Giáo trình Cấp thoát nước (Giáo trình dùng cho sinh viên đại học chuyên ngành kiến trúc và xây dựng): Phần 2

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST

Báo xấu

212
lượt xem 62
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiếp nối phần 1, mời các bạn cùng tham khảo phần 2 giáo trình "Cấp thoát nước". Nội dung giáo trình trình bày những khái niệm cơ bản về hệ thống cấp nước, nguồn nước và công trình xử lý, mạng lưới cấp nước, hệ thống cấp nước cho công trình xây dựng, hệ thống cấp nước trong nhà.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cấp thoát nước (Giáo trình dùng cho sinh viên đại học chuyên ngành kiến trúc và xây dựng): Phần 2

PHẦN I! T H O Á T N Ư Ớ C C H Ư Ớ N G VI KHAI N Ỉ Ệ M CHUNG VÊ THOAT N ư ơ c . 6.1 Các h ệ t h ố n g \ à s o đồ t h o á t n ư ớ c 6 .Ỉ .L Nhiệm vụ cùa hệ íh ổ n g thoát nuớc và các dạng n ư ớ c thải. N ước sau khi sử dụng vào m ục đích siiiii hoạt hay sản xuất, nước mưa chảy trên các mái nhà, m ặt đưòng, m ặt đất, chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vô cơ dễ bị phân huỷ hbối rữa và chứa nhiều vi trùng gây bệnh rất nguy h iểm cho người và động vật. Nếu n h ữ ng loại nước thải này xả ra m ột cách bừa bãi, thì k h ô n g n h ữ n g là m ột trong n hững ngu yên nhân chính gây ô nhiễm môi trường, nảy sinh và truyền nhiễm các thứ bệnh h iểm nghèo, ảnh hưởng đến điều kiện vệ sinh, sức khoẻ của n hân dân, m à về m ặt khác còn gây nên tình trạng ngập lụt tron g thành phố, xí nghiệp cô n g nghiệp, làm hạn ch ế đất đai xây dựng, ảnh hưởng đến n ền m ố n g công trình gây trở ngại cho giao th ôn g và tác hại đến m ột sổ ngành kinh t ế quốc dân khác như chăn nuôi cá ... Vỉ vậy nh iệm vụ của hệ th ố n g thoát nước là vận ch u y ển m ột cách nhanh ch ổn g các loại nước thải ra khỏi khu dân cư và sàn xuất, đồng thời làm sạch và khử trùng tới m ức độ cần thiết trước khi xả vào nguồn nước. Nước thải cđ nhiều loại khác nhau. Tuỳ theo nguồn gốc và tính chất của nguồn nước thải m à người ta chia ra ba loại chính sau đây: Nước thải sinh hoạt: thải ra từ các chậu rửa, b u ồn g tắm , xí, tiểu... chứa n hiều chất bẩn hữu cơ và vi trùng. N ước thải sản xuất: thải ra sau quá trình sả n xuất. T h ành phần và tính ch ất phụ thuộc vào từ n g loại công nghiệp, nguyên liệu tiêu thụ và quá trình công nghệ nên khác nhau rất nhiều. Người ta thường phản biệt nước thài sản x u ấ t thành hai loại: nước bị nhiễm bẩn nhiều ( nước bần ) và nước bị nhiễm bẩn ít (nước sạch). Nước mưa sau khi rơi xuống, chảy trên bề m ặ t các đường phố, các khu dân cư hay cô n g nghiệp bị nhiễm bẩn nhất là lượng nước m ư a ban đầu. N ếu trong các thành phố, nước thải sin h hoạt và sả n x u ấ t (được phép xả vào m ạng lưới thoát nước sinh hoạt) được dẫn ch u n g thì hỗn hợp đổ được gọi là nước th à i d ô t h ị . 6.1.2. Hệ í hống thoái nước. Hệ th ốn g thoát nước là tổ hợp n h ữ ng công trình th iết bị và các giải pháp kỹ thuật được tổ chức để thực hiện nhiệm vụ th oát nước. 82
Tuỳ thuộc vào mục đích yêu cầu tận dụng nguồn nước thải của vùng phát triển k in h tế lân cận thành phố, thị xà, thị trấn .. clo nhu cầu ký th u ậ t vệ sinh và việc xả các loại nước thải vào mạng lưới thoát nước mà người :a phân biệt các loại hệ thống thoát nước: hệ thống thoát, nước chung; hệ t.hổng thoát nưi c riêng, hệ thống thoát nước riêng một nửa và hệ thống hỗn hợp. Hệ th ốn g thoát nước chung, hình 6 - 1, là hệ thống mà tấ t cả các loại nước thải (sinh hoạt, sản xuất, nước mưa ) được xả chung vào mf)t mạng lưới và dẫn đến công tr ìn h làm sạch. Có trường hợp người ta xây dựng một số m iệ n g xả nước mưa giếng tràn, đđn nhận phần lớn nước mưa của những trận mưa tc kéo dài, đổ ra sông hồ cạnh đ ó đ ể gỉ ả m bớt lưu lượng nước không cần thiết lên cồng trinh làm sạch. HÌnh (6-1). Sơ đồ hệ thống *h o á t nước chung V công trình ỉàm sạch; 2- trạm bơm; 3- g iế n g xả nước mưa; 4- cống góp chính; \ 5- cống góp. // H ệ th ố n g thoát nước chung cố ưu điểm là bảo đàm tôt nhất về phương diện vệ s i n h , vì t o à n b ộ p h ả n 1HÍỚC b ấ n đ ề u đ ư ợ c q u a c ô n g t r ì n h l à m s ạ c h t r ư ớ c k h i x ả r a s ô n g hồ. Tuy nhiên iiỏ không kỉnh LA, UM kíùh thước củ à ' V: ' ô n g trình thu dẫn và xử lý đ ề u lớn, đông thời quản lý cũng phức tạp. Hệ thống này thường chi xây dựng ở những t h à n h p h ố n ằ m c ạ n h c o n S'*ng l ởn h a y t r o n g t h ơ i kỳ đ à u x â y d ự n g k h i c h ư a c đ p h ư ơ n g á n thoát nước hợp lý. H ệ th ố n g thoát nước riíV hình (6-2), có hai hay nhiôu m ạ n g lưới cống riêng biệt : m ột d ù n g để vận chuyên hước bẩn nhiều (ví dụ nước sin h hoạt), trước khi xà vào n g ù ô n c h o q u a x ử lý; m ộ t d ù n g đ ố v ậ n c h u y ể n n ư ớ c í t b ấ n h ơ n ( n ư ớ c m ư a ) t h ì z h o x ả t h ẳ n g vào nguồn. Tuỳ theo độ nhiễm bẩn mà nước thải s ả n x u ấ t (nếu độ nhiễm bẩn c a o ) x ả c h u n g với n ư ớ c t h ả i s i n h h o ạ t h o ặ c ( n ế u đ ộ n h i ễ m b ẩ n t h ấ p ) c h u n g với n ư ớ c m ư a . Còn nếu trong nước thái sản xuất có chứa chất độc hại axít, kiềm ... thì nhất th iế t phải xả vào m ạng lưới riêng biệt. HÌnh (6- 2). Sơ đô hệ thống th o á t nuỏc riêng. 1- trạm làm sạch; 2- trạ m bơm; 3- hệ thống th o á t nước mưa; 4- hệ th ố n g th o á t nuỏc sinh noat. 83
Trường hợp m ỗi loại nước thải được vận chuyển trong hệ thống mạng lưới riêng biệt gọi là hệ thống riêng hoàn toàn. Trường hợp chi có hệ thống cóng ngầm để thoát nước bẩn sinh hoạt và nước bẩn sản xuất, còn nước mưa và nưốc thải sản xuất quy ước là sạch chảy theo mương máng lộ thiên gọi là hệ thống r i ê n g không hoàn toàn. So với hệ thống chung thì hệ thống thoát nước riêng có lợi về mặt xây dưng và quản lý. Tuy về mặt vệ sinh cđ kém han (nhưng vẫn bảo đảm yêu cầu) song rất ưu điểm là giảm được vốn đầu tư xây dựng ban đầu (kính thước cống, công trình làm sạch và trạm bơm nhỏ ...) Hệ thống thoát nước riêng một nửa (hình 6- 3), thường có hai hệ thống cống ngầm, trong đđ một mạng lưới để thoát nước sinh hoạt, nước sản xuất và nước mưa bấn, còn mạng lưới khác để dẫn nước mưa sạch xả trực tiếp ra sông hồ. ở chỗ giao nhau giữa hai mạng lưới x â y dựng g i ế n g n g ă n n ố i đ ể t h u n h ậ n p h a n nước mưa trong thời gian đầu của trận mưa cùng với nước sinh hoạt, sản xuất để dẫn đến công trình làm sạch. Và khi mưa to hay ở thời gian cuối của các trận múa, lưu lượng nước mưa lớn, có thể tràn qua miệng xả ra sông hồ cạnh đổ. HÌnh (6- 3). Sơ d ồ hệ th ố n g th c á t nưổc riê n g m ộ t nừa. 1- m ạ n g iưỏi nưóc bẩn 2- m ạ n g iưỏi nước m ưa 3- ng ăn nối 4- trạ m bơm 5- trạ m là m sạ ch . 6- c ố n g nước th ả i sin h h o ạ t, sả n x u ấ t và nước mưa bấn Hệ thống riêng một nửa về mặt vệ sinh cũng tốt, nhưng giá thành xây dựng cao và quản lý rất phức tạp, nên ít được sử dụng. Hệ thống hỗn hợp là sự kết hợp các loại hệ thống kể trên, thường gặp ở một số thành phổ cải tạo. Việc lựa chọn hệ thống thoát nước phải căn cứ vào nhiều yếu tó: kinh tế, kỹ thuật vệ sinh và điều kiện địa phương. Trong các thành phố của ta hiện nay phần lớn là hệ thống thoát nước chung, nước xả ra sông hồ không qua làm sạch, cần được cải tạo lại theo kiểu riêng một nửa hoặc hỗn hợp để đảm bảo vệ sinh môi trường và mỹ quan cho thành phổ. Khi đó ta xây dựng thỏm một mạng lưới cống đón lấy các cửa xả của hệ thống thoát nước chung hiện tại và dẫn lên công trình làm sạch. Tại chỗ giao nhau giữa cống xà của hệ thống chung (hiện có) vả mạng lưới cống xây dựng mới. Sẽ bố trí cống đập r.ràn xả nước mưa. 84
6.1.3, Sư dó t ho át n ư ớ c khu dân cu. Mõi một hệ thống thoát nước được thực hiện bàng những biện pháp kỹ thuật khác ĩihau, tuỳ theo cách bố trí mạng lưới đường ống, độ sáu chôn cống, số lượng trạm bơm, số lượng và vị trí các công trình làm sạch... v í dụ, có thành phố ta đặt cống thoát tự chảy và một trạm bơm độc nhất, lúc đó cần phải chôn sâu cống. Ngược lại khi đật cống n ôn g ta phải xây dựng nhiêu trạm bơm. Cũng như vậy có th ể có m ột hoặc nhiều trạm xử lý (trạm làm sạch). Vị trí của trạm xử lý giữ một vai trò quan trọng trong việc chọn sơ đồ thoát nước. N hư vậy sơ đồ thoát nước (hay là giải pháp thiết kế hệ th ốn g thoát nước có căn cứ về phương diện kinh tế kỷ thuật, điều kiện địa phương củng như khả n àn g phát triển tron g tương lai) cũng rất khác nhau. N hưng bất kỳ sơ đồ hệ thống thoát nước nào c ũ n g bao gom các bộ phận chính sau đây. 1) T hiết bị thu và dẫn bôn trong nhả, (hỉnh 6 -4 ) - hệ th ốn g thoát nước bên trong nhà. Nước thải từ các thiết bị dụng cụ vệ sinh chảy qua ống nhánh tới ống đứng và được dãn ra cốn g đường phố bàng m ạng lưới cống sản nhà hay tiểu khu. Các ốn g đứng thường đạt dựa theo tường hoặc góc các b u ồng vệ sinh, có th ể đặt n ổ i b ẽ n n g o à i h o ặ c c h ì m s â u t r o n g t ư ờ n g h o ặ c t r o n g c á c h ộ p b ằ n g gỗ, g ạ c h , b ê t ô n g . Ong đ ứ n g thường đặt cao hơn mái nhà khoáng 0,7m, phần trên là phần thông hơi. Giữa m ạ n g lưới ỏ n g và các thiết bị vệ sinh người ta láp đặt các si phông, khoá thuỷ lực để ngàn ngìía hơi khí độc xầm thực vào buồng vệ sinh. Nước thải tỈH'0 các ống đứng tới m ạng lưới cống dẫn ngoài nhà. ở chỗ giao nhau giữa hệ th ố n g bên trong và bôn ngoài nhà, xây dựng giếng thám đ ể theo dõi ch ế độ làm việc của m ạ n g lưới bên trong và tẩy rửa khi oàn thiết. Hinh (6- 4). Sơ dô tổng quát của hệ thống th o á t nưỏc bên tro n g nhà 1- ống thônq hơi 2- ống dứng thoát nước; 3- châu tắm; 4- chậu rủa; 5- két xí; 6- hố xí (chậu xí); 7- ống nhánh; 8- chậu rừa; 9- si phông; 10- lỗ kiể m tra; 11- ống dẫn nước ra ngoài nhà; 12- giếng thăm; 13- giếng kiểm tra; 14- giếng thăm trên mạng lưói bên ngoài nhà. 85
2) Mạng lưới thoát nước bên ngoài nhà: Là hệ thống cốn g ngầm và m ươn g m áng iộ thiên dùng để dẫn nước bằng cách tự chảy tới trạm bơm, trạm làm sạch hay ra sông hô. Tuỳ (heo vị trí, quy mô và nhiệm vụ mà mạng lưới thoát, nước bên ngoài nhà cđ th ể là: - M ạng lưới t h o á t n ư ớ c s â n n h à ( c h o m ộ t n h à ) . - M ạng lưới t h o á t nước t i ể u khu (hình 6 -5 ). - M ạng lưới t h o á t nước trong các xí n g h i ệ p công nghiệp. - M ạng lưới thoát nước ngoài phố. M ạng lưới cố n g xây dựng trong phạm vi tiểu khu, dùng để thu n hận tất cả nước t h ả i t ừ c á c n h à t r o n g t i ể u k h u v à v ậ n c h u y ể n r a m ạ n g lưới n g o à i p h ố g ọ i l à m ạ n g l ưới thoát nước tiểu khu. D ể điều tra c h ế độ làm việc của mạng lưới trong sân nhà hay tiểu khu thì ởcuối m ạ n g lưới n g ư ờ i t a x ầ y d ự n g m ộ i g iế n g t h à m - g i ế n g k i ể m t r a . D o ạ n o n g nối liền tìí g iến g kiểm tra tới cống thoát ngoài phố gọi là nhánh nối. M ạng lưới xây dựng dọc theo các đường phố và thu n hận nước thải từ các m ạng ìưới trong sân nhà, tiểu khu gọi lả mạng lưới thoát nước ngoài phố. N ó co' rất nhiều nhánh, bao trùm n hữ ng lưu vực rộng lớn và thường dẫn nước bàn g cách tự chảy. Hình (6- 5). Sổ dồ mạng lưỏi thoát nưốc tiểu khu. 1- m ạng lưới th o á t nưỏc tiểu khu; 2- g iếng thăm ; 3- g iếng kiể m tra; 4 ' nhánh nối; 5- m ạng lưỏi ngoài phố. Người ta còn chia thành phố làm nhiều lưu vực thoát nước m à giới hạn !à các đường phân thuỷ hay tụ thuỷ. Nước thải trên các lưu vực ấy tập tru n g về các cống góp lưu vực, cố n g thoát nước chính, cống thoát nước ngoài phạm vi thành phố (không có có n g nhánh). 3) Trạm bơm và ống dẫn áp lực, dùng để vận chuyển nước thải khi vì lỹ do kinh t ế kỹ th u ật không th ể để tự chảy được. Người ta phân biệt trạm bơm theo khái niệm : Trạm b ơ m cục b ộ , t r ạ m b ơ m khu v ự c v à t r ạ m b ơ m c h í n h . Trạm b ơ m c ụ c b ộ p h ụ c v ụ cho m ột hay m ột vài công trình. Trạm bơm khu vực phục vụ cho t iine; vù n g riêng biệt hay m ột vài lưu vực thoát nước. Trạm bơm chính dùng để bơm toàn bộ nước thải thành phố lên t r ạ m là m sạch hoặc xả vào nguồn. 86
Đ oạn ổ n g dẫn nước từ triỉm bơm đốn cốn g tự chảy hay đ ến công trình làm sạch là đ ư ờ n g óng áp lực. Khi cố n g chui qua
HÌnh 6- 7. Các sơ đồ m ạng lưối th o á t nước. Sơ đỏ th ản g góc (hình G- 7a) sử dụ ng khi địa hình có độ dốc đổ ra sô n g hồ, zh ủ yếu d ù ng để thoát nước, mưa và nước thái sản xu ất quy ước là sạch, nước xả thang vàio nguồn mà không cán làm sạch. Sơ đò giao nhau (hình 6.7b) : điều kiện địa hình g iốn g như sơ đồ th ẳ n g góc, nhínig nước thái càn phái làm sạch trước khi xá vào nguồn, nôn có cố n g góp chính chạy íonig so n g với dòng sô n g đ ể dẫn nước thủi đến côn g trình làm sạch. Sơ dò phán vù n g (hình G.7c) sử dụng trong trường hợp thành phô chia làm miồíU khu vực riêng biệt hay trong trường hợp thành phố có địa hình dốc lớn. Nước thà t ừ vùng thấp thỉ bơm trực tiếp đến công trình làm sạch hay bơm vào cốn g góp của vinig cao và tự chảy tới công trình làm sạch. Sơ đồ không tập trung (hình 6.7d>: Sử dụng đối với thành phố lớn hoặc thành /ỉhtố có chênh lệch lớn về cao độ, địa hình phức tạp hoặc phát triển theo k iểu hình tròn s>ư đồ có nhiều trạm làm sạch Ngược lại với sơ đỏ không tập trung là sơ đồ tập trung, nghĩa là toàn bộ nước hỉài được tập trung về trạm làm sạch ch u n g (hình 6 - 7 b, c). Cần chú ý đặc điểm xảy dựng đợt đâu của thành phô có ảnh hưởng nhỉồu đến 'iộĩC chọn sơ đồ thoát nước, v ì việc xây dựng hệ th ốn g thoát nước rất đát tiên, nên n;ưfài ta phải chia thành từ n g đợt. Trong đợt đau chi giải quyết thoát nước cho các khu cìriỉg nghiệp và các khu nhà ở cao tàng. N ếu các khu đó nằm cách xa nhau thỉ có th ể ỏáu quyết bằng các công trịnh làm sạch riêng biệt, khi đó có dạng sơ đồ không tập tnnf£. Khi thành phố 1ÌÌỞ rộng, tiếp tục xảy dựng bổ su n g thêm đường ống chính, thỉ lại tr ở thành S Ư đồ tập trung. 88
6.1.4. Đícu kiên thu nhàn nước thài vữì) hệ thông thoái nước Đ ế đảm bảo cho hộ thống thoát nước làm việc được bình thường và bảo vệ nó khỏi n h ữ n g tác động phá hoại, nước thải xả vào hệ thống thoát nước cần thoả m ãn những yêu cầu cần thiết.. Dối với m ạng lưới thoát nước thải thành phổ trước hết d ù ng đ ể dẫn nước thải sinh hoạt. Nước thài sản xuất chi được phép xả vào khi báo đảm không gảy tác hại tới cống và các côn g trình làm sạch, chẳng hạn như : - Không chứa những chất ân mòn vật liệu làm cống và cô n g trình làm sạch. - Không rhứa những chất dễ làm tác cống hoặc những chất hơi, tạo thành hỗn hợp dễ nổ. - N h iệt độ không vượt quá 4()°c. - Không chứa những chất làm ảnh hường xấu đốn quá trình làm sạch sinh học nước thái. Vị vậy nu’ỏc‘ thài sán xu ất. trước khi xà vào mạng lưới thoát thành phố thường được lân g sơ bộ, trung hoà, khử màu.. . - Hỏn hợp nước thài sinh hoạt - sán xuất phải đâm bảo nòng độ p í ỉ = 6,5 -ỉ- 8,5. Gác loại rác, thức an thua trong gia đinh chỉ dược xả vào m ạ n g lưới thoát nước khi đà được nghiền nhỏ với kk h thước 3 -r 5 mm và pha loãn g bằng nước với tỉ lệ 1 rãi: 8 nước (1 8 I. 6.2. Nhữny ván de cơ bàn vè thiết ké hộ thống th o á i nước. 6 . 2 . ĩ . T ài l u li LO sỏ. Dổi tượng thoát nước- củng như đối tương cấp nước 0(5 th ể là những thành phố xây dựng mói, cải tạo hay mỏ rộng; '■ r:H’ khu dán cơ, các xí nghiệp công nghiệp... mà giới h ạ n đư ợc ấ n định tro ng íhiot k ị' quy hoạch Xíiv 'lưng. Về phương diện kinh t nam và trong đợt đầu xây dựng 5 -7- 10 n a m ; s ự p h á t t r i õ n c ùn g nghi VỊ") v à yôu tổ m ỏ r ộ n g t h à n h p h ố c ũ n g n h ư giải p h á p c ủ a h àn g loạt vấn đf* như vị trí các phàn cơ bán, khu công nghiệp, khu xây dựng cơ quan phục vụ vãn hoa đời sống, khu ỉ rung- tâm (nói chung là việc phân chia các khu chức n an g của thành phố); rác vân đe thuộc giao ih ô n g thành phố, cây xanh, việc tă n g cường thiết bị xây dự.ng và cai thiện dời song (trong đó có tran g bị kỹ thuật vệ sinh) ... - Tài liệu vf* địa chài, địa chát cồng trinh, địa chái thuỷ vãn, về nguồn nước, điều kiện vệ sính., ixcin ky hơn ở tài ỉĩộu "hướng dan làm đồ án môn học cấp và thoát nước", Hà Nội 1991 Ị9Ị. 89
Thiết kế hệ th ốn g tho*H nước thường tiến hành theo hai hay ba giai đoạn : nhiệim vụ th iết k ế (thiết k ế sơ bộ đ ể lập luận chứng kinh tế), thiết kế kỹ thuật và bản vẽ thii công. Đối với tổ hợp nhỏ và những công trình riêng biệt, có th ể thực hiện cùng lúc troĩỉig m ột giai đoạn. N h iệm vụ đầu tiên khi thiết kế hệ thống thoát nước là việc xác định lưu lư;ntg nước thài. Lưu lượng nước thài thường xác định dựa theo dân số tính toán và tiêìU chuẩn thoát nước có tính đến hệ số khổng điều hoà. 6.2.2. Dân số lính toán Dân cư tính toán là số người sử clụng hệ thống thoát nước cho đến cuối thời gia.n dự tính quy hoạch (15 -4- 25 năm) được xác định trong khi lập đồ án quy hoạch c h im g của thành phố. Dân cư tính toán của từng khu vực trong thành phố có thể khác nhau do mức đtộ tiện nghi và tầ n g cao nhà ở. Người ta đưa ra khái niệm m ật độ dân số - nghĩa lè s iổ người tính trên m ột ha diện tích xây dựng khu nhà ở. Khi đã biết m ậ t độ dân số p điễ dàng tính được số lượng dán cư tính toán : N == P.F (41) (F- diện tích của khu nhà ở, ha) H iện nay người ta còn phân biệt mật độ dân số đợt đau (5 -T- ỈO nám) và tư m ig lai (15 -ỉ- 25 năm ) tuỳ thuộc vào tiôu chuẩn diện tích ở của mỗi thời kỳ. T h e o k i n h n g h i ệ m n g ư ờ i t a t h ấ y r à n g x â y đ ự n g h ệ t h ố n g t h o á t n ư ớ c đ ạ t h i ệ u 'ỊUíả kinh t ế chỉ khi m ậ t độ dân số p > 45 -7“ 50 người trên 1 ha. Với m ật độ bé hơn thì chiỉ nên xây dựng hệ thống cục bộ. 6.2.3, Tiêu chuẩn thoát nư ớc và hệ s ố không đ iỉu hoà. Tiêu chuẩn thoát nước là lượng nước thải trung bỉnh ngày đêm tính cho mỗi ngườíi sử dụng hệ thống thoát nước hay lương nước thải tính theo sản phẩm. Tiêu chuẩn thoáit nước của vùng dân cư thường lấy bằng tiêu chuẩn cấp nước (thực tế thì chì khoảng 70 -r 75r,% tiêu chuẩn cấp). Cũng như cấp nước, tiêu chuấn thoát nước phụ thuộc vào mức độ hoàn th iện tranig bị vệ sinh, điều kiện khí hậu, vệ sinh và địa phương. Đối với thành phố và xí nghiệp công nghiệp khác nhau thải ra lượng nước kháic nhau. N h ữ n g thành phố lớn có thể lấy tiêu chuẩn thoát nước lớn hơn so với nhữrụg thành phố nhỏ tron g vùng. Trong những ngày lễ, thứ bảy, chủ nhật, tiêu chuẩn thàii nước lớn hơn trong nh ữ ng ngày binh thường. Vào những giờ ban đêm nước thải ra íít hơn n h ữ n g giờ ban ngày ... Nối tóm lại, nước thải chảy ra không đồng đều th eo thờíi gian và không bằng nhau giữa các thành phố, thị xã, thị trấn trong v ù n g và giữa zấic v ù n g với nhau. Cũng như m ật độ dân số, về tiêu chuẩn cáp và thoát nước người ta phân b iệt t.ietO hai thời kỳ: đợt đầu và tương lai. Do đố khi tính toán phải sử dụng số liệu tư ơn g ữnig với nhau. Đối với xí nghiệp côn g nghiệp thì có hai loại : nước thủi sinh hoạt và nước thàii sản xuất. Tiêu chuẩn th oát nước sinh hoạt trong các xí nghiệp côn g nghiệp và hệ Síố không điều hoà có th ể th am khảo hang (G- 1) BẢNG 6- 1. ....- .................................................... Tiêu chuẩn thoát nước Hộ sô không điều hoà giờ Tính chất phân xưởng (ỉ/ng. ngày đêm) Kh Phân xưởng* n ó n g tỏa nhiệt ■35 2,5 Phân xưởng lạnh _ ......25 __ _______ 3,0 90
Lượng nước tắm cho cỏn-í nhân sau giờ làm viỌe tính theo kíp đòng nhất với tiêu chuẩn 4 0 -ỉ- 60 ì/người và thòi gian tám là 45 phút. Tiêu chuẩn th o át nước sinh hoạt vừa nêu lên ở trên là đại lượng tru n g bình. Trong thực tế thỉ như ch ú n g ta đa hiet. nước thài ra không đồng đều theo thời gian. D ể tính toán hệ th ố n g th o á t nước không những cần biết lưu lượng tru n g bình ngày mà còn cần biết sự thay đổi lưu lượng nước theo các giờ trong ngày. Giá trị đặc trư n g trị số giữa lưu lượng ngày lớn nhất và lưu lượng ngày trung bỉnh (tính tro n g năm ) gọi là hệ số khổng điều hoà ngày Qmnx.ng Kng (42) Qth Tv số giữa lưu lượng giờ tôi đa và lưu lượng giờ trung bình (trong ngày thải nước tối đa) gọi là hệ số không điêu hòa giờ. Qmax.h Kh (43) Qi h.h Hệ số không điều hoà chưng lả tỷ số giữa lưu lượng giờ tối đa trong ngày có lưu lượng lớn nhất và lưu lượng trung bình trong ngày có lưu lượng trung bình, Kc- Hệ số Kc có t h ể lấy b ằn g tích số giữa hai hệ sô diều hoà giờ và điều hoà ngày. Kc = K n g .K h (44) Khi tính toán m ạn g lưới thoũt. nước thường sử dụng hệ số không điều hoà chung. Đại lượng này th ườn g lấy phụ thuộc, vào lưu lượng trung bỉnh giây nước thải chảy vào hệ th ố n g thoát nước, (bảng 6 - 2 ). BẤNG 6 - 2 . H Ệ SỐ KH ÔNG Dlì';u HOÀ CHƯNG NƯỚC THẨI SIN H HOẠT Lưu lượng 1250 và tru n g bình 5 15 :ỉo 10 0 20 0 300 500 800 lớn hơn ( 1/s) Kc 3,1 2 ,2 1,8 1,7 1,6 1,4 1,35 1,25 1 ,2 1,15 G hi ch ú : các g i á trị n ằ m trong k h o ả n g lưu lư ợng tr u n g b ìn h g h i ỏ tr o n g b ả n g 6 - 2 th ì Kc x á c đ ị n h theo cách nội suỵ. 6.2.4. Công th ứ c xúc định lưu lirựng tính toán nước sinh hoạt và sản x u ấ t . Lưu lư ợ rg tính toán nước thải là lượng nước thải lớn nhất mà côn g trình thiết k ế càn th iết phải đáp ứng. a- L ư u lư ợ n g nước th ả i của v ù n g d â n cư : N.q nn — 1 m 3/ng.đêm (45) yib ~ 1000 an = N-q^ng m3/ng.đêm (46) x 1000 91
^ l|1 2 4 .1 0 0 0 m /h '(47) _, N.qKh Qmax = m /h (48) q‘h 864 0 0 1/s (49) N.qKc qm.1* = 1/s (50) Trong đó : QÍU Q?/>, qĩb- tương ứng là lưu lượng trung bình ngày, giờ và giây. Qmax> Qiímx,
N;} và Ncị - số công nhân làm việc trong ca cc' n ăn g suăt lớn nhất tương ứng theo tiêu chuấn 25 và 35 lít. T- sô giờ làm việc trong ca. d- L ư u lượng từ các nhà tắm trong các xi nghiệp công nghiệp : Cứ mỗi vòi tám hương sen thải ra 500ỉ/h; thời gian làm việc của các vòi tắm là 45 phút sau mỗi ca làm việc; hoác tính theo kíp đồng nhất với tiêu chuẩn 40 60 lít/người e- L ư u ỷ : dể xác định lưu lượng nước thải sinh hoạt trong các khu dân cư, người ta còn sử dụng khái niệm "lưu lượng đơn vị" tức là lưu lượng nước thải tính trên m ột hecta diện tích khu nhà ở. Lưu lượng đơn vị xac định theo công thức : n-P x Mu = T r ;r : l/s (56) 1 8G40Ơ Trong đõ : n- tiêu chu ấn thai HƯỚC, 1/ n g ư ờ i ngày đ èm p- m ật độ dân số, người/ha g- Hiện nay trong các thành phố hay các khu dán cư 0(5 các xí nghiệp công nghiệp, th ư ờ n g lưu lượng tính toán bàng tổng lưu lượng tối đa của khu dân cư và lưu lượng tối đa của các xí nghiệp công nghiệp. Song làm như vậy thực chất đã tă n g lưu lượng tinh Toán lên, vị trong thực tế các lưu lượng tối đa không xẩy ra cù n g m ột lúc. Chính vị vậy mà cách tính đúng đán nhất, là cân cứ theo chế dỏ t.hái nước, tức là dao động lưu lượng nước thoo từng giờ trong ngày để tính toán. Ở nước ta chưa có nhùng sổ liỌu nghiên eứu vô chế độ thải nước của các đô thị. Trên hinh (G- 8 ) trinh bày hì(hi (lồ thay đổi lưu lương thỏi nước theo giờ trong ngày của th àn h phố dưới 50000 dan (srí liêu (■•.‘i ỉiiẽn xô cữ). Hình (6-8). Biếu dồ thay đôi iưu lường nước thải. %. cùa thành phố dưói 50000 dân. 93
C H Ư Ơ N G V II M Ạ N G Lư ƠI T H O Á T N ưoc 7.1. N g u y ê n tá c v ạ c h t u y ế n m ạ n g lưới. M ạng lưới thoát có th ể gồm m ột (nếu đối tượng th oát nước nhò) hay m ột vài (ống gđp chính phục vụ cho m ột vài lưu vực thoát nước. Lưu vực th oát nước là phần ũện tích của thành phố xí nghiệp công nghiệp mà nước thải cho chảy tập tru n g về một (ống góp chính. Phân ranh lưu vực là các đường phân thuỷ. Các cố n g gốp chính thường đặt theo đường tự thuỷ. H ệ th ố n g thoát nước thường thiết k ế theo n guyên tắc tự chảy, khi cố n g đặt quá sâu thì dùng m áy bơm n â n g nước lên cao sau đố lại cho tiếp tục tự chảy. Vạch tuyến m ạn g ìưới cầ n tiến hành theo thứ tự sau : phân chia lưu vực tioát nước, xác định vị trí trạm làm sạch và xả nước vào nguồn; Vạch tuyến cống gđp chnh, cống góp lưu vực, cống đường phố và tuân theo n guyên tắc. 1- H ết sức lợi dụng địa hình đặt cống theo chiều nước tự chảy từ phía đ ất cao đến phía đất thấp của lưu vực th oát nước, bảo đảm lượng nước thài lớn n h ấ t tự chảy heo cống, tránh đào đắp nhiều, tránh đặt nhiều trạm bơm lãn g phí. 2- Đ ặt cóng th ật hợp lý đ ể tổn g chiều dài của cố n g là nhò nhất, tránh trường hợp nước chảy v òn g vo và cống đặt sâu. Phụ thuộc vào địa hình m ặ t đất và biện pháp thi cô n g m à người ta vạch tiyến m ạ n g lưới đường phố theo các sơ đồ sau : - Sơ đồ hộp, khi cống đặt dọc theo các đ ư òn g giao th ô n g bao bọc khu phố. - Sơ đồ ranh giới thấp, khi nó được đặt dọc theo đường giao th ô n g về phíí địa hình thấp của khu phố. Người ta sử dụng sơ đồ thứ nhất với địa hình b ằn g p h ẳng và k h ông xây dựng'sâu vào bên tron g khu phố. Trường hợp ngược lại th ườn g sử d ụ ng sơ đồ thứ hai. Trong hực t ế khi so sánh cáo phương án vạch tuyến m ạ n g lưới đường phố người ta thấy rằri( sơ đò thứ hai giảm được tổ n g chiều dài m ạ n g lưới xu ốn g 1 0 % so với sơ đồ thứ nhất. Người ta cũng còn vạch tuyến m ạn g lưới xuyên qua khu phố. Trong trường họ) đổ m ạ n g lưới th oát trong tiểu khu thư ờng kéo dài ra và các nhánh nối đi từ tiểu khu này qua tiểu khu khác. T ổn g chiều dài m ạ n g lưới nhỏ hơn so với sơ đò thứ hai. 3- Các cón g gđp chính đổ về trạm làm sạch và cửa xả nước vào nguồn. Trạm làm sạch đặt ở phía thấp so với địa hình thành phố, n h ư n g không bị ngập lụt, cuối hrớng gió chính v ề m ùa hè, cuối nguồn nước, bảo đảm k h o ản g cách xa khu dân cư và xí ngiiệp côn g nghiệp là 500m. 94
4- Giảm tới mức tối thiểu cống chui qua sông hồ, cầu phà, đường giao thông, đê đập và các cô n g trình ngầm. Việc bố trí cống thoát nước phải b iết kết hợp ch ặt chẽ với các c ô n g trình ngầm khác của thành phố. Vạch tuyến mạng lưới thoát nước cho hợp lý là một việc làm khá phức tạp. Trong th ự c t ế thường không đồng thời thoả mãn các yêu cầu đặt ra. v í dụ, muốn nước tự chảy, ít quanh co gấp khúc thì cống lại chui qua đường xe lửa, đường ôtô cao tốc ... Tuy nhiên cần đảm bảo các nguyên tác chủ vếu khi vạch sơ đồ m ạ n g lưới và đảm bảo sự hợp lỷ n h ất cổ th ể được. 7 .2 . B ố trí c ố n g t r ê n đ ư ờ n g p h ố . D ộ s â u c h ô n c ố n g b a n đ ầ u . C ống thoát nước thường bố trí dọc theo đường phố, co t h ể tron g vỉa hè, ở mép đường hoặc bố trí chung với cống thoát nước mưa, ống dẫn nhiệt, cáp điện ... trong m ộ t hào ngầm. Khi bố tri cống thoát nước ở những nơi có cô n g trình ngầm cần cổ p h ư ơn g án thi công lắp đặt và sửa chữa cống phù hợp với th ực tế. K hoảng cách tối th iểu tới m ó n g nhà, tới các công trình công cộng, đường ray, cây xanh và các đường ống, đường dây kỹ thuật khác lấy căn cứ th eo kết cấu m ôn g nhà, loại côn g trình, loại đường ... và tuỳ theo tình hình cụ th ể của nơi xâv dựng mà quyết định, v í dụ về một vài quy định như sau : khoảng cách tối thiểu từ cổng th oát nước tới m ó n g nhà, cây xan h k h ông được bé hơn 3 -r- 5 m; Khoảng cách giữa cống th oá t nước và đường cấp nước k h ông bé hơn 1,5 -r 3m (khoảng cách cạnh); Khi gập nhau cốn g thoát nước đặt dưới ố n g cấp nước một khoảng khống nhỏ hơn 0,4m. Giá thành và thời gian xây dựng phụ thuộc nhiều vào độ sâu chôn cống. Chọn được độ sâu chôn cống nhỏ nhất để đảm bảo có lợi về mặt kinh tế kỹ thuật là vấn đề quan trọng. Thông thường cống thoát nước phải đặt sâu để báo đám không bị phá hoại do các tác động cơ học gây nên, đồng thời cũng nhằm để bảo đảm một độ dốc cần thiết. Trong điều kiện bình thường độ sâu chôn cống ngoài phố không nhỏ hơn 0,7m tính từ mặt đất đến đỉnh cống. N h ữ n g yếu tố ảnh hưởng tới độ sỉiu chôn cống là địa hình và quy hoạch tầ n g hầm củ a các t ầ n g nhà. Nếu cống thoát trong sân nhà và tiểu khu đ ặt với độ sâu không càn th iết thì sẽ làm tãng chiều sâu đật cóng của toàn mạng lưới, làm tă n g giá thành xây dựng. Vì t h ế cần thiết phải xác định độ sâu chôn cống bar> đầu của m ạ n g lưới thoát nước tron g sân nhà. Độ sâu này lấy phụ thuộc vào độ sâu của ố n g nhánh từ nhà ra. Độ sâu chôn cống ban đầu của m ạng lưới đường phố phụ thuộc vào độ sâu chôn cố n g tro n g sân nhà hoặc trong tiểu khu. N ổ phải bảo đảm cho nước chày được từ m ạ n g lưới sân nhà hoặc tiểu khu ra, sơ bộ có th ể lấy bàng 1,5 4- 2,0 m. Dộ sâu chôn cống ban đầu xác định theo công thức (xem hinh 7- 1) H = h + ỵ n + Z| - z 2 + A (57) Trong đó : H- độ sáu chôn cống ban đàu của m ạng lưới đường phố; h- độ sâu chôn cống ban đầu của cống trong sân nhà hay tron g tiểu khu (thường lấy bàng 0,2 + 0,4m); i- độ dốc của cống trơng sân nhà hay tiểu khu; 1 - chiều dài của cống trong sân nhà hay tiểu khu; Zi, Z 2 “ cốt mặt đất, tương ứng ở giếng tiiãm đầu tiên A- độ chênh của ống trong sân nhà và ngoài phố (D -d) của cốn g trong sân nhà (hay tiểu khu) và giếng ngoài phố. 95
Hình (7-1). Sổ dồ xá c đ ịn h cộ sâu chôn cổng ban dầu. 1- giếng thăm của m ạ n g ỉưc ngoài phố; 2- ống nối từ m ạng lưới sâr nhà vào m ạng lưói ngoài phí; 3- giếng kiểm tra; 4- cống tro n g sân nhà; 5- ống nối từ ống đứng tro ig nhà vào cống sân nhà; 6- ống dứng th o á t nước trc ig nhà. Cống thoát nước cũ n g không nên đặt sâu quá gây khố khăn cho cô n g tác xâ} lấp và quản lý v ề sau. Do đố ta cũ n g càn quy định độ sâu chôn cống tối đa m à lớn hơi nó phải xây dựng trạm bơm. Độ sâu chôn cống tối đa lấy phụ thuộc vào tính ch ất của đất đai (xấu hay tốt), mực nước ngầm (cao hay thấp) và phương pháp thi công (thủ (ông hay cơ giới, hào kín hay hào hở...). Nói chung là cổ m ộ t độ sâu tối đa để đặt c ó n g m à theo quy phạm của ta không lớn hơn 6 m. 7.3. X ác d ịn h lư u lư ợ n g c h o t ừ n g đ o ạ n c ố n g . Căn cứ vào từ n g giai đoạn quy hoạch mà cống th oá t nước chính được chia ra các đoạn cố độ dài khác nhau. Đoạn cống tính toán là k h oàn g cách giữa hai đ iểm (g ế n g thăm ) m à lưu lượng tính toán quy ước ỉà không đổi. Đ ể xác định lưu lượng tính toán ta cần nắm mấy khái niệm sau : - Lưu lượng chuyển qua - lượng nưồc đổ vào cố n g tại đ iểm đầu của đoạn đó. Lượng nước n ày từ nhữ ng khjLi nhà nằm ở phía trên. - Lưu lượng dọc đường - lượng nước đổ vào cốn g từ các khu nhà thuộc lưu vực nằm dọc hai bên đoạn cống. - Lưu lượng cạnh sườn, lượng nước chảy vào tại đ iểm đầu đoạn cống từ cố n g n ỉánh cạnh sườn. - Lưu lượng tập trung, lượng nước chảy qua đoạn cốn g từ các đơn vị thải iước lớn nằm riên g biệt (xí nghiệp công nghiệp, trường học, nh à tắm công cộng...). Lưu lượng đơn vị dọc đường là một đại lượng biến đổi, tăn g dần từ số khôn£ "0" ở đàu đoạn cố n g đến giá trị lớn n hất ở cuói đoạn cống đó. Lưu lượng c h u y ển qua lưu lượng cạnh sườn và lưu lượng tập trung đổ vào đầu đoạn cố n g và có giá trị khôn£ đổi suốt chiều dài. Đ ể đơn giản trong tính toán người ta quy ước lưu lượng dọc đường tằn g tích số của lưu lượng đơn vị qo với diện tích F của lưu vực thoát nước trực tiếp của đoạn cóng và đổ vào. đ iểm đàu của nổ. 96
7 .4 . T Ính t o á n th u ỷ lực m ạ n g lưới t h o á t n ư ớ c . 7.4.1 . Đ ặc điểm chuyển dộng cùa nước (hủi trong mạng lư ớ i Trong nước thài cd nhiều cặn lắng. Việc cặn láng lại trong cốn g thoát nước sẽ gây nôn nhiều sự xáo trộn về chế độ công tác và quản lý. v ì vậy phải làm sao đ ể cốn g thoát nước làm việc được bình thường, nghĩa là phải bảo đảm các chất khồng hoà tan chứa trong nước thài được vận chuyển đi bởi dòng chày. Các cô n g trinh nghiên cứu ở nước ngoái cho thấy rằn g vật chất hữu cơ không hoà tan có t h ể dễ dàng vận chuyển trong cống thoát nước, còn tạp chất không hoà tan mà chủ yếu là cá t thì khó vận chuyển và trong những điều kiện thuỷ lực b ất lợi co thể láng lại trong cống làm giảm khả năng chuyển tải và có khi làm tắc cống hoàn toàn Tuỳ theo quan hệ giữa cặn láng và dòng chày mà cđ thể xẩy ra các trường hợp sau đây: - N ế u lượng ch ất không hoà tan nhỏ hơn khả n ă n g ch u yển tải của dòng chảy, thì cặn k h ông bị lắn g lại, hoặc các hạt cặn đã rơi xu ốn g cũ n g bị cuốn lăn theo dang làn sóng. - N ếu lượng chất không hoà tan bằng khả n ă n g chu yển tài của dòng chảy thi cặn s ẽ được ch u y ển dịch theo dạng làn sdng. - N ếu lượng chất không hoà tan vượt quá khả n ă n g ch u yển tải của dòng chảy, cặn s ẽ rơi lắ n g và hiện tượng này cứ tiếp tục đến chìíng nào số lượng cặn trong nước thải chưa cân b ằn g với khả nâng chuyển tải của dòng chày. Cận lắ n g lại trong cống sẽ làm tăng sức kháng thuỷ lực của dòng chảy Sức kháng đó có khi đ ạt tới £iá trị như trong kênh m ương bằng đát. Đặc trư n g chu yển độnp của nước thài ở trong cốn g là số Rê- nôn- Re Với cổng tròn khi độ đ ầy hoàn toàn, Re được xác định theo công thức sau: v.d VÁR Re = ~ T = y (58> Trong đó: V- - T ố c đ ộ n ư ớ c c h à y t r o n g c ố n g ; d- đ ư ờ n g kính cống; y- hệ số nhớt của nước thải. Nước thải chảy ở trong cống, kênh m ương có t h ể là chảy tầng, chảy rối, chảy đều hoặc k h ông đều, ổn định hay không ổn định. C h u yển động đều là chuyển động trong đđ tốc đô tru n g bình của dòng chảy, tinh th eo chiều dài của cốn g (hoặc kênh mương) không thay đổi (q = const., cu = const, I = i = const và p = const). C h u yển động không đều ỉà chuyển động mà tại những mặt cắt khác nhau (theo chiều dài) của cống, tốc độ trung binh khác nhau. Trong thực tế cố th ể coi chuyển động của nước th ả ’ ỏ trong m ạng lưới thoát nước ch ẳ n g n h ữ n g là không đều mà còn không ổn định, nhíĩt là trong cống có kích thước nhỏ. N h ư n g trong tính toán, để đơn giàn người ta coi như là chuyển động đều ở phạm vi nhám và quá độ. Đặc trư n g thuỷ lực cơ bản của dòng chảy là lưu lượ;ifK q, tốc độ trung bình V, tiết diện ướt a>, bán kính thuỷ lực và độ nhám của thành cổng
Căn cứ vào tốc độ tự làm sạch, độ đày, lưu lượng tính toán... người ta tiến hành việc xác định đường kính ống và độ dốc đặt cống hợp lý, đó cũ n g là mục đích tính toán thuỷ lực. 7.4.2. Các tiỂt diện c ă n g và đặc lính íhuỷ lực. Trong thực t ế xây dựng hệ thống thoát nước chúng ta thường gặp nhiều loại tiết diện cống. Việc lựa chọn tiết diện này hay tiết diện kia là căn cứ vào điều kiện cụ thể của từ n g nơi m à q u yết định. Nói chung phải xuất phát từ các yêu cầu sau: - Cố khả n ă n g ch u yển tải lớn nhất; - Cđ độ b ền tốt dưới tác động của tải trọng động và tĩnh; - Giá th à n h xâ y dựng trên mét dài là nhỏ nhất; - Thuận tiện tron g quản lý ( cọ rửa cóng ...) Trên hình (7- 2) giới thiệu các loại tiết diện cống thoát nước. Hìrih 7.2 Các tiế t diện cống th o á i Mtiỏc. Dặc tín h thuỷ lực tốt nhất của các tiết diện cống được xác định b ằn g khả năng c h u y ển tải lớn n h ất khi cùng đặt môt độ nghiêng và diện tích tiết diện ướt b àng nhau. Với quan đ iểm đổ thi cống tròn ià tỗt nhất, ngoài ra cống tròn có độ bền vữ n g tổt và p hư ơng pháp sàn x u ấ t cũ n g dễ hoàn thiện hơn. Chính vỉ vậy m à nđ được d ù ng tới 90%. Khi đặt có n g nông, muốn hạn chế chiều cao, thì cđ th ể đ ù ng loại cống (7 -2 c ), khi cđ lưu lượng lớn, đồng thời muốn hạn ch ế chiều cao dùng loại (7- 2b), (7- 2e), đối với hệ th ố n g th oá t nước ch u n g có th ể dùng loại (7- 2g); khi klíông có mưa nước thài sẽ dược t ả ’ ở phàn nhỏ phía dưới. Loại tiết diện chữ nhật hay hỉnh th an g ( 7 - 2 d , 7 - 2 đ) chủ yếu sử d ụ n g tron g m ạng lưới thoát nước mưa hay n h ữ n g kênh xả nước sau khi đà làm sạch. 7.4.3. Công íh ứ c lính toán íhuỳ lưc mung lưới. Tính toán thuỷ lực mạng lưới thoát nước bao gồm việc xác định đường kính cống, độ dốc, độ đầy và tốc độ nước chảy... Người ta thường sử dụng các công thức sau đày : C ông thức lưu lượng : Q = (Ư V . (59) 98
Công thức tốc độ : V = c / kĩ (60) IVong đó : Q- lưu lượng, m3/s, V- tốc độ chuyển động, m/s, a>* diện tích tiết diện ướt rn2, R- bán kính thuỷ lực, bằng p (P~ chu vi ướt), I- độ dốc thuỷ lực, lấy bàng độ dốc cống, C- hệ số Sedi, tính đến ảnh hưởng của độ nhám trên bề m ặt trong của cống, hình thức tiết diện của cống và thảnh phần tính chất của nước thải. Hệ số Sedi (C) cổ thể xác định theo công thức : c - “ Rỵ ( 61 ) n n- hệ số nhám. y- chỉ số mũ, phụ thuộc độ nhám, hình dáng và kích thước của cống : y = 2,5 Vn - 0.13 - 0,75 (Vn - 0,1) (62) Khi d < 4000 mm thì n = 0,013 và y = - Dộ dốc thuý lực xác định theo công thức : Ầ V2 I = -- — (63) 4R 2g Trong đố : g- gia tốc trọng trường, lìì/s2, Ả- hệ số ma sát dọc đường, xác định theo công thức (64) 7 r - - M ũ & H + £) Trong đó : Ae- độ nhám tương đương, cm; a 2- h ệ số t í n h đến đ ặ c tính của độ n h á m t h à n h cống và t h à n h p h ầ n v ậ t c h ấ t lơ lửng của nước-thài; Re- hệ số Rê- nol, đặc trưng cho chế độ dòng cháy.
Đ ể tiện lợi trong tính toán m ạ n g lưới thoát nước người ta lập thành bàng tính toán sẵn hay các toán đồ, đồ giải để sử dụng. Theo kết quả tính toán thì sự chênh lệch giữa việc sử dụng bảng số, toán đồ hoặc đò giải không vượt quá 3 -ỉ- 10%. Sự chênh lệch đó là do khi tính toán lấy hệ số độ nh ám không giốn g nhau. Vì vậy có th ể sử dụng bảng tính toán thuỷ lực của N.F. Phêđorốp (lập theo công thức của G.L.Zac) hay của A. A.LuKinnƯa (cấp theo công thức của viện sỉ Pavlopski)... C ũn g có t h ể sử dụng toán đồ toạ độ m ạ n g lưới hay đồ giải lập th eo công thức Pavlopski vớỉ n = 0,011 -ỉ- 0,017 (xem 7 -4 .6 ). Tuy nhiên việc tính toán thuỷ lực sử d ụ n g các bàng số, toán đò và đõ giải cần đám bảo tron g giới hạn của m ột s ố chỉ tiêu kỹ th u ậ t sau : đường kính tối thiểu, độ đầy tối đa, vận tốc và độ dốc tói thiểu. 7,4.4. Đ ư ờ n g kính l ố i íh ỉều và độ đầy t ố i da. Trong những đoạn đàu của m ạng lưới thoát nước thuờng lưu lượng tính toán không lớn, do đó có th ể dùng các loại cống cđ đường kính bé. Tuy nhiên kinh nghiệm sử dụng cho thấy rằng khà nãng làm tác cống của loại dlõOmm lớn hơn khoảng 2 lan so với loại d200mm, trong khi đó vật liệu chế tạo và công tác xây láp chênh lệch nhau không đáng kể, Vìvậy dùng cóng D200 có lợi hơn cống D I 50. Đ ể có giới hạn và thuận tiện trong sử dụng và quản lý người ta quy định đường kính cóng tối thiểu dùng cho từng hệ thông riêng biệt : - M ạng lưới thoát nước trong sân nhà 150 -r 200 - M ạng lưới thoát nước tiểu khu D 200 - Hệ thống thoát nước mưa và chung tiểu khu D 300 - Hệ th ốn g thoát bên ngoài phố D 300, hệ th ố n g nước ĩmí.i và ch u n g D 400 Nước thài chảy trong cống, ngay khi đạt lưu lượng tối đa ( ùng không choán đầy cống. Tỷ lệ giữa chiều cao lớp nước trong cống so với đường kính của nó gọi h độ đầy tương đối (M — . Người ta cũng không cho cống chảy đay còn lý (J() nữa là cầr khoảng trống th ôn g nơi. Độ đầy tối đa của các cống như sau : d l 5 0 + 300 v 0,6 d \ / max d350 + 450 (hd ì = 0,7 è X rê d500 + 800 (h1 d = 0,75 / max d > 900 í dh = 0,80 max Riêng hệ thỗng thoát nước mưa và thoát nước chung thì cống được tính chảy đặ' = 1. d 7.4.5. Tốc (lộ và dỏ dốc tố i thiểu. Tốc độ là hàm số của độ dốc và bán kính thuỷ ỉực (công thức 60). Tốc độ p h â n bố rất không đều theo m ạt cát nước của cống, ơ tru n g tâm dòn g chảy tốc độ Un hơn ở những vùng khác. N hư n g để tính toán thuỷ lực m ạ n g lưới thoát nước ta sử tụmg tốc độ trung bình mặt cắt ướt của dòng chảy, thường lấy trong khoảng tốc độ kiô;ng xói mòn vật liệu và tốc độ khõng lắng cặn. 100
T ốc độ giới hạn k h ô n g lắng cận là tốc độ mà ứng với nó d òn g chảy đủ sức chuyển tải lư ợ n g cặn láng với thành phần tổ hợp xác định. Tốc độ này củ n g gần với khái niệm tốc độ tự làm sạch. Muốn cho cặn láng không rơi lắng tron g quá trình nước thải chu yển vận tr o n g cống phải đảm bảo tốc độ nhất định - tốc độ tối thiểu, Viối thiểu - v kl (viối thiểu ■ tốc độ tôi thiểu, v kỊ - tốc độ không lắng. Tốc độ tối th iểu co th ể lấy sơ bộ theo bảng (7- 1). BẢNG 7- 1. Cống với đường kính: dmm Vận tốc tối thiểu Vtth (m/s) 200 + 250 0,7 300 4- 400 0,8 450 + 500 0,9 600 4 800 - 0,95 900 + 1200 1,25 Đ ể đạt được tốc độ không lắng, trong một số trường hơp phải tăng tốc độ cùa cống lên. Khi thiết kế có những trường hợp, nhát là những đoạn cổng ở đau mạng lưới trong tiểu khu hay sân nhà, nếu tăng tốc độ sẽ tăng chiều sâu chôn cống và làm tăng giá thành xây cống lên một cách đáng kể. Vỉ thế người ta càn cứ vào độ dốc cho phép nhỏ nhất (độ dốc tối thiểu). Độ dốc tối thiểu là độ dốc 111 à khi tàng lưu lượng đạt độ đày tối đa thi sẽ đạt được tốc độ không láng, nó tỷ lệ nghịch với đường kính của cống (công thức kinh nghiệm) : 1 Iinin = ~J ( đ- đường kinh cống). V iệc tính toán độ dốc tối thiếu chi hạn chế trong những trường hợp cá biệt, còn nói c h u n g phải chọn xuất phát từ yêu câu vồ tốc độ như đíí nói ở trên. N ếu thay tốc đ ộ V t r o n g c ồ n g t h ứ c (GO) b ả n g Vmin c ó t h ể x á c đ ị n h đ ư ợ c g i á t r ị c ủ a đ ộ d ố c Imin, n h ư n g phép tín h phức tạp và khó khăn. 7.4.6. Bảng s ố toán đỏ và dồ giải d ể tính toán nĩựtĩịỊ lư ớ i thoái nước. Ị T ừ h a i c ô n g t h ứ c q = 0J.V v à V = (' vT