Bài giảng Cấp thoát nước: Chương 6 - PGS.TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
Khoa KTXD - Bộ môn Kỹ thuật & Quản lý Tài nguyên nước

Giảng viên: PGS. TS. NGUYỄN THỐNG
E-mail: nguyenthong@hcmut.edu.vn or nthong56@yahoo.fr

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

NỘI DUNG MÔN HỌC
CHƯƠNG 1: Tổng quan về cấp nước.
CHƯƠNG 2: Nguồn nước & Công trình thu nước.
CHƯƠNG 3: Mạng lưới cấp nước khu vực.
CHƯƠNG 4: Mạng lưới cấp nước bên trong.
CHƯƠNG 5: Mạng lưới thoát nước bên trong.
CHƯƠNG 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.
CHƯƠNG 7: Tổng quan về xử lý nước thải.
CHƯƠNG 8: Phần mềm EPANET và SWMM.

Web: http://www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong/index
1

PGS. TS. Nguyễn Thống

2

Tél. (08) 38 691 592 - 098 99 66 719

PGS. TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

MẠNG LƯỚI
THOÁT NƯỚC
KHU VỰC

MUÏC ÑÍCH
- Tính toaùn vaø thieát keá heä thoáng
thoaùt nöôùc möa cho moät khu vöïc.
- Tính toaùn vaø thieát keá heä thoáng
thoaùt nöôùc thaûi (sinh hoaït, saûn
xuaát) cho moät khu vöïc.

3

PGS. TS. Nguyễn Thống

4

PGS. TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

NỘI DUNG
1. Tổng quan.
2. Tính thoát nước mưa với
Phương pháp thích hợp (tỷ lệ).
3. Giới thiệu sơ lược về mô hình
tính thoát nước mưa SWMM
(Storm Water Management
Model).

TỔNG QUAN

6

5

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

1

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

7

8

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Mưa xảy ra trên khu vực 
tạo nước chảy TRÀN MẶT.
 Hệ thống thoát nước mưa có
nhiệm vụ CHỦ ĐỘNG chuyển
lượng nước chảy tràn mặt
này RA KHỎI KHU VỰC.

PHƯƠNG PHÁP
THOÁT NƯỚC
 Thoát nước tự chảy.
 Thoát nước động lực
(bơm).
 Kết hợp.

9

10

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

LƯU VỰC

MỘT SỐ
KHÁI NIỆM
& ĐỊNH NGHĨA
11

PGS. TS. Nguyễn Thống

12

PGS. TS. Nguyễn Thống

2

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

KHAÙI NIEÄM KHU VÖÏC THOAÙT NÖÔÙC
Tieåu khu
vöïc Aj
(jt)

THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC
Thời gian tập trung nước của một
KHU VỰC về đến ĐIỂM TẬP
TRUNG NƯỚC là thời gian CẦN
THIẾT cần có để nước ở vị trí
“BẤT LỢI” nhất chảy về điểm
TẬP TRUNG NƯỚC khu vực.

Ranh giôùi khu vöïc

nt

Y (Tj)

2t

Z (Tk)

t
AA

Ñöôøng ñaúng taäp
trung nöôùc

Q

Ñieåm taäp trung thoaùt nöôùc
khu vöïc (A)

13

PGS. TS. Nguyễn Thống

14

PGS. TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

THÔØI GIAN TAÄP TRUNG NÖÔÙC Tt

Tieåu khu
vöïc Aj
(jt)

nt

Q

Möa
rôi
Qi

Y (Tj)
Z (Tk)

t

Aj max

Q(m3/s)
Qmax

2t

AA

Ranh giôùi khu vöïc

q (mm/h): cöôøng ñoä möa
Δt: böôùc thôøi gian

q
D/tích Si löôïng nöôùc
ñeán töø tieåu dieän tích Ai

Ñieåm möa rôi
Ñöôøng ñaúng taäp
trung nöôùc
Tt =max(T1, T2,...,Tk).
Ñieåm taäp trung nöôùc A

T(h)
Δt

15

PGS. TS. Nguyễn Thống

Thuûy ñoà doøng chaûy
(Hydrograph)
PGS. TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

16

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

CAÙC YEÁU TOÁ TAÏO LÖU LÖÔÏNG
DOØNG CHAÛY MAËT Q (Runoff)
- Dieän tích khu vöïc höùng nöôùc möa Ai;
- Cöôøng ñoä möa rôi treân khu vöïc I(mm/h);
- Khaû naêng thaám nöôùc dieän tích beà maët thu
nöôùc C (heä soá doøng chaûy, tyû leä nöôùc chaûy
maët/toång löôïng nöôùc rôi).

Q  A.I.C (m3 / s)
17

PGS. TS. Nguyễn Thống

Tröôøng hôïp 1. Xeùt tröôøng hôïp möa keùo daøi 1t treân khu vöïc:
luùc t=0

Q(0) =0
luùc t1=t

Q(t1) =A1IC1
luùc t2=2t

Q(t2) =A2IC2
luùc tj=jt

Q(tj) =AjICj Hết mưa
luùc tn=nt

Q(tn) =AnICn
luùc tn+1=(n+1)t

Q(tn+1) =0
trong ñoù:
- A1: dieän tích tieåu khu vöïc 1, ….
- C1: heä soá doøng chaûy (phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän thaám cuûa A1)
- A1I laø theå tích nöôùc möa rôi treân dieän tích A1 töø luùc khôûi ñaàu
möa cho ñeán thôøi ñieåm t1=t;
- A1IC1 laø theå tích nöôùc cuûa doøng chaûy (trong thôøi ñoaïn t),
18
thaùo ra khoûi löu vöïc, ñeán töø tieåu khu vöïc A1,…..

!

PGS. TS. Nguyễn Thống

3

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Tröôøng hôïp 2. Xeùt tröôøng hôïp möa keùo daøi 2t
treân khu vöïc:
luùc t=0
 Q(0) =0
luùc t1=t
 Q(t1) =A1IC1
luùc t2=2t
 Q(t2) = A1IC1 + A2IC2
luùc t3=3t
 Q(t3) = A2IC2 + A3IC3
luùc tj=jt
 Q(tj) = Aj-1ICj-1 + AjICj Hết
mưa
luùc tn=nt
 Q(tn) = An-1ICn-1 + AnICn
luùc tn+1=(n+1)t
 Q(tn+1) = AnICn !
luùc tn+2=(n+2)t
 Q(tn+2) = 0.
19

Tröôøng hôïp 3. Xeùt tröôøng hôïp möa keùo daøi 3t ??
luùc t=0

Q(0) =?
luùc t1=t

Q(t1) =?
luùc t2=2t
 Q(t2) = ?
luùc t3=3t
 Q(t3) = ?
luùc t4=4t
 Q(t4) = ?
Hết mưa !
luùc t5=5t
 Q(t5) = ?
luùc tj=jt

Q(tj) = ?
 Keát luaän veà cöôøng ñoä Qmax ? (löu löôïng lôùn nhaát taïi
ñieåm taäp trung nöôùc A khi möa caøng keùo daøi).

PGS. TS. Nguyễn Thống

PGS. TS. Nguyễn Thống

20

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

NHẬN XÉT CHUNG
 Mưa càng “kéo dài”  Lưu
lượng max xảy ra tại A tăng dần !
Keát luaän: Löu löôïng max (Qmax) “LỚN
NHẤT” taïi ñieåm taäp trung nöôùc A seõ
xaûy ra khi thôøi gian keùo daøi côn möa
baèng (hoaëc lôùn hôn) thôøi gian taäp
trung nöôùc cuûa khu vöïc nghieân cöùu
(nt).

LƯU LƯỢNG QMAX
Q

Giá trị Qmax
xảy ra

QMax-Max
Qmax_1
0

TTập trung nước khu vực TMƯA

1t

21

PGS. TS. Nguyễn Thống

22

PGS. TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Cöôøng ñoä
Möa I-

(IntensityDurationFrequency).

I

Intensity

[mm/h or
(l/s)/ha]
Ñöôøng IDF

Với một tần suất cho trước, quan hệ giữa
cường độ mưa I & thời gian kéo dài TC:

Frequency

- A, B caùc tham soá phuï thuoäc khu vöïc nghieân cöùu.
- Tc (phuùt) thôøi gian keùo daøi côn möa.
Vuøng TP. Hoà Chí Minh (n/cöùu cuûa JICA):

I

Duration (minute)
23

PGS. TS. Nguyễn Thống

A
Tc  B

18125.6
(lit / s / ha)
Tc  36.7

24

PGS. TS. Nguyễn Thống

4

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

HEÄ SOÁ DOØNG CHAÛY C

Q
C  m  0  1
Q0

vôùi Qm löu löôïng nöôùc chaûy traøn maët khi löôïng möa
rôi treân khu vöïc laø Q0.
Beà maët

Heä soá doøng chaûy, C

Ñöôøng beâ toâng, traùng nhöïa

0.70-0.95

Ñöôøng laùt ñaù cheû, gaïch

0.70-0.85

Maùi lôïp

0.75-0.95

Troàng coû, ñaát loaïi coù nhieàu caùt
- Baèng phaúng (7%)
Troàng coû, ñaát chaët
- Baèng phaúng (7%)
Ñöôøng vaøo garage coù laùt ñaù

Runoff

0.25-0.35
0.15-0.30

0.13-0.17
0.18-0.22

25

PGS. TS. Nguyễn Thống

26

PGS. TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC VỀ ĐIỂM N

THỜI GIAN TẬP TRUNG NƯỚC T

A4=4ha, te(4)=15’

T =(tf + te)

Điểm thu
nước

4

te
tf-1

A

tf-3

tf-2

Điểm tập trung
nước XEM XÉT
PGS. TS. Nguyễn Thống

5

tf(2-4)

Khu thoát
nước

tf thời gian nước
chảy trong cống
te  thời gian nước
27
chảy tràn mặt

A5=3ha,
te(5)=8’

tf(5-3)
2

1 tf(1-2)=L1-2/V1-2

A3=5ha,te(3) =12’

tf(3-2)

tf(6-3)
Ñieåm taäp trung
6
nöôùc khu vöïc

3
A6=3ha,
te(6)=8’
28

PGS. TS. Nguyễn Thống

CẤP THOÁT NƯỚC

CẤP THOÁT NƯỚC

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Chương 6: Mạng lưới thoát nước khu vực.

Thời gian tập trung nước T:

Ví dụ: Thời gian tập trung nước về nuùt 3.

TA  max( Te  Tf )i
 Te : thời gian nước chảy traøn maët về hố thu
nước (5-20 ph)
 Tf : thời gian nước chảy (khoâng aùp) trong cống
về điểm thoaùt nước A.
 i  tất cả các khả năng nước rơi trên khu
vực & sẽ tập trung về điểm thu nước xem
xét A.



T3  max (t 5  t 53 ), (t 3 ), (t 6  t 63 )
e
f
e
e
f
Nút 2:

4
( t e  t f42 ), ( t 5  t 53  t 32 ),
e
f
f
T2  max  3 32

6
6 3
3 2
( t e  t f ), ( t e  t f  t f ) 



29

PGS. TS. Nguyễn Thống



30

PGS. TS. Nguyễn Thống

5