Hướng dẫn giải bài tập cấp thoát nước năm 2024
- 1. TẬP THOÁT NƯỚC ĐÔ THỊ [Lưu ý phần gạch chân và không in nghiêng là bắt buộc ghi.Còn lại tùy vào đề yêu cầu] 1. Các loại hệ thống thoát nước, phân tích ưu và nhược điểm của nó ? - Hệ thống thoát nước chung : Là hệ thống mà tất cả các loại nước thải [sinh hoạt, sản xuất, nước mưa] được xã chung vào một mạng lưới và dẫn đến công trình làm sạch. [Áp dụng cho xây dụng ở những thành phố nằm cạnh con sông lớn hay trong thời kì đầu khi chưa có phương án thoát nước hợp lí] khỏi ghi nếu đề k cần. + Ưu : Bảo đảm vệ sinh môi trường vì tất cả các loại nước thải đều được làm sạch trước khi ra sông hồ. Tổng chiều dài mạng lưới đường ống nhỏ do đó giá thành quản lý hệ thống nhỏ. + Nhược : Chế độ làm việc của hệ thống không ổn định, lúc mưa nhiều lưu lượng tăng nhanh dễ tràn ống. Khi khô nắng, lưu lượng bé dẫn đến tốc độ nước chảy trong cống giảm làm bùn cặn đọng, gây thối rửa. Chi phí xây dựng trạm bơm, trạm làm sạch lớn.
- 2. công tác của hệ thống không ổn định dẫn đến vận hành trạm bơm, trạm làm sạch khó khăn làm chi phí quản lí tăng lên. - Hệ thống thoát nước riêng : Là hệ thống có 2 hay nhiều mạng lưới đường ống riêng để dẫn từng loại nước thải khác nhau. [Áp dụng cho những đô thị lớn,xây dựng tiện nghi và cho các xí nghiệp công nghiệp] khỏi ghi nếu đề k cần. Theo cấu tạo hệ thống thoát nước riêng thì phân ra các loại : + Hệ thống riêng hoàn toàn : [Mỗi loại nước thải được vận chuyển trong hệ thống thoát nước riêng biệt. Áp dụng cho những đô thị lớn,xây dựng tiện nghi và cho các xí nghiệp công nghiệp] khỏi ghi nếu đề k cần. + Hệ thống riêng không hoàn toàn : [Khi chỉ có hệ thống cống ngầm để thoát nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất quy ước là bẩn, còn nước mưa và nước thải sản xuất quy ước là sạch chảy theo máng lộ thiên. Áp dụng cho những vùng ngoại ô hoặc giai đoạn đầu xây dựng hệ thống thoát nước] khỏi ghi nếu đề k cần. - Ưu và nhược điểm của hệ thống thoát nước riêng : Ưu Điểm : + Có lợi hơn so với hệ thống thoát nước chung về mặt xây dựng và quản lý. + Giảm vốn đầu tư xây dựng ban đầu. + Chế độ làm việc của hệ thống ổn định. + Công tác quản lý duy trì hiệu quả.
- 3. Tồn tại hai hay nhiều mạng lưới thoát nước trong đô thị. + Kém vệ sinh hơn hệ thống thoát nước chung.Vì phần chất thải không được xử lý mà xả thẳng vào nguồn tiếp nhận. + Tổng giá thành xây dựng và quản lý cao. - Hệ thống nửa riêng : Là hệ thống có 2 mạng lưới đường ống riêng, 1 để dẫn nước thải sản xuất bẩn và 1 để dẫn nước mưa nhưng 2 mạng lưới đường ống này lại nổi với nhau bằng cửa xả nước mưa [giống tràn] trên các tuyển góp chính.[Khắc phục được nhược điểm của hệ thống TN riêng và chung. Áp dụng cho những đô thị có dân số > 50.000 người + Khi nguồn nước trong đô thị có lưu lượng ít, không có dòng chảy + Đối với những nơi có nguồn nước dùng để tắm, thể thao bơi lội + Khi yêu cầu tăng cường bảo vệ nguồn nước khỏi sự nhiễm bẩn do nước thải mang vào] khỏi ghi nếu đề k cần. - Ưu và nhược điểm của hệ thống thoát nước nửa riêng : Ưu Điểm : + Vệ sinh tốt hơn hệ thống riêng vì trong thời gian mưa các chất bẩn không xả trực tiếp vào nguồn. Nhược Điểm : + Vốn đầu tư xây dựng ban đầu cao vì xây dựng song song hai hay nhiều mạng lưới thoát nước trong đô thị. + Những chỗ giao nhau của mạng lưới phải xây dựng giếng tách nước mưa thường không đạt hiệu quả vệ sinh mong muốn. - Hệ thống thoát nước hỗn hợp : [Là tổng hợp của các hệ thống trên. Hệ thống này thưởng gặp ở các thành phố lớn, đã có hệ thống thoát nước chung nay cần cải tạo mở rộng thì phải xây thêm các khu nhà mới, người ta nối mạng lưới sinh hoạt và sản xuất bẩn của khu mới vào HTTN chung. Hệ thống này có cả ưu và nhược điểm của các hệ thống trên.] 2. Các loại sơ đồ thoát nước cho một khu dân cư, điều kiện áp dụng với 1 khu vực cụ thể ? - Sơ đồ vuông góc :Các đường ống góp từng lưu vực xây dựng vuông góc với dòng chảy của sông. Nước mưa chảy thẳng ra sông, không qua làm sạch.Áp dụng: những nơi có độ dốc nghiêng về hướng sông để thải nước mưa và nước thải sản xuất quy ước sạch.
- 4. cắt nhau : Các đường ống góp từng lưu vực đặt vuông góc dòng chảy của sông và nổi với đường ống chính đặt theo sông. Áp dụng: địa hình khu vực thoát nước xuôi về hướng sông và cần thiết làm sạch tất cả các loại nước thải. - Sơ đồ song song : Các đường ống của từng lưu vực đặt song song với nhau và song song với dòng chảy của sông. Đường cổng chính vuông góc sống.Áp dụng: Độ dốc của sông nhỏ nhưng độ dốc của thành phố về phía sông lại lớn. - Sơ đồ phân vùng : Áp dụng: khi thành phố có nhiều khu vực có địa hình chênh lệch lớn. Mỗi 1 khu vực có sơ đồ tương tự sơ đồ cắt nhau. Nước thải ở khu vực trên tự chạy đến công trình làm sạch, còn khu vực dưới phải bơm lên cổng chính của khu vực rồi đưa về trạm làm sạch.
- 5. ly : Áp dụng: cho các thành phố lớn hoặc thành phố có địa hình phức tạp. Sơ đồ phân ly có thể có 2 hoặc nhiều trạm làm sạch. Nước thái của từng khu vực được dẫn theo mạng lưới riêng phân tán. 3. Điều kiện thu nhận nước thải vào hệ thống thoát nước ? - Không được xả nước thải sinh hoạt và sản xuất vào mạng lưới thoát nước mưa; - Nước thải sản xuất chỉ được phép xả vào mạng lưới hệ thống thoát nước riêng hoặc chung khi đảm bảo không gây tác hại tới vật liệu làm cống và công trình xử lý cũng như không phá hoại chế độ làm việc của chúng, chẳng hạn như: + Không chứa những chất ăn mòn; + Không chứa những chất dễ làm tắc cống hoặc những chất hơi khí tạo thành những hỗn hợp dễ gây nổ và cháy; + Nhiệt độ không vượt quá 400C; + Không chứa những chất làm ảnh hưởng xấu đến quá trình xử lý sinh học nước thải; + Hỗn hợp nước thải sinh hoạt và sản xuất phải đảm bảo giá trị pH = 6,5 – 8,5.
- 6. rác, thức ăn thừa trong gia đình chỉ được xả vào mạng lưới thoát nước khi đã được nghiền nhỏ với kích thước 3 – 5 mm, và pha loãng bằng nước với tỷ lệ 1 rác 8 nước. 4. Nguyên tắc vạch tuyến một mạng lưới thoát nước đô thị ? 5. Cách phân chia lưu vực thoát nước ? - Số lưu vực thoát nước phụ thuộc vào điều kiện địa hình, xác định dựa vào đường đồng mức trên bản đồ. Căn cứ vào bản đồ địa hình, nếu gặp địa hình bằng phẳng thì chia diện tích sao cho việc tập trung nước được nhanh chóng nhất. 6. Cách tổng hợp lưu lượng cho một tuyến cống thoát nước [lưu lượng dọc đường, lưu cạnh sườn, lưu lượng chuyển qua, lưu lượng tập trung...] ? - Lưu lượng dọc đường - Lưu lượng cạnh sườn - Lưu lượng chuyển qua - Lưu lượng tập trung 7. Thế nào là vận tốc tối thiểu, độ đầy tối đa và độ dốc tối thiểu ? - Vận tốc tối thiểu là giới hạn dưới của giá trị vận tốc nước chảy trong ống thoát nước cần đảm bảo tối thiểu để ống có thể tự cọ sạch, cặn lắng không đọng lại trong ống. - Độ đầy tối đa là lưu lượng nước tối đa mà cống có thể chứa được nhưng vẫn đảm bảo được vận tốc. - Độ dốc tối thiểu là giới hạn dưới của giá độ dốc cống cần đảm bảo tối thiểu sao cho nước thải trong cống vận hành trơn tru không bị lắng đọng.
- 7. định lưu lượng, vận tốc, đường kính, độ đầy của một tuyến cống thoát nước ? - Bao gồm việc xác định đường kính ống,độ đầy và tốc độ nước chảy. Dùng công thức chảy đều và ổn định. Công thức lưu lượng : Q = ꞷ.v Công thức vận tốc : Trong đó i là độ dốc thủylực lấy bằng độ dốc cống Vận tốc tính toán phụ thuộc vào thành phần và độ thô các hạt lơ lửng có trong nước thải và bán kính thủy lực R và độ dày ống.Yêu cầu tốc độ dòng chảy trong MLTN: - Không để xảy ra hiện tượng lắng cặn, vmin: là vận tốc tự làm sạch. vmin = f[R, u0] là hàm số của bán kính thủy lực và độ lớn thủy lực của chất lơ lửng trong nước thải. - Không phá vỡ lòng ống: vì trong ống có cát sỏi, khi vận tốc lớn gây bào mòn đường ống. vmax: là vận tốc max cho phép. -Dựa vào thực nghiệm,ta xác định được: Công thức này được thiết lập trong điều kiện độ lớn của hạt cặn dao động từ 0,9 – 1 mm. Vận tốc vmin là vận tốc tự rửa sạch tính bằng m/s; R là bán kính thủy lực tính bằng m; n là chỉ số mức độ [n = 3,5 + 0,5R] .Hoặc ta có thể xác định vmin theo mục 4.6.1 TCVN 7957:2008.Sau đó ta xác định được vmax: + Đối với ống phi kim loại : vmax ≤ 4 m/s. + Đối với ống kim loại : vmax ≤ 8 m/s. Vậy đối vận tốc tính toán phải đảm bảo được vmin ≤ vtt ≤ vmax. Xác định độ đầy [h/d] [đối với cống tròn] [h/H][đối với máng, rãnh.H là chiều sâu xây rãnh] Theo TCVN 7957:2008, độ đầy tính toán được quy định như trình bày trong mục 4.5.2.Đối với cống thoát nước mưa và thoát nước chung thì độ đầy tối đa h/d max=1.
- 8. nối cống thoát nước bằng BTCT, vẽ hình minh họa ? - Có hai phương pháp: + Nối ngang mặt nước.[thoát nước sử dụng vì chế độ thủy lực ổn định theo thời gian]. + Nối ngang đỉnh cống.[thường xảy ra nước nhảy] → Khi cùng cùng đường kính và độ đầy hoặc hsau>htrước: dùng cách nối ngang mặt nước. → Các trường hợp khác nối ngang đỉnh cống. 10. Các loại cống dùng cho hệ thống thoát nước, so sánh ưu điểm của cống hộp và cống tròn ? - Các loại cống dùng cho hệ thống thoát nước: cống rãnh,cống hộp,cống ngầm,cống tròn. - Cống tròn : Ưu điểm : + Giá thành rẻ hơn cống hộp. + Thời gian thi công lắp đặt nhanh hơn cống hộp. + Chịu được mài mòn tốt, khả năng chịu áp lực nước cao. Nhược điểm : + Dung tích nhỏ hơn cống hợp. + Thoát nước kém hơn cống hộp do bé hơn về dung tích. - Cống hộp : + Dung tích lớn hơn cống tròn. + Khả năng thoát nước nhanh hơn cống tròn. + Chịu được mài mòn tốt, khả năng chịu áp lực nước cao.
- 9. nạo vét, vệ sinh hơn cống tròn. Nhược điểm : + Thời gian thi công lâu hơn cống tròn. + Giá thành đắt hơn cống tròn. 11. Cách xác định độ sâu chôn cống ban đầu ? Độ sâu đặt cống đầu tiêu cần xác định theo công thức: H = hd + L.i1 + l.i2 + ∆d + Zc – Z0 Trong đó: H : độ sâu chôn cống đầu tiên của cống thoát nước đường phố.[H là độ sâu chôn cống cuối đoạn cống] hd : độ sâu chôn cống đầu tiên của MLTN trong sân nhà hay trong tiểu khu, lấy bằng [0,2-0,4]m+d. [hd là độ sâu chôn cống đầu đoạn cống] L,i1 : chiều dài và độ dốc đặt ống của MLTN tiểu khu. l,i2 : chiều dài và độ dốc đặt ống của đoạn ống chuyển tiếp từ tiểu khu ra đường phố. Zc và Z0 : cốt mặt đất tại điểm đầu tiên của MLTN bên ngoài và cốt mặt đất tại điểm ban đầu của MLTN trong nhà và tiểu khu. ∆d : độ chênh lệch do kích thước của cống ngoài phố và cống trong sân nhà [tiểu khu] Cần phân biệt hai loại độ sâu đặt cống: độ sâu đặt cống tính toán thủy lực và độ sâu đặt cống trong thi công. Trong tính toán thủy lực khi chƣa xác định chắc chắn được bề dày thành cống, nên độ sâu đặt cống ở đây được hiểu là từ mặt đất đến đáy lòng cống thoát nước. Trong quá trình thi công sẽ xác định được độ dày thành cống [δ phụ thuộc vào vật liệu, phụ thuộc vào vật liệu, cách chế tạo và đường kính cống].
- 10. định độ sâu đặt cống thi công: Htc=H+ δ Trong đó: Htc : Độ sâu đặt cống thi công [m] H : độ sâu đặt cống tính toán [m] δ : Bề dày thành cống [m] 12. Kể tên một số công trình trên mạng lưới thoát nước, chức năng của các công trình này ? - Giếng thăm : dùng để xem xé, kiểm tra thường xuyên chế độ công tác mạng lưới thoát nước, đồng thời dùng để thông rửa trong trường hợp cần thiết. - Giếng kiểm tra : dùng để kiểm tra chế độ làm việc trước khi chảy vào mạng lưới thoát nước. - Giếng thu nước mưa : dùng để thoát nước mưa. - Giếng chuyển bậc : dùng để giảng tốc độ dòng chảy, chuyển nước xuống sâu nhưng chô giao cắt với những công trình ngầm. - Giếng đặc biệt : dùng để hạ thiết bị tẩy rửa đường ống. 13. Chỗ nào phải xây dựng giếng thăm, cách bố trí giếng thăm trên đường phố ? - Những chỗ phải xây dựng giếng thăm : + Nơi ống có nhánh nối vào. + Ở vị trí có thay đổi độ dốc. + Ở vị trí có thay đổi đường kính. + Ở vị trí có thay đổi hướng của dòng chảy. 14. Vẽ hình minh họa giếng tràn tách nước mưa và nước bẩn ?
- 11. giao cắt giữa nước mưa và nước bẩn ? 16. Nguyên tắc bố trí trạm bơm trên mạng lưới thoát nước ? 17. Cách xác định dung tích ngăn tiếp nhận nước thải của trạm bơm thoát nước. Số máy bơm : n = Qh max/ [Qh min* Kh] Công suất máy bơm [kW] : N = [δ*Qb*H]/1000*η.Trong đó η là hiệu suất làm việc của máy bơm [hiệu suất máy bơm]. Xác định dung tích bể thu Sau khi xác định công suất của máy bơm ta dựa vào biểu đồ tích lũy, chế độ làm việc của máy bơm để chọn được dung tích bể thu. Ngoài ra còn có thể tính Wb bằng thực nghiệm. Wmin = Qh min / n * [1- Qh min/Qb].Trong đó: Qh min là lưu lượng dòng chảy đến trong giờ nhỏ nhất tính bằng m3 /h. Qb là công suất của máy bơm tính bằng m3 /h. n là số lần đóng mở máy trong một giờ. 18. Các thông số cần thiết khi chọn một máy bơm nước thải ? - Lưu lượng bơm Q[l/s] và cột áp H[m]. - Công suất máy bơm P[Kw] và hiệu suất trục η. [η=Pe[công suất hiệu dụng máy bơm]/P[công suất máy bơm]]. - Tốc độ quay của máy bơm n [r/min]. - Khoang và NPSH [NPSH] —NPSH được phép là NPSH để đảm bảo rằng máy bơm không bị tạo bọt, thường [NPSH] = [1,1 ~ 1,5] NPSHc hoặc [NPSH] = NPSHc + K [thường K = 0,3].NPSH cho phép càng nhỏ thì áp suất âm phía trước máy bơm càng lớn và hiệu suất của máy bơm càng tốt. 19. Trình tự thi công hệ thống thoát nước ? 1. Thiết kế kỹ thuật: Bao gồm việc tìm hiểu về vị trí, khả năng địa hình, mức độ ô nhiễm của nước thải đầu vào và các tiêu chuẩn quy định. Dựa trên những thông tin này, kỹ sư thiết kế sẽ lên kế hoạch và thiết kế hệ thống thoát nước thải phù hợp với yêu cầu của dự án. 2. Chuẩn bị mặt bằng: Bước này bao gồm việc đánh dấu các đường ống và các cấu trúc khác trên mặt bằng. Các phương tiện và thiết bị cần thiết cũng
- 12. sẵn để tiến hành xây dựng.Trong quá trình chuẩn bị nếu phát hiện mực nước ngầm có thể tiến hành hạ mực nước ngầm. 3. Đào đất và lắp đặt đường ống: tiến hành đào đất và lắp đặt đường ống. Các đường ống này sẽ được nối với các cấu trúc khác như bồn chứa và các trạm bơm. 4. Xây dựng các cấu trúc chính: Bao gồm xây dựng các bồn chứa, trạm bơm và các công trình khác liên quan đến hệ thống thoát nước thải. 5. Lắp đặt thiết bị điều khiển: Sau khi xây dựng các cấu trúc chính, các thiết bị điều khiển và giám sát sẽ được lắp đặt. Các thiết bị này giúp điều chỉnh lưu lượng nước thải và đảm bảo hệ thống hoạt động đúng cách. 6. Kiểm tra và nghiệm thu: Sau khi hoàn thành xây dựng, hệ thống thoát nước thải sẽ được kiểm tra và nghiệm thu để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn. 20. An toàn lao động, vệ sinh môi trường và PCCC ? 1. An toàn lao động : Trong quá trình thi công, các công nhân phải được đảm bảo an toàn trong mọi hoạt động, bao gồm cả việc làm việc trên cao, đào đường ống, lắp đặt hệ thống và sử dụng các thiết bị điện. Đảm bảo đủ trang thiết bị bảo hộ cá nhân như mũ bảo hiểm, giầy bảo hộ, găng tay, khẩu trang và kính bảo hộ. 2. Vệ sinh môi trường: Quá trình thi công cần phải đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường, không gây ảnh hưởng đến người dân sống xung quanh. Việc xử lý các chất thải sinh ra trong quá trình thi công, như bùn đất, đất đào, đường ống cũ, cần được thực hiện một cách đúng đắn và không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. 3. Phòng cháy chữa cháy: Việc thi công hệ thống thoát nước thải có thể gây ra các nguy cơ cháy nổ, đặc biệt là trong quá trình lắp đặt thiết bị điện. Do đó, cần phải đảm bảo rằng các biện pháp phòng cháy chữa cháy được thực hiện đầy đủ và hiệu quả. Các thiết bị chữa cháy như bình chữa cháy, hệ thống báo cháy và cách sử dụng phải được nắm rõ. Ngoài ra, cần cung cấp đầy đủ thông tin và huấn luyện cho các công nhân về an toàn lao động, vệ sinh môi trường và phòng cháy chữa cháy để đảm bảo tính an toàn trong quá trình thi công.