1
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
1
Giảng viên: PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr
Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/index
Tél. (08) 38 691 592 - 098 99 66 719
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
Khoa KTXD - Bộ môn Kỹ thuật & Quản lý Tài nguyên nước
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
2
NỘI DUNG MÔN HỌC
CHƯƠNG 1: Tổng quan về cấp nước.
CHƯƠNG 2: Nguồn nước & Công trình thu nước.
CHƯƠNG 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
CHƯƠNG 4: Mạng lưới cấp nước bên trong.
CHƯƠNG 5: Mạng lưới thoát nước bên trong.
CHƯƠNG 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
CHƯƠNG 7: Tổng quan về xử lý nước thải.
CHƯƠNG 8: Phần mềm EPANET và SWMM.
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
3
MẠNG LƯỚI
THOÁT NƯỚC
KHU VỰC
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
4
MUÏC ÑÍCH
-Tính toaùn vaø thieát keá heä thoáng
thoaùt nöôùc möa cho moät khu vöïc.
-Tính toaùn vaø thieát keá heä thoáng
thoaùt nöôùc thaûi (sinh hoaït, saûn
xuaát) cho moät khu vöïc.
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
5
NỘI DUNG
1. Tổng quan.
2. Tính thoát nước mưa với
Phương pháp thích hợp (tỷ lệ).
3. Giới thiệu sơ lược về mô hình
tính thoát nước mưa SWMM
(Storm Water Management
Model).
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
6
TỔNG QUAN
2
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
7
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
8
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
9
Mưa xảy ra trên khu vực
tạo nước chảy TRÀN MẶT.
Hệ thống thoát nước mưa có
nhiệm vụ CHỦ ĐỘNG chuyển
lượng nước chảy tràn mặt
này RA KHỎI KHU VỰC.
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
10
PHƯƠNG PHÁP
THOÁT NƯỚC
Thoát nước tự chảy.
Thoát nước động lực
(bơm).
Kết hợp.
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
11
MỘT SỐ
KHÁI NIỆM
& ĐỊNH NGHĨA
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
12
LƯU VỰC
3
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
13
KHAÙI NIEÄM KHU VÖÏC THOAÙT NÖÔÙC
Ñöôøng ñaúng taäp
trung nöôùc
Ranh giôùi khu vöïc
Ñieåm taäp trung thoaùt nöôùc
khu vöïc (A)
Tieåu khu
vöïc Aj
(jt)
A
A
Z (Tk)
Y (Tj)
Q
t
2t
nt
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
14
THI GIAN TP TRUNG NƯỚC
Thi gian tập trung nước ca một
KHU VỰC về đến ĐIM TP
TRUNG NƯỚC là thi gian CẦN
THIẾT cần c để nước v tr
“BẤT LI” nhất chảy về điểm
TP TRUNG NƯỚC khu vực.
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
15
THÔØI GIAN TAÄP TRUNG NÖÔÙC Tt
Ñöôøng ñaúng taäp
trung nöôùc
Ranh giôùi khu vöïc
Ñieåm taäp trung nöôùc A
Tieåu khu
vöïc Aj
(jt)
A
A
Z (Tk)
Y (Tj)
Q
t
2t
nt
Tt =max(T1, T2,...,Tk).
Ñieåm möa rôi
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
16
T(h)
Q(m3/s)
q
Δt
Qmax
Thuûy ñoà doøng chaûy
(Hydrograph)
q (mm/h): cöôøng ñoä möa
Δt: böôùc thôøi gian
D/tích Si löôïng nöôùc
ñeán töø tieåu dieän tích Ai
Aj max
Möa
rôi
Qi
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
17
CAÙC YEÁU TOÁ TAÏO LÖU LÖÔÏNG
DOØNG CHAÛY MAËT Q (Runoff)
- Dieän tích khu vöïc höùng nöôùc möa Ai;
- Cöôøng ñoä möa rôi treân khu vöïc I(mm/h);
- Khaû naêng thaám nöôùc dieän tích beà maët thu
nöôùc C (heä soá doøng chaûy, tyû leä nöôùc chaûy
maët/toång löôïng nöôùc rôi).
)s/m(C.I.AQ 3
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
18
Tröôøng hôïp 1. Xeùt tröôøng hôïp möa keùo daøi 1t treân khu vöïc:
luùc t=0 Q(0) =0
luùc t1=t Q(t1) =A1IC1
luùc t2=2t Q(t2) =A2IC2
luùc tj=jt Q(tj) =AjICj
luùc tn=nt Q(tn) =AnICn
luùc tn+1=(n+1)t Q(tn+1) =0
trong ñoù:
- A1: dieän tích tieåu khu vöïc 1, ….
- C1: heä soá doøng chaûy (phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän thaám cuûa A1)
- A1I laø theå tích nöôùc möa rôi treân dieän tích A1 töø luùc khôûi ñaàu
möa cho ñeán thôøi ñieåm t1=t;
- A1IC1 laø theå tích nöôùc cuûa doøng chaûy (trong thôøi ñoaïn t),
thaùo ra khoûi löu vöïc, ñeán töø tieåu khu vöïc A1,…..
Hết mưa !
4
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
19
Tröôøng hôïp 2. Xeùt tröôøng hôïp möa keùo daøi 2t
treân khu vöïc:
luùc t=0 Q(0) =0
luùc t1=t Q(t1) =A1IC1
luùc t2=2t Q(t2) = A1IC1 + A2IC2
luùc t3=3t Q(t3) = A2IC2 + A3IC3
luùc tj=jt Q(tj) = Aj-1ICj-1 + AjICj
luùc tn=nt Q(tn) = An-1ICn-1 + AnICn
luùc tn+1=(n+1)t Q(tn+1) = AnICn
luùc tn+2=(n+2)t Q(tn+2) = 0.
Hết
mưa
!
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
20
Tröôøng hôïp 3. Xeùt tröôøng hôïp möa keùo daøi 3t ??
luùc t=0 Q(0) =?
luùc t1=t Q(t1) =?
luùc t2=2t Q(t2) = ?
luùc t3=3t Q(t3) = ?
luùc t4=4t Q(t4) = ?
luùc t5=5t Q(t5) = ?
luùc tj=jt Q(tj) = ?
Keát luaän veà cöôøng ñoä Qmax ? (löu löôïng lôùn nhaát taïi
ñieåm taäp trung nöôùc A khi möa caøng keùo daøi).
Hết mưa !
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
21
NHN XÉT CHUNG
Mưa càng “kéo dài” Lưu
lượng max xảy ra tại A tăng dần !
Keát luaän: Löu löôïng max (Qmax) “LỚN
NHẤT” taïi ñieåm taäp trung nöôùc A seõ
xaûy ra khi thôøi gian keùo daøi côn möa
baèng (hoaëc lôùn hôn) thôøi gian taäp
trung nöôùc cuûa khu vöïc nghieân cöùu
(nt).
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
22
LƯU LƯNG QMAX
Q
TMƯA
0 TTập trung nước khu vực
QMax-Max
Giá tr Qmax
xảy ra
1t
Qmax_1
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
23
Cöôøng ñoä
Möa I-
[mm/h or
(l/s)/ha]
Ñöôøng IDF
(Intensity-
Duration-
Frequency).
Frequency
Duration (minute)
Intensity
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
24
Với một tần suất cho trước, quan hệ giữa
cưng độ mưa I & thi gian kéo dài TC:
- A, B caùc tham soá phuï thuoäc khu vöïc nghieân cöùu.
- Tc (phuùt) thôøi gian keùo daøi côn möa.
Vuøng TP. Hoà Chí Minh (n/cöùu cuûa JICA):
c
A
ITB
c
18125.6
I (lit / s / ha)
T 36.7
5
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
25
HEÄ SOÁ DOØNG CHAÛY C
vôùi Qm löu löôïng nöôùc chaûy traøn maët khi löôïng möa
rôi treân khu vöïc laø Q0.
m
0
Q
C 0 1
Q
Beà maët Heä soá doøng chaûy, C
Ñöôøng beâ toâng, traùng nhöïa 0.70-0.95
Ñöôøng laùt ñaù cheû, gaïch 0.70-0.85
Maùi lôïp 0.75-0.95
Runoff
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
26
Troàng coû, ñaát loaïi coù nhieàu caùt C
- Baèng phaúng (<2%) 0.05-0.10
- Ñoä doác trung bình (töø 2% ñeán 7%) 0.10-0.15
- Ñoä doác lôùn (>7%) 0.15-0.20
Troàng coû, ñaát chaët
- Baèng phaúng (<2%) 0.13-0.17
- Ñoä doác trung bình (töø 2% ñeán 7%) 0.18-0.22
- Ñoä doác lôùn (>7%) 0.25-0.35
Ñöôøng vaøo garage coù laùt ñaù 0.15-0.30
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
27
Khu thoát
nước
THI GIAN TP TRUNG NƯỚC T
T =(tf + te)
Điểm tập trung
nước XEM XÉT
tf-1
tf-2
tf-3
te
Điểm thu
nước
tf thi gian nước
chảy trong cống
te thi gian nước
chảy tràn mặt
A
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
28
THI GIAN TP TRUNG NƯỚC V ĐIM N
A5=3ha,
te(5)=8’
1
2
3
4 5
6
A6=3ha,
te(6)=8’
A4=4ha, te(4)=15’
A3=5ha,te(3) =12’
tf(5-3)
tf(1-2)=L1-2/V1-2 tf(6-3)
tf(3-2)
tf(2-4)
Ñieåm taäp trung
nöôùc khu vöïc
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
29
Thời gian tập trung nước T:
Te : thời gian nước chảy traøn maët về hố thu
nước (5-20 ph)
Tf : thời gian nước chảy (khoâng aùp) trong cống
về điểm thoaùt nước A.
i tất cả các khả năng nước rơi trên khu
vực & sẽ tập trung về điểm thu nước xem
xét A.
ifeA )TTmax(T
CẤP THOÁT NƯỚC
Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
PGS. TS. Nguyễn Thống
30
Ví dụ: Thời gian tập trung nước về nuùt 3.
Nút 2:
)ttt(),tt(
),ttt(),tt(
maxT 23
f
36
f
6
e
23
f
3
e
23
f
35
f
5
e
24
f
4
e
2
)tt(),t(),tt(maxT 36
f
6
e
3
e
35
f
5
e3