Câu 9: Công thức cơ bản để tính toán thuỷ lực mltn

Tính toán thuỷ lực mltn thực chất là tính toán từng đoạn của nó và tiến hành theo công thức của chế độ chảy đều. Hai công thức cơ bản là:

1.Công thức lưu lượng không đổi

q = Ômega.v

2.Công thức tốc độ không đổi – công thức Sêdi

v = C. căn2(R.i)

Trong đó:

q-lưu lượng nước thải, m2/s

w-mặt cắt ướt, m2

v-vận tốc trung bình, m/s

R-bán kính thuỷ lực, m

i- độ dốc thuỷ lực

C- hệ số sức cản theo chiều dài ống

Trong tính toán thuỷ lực mltn hệ số Sedi được xác định theo công thức của Paplôpski

C = (1/n).R^y

y là đại lượng biến đổi phụ thuộc vào bán kính thuỷ lực và hệ số nhám n

Công thức của Paplôpski chỉ tính cho vùng nhám thuỷ lực của trạng thái chảy rối, tức là chỉ đúng cho trường hợp số Re lớn.

Câu 10: Độ sâu đặt cống đầu tiên: ý nghĩa và cách xác định?

Trong tính toán thuỷ lực ta chưa xác định chắc chắn được bề dày thành ống nên chiều sâu đặt ống ở đây tính từ mặt đất đến lòng ống thoát nước.

Khi thi công thì sẽ biết được bề dày của thành ống. Độ sâu đặt ống khi thi công bằng độ sâu đặt ống tính toán cộng thêm bề dày thành ống.

Những yêu cầu đặt ống tối thiểu là:

-Để đảm bảo ống không bị vỡ bởi các tác dụng cơ học, các phương tiện giao thông trên bề mặt đường.

-Để nối được các nhánh ống bắt đầu từ những điểm vừa xa vừa thấp

-Để ránh hiện tượng đóng băng trong mltn

Những yêu cầu về độ sâu đặt ống:

-thời gian và phương pháp thi công

-Giá trành xây dựng httn

-Để giảm bớt điện năng bơm nước

Như vậy việc xác định độ sâu đặt ống là một việc làm mang ý nghĩa kinh tế kĩ thuật. Khi thiết kế mltn phải chọn tuyến ống bắt đầu từ điểm xa nhất và thấp nhất để tính toán thuỷ lực. Nếu nước từ điểm bất lợi nhất tự chảy đến nơi đã định thì nước từ tất cả các điểm khác dễ dàng tự chảy được. Điểm đầu của tuyến ống khống chế độ sâu gọi là điểm khống chế. Nó là điểm bất lợi trên toàn diện tích đã cho.

Độ sâu đặt ống thoát nước càng nhỏ bao nhiêu thì càng tốt bấy nhiêu. khi nào tính toán thuỷ lực thấy độ sâu đặt ống vượt quá quá quy định thì phải chuyển sang phương án bơm nước.

Độ sâu đặt ống được xác định theo công thức:

H = h + i.l + z2 – z1 + delta d  (m)

Trong đó:

h- độ sâu đặt ống mạng lưới ngoài sân nhà

i- độ dốc đặt ống ở mạng lưới ngoài sân nhà

l- chiều dài đường ống thoát nước kể từ giếng thăm xa nhất của mạng lưới sân nhà đến đầu mạng lưới đường phố

z1- cốt mặt đất ở điểm xây giếng thăm trong sân nhà

z2- cốt mặt đất ở điểm đầu mạng lưới thoát đường phố

delta d - chênh lệch lòng ống thoát nước đường phố và tiểu khu

Câu 11:Hệ số không diều hoà, ý nghĩa trong tính toán

Có hệ số không diều hoà ngày, hệ số không điều hoà giờ và hệ số không điều hoà chung.

Hệ số không điều hoà ngày là tỷ số lưu lượng trong ngày thải nước nhiều nhất với ngày thải nước trung bình của cả năm: Kngày=(Qngày max)/(QTB ngày)

-Hệ số không điều hoà ngày phản ánh mức độ trang bị tiện nghi vệ sinh trong các nhà ở và sự thay đổi khí hậu.

Hệ số không điều hoà giờ là tỷ số lưu lượng trong giờ thải nước nhiều nhất với lưu lượng trong giờ thải nước trung bình của ngày thải nước tối đa: Kh=(Qh max)/(QTB h)

-Hệ số không điều hoà giờ phán ánh tập quán sinh hoạt của nhân dân, mức độ phát triển công nghiệp và sự hoạt động của các phòng thí nghiệm khoa học trong không điều hoà ngày và giờ.

Hệ số không đìều hoà chung: Kch=Kngày.Kh

-Hệ số không diều hoà chung sẽ giảm dần khi lưu lượng trung bình giây tăng dần, hay khi quy mô của thành phố và mức sống của nhân dân thành phố tăng dần. Hệ số Kch được lấy theo bảng “Trị số Kch phụ thuộc qtb” đã được quy chuẩn.

Câu 12:Nguyên tắc bố trí đường ống trên mặt cắt ngang đường phố. Nguyên tắc vạch tuyến MLTN

1. Các quy định khi bố trí đường ống trên mặt cắt ngang đường phố:

-Khoảng cách nằm ngang kể từ mép móng nhà đến thành ngoài ống:

+ống có áp: không nhỏ hơn 5m

+ống tự chảy: không nhỏ hơn 3m

-Khi đường ống thoát nước và đường ống cấp nước đi song song trên cung một độ cao thì khoảng cách giữa hai thành ống:

+Nếu ống cấp nước có d≤200mm: không nhỏ hơn 1,5 m

+Nếu ống cấp nước có d>200mm: không nhỏ hơn 3 m

-Khi đường ống thoát nước đặt song song và cao hơn đường ống cấp nước từ 0,5m trở lên, khoảng cách nằm ngang giữa các thành ống trong đất thấm nước không nhỏ hơn 5m.

-Trường hợp tuyến cống thoát nước đi song song với đường tàu điện, đường xe và thi công bằng phương pháp đào hào khoảng cách từ mép hào đến trục đường tàu điện không thể nhỏ hơn 1,5m, đường xe lửa-không bé hơn 4m.

-ở chỗ chéo nhau với đường ống cấp nước sinh hoạt, đường ống thoát nước đặt thấp hơn một khoảng cách theo chiều thẳng đứng bằng 0,4m trở lên. Nếu ống cấp nước bằng thép và có đường ống bọc thì điều kiện trên được xoá bỏ.

2.Nguyên tắc vạch tuyến MLTN:

-Chia diện tích thoát nước ra thành các lưu vực thoát nước. Đó là những phần diện tích có đường phân thuỷ bao quanh. Gặp trường hợp địa hình bằng phẳng thì chia diện tích thoát nước sao cho các tuyến ống đưa nước tập trung được nhanh chóng theo con đường ngắn nhất.

-Định vị trí công trình làm sạch. Công trình làm sạch nước thải phải đặt cuối khu dân cư kể theo chiều dòng sông và hướng gió chủ đạo trong mùa hạ. Nó được cách ly xa khu dân cư một khoảng theo quy phạm thiết kế từ 300-500m, tuỳ thuộc vào công xuất của nó. Nếu xét về hướng gió không thuận thì tăng chiều rộng khoảng cách ly và trên đó phải trồng cây xanh. Vị trí trạm làm xạch phải được cơ quan vệ sinh dịch tễ nhà nước đồng ý cho phép.

-Xác định hướng và vị trí ống góp chính. Đây là tuyến ống thu toàn bộ lượng nước thoát thành phố và chảy đến công trình làm sạch hay trạm bơm chính. ống góp chính đặt dọc theo triền đất thấp phía bờ sông.

-ống góp lưu vực thu nước của một lưu vực thoát nước và chảy ống góp chính. ống góp lưu vực đặt theo triền đất thấp nhất của lưu vực.

-ống thoát nước đường phố bắt đầu từ phía đường phân huỷ chảy vào ống góp lưu vực. Đây là một mạng lưới gồm nhiều đường ống cỡ nhỏ đi khắp thành phố. Tổng cộng chiều dài của nó rất lớn.

Câu 13:Độ đầy trong tính toán MLTN, vận tốc tính toán

1.Độ đầy:

MLTN sinh hoạt, nước sản xuất thiết kế không đầy ống. Trong đường ống nước có mặt thoáng với áp suất khí quyển, trên có một khoảng không trên mặt nước trong ống để:

+Đề phòng lúc có lưu lượng vượt quá lưu lượng tính toán mà hệ số không điều hoà giờ chưa phản ánh được sự thay đổi lưu lượng từng phút từng giây.

+Khi chảy trong ống, tính chất nước thoát có thay đổi, phân huỷ các chất hữu cơ tạo thành các khí độc, nhờ mặt thoáng với áp suất khí quyển các khí dễ bay ra khỏi nước và bay ra khỏi MLTN nhờ khoảng không.

+Trong nước thải còn có những chất như dầu, mỡ đóng váng dày trên mặt nước và có một số chất khác nổi trên mặt nước và nhờ mặt thoáng trên nước thì các chất này sẽ trôi đi theo dòng nước .

*.Nếu là ống tròn đường kính d có lớp nước chiều sâu h thì độ đầy là tỷ số h/d.

Quy định độ đầy:

+Nước thải sinh hoạt và nước sản xuất nhiễm bẩn nhiều không thiết kế đầy ống. Và khi đó độ đầy quy định dòng nước sẽ có tốc độ lớn nhất.

+Httn chung, ống thoát nước mưa và nước sản xuất có quy ước sạch thiết kế đầy toàn phần. Trường hợp này nhằm tận dụng khả năng thoát của ống mà không để ý đến điều khiện tốc độ của ống.

2.Vận tốc tính toán:

-Tốc độ tự rửa sạch ống. Khi nói tốc độ dòng nước trong ống là nói đến tốc độ trung bình mặt cắt ngang của ống. Nó là tỷ số của lưu lượng q đối với tiết diện ướt Ômega: v=q/ômega (m/s).

-Trong ống có sự phân bố tốc độ dòng chảy và ống càng lớn thì sự phân bố này càng đều.

-Ta cần phân biệt tốc độ tự làm sạch của ống và tốc độ tự làm sạch của ống. Tốc độ vận chuyển là tốc độ dòng nước có một số hạt rắn chuyển động ở tình trạng lơ lửng, còn một số hạt khác nặng hơn chuyển động lăn theo lòng ống.

- v=f(d,h/d) hay tốc độ tự rửa sạch là hàm số của cả đường kính ống và độ đầy ống.

-Tốc độ tính toán không được lớn quá giới hạn lớn nhất. Quy định tốc độ lớn nhất như sau:

+Đối với ống kim loại: 8m/s

+Đối với ống không phải kim loại 4m/s

Câu 14:Đặc điểm tính toán hệ thống cống chung

1.Theo ông uyển thoát nước mưa chung:

 Trong hệ thống cống chung được chia ra tính toán cho đoạn cống trước giếng tràn và đoạn cống sau giếng tràn. Tính toán đoạn cống trước giếng tràn được tiến hành một cách thông thường.

 Lưu lượng tổng Q trên đoạn cống nào đó của hệ thống cống chung trên giếng tràn đầu tiên được xác định như là tổng số nước thải sinh hoạt QSH, nước thải sản xuất QSX và nước mưa Qm theo công thức: Q=QSH+QSX+Qm

Đồng thời kiểm tra cho lưu lượng mùa khô: Qk=QSH+QSX

 Trong trường hợp này cần chú ý vận tốc nước chảy trong mùa khô phải không được nhỏ hơn vận tốc cho phép nhỏ nhất ở trong nước thải sinh hoạt.

 Các cống xả trên hệ thống cống chung có ảnh hưởng rất lớn đến chế độ thuỷ lực trong cống và phương pháp tính toán chúng.

 Hiện nay trong thiết kế hệ thống cống chung được ứng dụng rất rộng rãi nhất là theo phương pháp: lưu lượng của nước mưa qua giếng tràn được xác định bằng tích số giữa lưu lượng nước theo mùa khô và hệ số pha loãng nước, tức là no(Qsh+Qsx). Nếu lưu lượng vượt quá đại lượng này thì tất cả số nước vượt qua đó sẽ vượt qua giếng tràn đẩy vào sông hồ. Lưu lượng tính toáncủa nước mưa sau giếng tràn được tính theo công thức: Q=no(Qsh+Qsx)+Ql

Trong đó: Ql-lưu lượng nước mưa của đoạn cống sau giếng tràn, lưu lượng đựoc xác định với thời gian chảy riêng cho từng đoạn diện tích mà đoạn cống này phục vụ.

 Như vậy lưu lượng tổng cộng của đoạn cống sau giếng tràn:

Q=no(Qsh+Qsx)+Ql+(Qsh+Qsx)

Và khi đó toàn thể lưu lượng nước thải ra sông hồ rõ ràng là nước mưa vì nước thải sinh hoạt và sản xuất đã được pha loãng phù hợp với quy phạm về vệ sinh.

2.Theo sách thoát nướcMLTN chung:

MLTN chung thiết kế với tổng lưu lượng của các loại nước thải:

+Lưu lượng nước mưa,

+Lưu lượng nước thải sinh hoạt tính với hệ số không diều hoà K=1,

+Lưu lượng nước sinh hoạt và sản xuất của xí nghiệp công nghiệp lấy theo giá trị trung bình của những ca có năng suất lớn nhất.

+Công thức tổng quát xác định lưu lượng tính toán của các tuyến cống và của trạm bơm thoát nước :

-Mùa khô: Qk=Tổng i=1->m (Qk.i)

-Mùa mưa: Qm=(1+n).[Tổng i=1->m (Qk.i)]+(1+ni).Qk.I

trong đó:

i-số giếng tràn xả hỗn hợp nước mưa và nước thải trên toàn bộ tuyến cống

n-hệ số pha loãng nước mưa với nước thải tại các giếng tràn thứ i đến thứ(i-1)

ni-hệ số pha loãng nước mưa với nước thải tại giếng thứ i trước trạm bơm

Qk.i-lưu lượng trung bình của nước thải về mùa khô tại các lưu vực i

Qk.I- lưu lượng trung bình của nước thải về mùa khô tại các lưu vực cuối cùng.

Trên cơ sở lưu lượng tính toán của các tuyến cống, tiến hành tính toán thuỷ lực. Các phương pháp nối cống ứng dụng như đối với nước mưa. Tuy nhiên trong tính toán cần kiểm tra tốc độ dòng chảy trong các tuyến cống về mùa khô để đảm bảo cho cặn nước thải không bị lắng trong quá trình vận chuyển.

Câu 15:Các loại công thức cường độ mưa, quan hệ giữa thời gian mưa, chu kì mưa và cường độ mưa

-Cường độ mưa là số lượng mưa rơi trên một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian và được chia ra cường độ mưa thưo lớp nước i và thể tích q.

-Cường độ mưa theo lớp nước i tính bằng mm/phút là tỷ số giữa chiều cao lớp nước h (mm)và thời gian mưa tính toán(phút): I=h/t (mm/phút)

-Cường độ mưa theo thể tích q (l/s.ha) là thể tích mưa rơi (lưu lượng/s) từ 1 ha diện tích. Quan hệ giữa cường độ mưa theo thể tích q và cường độ mưa theo lớp nước i như sau: q=(i.1000.1000)/(1000.60) =166,7i (l/s.ha) và 166,7 là môdun chuyển tiếp từ cường độ mưa theo lớp nước đến cường độ mưa theo thể tích.

Có nhiều công thức và phương pháp khác nhau để tính toán cường độ mưa tại Việt Nam nhưng thường dùng nhất là:

*. a=S/(t+b)^n =(A + B.lgN)/[b.(t+b)^n]=(10 + 12,5.lgN).K/((t+12)^0,66

trong đó:

A và B là tham số địa lí

N-Độ lặp lại đối với Nước = 0,66

B=12

S-Sức mạnh trận mưa ứng với P%, mm/h, mm/ph

n-Chỉ số giảm dần cường độ (a) theo thời gian tính toán

b-Tham số hiệu chỉnh

t-Thời gian mưa

K-Hệ số khí hậu (hệ số hiệu chỉnh tuỳ thuộc vào từng vùng khí hậu)

q = [(20+b)^n  .q20.(1+C.lgP)]/(t+b)^n

q =35^n  .q20.(1+C.lgP)]/(t+15)^n,

Khi xác định cường độ mưa tính toán cho một vùng nào đó cần tuân theo quy phạm. Quan hệ giữa cường độ mưa và thời gian mưa biểu thị theo quy luâtj: q=A/t^n

Câu 16:Lưu lượng tính toán của MLTN mưa, nước thải

 Để xác định kích thước ống và mương máng cần thiết phải biết lưu lượng tính toán lớn nhất nước mưa chảy vào ống. Lưu lượng này phụ thuộc vào cường độ mưa tính toán, thời gian mưa, hệ số dòng chảy và diện tích thu nước .

  nếu diện tích thu nước và hệ số dòng chảy y đã biết thì lưu lượng nước tính toán (l/s) tại tiết diện i xác định theo công thức: Q=(kí hiệu si).qi.Fi= (phi.A.Fi)/(t+b.P^m)^n   (l/s). Như vậy để xác định lưu lượng tính toán ở tiết diện i cần phải xác định thời gian tính toán nước mưa.

Trong giai đoạn đầu của trận mưa, nước chảy đều trên một diện tích tinh toán chỉ ở một vùng diện tích lân cận và sau đó lad nước ở những vùng lớn hơn và qua một quãng thời gian nào đó bắt đầu chảy nước đều của tất cả diện tícht Fi­. Như vậy thấy rằng, cường độ mưa không phải là cố định mà thay đổi tỷ lệ ngịch với thời gian của chúng, đến tiết diện tính toán có thể chảy thể tích khác hay của nước.

 Khi thiết kế lấy thời gian mưa tính toán t bằng thời gian nước chẩy từ điểm xa nhất của lưu vực đến diện tích tính toán, bởi vì trong điều kiện đó mới cho lưu lượng tính toán là lớn nhất. Thời gian mưa tính toán là thời gian giới hạn tk. phương pháp tính toán trên là phương pháp cường độ giới hạn

Câu 17:Nội dung của phương pháp cường độ giới hạn để tính toán lưu lượng MLTN mưa

 Khi thiết kế lấy thời gian mưa tính toán t bằng thời gian nước chẩy từ điểm xa nhất của lưu vực đến diện tích tính toán, bởi vì trong điều kiện đó mới cho lưu lượng tính toán là lớn nhất. Thời gian mưa tính toán là thời gian giới hạn t(k). phương pháp tính toán trên là phương pháp cường độ giới hạn. Thời gian giới hạn của mưa đưa ra 3 phần như sau (hình vẽ kèm theo):

1-Thời gian nước chảy trên mặt đất trên mạng lưới đường phố gọi là thời gian tập trung dòng nước mặt kí hiệu là t(m) (từ điểm a -> b)

2-Thời gian nước chảy theo mặt máng đường phố đến giếng thu nước gấn nhất (từ b -> c): t(r)

3-Thời gian nước chảy trong cống từ giếng thu nước đến diện tích tính toán (I-I) ký hiệu t(t).

Như vậy tk=tm+tt+tr

Sau khi có thời gian mưa tính toán như trên ta đi tính lưu lượng theo công thức: Q=(ký hiệu si).qi.Fi=(j.A.Fi)/(t+b.P^m)^n    (l/s).

Câu 18:Các loại giếng chuyển bậc và ứng dụng, giếng tràn

 1.Các loại giếng chuyển bậc:

Có thể chia giếng chuyển bậc thành các loại sau:

-Theo chiều cao chuyển bậc:

+Giếng có chiều cao chuyển bậc nhỏ

+Giếng có sự chênh lệch về cốt lòng cống < 6m

-Theo hình dáng và kết cấu:

+Giếng chuyển bậc kiểu đập tràn mặt cắt thực dụng không có hố tiêu năng.

+Giếng chuyển bậc kiểu đập tràn mặt cắt thực dụng có hố tiêu năng.

+Giếng chuyển bậc kiểu tự do với tường tiêu năng

+Giếng chuyển bậc kiểu ống đứng không có hố tiêu năng

+Giếng chuyển bậc kiểu ống đứng có hố tiêu năng

+Giếng chuyển bậc kiểu nhiều bậc.

-Bốn loại giếng chuyển bậc đầu thường được áp dụng để xây cho các giếng có chiều cao chuyển bậc nhỏ.

-Hai loại giếng chuyển bậc cuối thường được dùng để xây dựng các giếng có chiều cao chuyển bậc lớn

2.Giếng tràn:

-Giếng tràn tách nước mưa được xây dựng trên các tuyến cốnh chính hoặc tuyến cống thoát nước lưu vực của httn chung để tự động xả một phần hỗn hợp nước mưa và nước thải đã được pha loãng ra sông, hồ nhằm giảm kích thước cống bao, trạm bơm, công trình xử lí và đồng thời đảm bảo cho những công trình đó làm việc ổn định.

-vị trí giếng tràn trên MLTN phụ thuộc vào đặc điểm thuỷ văn và khả năng tự làm sạch của sông, hồ. Có hai loại giếng tràn đó là: giếng tràn nước mưa xả cạnh sườn, giếng tràn nước mưa kiểu xả theo hướng thẳng.

-Chế độ làm việc của giếng tràn nước mưa đặc trưng bởi hệ số pha loãng no:

no=Q'nm/Qk, trong đó: Q'nm -lưu lượng nước mưa không xả vào nguồn, theo ống dẫn đến trạm bơm hoặc lên trạm xử lí.

Qk-lưu lượng nước thải trong mùa khô: Qk=QSH+QSX

Hệ số pha loãng no phụ thuộc vào khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận nước thải, chế độ thuỷ văn, đặc điểm sử dụng nước thải và các điều kiện cụ thể khác của địa phương.

+Tần suất làm việc của giếng tràn tách nước mưa: là số lần xả nước mưa cos lẫn nước thải qua cửa tràn vào nguồn. Mo=[(no/S)^0,833 .(1+C.lg.Pt).(1-t)+t]^ -3

+Thời gian làm việc của giếng tràn tách nước mưa: T=K’.to

+Lượng nước mưa có lẫn nước thải tràn qua cửa tràn; Whh=no.QK.to.K”

+Lượng nước thải sinh hoạt và sản xuất qua cửa tràn vào nguồn: WSH+SX=QK.to.KX

Câu 19:Nội dung của quản lý kỹ thuật cống thoát nước

 Tổ chức quản lý MLTN phải làm theo luật lệ do Nhà nước ban hành theo quy định phạm vi nhiệm vụ và quỹ đài thọ các khoản mục chi phí.

-Xét duyệt các bản thiết kế, kiểm tra tình hình thi công và tình hình quản lí hệ thống nước trong nhà và trong tiểu khu.

-Giám sát kĩ thuật thi công, lập hồ sơ kĩ thuật gồm bản vẽ hiện trạng, những thay đổi thiết kế và thực tế thi công MLTN và nghiệm thu và lập hồ sơ nghiệm thu.

-Nghiên cứu và kiểm tra tình trạng làm việc của MLTN, lập kế hoạch công tác phòng ngừa sự cố, kế hoạch sửa chữa và mở rộng MLTN.

-Rửa và thông ống để phòng ngừa sự cố.

-Sửa chữa mạng lưới.

-Nghiên cứu và thực hiện các biện pháp bảo hộ lao động trong công tác quản lý MLTN.