Thuyết minh đồ án mạng lưới thoát nước SVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung

Chương 4

TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI THOÁT NƯỚC MƯA

4.1 MỤC ĐÍCH

Xác định lưu lượng nước mưa xối xuốngXác định lưu lượng nước mưa trong từng đợt

4.2 XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG MƯA TÍNH TOÁN

Lưu lượng mưa tính toán xác định theo phương pháp cường độ mưa giới hạn

ntt t

AFFqQ ××=××= ψψ

Trong đó:Qtt : lưu lượng mưa tính toán của đoạn ống (l/s)ψ : hệ số dòng chảy

1,02,0 tqTBtb ××=∑ψ (Ztb: hệ số thực nghiệm, đặc trưng cho tính chất mặt phủ).F: diện tích đoạn ống phục vụ (ha)q: cường độ mưa tính toán (l/ha/s)n: số mũ (phụ thuộc vào vùng địa lý), n = 1

Giả sử ta có diện tích các loại mặt phủ:• Mái nhà: 40% - 0,95• Mặt phủ atphan: 50% - 0,95• Mặt cỏ: 10% - 0,1

Tính hệ số dòng chảy trung bình:

1,02,0 tqTBtb ××=∑ψ

Trong đóq : cường độ mưa (l/ha.s)t : thời gian mưa

∑tb hệ số lớp phủ tính theo giá trị trung bình cho toàn diện tích thoát nước mưa

87,0865,0100

1,01095,05095,040 ≈=×+×+×=ΨTB

Lưu lượng đơn vị dòng chảy

ncro

TBo ttt

Aq

)( ++×

=ψ

Xác định thời gian mưa tính toánormtt tttT ++=

Trong đó:

GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu 4-1

Thuyết minh đồ án mạng lưới thoát nước SVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung

tm: thời gian tập trung nước mưa trên bề mặt từ điểm xa nhất đến rãnh, phụ thuộc vào diện tích, cường độ mưa và bề mặt lớp che phủ. Trong khu phố không có rãnh thoát nước mưa tm = 10 phút.

tr: thời gian nước chảy trong rãnh, địa hình không có rãnh nên tr = 1 phút.

to: thời gian nước chảy trong ống đến diện tích tính toán

o

oo v

lMt ×=

Tính toán cụ thể cho tuyến ống 8 – 9 – 10 – 11 - 12

Đoạn ống 8 - 9

Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,5 m/s

Thời gian nước chảy trong cống là

44,11605,1

8582,1 =

××=ot (phút)

Thời gian tính toán:

t = to + tr + tm = 11,44+ 1 + 10 = 22,44 (phút)

Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn

36044,22

9,56927,1687,0

1=××=××=

ntt t

AFQ ψ (l/s)

Với Q = 360 (l/s) ; v = 1,29 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 900 mm ; i = 3105,2 −× .

Kiểm tra vận tốc trong cống giữa kết quả tính toán với giả thiết không vượt quá 15% thì kết quả tính toán được chấp nhận.

Vì h/d = 1 nên chọn phương pháp nối ống theo đỉnh cống.

Chọn độ sâu chôn cống ban đầu tại giếng 8 là 2 m.

Tổn thất áp lực trên đoạn cống 8 – 9 bằng 3105,2 −× ×858 = 2,145 (m)

Đáy cống đầu tiên tại giếng 8 bằng hiệu số giữa cốt mặt đất và độ sâu chôn cống4 – 2 = 2 (m)

Đáy cống tại giếng 9 = 2 – 2,145 = - 0,145 (m)

Đoạn ống 9 – 10

GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu 4-2

Thuyết minh đồ án mạng lưới thoát nước SVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung

Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,6 m/sThời gian nước chảy trong cống là

96,5606,1

4772,1 =

××=ot (phút)

Thời gian tính toán:

t = to + tr + tm = 5,96 + 22,44 + 1 + 10 = 28,4 (phút)

Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn

7204,28

9,56923,4187,0

1=××=××=

ntt t

AFQ ψ (l/s)

Với Q = 720 (l/s) ; v = 1,38 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 1000 mm ; i = 3102 −× .

Đoạn ống 10 – 11

Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,7 m/sThời gian nước chảy trong cống là

41,7607,1

6302,1 =

××=ot (phút)

Thời gian tính toán:

t = to + tr + tm = 7,41+ 11,44 + 5,96 + 1 + 10 = 35,81 (phút)

Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn

94281,35

9,56906,6887,0 1 =××=××=

ntt t

AFQ ψ (l/s)

Với Q = 942 (l/s) ; v = 1,49 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 1100 mm ; i = 3102 −× .

Đoạn ống 11 – 12

Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,8 m/s

Thời gian nước chảy trong cống là

12,7608,1

6412,1 =

××=ot (phút)

Thời gian tính toán:

t = to + tr + tm = 7,12+ 7,41 + 5,96 + 11,44 + 1 + 10 = 42,93 (phút)

Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn

GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu 4-3

Thuyết minh đồ án mạng lưới thoát nước SVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung

108093,42

9,56958,9387,0

1=××=××=

ntt t

AFQ ψ (l/s)

Với Q = 1080 (l/s) ; v = 1,54 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 1200 mm ; i = 3102 −× .

Đoạn ống 12 – xả:

Với độ dốc dọc đường nhỏ vận tốc dự kiến là: v = 1,8 m/sThời gian nước chảy trong cống là

39,4608,1

3952,1 =

××=ot (phút)

Thời gian tính toán:

t = to + tr + tm = 4,39 + 7,12 + 7,41 + 5,96 + 11,44 + 1 + 10 = 47,32 (phút)

Lưu lượng nước mưa ở cuối đoạn

109432,47

9,56943,10487,0 1 =××=××=

ntt t

AFQ ψ (l/s)

Với Q = 1094 (l/s); v = 1,56 (m/s) thì theo bảng tra thủy lực ta có: d = 1250 mm; i = 3109,1 −× .Tính toán thủy lực đoạn ống 8 – 9 – 10 – 11 – 12 – cống xả được trình bày trong Bảng 4.1.

Bảng 4.1 Tính toán thủy lực nước mưa tuyến ống 8 – 9 – 10 – 11 – 12

Đoạn ống

Chiều dài

Diện tích dòng chảy, ha Tốc độ dự

Tốc độ tính

Thời gian

Lưu lượng

Đường kính

Độ dốcBản thân

Chuyển qua

Tính toán

8 – 9 858 9,22 7,05 16,27 1,5 1,29 30,50 946 900 0,00259 – 10 477 6,18 35,05 41,23 1,6 1,38 42,40 1660 1000 0,0020

10 – 11 630 8,69 59,37 68,06 1,7 1,49 56,40 2264 1100 0,002011 – 12 641 7,56 88,27 95,83 1,8 1,54 69,22 2714 1200 0,002012- CX 395 0 104,43 104,43 1,8 1,56 77,12 2817 1250 0,0019

Bảng 4.1 Tính toán thủy lực nước mưa tuyến ống 8 – 9 – 10 – 11 – 12 (tiếp theo)

Đoạn ống

Tổn thất áp

lực, m

Cao độ Độ sâu chôn cốngMặt đất Đỉnh cống Đáy cống Đầu Cuối Giữa

Đầu Cuối Đầu Cuối Đầu Cuối8 – 9 2,15 4,00 3,80 2,90 0,76 2,00 -0,15 2,00 3,95 2,97

9 – 10 0,95 3,80 3,70 0,76 -0,20 -0,25 -1,20 4,05 4,90 4,4710 – 11 1,26 3,70 3,60 -0,20 -1,46 -1,30 -2,56 5,00 6,16 5,5811 – 12 1,28 3,60 3,50 -1,46 -2,74 -2,66 -3,94 6,26 7,44 6,8512 - CX 0,75 3,50 3,40 -2,74 -3,49 -3,99 -4,74 7,49 8,14 7,82

GVHD: TS. Trần Thị Mỹ Diệu 4-4