


l
Q
q
d
0
Trong đó
• q0: lưu lượng nước dọc đường đơn vị, l/s
• l: chiều dài tính toán của đoạn ống, m
• Qd: tổng lưu lượng nước phân phối theo dọc đường bao gồm
nước sinh hoạt, tưới cây, tưới đường, rò rỉ..., l/s
• l: tổng chiều dài tính toán, tức là tổng chiều dài các đoạn ống có
phân phối nước theo dọc đường của mạng lưới cấp nước, m
3.2.2. Thuỷ lực
A B
Đường kính:
v
q
D
D
vvq
.
.4
4
.
..
2


 






Đường Kính D của đoạn
AB ?
Trong đó:
q: lưu lượng tính toán của từng đoạn ống
v: vận tốc nước chảy trong ống
: diện tích mặt cắt ướt nước chảy trong ống

10/22/2014
5
3.2.2. Thuỷ lực
A B
Đường Kính D của đoạn
AB ?
Tổn thất
li
g
v
d
l
h .
.2
..
2
 
Trong đó:
: hệ số kháng ma sát theo chiều dài
l: chiều dài đoạn ống (m)
d: đường kính trong của ống (mm)
i: độ dốc thuỷ lực
h: tổn thất áp lực do ma sát theo chiều dài (m)
(Chú ý: coi tổn thất áp lực cục bộ bỏ qua)
3.3. CẤU TẠO MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC (MLCN)
3.3.1. Các loại ống dùng trong mạng lưới cấp nước
 Hiện có các loại ống phổ biến sau: ống BTCT, xi măng
amiăng, ống nhựa, ống gang, ống thép,…
 Mạng lưới cấp nước phổ biến dùng ống gang (1 phần ống
nhựa), ống thép thường dùng trong trạm bơm khi áp suất
cao, qua các đầm lầy, chướng ngại có nền móng không ổn
định.
 Ống gang từ  100 – 800, l = 6 - 8m có miệng loe, thường
nối bằng xảm đay.
3.3.2. Nguyên tắc bố trí đường ống cấp nước
Độ sâu chôn ống từ mặt đất đến đỉnh ống: 0,8 – 1m, không
nông quá để tránh tác động cơ học và ảnh hưởng của thời
tiết.
Không sâu quá để tránh đào đắp đất nhiều, thi công khó
khăn. Chiều sâu tối thiểu đặt ống cấp nước thường lấy
bằng 0,7m kể từ mặt đất đến đỉnh ống.
Ống cách móng nhà và cây xanh tối thiểu 3 – 5m
Ống cấp nước thường đặt trên ống thoát, khoảng cách so
với các ống khác theo chiều ngang  1,5 – 3m, chiều đứng
 0,1m
Khi ống qua sông phải có điu ke và qua đường ô tô, xe lửa
phải đặt ống trong ống lồng.

10/22/2014
6
3.3.3. Các thiết bị và công trình trên mạng lưới cấp nước
 Khoá: Để đóng mở nước trong từng đoạn ống, khoá thường
đặt trước và sau mỗi nút của mạng lưới, trước và sau bơm,
đường kính khoá lấy bằng đường kính ống.
 Van 1 chiều: Cho nước chảy theo 1 chiều, thường đặt sau
bơm, trên đường ống dẫn nước vào nhà, ống dẫn nước từ
đài xuống.
 Van xả khí, họng chữa cháy, vòi lấy nước công cộng, gối
tựa, giếng thăm…
3.4 Tổn thất cột nước trong đường ống và đường kính
ống kinh tế
Tổn thất toàn bộ hw trong đoạn ống là:
hw = hd + hc
Trong đó:
hd : Tổn thất dọc đường
hc : Tổn thất cục bộ
hw = k hd
Với: k = 1,15  1,2: Đối với hệ thống cấp nước cho khu vực.
k = 1,2  1,3: Đối với hệ thống cấp nước trong nhà.
Tổn thất toàn bộ hw trong đoạn ống được tính gần đúng theo hd
là:
3.4 Tổn thất cột nước trong đường ống
Tổn thất dọc đường hd:
Công thức xác định tổn thất cột nước dọc đường hd được tìm
bằng thực nghiệm, hiện nay có rất nhiều công thức tính hd,
nhưng trong lĩnh vực cấp thoát nước thường dùng công thức
sau:
Dạng tổng quát: hd = L [Q/K]x
Theo Hazen-Williams: x = 1,85
K = 0,2787 CH D2,63
Theo Manning: x = 2
K = 0,3117. D2,667 /n

10/22/2014
7
Trong đó:
hd - Tổn thất dọc đường (m)
L - Chiều dài ống (m)
D - Đường kính trong của ống (m)
Q - Lưu lượng chảy qua ống (m3/s)
CH - Hệ số cản
n - Hệ số nhám
Vật liệu làm ống n CH
Gạch 0,014 100
Bê tông, bê tông cốt thép 0,013 130
Nhựa (PVC, PE, ...) 0,009 140
Gang mới 0,011 130
5 năm 120
10 năm 110
20 năm 0,015 100
40 năm 80
Thép tán 110
hàn 120
Chú ý: Công thức Hazen-Williams thường dùng trong tính toán
cấp nước, còn công thức Manning thường dùng trong tính toán
thoát nước.
3.4 Tổn thất cột nước trong đường ống và đường kính
ống kinh tế
2
. 4.
. .
4 .
D Q
Q v v D
v



 
    
 
Xác định đường kính ống
Một số công thức tính DKT dùng để tham khảo:
- Theo V.G. Lobachev (Liên Xô cũ): DKTi = (0,8  1,2) Qi
0,42
- Theo CT Bình Minh (ống nhựa): DKTi = (0,65  1,13) Qi
0,5
- Theo một số dự án cấp nước đã xây dựng ở Miền Nam (N.V.
Đăng): DKTi = (0,69  1,23) Qi
0,49
Trong các công thức trên: Q (m3/s), DKT (m)

10/22/2014
8
Bài Tập
Bài Tập
Bài Tập 1: Hai bồn chứa nước A và B cách nhau L = 450m,
nối nhau bằng ống nhựa (CH = 140) có đường kính D =
114mm. Mực nước trong bồn A và bồn B được giữ không đổi
là: ZA = +16m, ZB = +13,5m. Hỏi lưu lượng chảy trong ống là
bao nhiêu? Với k = 1,2.
L, D, CH
Bồn A
Bồn B
ZA
ZB
Bài Tập
Theo Hazen-Williams:
K = 0,2787 CH D2,63
= 0,2787 x 140 x 0,1142,63 = 0,129
Tổn thất dọc đường:
hw = ZA - ZB = 16 - 13,5 = 2,5 m
hd = hw/k = 2,5/1,2 = 2,083 m
Lưu lượng chảy qua ống:
Q = K [hd/L]1/x
= 0,129 [2,083/450]1/1,85 = 0,0071 m3/s
Theo Manning:
K = 0,3117/n D2,667
= 0,3117/0,009 x 0,1142,667 = 0,106
Lưu lượng chảy qua ống:
Q = K [hd/L]1/x
= 0,106 [2,083/450]1/2 = 0,0072 m3/s

10/22/2014
9
Bài Tập
Bài tập 2: Xác định cao trình đài nước tại A. Biết đài nước cấp
nước cho một nhà máy tại B với lưu lượng và mực áp yêu cầu
là: QB = 50 l/s, ZB = +16m; đài nước nối với nhà máy B bằng
đường ống thép dài 850m có đường kính D = 250mm. Hệ số
kể đến tổn thất cục bộ trong đường ống k = 1,2.
Bài Tập
Theo Hazen-Williams:
K = 0,2787 CH D2,63
= 0,2787 x 120 x 0,2502,63 = 0,873
Tổn thất dọc đường:
hd = L [Q/K]x
= 850 x [0,05/0,873]1,85 = 4,282m
Tổn thất cột nước:
hw = k hd
= 1,2 x 4,282 = 5,138 m
Cao trình đài nước tại A:
ZA = ZB + hw = 16 + 5,138 = 21,138 m
Bài Tập
Bài tập 3: Xác định đường kính ống nối đài nước A cấp nước
cho một nhà máy tại B với lưu lượng và mực áp yêu cầu là: QB
= 250 l/s, ZB = +26m; cao trình đài nước ZA= +27,5m; đường
ống bằng gang mới dài 1850m có các loại đường kính D = 0,1
0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,6 0,8m. Hệ số kể
đến tổn thất cục bộ trong đường ống là k = 1,2.
Giải:
Tổn thất cột nước trong đường ống:
hw = ZA - ZB = 27,5 - 26 = 1,5m hd = hw/k=1,5/1,2 = 1,25m
K = Q [L/hd]1/x= 0,25 x [1850/1,25]1/1,85 = 12,93
Dtt = [K/(0,2787CH)]1/2,63= [12,93/(0,2787 x 130)]1/2,63 = 0,676m
Căn cứ vào Dtt và các đường kính ống hiện có, chọn: D= 0,8m

10/22/2014
10
Bài Tập
Bài tập 4: Chọn đường kính ống và chiều cao đài nước tại O của 1
mạng lưới cấp nước cho khu công nghiệp sau:
Với:
Ống OA AB BC CD AA1 AA2 CC1
L (m) 640 560 380 420 320 480 120
Bài Tập
Biết: Ống bằng nhựa (CH = 140), hệ số ma sát cục bộ k = 1,2 ,
Có các đường kính trong D (m) = 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6
0,8 .
Đường kính kinh tế: DKT = 0,89 Q0,5 .
Lưu lượng và mực áp yêu cầu tại các nút:
Nút A1 A2 B C1 D
Q (m3/s) 0,022 0,042 0,018 0,016 0,025
Z (m) +23 +24,2 +25 +25,4 +26
Bài Tập
Giải:
- Lưu lượng và mực áp yêu cầu tại các nút: Đầu đề đã cho
- Lưu lượng trong các đoạn ống:
Ống CD CC1 BC AB AA1 AA2 OA
Q
(m3/s)
0,025 0,016 0,041 0,059 0,022 0,042 0,123
- Tuyến ống chính: OA-AB-BC-CD (D xa nhất so với O và có mực áp
yêu cầu cao nhất nên là ngôi nhà bất lợi nhất). Các tuyến ống nhánh:
AA1, AA2, CC1.
- Lập bảng tính cho tuyến ống chính và các tuyến ống nhánh:

10/22/2014
11
Bài Tập
Ống L (m) Q (m3/s) Dtt (m) D (m) hw (m) Nút Z (m)
Ống
chính
CD 420 0.025 D
BC 380 0.041 C
AB 560 0.059 B
OA 640 0.123 A
O
Ống
nhánh
AA1 320 0.022 A1
AA2 480 0.042 A2
CC1 120 0.016 C1
Bài Tập
Ống
chính
CD 420 0.025 0.140721 0.15 6.360735 D 26
BC 380 0.041 0.180211 0.2 3.544976 C 32.36073
AB 560 0.059 0.21618 0.25 3.458821 B 35.90571
OA 640 0.123 0.312135 0.35 2.993521 A 39.36453
O 42.35805
Ống
nhánh
AA1 320 0.022 0.111266 0.15 16.36453 A1 23
AA2 480 0.042 0.157083 0.15 15.16453 A2 24.2
CC1 120 0.016 0.096057 0.1 6.960735 C1 25.4
Bài Tập
Mực áp cần có tại đài nước O: ZO = +42, 358 m
Chiều cao đài nước tại O:Hđ = ZO – ZđấtO = 42, 358 – 24 = 18,358 m
Chọn: Hđ = 18,5 m

10/22/2014
12
Bài Tập
Bài tập 5: Chọn đường kính ống và chiều cao đài nước tại O của 1 mạng
lưới cấp nước cho khu vực sau:
Bài Tập
Với:
Ống OA AB BC AA1 AA2 BB1 BB2
L (m) 320 430 680 420 240 280 220
Biết: Ống bằng nhựa (CH = 140), hệ số ma sát cục bộ k = 1,2 , có các
đường kính trong D (m) = 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 .
Đường kính kinh tế: DKT = 0,89 Q0,5 .
Bài Tập
Lưu lượng, số tầng nhà và cao trình mặt đất tại các nút:
Nút O A B C A1 A2 B1 B2
Q
(m3/s)
0,064 0,024 0,032 0,04 0,08
n 2 1 2 1 2
Zđất
(m)
+12 +12 +12,2 +12 +10,5 +11,4 +11 +12
Dọc theo BC là khu dân cư: N = 5600 dân, qsh = 120 l/người-ngày,
Kng = 1,5 , Kh = 1,3 , a = 1,1 , b = 1,15 , c = 1 , n = 3 tầng.
Nếu tại O là trạm bơm nước ngầm (nước không cần xử lý, bơm trực
tiếp vào mạng không qua đài nước) với mực nước ngầm thấp nhất là
ZngầmO = -24,6m. Chọn máy bơm (Qb, Hb) cho trạm bơm O.

10/22/2014
13
Bài Tập
Giải:
- Lưu lượng nước cấp cho khu dân cư (BC):
Qshn = 1/1000 .N.qsh. Kng = 1/1000 x 5600 x 120 x 1,5 = 1008 m3/ngày
Qhmax = abc Qshn Kh/24 = 1,1 x 1,15 x 1 x 1008 x 1,3 /24 = 69,069 m3/h
= 0,0192 m3/s.
Lưu lượng này được xem như lấy tại B: 0,0096 m3/s
và tại C: 0,0096 m3/s
- Lưu lượng và mực áp yêu cầu tại các nút:
Mực áp yêu cầu tại các nút: Z = Zđất + HCT
nh = Zđất + (4n + 4)
= Zđất + 10 (khi n = 1)
Bài Tập
Nút O A B C A1 A2 B1 B2
Q
(m3/s)
0,0096
0,064 +
0,0096 =
0,0736
0,024 0,032 0,04 0,08
n 3 2 và 3 1 2 1 2
Zđất
(m)
+12 +12 +12,2 +12 +10,5 +11,4 +11 +12
Z (m) 28,2 28 20,5 23,4 21 24
Ghi chú: Tại C có 2 mực áp yêu cầu, một của nhà máy và một của
khu dân cư, chọn mực áp lớn nhất làm trị số tính toán.
Bài Tập
Sơ đồ tính toán của mạng đường ống:

10/22/2014
14
Bài Tập
- Lưu lượng trong các đoạn ống:
Ống BC BB1 BB2 AB AA1 AA2 OA
Q
(m3/s)
0,0736 0,04 0,08 0,2032 0,024 0,032 0,2592
- Tuyến ống chính: OA-AB-BC,
- Các tuyến ống nhánh: AA1, AA2, BB1, BB2
- Lập bảng tính cho tuyến ống chính và các ống nhánh:
Bài Tập
Ống
chính
BC 680 0.0736 C
AB 430 0.2032 B
OA 320 0.2592 A
O
Ống
nhánh
AA1 420 0.024 A1
AA2 240 0.032 A2
BB1 280 0.04 B1
BB2 220 0.08 B2
Bài Tập
Ống
chính
BC 680 0.0736 0.241451 0.25 6.322615 C 28
AB 430 0.2032 0.401192 0.4 2.658554 B 34.32262
OA 320 0.2592 0.453114 0.5 1.048038 A 36.98117
O 38.02921
Ống
nhánh
AA1 420 0.024 0.121442 0.15 16.48117 A1 20.5
AA2 240 0.032 0.12566 0.15 13.58117 A2 23.4
BB1 280 0.04 0.141749 0.15 13.32262 B1 21
BB2 220 0.08 0.185023 0.2 10.32262 B2 24

10/22/2014
15
Bài Tập
Mực áp cần có tại đài nước O: ZO = +38,029 m
Chiều cao đài nước tại O: Hđ = ZO – ZđấtO = 38,029 – 12 = 26,029 m
Chọn: Hđ = 26 m
• Nếu tại O là trạm bơm nước ngầm, máy bơm cần có:
Lưu lượng bơm: Qb = QOA = 0,2592 m3/s = 933 m3/h
Cột nước bơm: Hb = ZO – ZngầmO = 38,029 – (– 24,6) = 62,629 m
Bài Tập
Bài Tập

10/22/2014
16
Bài Tập
Bài Tập

Chuong 3 mang luoi cap nuoc

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to Chuong 3 mang luoi cap nuoc

Similar to Chuong 3 mang luoi cap nuoc (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (18)

Chuong 3 mang luoi cap nuoc