CÔNG TRÌNH THU, TRẠM BƠM CẤP 1

Chương 7

Phân tích, lựa chọn và tính toán công trình thu, trạm bơm cấp 1



Độ an toàn, tính bền vững của công trình lớn. Việc quản lý, vận hành đơn giản,

thuận tiện hơn. Thi công xây dựng dễ dàng hơn so với phương án 1.

* Nhược điểm:

Cần nhiều diện tích để xây dựng hơn phương án 1 nên tốn chi phí đền bù giải toả.

7.2 SỐ LIỆU CƠ SỞ PHỤC VỤ CHO TÍNH TOÁN THIẾT KẾ:

Theo số liệu thu thập được và kết quả khảo sát thực đòa tại vò trí dự kiến xây

dựng công trình thu – trạm bơm cấp 1 cho thấy:

Cao độ mặt đất bờ sông



:



+ 4,7 m



Mực nước sông thấp nhất :



- 0,5 m



Mực nước sông trung bình :



+ 1,8 m



Mực nước sông cao nhất :



+ 4,9 m



Vò trí đủ độ sâu để đặt công trình thu cách bờ khoảng 30 m đến 35 m.

Công trình thu – trạm bơm cấp 1 được xây dựng đáp ứng công suất 20.000

m3/ngày, nhưng cũng có dự trù để mở rộng công suất vào giai đoạn sau, dự kiến nâng

công suất tổng cộng là 40.000 m3/ngày.

7.3 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THU – TRẠM BƠM CẤP 1:

7.3.1 Phương án 1:

* Vỏ bao che trạm bơm:

− Trạm bơm cấp 1 được xây dựng trên các hệ cọc bê tông cốt thép đóng xuống

lòng sông, sàn, khung, mái bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ, tường xây gạch.

− Diện tích mặt bằng nhà trạm: B x L = 6 m x 16 m, trong đó:

 Gian đặt tủ điều khiển kích thước mặt bằng: B x L = 6 m x 4,0 m

 Gian đặt máy bơm kích thước mặt bằng: B x L = 6 m x 12 m

40



Chương 7

Phân tích, lựa chọn và tính toán công trình thu, trạm bơm cấp 1



− Sàn nhà trạm bơm cấp 1 nằm trên đầu cọc bê tông cốt thép ở cao độ +5,3 m.

Tại đây máy bơm nước thô được lắp đặt là bơm ly tâm trục đứng, hút nước trự

tiếp từ lòng sông ở phía dưới, xung quanh vò trí hút của máy bơm có bao lưới

thép B40 để chắn rác.

− ng đẩy của bơm cấp 1 đặt theo cầu dẫn vào bờ và đến nhà máy xử lý.

− Trong trạm bơm lắp đặt dầm cầu trục (1,5 tấn) phục vụ cho công tác lắp đặt,

thay thế sữa chữa và vận hành máy bơm.

− Cầu công tác nối từ bờ sông ra trạm bơm cấp 1 rộng 4,0 m, bao gồm: Hành

lang đi lại quản lý và đặt tuyến ống nước thô. Kết cấu đỡ cầu công tác là hệ

cọc và dầm bê tông cốt thép, sàn là bê tông cốt thép đổ tại chỗ.

− Điện cấp cho tủ điện của trạm bơm cấp 1 được lấy từ trạm biến áp và máy

phát điện dự phòng đặt trong bờ.

− Các hạng mục phụ trợ gồm: cổng, hàng rào, san nền, đường nội bộ.

− Vỏ bao che trạm bơm được dự trù để có thể lắp đặt đủ máy bơm cho công

suất 40.000 m3/ngày.

* Máy bơm cấp 1 lắp đặt:

− Lưu lượng máy bơm cấp 1: Công suất yêu cầu là 20.000 m 3/ngày (840 m3/h),

sử dụng máy bơm trục đứng, lắp đặt 3 máy bơm(2 chạy, 1 dự phòng) với lưu

lượng mỗi máy bơm là:

Qb =



840

= 420 m3/h

2



− p lực cần thiết của máy bơm: xác đònh theo công thức:

Hb = Hhh + Hdd + Hcb + Hdư

Trong đó:

41



Chương 7

Phân tích, lựa chọn và tính toán công trình thu, trạm bơm cấp 1



+ Hhh : Độ chênh cao độ giữa mực nước thấp nhất ở sông Châu Đốc và mực

nước công tác ở bể trộn của nhà máy xử lý.

Cao độ mực nước thấp nhất trên sông Châu Đốc



: -0,5 m



Cao độ mặt đất san nền tại nhà máy xử lý



: +5,3 m



Cao độ mực nước tại bể trộn của nhà máy xử lý



: +10,3 m



⇒ Hhh = 10,3 – (-0,5) = 10,8 m

+ Hdd : Tổng tổn thất áp lực đường dài trên đường ống chuyển tải nước thô

(chiều dài ống chuyển tải 900 m). Với công suất trạm xử lý là:

Q = 20.000 (m3/ngày) = 840 (m3/h) = 233,4 (l/s)

Dựa vào bảng II trang 51 – Các bảng tính toán thuỷ lực – ThS Nguyễn

Thò Hồng, chọn đặt ống D = 500 mm, v = 1,12 m/s, 1000i = 3.20

⇒ H dd =



900x3,2

= 2,9 (m)

1000



+ Hcb : Tổng tổn thất áp lực cục bộ trong nội bộ trạm bơm và trên đường

ống chuyển tải nước thô lấy bằng 50% Hdd.

⇒ Hcb = 0,5 x 2,9 = 1,5 m

+ Hdư : p lực tự do cần thiết : lấy bằng = 4 m

− Vậy áp lực cần thiết của máy bơm cấp 1 là:

Hb = 10,8 + 2,9 + 1,5 + 4 = 19,2 m ≈ 20 m

− Các thông số kỹ thuật của máy bơm cấp 1 được lắp đặt :

q = 420 m3/h, H = 20 m

7.3.2 Phương án 2:

1) Công trình thu:



42



Chương 7

Phân tích, lựa chọn và tính toán công trình thu, trạm bơm cấp 1



− Tuyến ống hút nước thô có chiều dài tính từ trạm bơm cấp 1 tới miệng hút là

41 m. Sử dụng 2 ống thép dẫn nước thô với lưu lượng qua mỗi ống là: q =

233,4

= 116,7 (l/s). Dựa vào bảng II trang 48 – Các bảng tính toán thuỷ lực –

2



ThS Nguyễn Thò Hồng, chọn ống có D500; v = 0,56 m/s, 1000i = 0,91

− Tuyến ống hút được đặt ở cao độ +1,95 (tim ống), ống hút được đặt dốc ra

ngoài miệng hút với độ dốc I = 0,0005. Phần ống nằm ngoài sông được đỡ

trên các đà giằng của hệ cọc bê tông cốt thép.

− Miệng hút được đặt ở cao độ -2,0 m, sâu hơn mực nước thấp nhất là 1,5 m và

cao hơn đáy sông là 2 m.

− Để bảo vệ miệng hút nước thô, xây dựng hệ thống cọc bao quanh và lưới thép

B40 để chắn rác. Phía trên mặt nước khu vực miệng hút có bố trí hệ thống cờ,

biển báo, đèn tín hiệu.

2) Trạm bơm cấp 1:

Trạm bơm cấp 1 xây nửa nổi, nửa chìm, sàn đặt máy bơm ở cao độ +1,5 m.

 Vỏ bao che trạm bơm cấp 1:

− Khu đất xây dựng trạm bơm cấp 1 có diện tích 1.050 m 2 (30 m x 35 m), được

san nền lên đến cao độ + 5,3 m. Phần bờ sông được kè đá học trên hệ cọc,

giằng bê tông cốt thép để chống sạt lở.

− Trạm bơm cấp 1 được xây dựng cách bờ sông 9 m. Diện tích nhà trạm có kích

thước mặt bằng là B x L = 6 m x 20 m, được chia làm 2 phần: phần đặt tủ điều

khiển và quản lý có kích thước mặt bằng là:4 m x 6 m, nổi trên mặt đất. Phần

sàn đặt máy bơm có kích thước mặt bằng là: 6 m x 16 m, chìm sâu trong mặt

đất san nền: 3,8 m.



43



Chương 7

Phân tích, lựa chọn và tính toán công trình thu, trạm bơm cấp 1



 Các hạng mục phụ trợ:

− Gồm cổng, hàng rào, đường nội bộ, nhà bao che máy biến áp, máy phát điện

dự phòng và phòng quản lý ( kích thước 6 m x 12 m)

 Máy bơm cấp 1:

− Máy bơm nước thô lắp đặt là bơm ly tâm trục ngang. Công suất yêu cầu là

20.000 m3/ngày, lắp đặt 3 máy bơm (2 chạy, 1 dự phòng) mỗi bơm có thông

số kỹ thuật tính toán tương tự như phương án 1:

− q = 420 m3/h, H = 20 m

* Kết luận về lựa chọn phương án:

Qua việc phân tích, tính toán ta thấy phương án 2 có độ an tồn, tính bền vững của

cơng trình lớn. Việc quản lý, vận hành đơn giản, thuận tiện hơn, thi cơng xây dựng dễ

dàng hơn so với phương án 1. Vì vậy ta chọn phương án 2 để xây dựng.



44



Chương 8

Tính toán các hạng mục hệ thống cấp nước



CHƯƠNG 8

TÍNH TOÁN CÁC HẠNG MỤC HỆ THỐNG CẤP NƯỚC



8.1 TÍNH TOÁN LIỀU LƯNG HOÁ CHẤT:

8.1.1 Phèn:

Phèn được sử dụng là phèn nhôm (Al2(SO4)3).

* Liều lượng phèn nhôm cần thiết:

Căn cứ vào hàm lượng cặn của nước nguồn là 80 mg/l → theo bảng 2-1 : Liều

lượng phèn để xử lý nước đục – Xử lý nước cấp – TS.Nguyễn Ngọc Dung trang

18, ta chon liều lượng phèn cần thiết là 30 mg/l.

Căn cứ vào độ màu của nước nguồn là 30 0, xác đònh lượng phèn nhôm theo công

thức (2.1) – Xử lý nước cấp - TS.Nguyễn Ngọc Dung trang 19:

PAl = 4 M = 4 30 = 22 (mg/l)

So sánh 2 liều lượng phèn tính toán ở trên ta chọn PAl = 30 (mg/l).

8.1.2 Vôi:

* Liều lượng chất kiềm hoá:

Pk = e1 x (



Pp

e2



-Kt + 1) x



100

c



Trong đó:

+ Pk : Hàm lượng chất kiềm hoá (mg/l)

+ Pp : Hàm lượng phèn cần thiết dùng để keo tụ (mg/l)

+ e1, e2 : Trọng lượng đương lượng của chất kiềm hoá và của phèn,

(mg/mgđl), chọn: e1 = 28 (đối với CaO), e2 = 57 (đối với Al2(SO4)3



45



Chương 8

Tính toán các hạng mục hệ thống cấp nước



+ Kt : Độ kiềm nhỏ nhất của nước nguồn (mgđl/l)

Kt =



55

=1,1 (mgđl/l)

50



+ 1 : Độ kiềm dự phòng của nước (mgđl/l)

+ c : Tỷ lệ chất kiềm hoá nguyên chất có trong sản phẩm sử dụng (%), c =

60%

⇒ Pk = 28 x (



30

100

- 1,1 +1) x

= 20 (mg/l)

57

60



* Tính ổn đònh nước:

Độ kiềm của nước nguồn sau khi pha phèn:

K t1 = K t0 −



ap

e



Trong đó:

+ K t : Độ kiềm của nước nguồn trước khi pha phèn (mgđl/l)

0



K t0 =



65

= 1,3 (mgđl/l)

50



+ ap : Liều lượng phèn tính theo lượng hoạt tính của sản phẩm không ngậm

nước (mg/l)

+ e : đương lượng của phèn, e = 57 (mg/mgđl)

⇒ K t = 1,3 1



30

= 0,8 (mgđl/l)

57



Độ pH của nước sau khi pha phèn:

pHs = f1(t) – f2(Ca2+) – f3(Kt) + f4(P)

Trong đó:

+ f1(t0) : hàm số nhiệt độ của nước

46