Giáo án Thoát nước dân dụng và công nghiệp - Chương 5: Thoát nước mưa và thoát nước chung

Chương 5. THOÁT NƯỚC MƯA VÀ THOÁT NƯỚC CHUNG

(10 tiết: 6LT+1BT+2ĐA

A- THOÁT NƯỚC MƯA

V-1. MƯA VÀ SỰ HÌNH THÀNH DÒNG CHẢY

I. NHỮNG KHÁI NIỆM VỀ KHÍ TƯỢNG VÀ ĐẶC TÍNH CỦA MƯA

- Các loại mưa

- Đặc điểm của mưa ở Việt Nam

- Phương pháp đo mưa

II. NHỮNG THÔNG SỐ KHÍ TƯỢNG

1. Cường độ mưa

Theo lớp nước:

h

I= , mm/ph

t

Theo thể tích:

W

q= , l/s/ha

t

I - cường độ mưa tính theo lớp nước

q - cường độ mưa tính theo thể tích

h - Chiều cao lớp nước, mm

W - Thể tích nước mưa rơi xuống trên 1 đv diện tích, l/ha

t - thời gian mưa, ph

Liên hệ giữa q và I:

q=166,7I

a. Xác định cường độ mưa theo phương pháp phân tích

PP này tính toán khá chính xác, có thể áp dụng cho tất cả các lưu vực với các

điều kiện địa hình khác nhau.

Cơ sở của PP là dựa vào tài liệu thực đo, nên đòi hỏi phải có đầy đủ tài liệu về

mưa nhiều năm của máy đo tự ghi.

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-1

Mục đích là vẽ đường quan hệ cường độ mưa theo thời gian I~t, q~t ứng với mỗi

mức tần suất. Thời gian t thường lấy là 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180 ph

Việc chọn số liệu mưa có thể lấy mỗi năm 1 trị số lớn nhất, hoặc mỗi năm lấy vài

trị số lớn nhất

Nguyên tắc xác định cường độ mưa là tính toán tần suất của từng lượng mưa

(hoặc cường độ mưa) phút 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180 phút.

Có thể lập bảng tính toán (GT)

Ví dụ:

5%

Dựa vào tài liệu mưa 5 ph của n₅trận mưa, tính tần suất, tra được I₅

5%

Dựa vào tài liệu mưa 10 ph của n₁₀trận mưa, tính tần suất, tra được I₁₀

….

5%

Dựa vào tài liệu mưa 180 ph của n₁₈₀trận mưa, tính tần suất, tra được I₁₈₀

5%

Có:

Tương tự có:

I₅^5%, I₁₀^5%, …, I₁₈₀

I₅^10%, I₁₀^10%, …, I₁₈₀

I₅^20%, I₁₀^20%, …, I₁₈₀

……

vẽ được đường I^5%~t.

vẽ được đường I^10%~t.

vẽ được đường I^20%~t.

10%

20%

***** (1)

b. Xác định cường độ mưa theo phương pháp cường độ giới hạn

* Các công thức của Liên Xô

+ Xác định cường độ mưa theo cường độ giới hạn của D. F. Gorbachev (1920)

Δ

t^0,5

I 

, mm/ph

Δ  μ³P

μ  0,046H^2/3

166,7.Δ

A

t^0,5

 q 

Tổng quát:



, l/s/ha

t^0,5

A

tⁿ

q 

, l/s/ha

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-2

166,7..H^2/3

P

q 

, l/s/ha (vượt thực tế tới 50%; không nên sd)

t^0,5

 - Sức mạnh của trận mưa

 - Hệ số khí hậu

 - Hệ số khí hậu của 

H - Lượng mưa năm trung bình; mm/năm

t - Thời gian mưa; ph

P - Chu kỳ tràn cống; năm

+ Công thức của Viện Thuỷ văn Liên Xô (1941)

A  BlgP

q 

(sai với thực tế tới 3050%; không nên sd)

t^0,5

A, B - Các thông số, biến đổi theo khu vực

Hoặc công thức:

20ⁿq₂₀(1 ClgP)

A

tⁿ

q 



tⁿ

q₂₀- Cường độ mưa tính với thời gian 20 phút với P = 1 năm

n - Hệ số mũ, tuỳ theo vùng địa lý

C - Hệ số có tính đến đặc điểm riêng của từng vùng

P - Chu kỳ tràn cống; năm

Những nơi không có q₂₀trong bản đồ, có thể tính theo CT:

q₂₀=0,071.H d_B

H - Lượng mưa năm trung bình; mm/năm

d_B- Độ hút ẩm bão hoà (tính từ lượng mưa TB tháng và độ ẩm TB tháng)

d₁a₁ d₂a₂... d₁₂a₁₂

d_B=

a₁ a₂... a₁₂

a₁, a₂, ..., a₁₂- lượng mưa TB của các tháng trong năm;

d₁, d₂, ..., d₁₂- độ ẩm TB của các tháng trong năm

* Xác định cường độ mưa theo các công thức của Anh, Mỹ, Ba Lan

+ Công thức của Anh

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-3

S

q=

n

^t ^c

S - Sức mạnh của trận mưa

t - Thời gian mưa

n - Hệ số mũ, tuỳ theo vùng địa lý

c - Hằng số khí hậu

+ Công thức của Mỹ

I_n=A. I ⁿ, mm/s

60

I₆₀- Cường độ mưa trong 60 ph với chu kỳ được chọn

A, n - Các thông số khí hậu

+ Công thức của Reyhonda (Đức)











a

1



q=q



 0,369 , l/s/ha

¹⁵



4

t  b

P_m

q₁₅- Cường độ mưa trong 15 ph với chu kỳ tràn cống P=1năm

P_m- Tần suất mưa

a, b - Các thống số khí hậu

+ Công thức của Pomjanovski (Ba Lan)

a

J=

, mm/h

n

P_m

J - Cường độ mưa tính toán; mm/h

P_m- Tần suất mưa; %

a - Thông số khí hậu, phụ thuộc th gian mưa

n - Thông số khí hậu

***** (2)

* Xác định cường độ mưa theo các công thức của Việt Nam

+ Công thức của Viện Thiết kế, Bộ Giao thông

S

A  Blg N 10 12,5lg N

q 



K

(t  b)ⁿ

(t 12)^0,66

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-4

S - Sức mạnh của trận mưa ứng với tần suất P%; mm/h; mm/ph

t - Thời gian mưa

b - Tham số hiệu chỉnh; b=12 ph

n - Chỉ số biểu thị sự giảm dần của cường độ mưa theo thời gian; n=0,66

A, B - Các tham số địa lý A=10,0; B=12,5

N - Độ lặp lại

K - Hệ số khí hậu (tuỳ thuộc từng vùng khí hậu)

+ Công thức của Cục Thuỷ văn

n

_{q }²⁰ ^b ^q₂₀(1 ClgP)

, l/s/ha

n

^t ^b

+ Công thức của TS Trần Hữu Uyển

35ⁿq₂₀(1 ClgP)

q 

, l/s/ha

n

^t¹⁵

t, b, n, đã giải thích ở trên

P - Chu kỳ tràn cống; năm

C - Hệ số tính đến đặc tính riêng của từng vùng

q₂₀- Cường độ mưa tính vời thời gian 20 phút với P=1 năm

Các thông số b, C, n, q₂₀của 47 trạm quan trắc có thể tham khảo ở bảng 5-2.

2. Thời gian mưa

Là thời gian kéo dài trận mưa (tính bằng h, ph...)

Khi tính toán cường độ mưa bằng PP cường độ giới hạn, người ta cho rằng thời

gian mưa là thời gian hạt mưa rơi xuống tại vị trí xa nhất sẽ chảy đến m/c đang

xét, gọi là th gian mưa tính toán.

Đ/v khu vực xây dựng hoàn thiện:

t = t₀+ t_r+ Σt_c, ph

t - thời gian mưa tính toán; ph

t₀- Th gian t/trung dòng chảy (từ điểm xa nhất đến rãnh TN); lấy t₀=510ph

t_r- Th gian nước chảy theo rãnh đến giếng thu đầu tiên

Σt_c- Tổng th gian nước chảy trong các đoạn cống từ giếng thu đầu tiên đến

m/c tính toán (m/c cuối của đoạn cống thứ m đang xét)

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-5



Hình. Sơ đồ tính toán thời gian dòng chảy

1- Khu đất

2- Rãnh đường

3- Giếng thu

4- Đoạn cống tính toán

5- Giếng thăm

6- Nhánh nối

Hoặc viết dưới dạng khác:

m1

t_m t₀ t_r t_c t_c



i

m

i1

t_m t_m1 t_c

m

L_r

t_r=1,25

v_r

L_r- Ch dài rãnh; m

v_r- Tốc độ nước trong rãnh; m/ph

1,25 - Kể đến sự tăng dần của tốc độ dòng chảy trong quá trình mưa

L_c

t_c=r

v_c

L_c- Ch dài đoạn cống tính toán; m

v_c- Tốc độ nước trong cống; m/ph

r - Hệ số phụ thuộc vào địa hình; đh bằng phẳng thì r=2, dốc i>0,02 thì r=1,2

(Do cống đầy dần, vận tốc tăng dần)

Vậy:

L_r

t  t₀1,25  r

v_r

L_c

 _v

c

Trong thực tế, khi khu vực chưa có quy hoạch rõ ràng thì thời gian mưa có thể

tính theo CT:

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-6

1,5.n^0,6.L^0,6

_Z_0,3_.i_0,3_.I_0,3

t 

Trong đó:

n - Hệ số nhám bề mặt

L - Ch dài dòng chảy, m

Z - Hệ số mặt phủ;

I - Cường độ mưa

i - Độ dốc địa hình

***** (3)

3. Tần suất mưa P_mvà chu kỳ tràn cống P

* Tần suất mưa P_m(%) là xác suất lặp lại trận mưa cùng thời gian có cường độ

bằng hoặc lớn hơn cường độ của trận mưa đã định.

m

P_m= , %

n

m - Số lần mưa có cường độ bằng hoặc lớn hơn cường độ của trận mưa đã định.

n - Số năm quan trắc (tổng số số liệu trong liệu tài liệu).

* Chu kỳ mưa P₀là thời gian (năm) lặp lại của trận mưa có cường độ bằng hoặc

lớn hơn cường độ của trận mưa đã định.

1

P₀

, năm

P_m

* Chu kỳ tràn cống P là thời gian (tính bằng năm) lặp lại trận mưa vượt quá

cường độ mưa tính toán (vượt quá sức chuyển tải của cống TN).

P có ý nghĩa KT-KT to lớn:

Pq , d, ngập lụt;

P q, d, ngập lụt;

Chọn P cần căn cứ vào tính chất, quy mô công trình và điều kiện địa hình:

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-7

Chu kỳ tràn cống P (năm) đ/v khu vực dân cư:

Đ/kiện l/việc của cống

Thuận

lợi

Trung

bình

Bất

lợi

Rất

bất lợi

Vị trí của đường ống

Trên đường phố khu vực

Trên đường phố chính

0,25

0,35

0,5

1

2

Chu kỳ tràn cống (năm) P đ/v khu vực các XNCN:

Hậu quả của sự tràn cống

Quá trình công nghệ không bị hư hỏng

Quá trình công nghệ bị hư hỏng

P (năm)

12

35

Khu vực đặc biệt quan trọng: P=510 năm

4. Hệ số dòng chảy

Là tỷ lệ giữa lượng nước chảy trong cống và lượng mưa thực rơi trên lưu vực

cống phụ trách:

Q_c

 

Q_b

Q_c- Lượng nước chảy trong cống, l/s

Q_b- Lượng mưa thực rơi, l/s

 phụ thuộc t/c mặt phủ, đ/kiện đất đai, độ dốc đ/hình, th/gian và cường độ mưa.

Theo Berlov:

=Z.q^0,2.t^0,1

Z - Hệ số thực nghiệm, phụ thuộc t/c mặt phủ

q - Cường độ mưa, l/s/ha

t - Thời gian mưa

Tra , Z ở bảng 5.3

Do cống có lưu lượng tối đa tại cuối đoạn, còn suốt chiều dài đoạn cống lưu

lượng luôn luôn nhỏ hơn lưu lượng tối đa, nên có 1 thể tích mà cống tự điều

chỉnh làm giảm lưu lượng. Đưa vào hệ số giảm lưu lượng K_e:

K_e= (0,40,7)ⁿ

n - Số mũ, có thể chọn bằng 3/4, lúc đó K_e=0,51

***** (4)

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-8

V-2. THIẾT KẾ HTTN MƯA

1. Các giai đoạn thiết kế

- Quy hoạch tổng thể

- Lập dự án (DATKT, DAKT)

- Thiết kế kỹ thuật

- Thiết kế thi công

2. Trình tự thiết kế HTTN mưa

1) Thu thập tài liệu cơ bản

2) Phân chia lưu vực (dựa vào bản đồ quy hoạch, cao độ thiết kế, địa hình,

hướng dốc...)

3) Vạch tuyến MLTN mưa và bố trí các CT trên HT

4) Tính toán thuỷ văn, thuỷ lực cống

5) Thiết kế trắc dọc; thiết kế các công trình trên HT

6) Tính toán khối lượng vật liệu, lập dự toán

3. Thu thập tài liêu cơ bản

- Bản đồ hiện trạng (tự nhiên, kiến trúc, kỹ thuật)

- Bản đồ quy hoạch kiến trúc các giai đoạn

- Bản đồ quy hoạch cao độ các giai đoạn (có cao độ tự nhiên, cao độ thiết

kế...)

- Các tài liệu khí tượng (mưa, gió, nhiệt độ, độ ẩm); thuỷ văn (sông ngòi, ao

hồ: F, H, Q, Z...)

- Các quy trình, quy phạm, chỉ dẫn, tiêu chuẩn, định mức, đơn giá... do Nhà

nước ban hành

4. Nguyên tắc vạch tuyến nước mưa

- Nguyên tắc tự chảy. Dựa theo địa hình; TH cần thiết mới xd trạm bơm

- Chiều dài tuyến ngắn mà phục vụ được diện tích lớn nhất

- Giảm thiểu các công trình giao tiếp (với đường xá, sông hồ, CT ngầm...)

- Đảm bảo khoảng cách tới các công trình khác theo quy định

- Chiều sâu chôn cống cũng xđ tương tự cống TNSH.

5. Tính toán cống thoát nước mưa

a. Tính toán lưu lượng

- Khi coi hệ số dòng chảy thay đổi (=(q, t):

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-9

Z.A^1,2.F

t^1,2n0,1

^{Q  ψQ}_b^{ ψ.q.F }^Z.q^0,2^.t^0,1^{.q.F }

, l/s

- Khi coi hệ số dòng chảy không thay đổi (=const):

A

Q  ψ.Q_b ψ. .F l/s

tⁿ

Nếu kể đến sự phân bố mưa không đều và sự giảm lưu lượng do sự tự điều chỉnh

của cống:

A

Q  μ.ψ.q.F.K_e μ.ψ. .F.K_e, l/s

tⁿ

 - Hệ số phân bố (không đều) mưa rào

1

μ 

1 0,001.F^2/3

 - Hệ số dòng chảy (bảng), nếu có nhiều loại thì lấy bình quân gia quyền

F - Diện tích lưu vực; ha

t - Thời gian mưa tính toán; phút

A - Thông số khí hậu

K_e- Hệ số giảm lưu lượng

Z - Hệ số mặt phủ trung bình của lưu vực thoát nước

Nhắc lại các công thức quan trọng:

A = 20ⁿq₂₀(1+ClgP)

(Liên Xô)

A = (20+b)ⁿq₂₀(1+ClgP) (Cục TV)

A = 35ⁿq₃₅(1+ClgP)

(T.H. Uyển)

L_r

L_c

t  t₀1,25  r

 _v

v_r

c

1,5.n^0,6.L^0,6

_Z_0,3_.i_0,3_.I_0,3

t 

***** (5)

b. Các công thức tính toán thuỷ lực

Cũng sử dụng các công thức tương tự như các công thức tính cho HTTN SH.

c. Xác định các thông số cơ bản của cống

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-10

Phối hợp tính thủy lực, thuỷ văn để tính

Đối với đoạn cống nào đó:

Có F, L_c;

Các đoạn cống trước đó đã tính toán xong

Tìm Q, d, v, i, t...

Giải theo các bước:

1) Giả thiết v_c

2) Tính thời gian mưa t

3) Tính Q theo công thức tính cường độ mưa (nêu trên)

4) Giả thiết d, i

4) Tính thuỷ lực tìm v_c'_,Q'… sao cho thoả mãn các yêu cầu quy định

5) Có v_c' tính lại được thời gian mưa t'

6) Nếu v_c'v_c, lấy v_c:=v_c'

7) Tính lại t, Q, lặp lại từ bước 2 cho đến khi t't, v_c'v_c

Công cụ tính toán có thể dùng: tính thử dần trực tiếp từ công thức, bảng tra có

sẵn, đồ thị lập sẵn, lập trình máy tính.

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-11

Begin

v_c:=v_c⁰

L_c

t_c: r

v_c

t:= t_{đoạn trước}+ t_c

A

tⁿ

Q : ψ

F

Chọn d, i

v_c:=v_c'

Tính th/lực được: v_c'

Chọn lại d, i



d, i, v_cđạt y/c

+

L_c

t_c': r

v_c'



v_c'v_c

+

End

Sơ đồ trình tự tính toán thuỷ lực một đoạn cống thoát nước mưa

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-12

6. Các chỉ tiêu kỹ thuật cần lưu ý khi thiết kế HTTNM tự chảy

(xem giáo trình)

- Quy định về chiều sâu, độ cao an toàn, tốc độ nước chảy nhỏ nhất của

kênh chảy trong khu vực dân cư:

h_min=1,0 m

a=0,200,4m.

v_min=0,60,8 m/s (khi P0,5 cho phép giảm tới v_min=0,6 m/s)

- Quy định về độ dốc tối thiểu của cống và kênh mương

- Quy định về kích thước tối của cống và kênh mương

7. Cống thoát nước mưa có áp

Trong một số trường hợp, khi muốn giảm kích thước của cống mà không cần

tăng độ dốc để tránh chôn sâu cống thì có thể cho cống làm việc có áp.

(H  h)/l

Q_ca

Q_ka

I_max

C R.J

C R.i

H /l

h /l

H

h



1 

1

i

h /l

Q_ca- LL khi chảy có áp

Q_ka- LL khi chảy không áp

H - Độ sâu chôn cống tính từ mặt đất đến đỉnh cống

h - Hiệu số độ cao của đỉnh cống ở đầu và cuối đoạn cống

I_max- Độ dốc áp lực lớn nhất (I_max=H/l)

i - Độ dốc của đáy cống (độ dốc không áp)

Khi chảy có áp, tính lưu lượng đơn vị theo CT:

q₀ q.K_ap

ⁿ



3/ 2



1 ^a¹ 1

K_ap



1,5.a

a 1





Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-13

I_max

H

h

a 



i

q₀- Lưu lượng đơn vị

q- Cường độ mưa (theo các CT đã g/thiệu: LX, Viện KTTV, T.H. Uyển)

K_ap- Hệ số áp lực

n - hệ số mũ (trong CT tính cường độ mưa)

Đối với những đoạn ngắn và độ dốc nhỏ khi cho cống làm việc có áp thì khả

năng chuyển tải của cống tăng đáng kể so với cống không áp.

***** (6)

Ví dụ 7.

Tính toán cống thoát nước mưa cho thị trấn Đô Lương với những số liệu sau:

Bản đồ quy hoạch thị trấn (hình vẽ);

Mực nước sông cao nhất: 96,0 m;

Diện tích các loại mặt phủ: mái nhà 30%; asphan 38%; đá dăm 12%; lát cỏ 20%.

Giải:

Tra bảng 5.2, với khu vực Đô Lương, có:

q₂₀= 303,9; C=0,2431; b= 2,61; n=0,6666.

Cường độ mưa q với chu kỳ tràn cống P xác định theo các công thức:

(20  b)ⁿq₂₀(1 ClgP)

(t  b)ⁿ

(20  2,61)^0,6666303,9(1 0,2431.lgP)

(t  2,61)^0,6666

q 



Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-14

Với P=1:

Với P1:

2428,2

q 

(t  2,61)^0,6666

2428,2(1 0,2431.lgP)

(t  2,61)^0,6666

Diện tích dòng chảy được phân chia như ở các sau:

Bảng thống kê diện tích các tiểu lưu vực

Kí hiệu

diện tích

28a

Diện tích

(ha)

Kí hiệu

diện tích

31b

Diện tích

(ha)

3,10

0,90

3,10

1,15

0,90

2,50

0,90

1,15

3,40

1,15

0,90

1,90

0,90

1,15

2,40

1,15

28b

29a

29b

29c

30a

30b

30c

31a

31c

32a

32b

32c

33a

33b

33c

Cộng:

27,80

Bảng thống kê diện tích lưu vực tuyến cống 1-2-3-4-CX

Kí hiệu

diện tích

bản thân

29b

Giá

trị P

(năm)

1

Bản Chuyển Tổng

Kí hiệu diện

tích chuyển qua

đoạn

cống

1-2

2-3

3-4

thân

qua

cộng

1,15

5,70

1,15

3,40

1,80

-

2,30

12,70

27,80

31b

29c, 31a

1

2

14,50 30c, 32a 29b, 29c, 31, 33

4-CX

27,80

29, 31, 33, 32, 28, 30

6-7

7-4

3,10

2,50

3,10

8,00

6,20

10,50

28a

30b

29a

29a, 28, 30a

1

9-4

1,90

0,90

2,80

32b

32c

1

Căn cứ và q₂₀=303,9 l/s và độ dốc mặt đất trung bình theo chiều dòng chảy với

dòng sông i_min> 0,006, tra bảng PLIII.1, được giá trị của P cho các đoạn cống.

Hệ số dòng chảy xác định theo công thức:

a₁₁ a₂₂... a_n_n

_tb

a₁ a₂... a_n

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-15

300,95  380,95 120,3 200,1

_tb

 0,7

100

Thời gian nước mưa tập trung trên mặt phủ lấy bằng 8 phút.

Khi t_r+t_c=0 (nước mưa bắt đầu chảy xuống rãnh), lưu lượng đơn vị dòng chảy:

_tb.A.F

(t₀ t_r t_c b)ⁿ(8  0  0  2,61)^0,6666

0,7 2428,21,15

Q 



 405 l/s

Căn cứ vào độ dốc dọc đường, lấy độ dốc rãnh là 0,004, chiều dài rãnh là 50 m

(giếng thu đầu tiên đặt cách đường phân chia dòng chảy 50 m).

Kiểm tra khả năng thoát nước bằng rãnh trên đoạn 0-2. Diện tích phục vụ lấy

bằng diện tích của 29b, bằng 1,15 ha.

Với chiều rộng lòng đường 9 m và độ dốc ngang 0,02, dự kiến độ sâu lớp nước

trong rãnh 5 cm (chiều rộng tràn 3,0 m) và theo bảng E.N Sopikov lấy hệ số vận

tốc A=5,47 và hệ số lưu lượng B=0,410 l/s.

Độ dốc đường phố 0,006; khi đó tốc độ chảy trong rãnh:

v_r 5,47. 0,006 =0,42 m/s;

và lưu lượng cho qua mỗi rãnh là:

q_r 410. 0,006 =32 l/s; cả hai rãnh là 262=64 l/s.

Thời gian nước chảy trong rãnh:

175

t_r1,25

=516 s  8,60 phút,

0,42

Lưu lượng nước mưa ở cuối rãnh:

_tb.A.F

Q 

0,7 2428,21,15



=273 l/s (>64 l/s).

(t₀ t_r t_c b)ⁿ(8  8,60  0  2,61)^0,6666



Giảm chiều dài rãnh xuống còn 30m, diện tích phục vụ 0,15 ha.

Thời gian nước chảy trong rãnh lúc này:

30

t_r1,25.

=89 s  1,48 ph

0,42

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-16

Lưu lượng ở cuối rãnh:

_tb.A.F

0,7  2428,2 0,15

Q 



=48 l/s (<64 l/s).

(t₀ t_r t_c b)ⁿ(8 1,48  0  2,61)^0,6666



Với độ dốc của phần đường trên đoạn 0-1-2-3: i=(100,8-100,0)/(165+300)0,002

(<0,003), rãnh được làm với dạng răng cưa độ dốc trung bình i=0,006.

Tiến hành tính toán cho các đoạn cống trong tuyến 1-2-3-4-CX

Công thức tính lưu lượng:

_tb.A.F

1700,6F



0,6666

^{Q }

 



81,48 2,61 t_c



n

(12,1 t_c)^0,6666

t₀ t_r b  t_c



Với P=1:

1700,6 F

^t^truoc^{ t}_c

Q 

0,6666

Với P1:

2428,2(1 0,2431.lgP) F

Q 

0,6666

^t^truoc^{ t}_c

t^truoc- Thời gian mưa tính toán tính cho vị trí cuối đoạn cống trước.

* Đoạn 1-2:

Công thức tính lưu lượng:

1700,6 F

Q 

0,6666

(12,1 t_c

)

12

Tính thử dần:

Lần 1. Dự kiến:

v_c=0,80 m/s

145

t_c 2

 6,04 ph

12

0,80.60

1700,61,15

(12,1 6,04)^0,6666

Q 

198,4 l/s

Chọn d=550 mm; i=0,002

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-17

Tính lại thuỷ lực được:

v_c'=0,86 m/s (v_c=0,80 m/s)

145

t_c' 2

 5,61 ph ( t_c=6,04 ph)

0,86.60

Q'=204,6 l/s (Q=198,4 l/s)

Lần 2. Dự kiến lại:

v_c=0,86 m/s

145

t_c 2

 5,62 ph

0,86.60

1700,61,15

(12,1 5,62)^0,6666

Q 

 201,5 l/s

Vẫn chọn d=550 mm, i=0,002

Tính lại thuỷ lực được:

v_c'=0,86 m/s (v_c=0,86 m/s)

145

t_c' 2

 5,61 ph (t_c=5,62 m/s)

0,86.60

Q'=204,6 l/s (Q=201,5 l/s)

Lần tính cuối cùng này kết quả đã khớp với dự kiến.

(Nếu điều chỉnh vận tốc mà vẫn không phù hợp lưu lượng và thời gian thì

thay đổi đường kính và độ dốc).

Ấn định kết quả là:

- d=550 mm

- i=0,002

- v_c=0,86 m/s

- Q=201,5 l/s

- t_c=5,62 ph

- t=12,1+5,62=17,7 ph (đây là trị số th/gian mưa, cũng bằng th/ gian chảy

đến điểm đầu của đoạn sau và được s/dụng để tính tiếp cho đoạn 2-3).

* Tính cho đoạn 2-3 (tương tự như đối với đoạn 1-2)

Với công thức tính lưu lượng cho đoạn này là:

1700,65,70

Q 

0,6666

(17,7  t_c

)

23

Sau khi tính thử dần được:

- d=900 mm

- i=0,002

- v_c=1,19 m/s

- Q=771,1 l/s

- t_c=8,4 ph

- t=17,7+8,4=26,1 ph

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-18

* Tính cho các đoạn còn lại (tương tự như đối với các đoạn trước)

Với công thức tính lưu lượng:

2428,2(1 0,2431.lgP) F

Q 

(t^truoc t_c)^0,6666

Quá trình tính toán được lập bảng để tiện theo dõi.

Trắc dọc tuyến cống 1-2-3-4-CX. Phương án 1

Trắc dọc tuyến cống 1-2-3-4-CX. Phương án 2

***** (8)

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-19

Bảng tính toán thuỷ lực tuyến cống 1-2-3-4-CX

Tính

Cao độ, m

Đỉnh cống

Độ sâu chôn

L

F

Q

(l/s)

v_c

t_c

t

d

h_tl

(m)

Ghi

chú

cống

Đoạn

i

Mặt đất

Đáy cống

(m) (ha)

(m/s) (ph) (ph) (mm)

Đầu

Cuối

Đầu

Cuối Đầu

Cuối

Đầu

Cuối

(13)

(14)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

1-2

145 1,15

300 5,70

201,5 0,86 5,6 17,7

771,1 1,19 8,4 26,1

550 0,0020 0,29 100,80 100,50

98,51 98,25 97,96

2,55

2,89

3,74

1,98

2,54

98,8

2-3

3-4

900 0,0020 0,60 100,50 100,40 98,51 97,91 97,61 97,01

3,39

1,63

2,05

160 14,50 1.792,4 1,41 3,8 29,9 1.250 0,0018 0,29 100,40 98,00 97,91 97,62 96,66 96,37

50 27,80 3.354,9 1,52 1,1 31,0 1.600 0,0015 50 98,00 98,00 97,62 97,55 96,02 95,95

4-CX

^

Nhập từ phần tính thuỷ lực

Dương Thanh Lượng. Bài giảng môn học Thoát nước - Chương 5

5-20

Giáo án Thoát nước dân dụng và công nghiệp - Chương 5: Thoát nước mưa và thoát nước chung - Dương Thanh Lượng