Sơ đồ cấp nước đóng vai trò vô cùng quan trọng trong hệ thống mạng lưới cấp thoát nước. Trong quản lý cấp nước, người ta thường cho rằng sự hài lòng của người tiêu dùng chủ yếu phụ thuộc vào lượng nước cấp vào mạng lưới. Do đó, các khiếu nại về việc cung cấp không đủ thường được cho là do sản xuất không đủ. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng sơ đồ cấp nước nước cũng quan trọng không kém.
- Sơ đồ cấp nước là gì?
- Cấu trúc – sơ đồ mạng lưới phân phối nước
- Phương pháp quản lý sơ đồ cấp nước trong hệ thống cấp nước
- Các thiết bị vật tư và công trình trong Sơ đồ cấp nước
Sơ đồ cấp nước là gì?
Sơ đồ cấp nước hay mạng lưới cấp nước là 1 bộ phận của hệ thống cấp nước, là tập hợp các loại đường ống với các cỡ kích thước khác nhau, làm nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nước đến các điểm dùng nước trong phạm vi thiết kế.
Khái niệm: Mạng lưới cấp nước là 1 bộ phận của hệ thống cấp nước, là tập hợp các loại đường ống với các cỡ kích thước khác nhau, làm nhiệm vụ vận chuyển và phân phối nước đến các điểm dùng nước trong phạm vi thiết kế.
Sơ đồ cấp nước phải đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng tới mọi đối tượng dùng nước dưới áp lực yêu cầu và chất lượng tốt. – Mạng lưới cấp nước phải đảm bảo cung cấp nước thường xuyên, liên tục, chắc chắn tới mọi đối tượng dùng nước trong phạm vi thiết kế. – Mạng lưới cấp nước phải thiết kế sao cho chi phí xây dựng và quản lý mạng lưới cũng như mọi công trình liên quan tới nó là rẻ nhất. – Đặc tính quy hoạch cấp nước của khu vực, sự phân bố các đối tượng dùng nước riêng rẽ, sự bố trí các tuyến đường, hình thù, kích thước khu nhà ở, công xưởng, cây xanh… – Các chướng ngại thiên nhiên hay nhân tạo khi đặt ống. – Địa hình của khu vực sẽ thiết kế hệ thống cấp nước.
Cấu trúc – sơ đồ mạng lưới phân phối nước
Cấu tạo của một mạng lưới phân phối nước bao gồm: đường ống chính – đường ống phân nhánh – các thiết bị van khóa nước – các thiết bị van điều tiết – thiết bị phòng ngừa & điều chỉnh áp lực[van 1 chiều, van giảm áp, búa nước,…] – Thiết bị đo lường[đồng hồ đo lưu lượng nước, đồng hồ đo áp suất] – Các thiết bị xuất nước[vòi nước, trụ cứu hỏa,…] – các công trình bảo vệ đường ống[đường chôn ống, hố tham khám, gối tựa,…]
Mạng lưới cấp nước bao gồm: đường ống chính, ống nhánh và ống nối phân phối nước mạng lưới cấp nước chia làm 3 loại.
- Sơ đồ cấp nước cụt
Mạng lưới cụt là mạng lưới đường ống chỉ có thể cấp nước cho các điểm theo 1 hướng. Dễ tính toán, có tổng chiều dài toàn mạng lưới ngắn do đó kinh phí đầu tư ít. Tuy nhiên, không đảm bảo an toàn cấp nước nếu 1 đoạn ống đầu mạng có sự cố thì toàn bộ hệ thống mất nước. Thường được ứng dụng cho thành phố nhỏ, thị xã, thị trấn không có công nghiệp hoặc chỉ có đối tượng tiêu thụ không yêu cầu cấp nước liên tục.
2. Sơ đồ cấp nước vòng
Mạng lưới vòng là mạng lưới đường ống khép kín mà trên đó tại mọi điểm có thể cấp nước từ 2 hay nhiều phía. Mạng lưới này đảm bảo an toàn trong cấp nước. Tuy nhiên, do không xác định được chiều nước chảy nên khó tính toán thiết kế. – Tổng chiều dài mạng lưới đường ống lớn dẫn đến chi phí đầu tư xây dựng cũng như chi phí quản lý mạng lưới cao.
3. Sơ đồ cấp nước hỗn hợp
Mạng lưới hỗn hợp là sơ đồ được dùng phổ biến do kết hợp được ưu điểm 2 loại trên. Mạng lưới vòng dùng cho cấp truyền dẫn và những đối tượng tiêu thụ nước quan trọng. Mạng lưới cụt phân phối cho những điểm ít quan trọng.
Phương pháp quản lý sơ đồ cấp nước trong hệ thống cấp nước
Phương pháp được sử dụng cho nghiên cứu này tương tự như được báo cáo bởi Nyende-Byakika et al. [2012]. Một mô hình mạng của hệ thống con Rubaga đã được phát triển bằng cách sử dụng động cơ EPANET2 [Rossman 2000] và các kịch bản được sử dụng để đánh giá hiệu suất của nó. Đầu vào cho sơ đồ cấp nước bao gồm nhu cầu và độ cao nút, chiều dài đường ống, kích thước và các yếu tố ma sát, cũng như đầu thủy lực của bể chứa. Kết quả đầu ra của mô hình được quan tâm bao gồm áp suất tại các nút, cũng như tổn thất đầu và vận tốc qua các đường ống.
Hình 1 cho thấy ơ đồ cấp nước được mô hình hóa, chỉ ra độ cao của các nút và đường kính ống.
Hình 1: Hệ thống con Rubaga hiển thị độ cao của nút [masl], số nhận dạng [ID] và đường kính ống [mm]
Sơ đồ cấp nước đã được thử nghiệm và hiệu chỉnh theo các giá trị quan sát tại hiện trường cho một loạt các điều kiện hoạt động, để đánh giá khả năng thể hiện các tình huống thực tế.
Để đáp ứng các mục tiêu, sơ đồ cấp nước đã được thử nghiệm theo hai kịch bản rộng – quan sát hiệu suất mạng bằng cách sử dụng các kích thước đường ống khác nhau, và riêng biệt, tác động của vị trí, chiều cao và kích thước hồ chứa. Các kết quả đầu ra chính của mô hình mong muốn là các dòng chảy, vận tốc và áp suất trong các tình huống khác nhau, để chứng minh tác động của các trạng thái mạng cụ thể đối với việc cung cấp các áp lực và dòng chảy theo yêu cầu của khách hàng.
Các thiết bị vật tư và công trình trong Sơ đồ cấp nước
Trong một mạng lưới phân phối nước không thể thiếu các thiết bị vật tư và công trình dưới đây:
Đường ống
Đây là một vật tư không thể thiếu, giúp dẫn nước đi đến những vị trí cần phân phối nước. Ống nước có thể được chế tạo bằng các vật liệu khác nhau tùy vào nhu cầu sử dụng: gang, thép, bê tông cốt thép, nhựa,…
Thiết bị đóng mở nước[van khóa nước]
Thiết bị này thường được lắp ở đầu nguồn của Sơ đồ cấp nước hoặc phân khu; dùng để khóa nước khi có điểm bị rò rỉ, vỡ ống cần sửa chữa hoặc bảo trì bảo dưỡng hệ thống mạng lưới. Loại van thường được dùng nhất là van cổng ty chìm có nắp chụp bằng gang, chịu áp lực từ 10 – 16 Kgf/cm². Ở các mạng lưới cỡ nhỏ[trong gia đình] có thể sử dụng bằng van bi.
Thiết bị điều tiết lưu lượng
Người ta thường sử dụng van bướm tay gạt hoặc tay quay để điều tiết lưu lượng. Van bướm được dùng có chất liệu bằng gang; chịu áp lực từ 10 – 16 Kgf/cm²; kích cỡ thường từ DN50 – DN300. Ở một số mạng lưới lớn có thể yêu cầu van bướm kích cỡ lớn hơn.
Thiết bị lấy nước
Tùy vào nhu cầu sử dụng nước ở các vị trí khác nhau mà thiết bị lấy nước cũng khác nhau. Có thể kể đến một số thiết bị lấy nước thường thấy như:
- Dùng cho mục đích công cộng: vòi nước có van 2 chiều và đồng hồ đo lưu lượng nước; vòi phun tưới cây đô thị.
- Thiết bị chữa cháy công cộng: trụ nước cứu hỏa, các trụ – họng tiếp nước cứu hỏa,..
Các thiết bị phòng ngừa và điều chỉnh áp lực
Những thiết bị này được sử dụng để tránh một số sự cố có thể xảy ra do tính chất thủy lực trong khi vận hành như: búa nước, dội ngược, tăng áp suất đột ngột,… Một số thiết bị thường dùng như:
- Van 1 chiều: là loại van chỉ cho nước đi qua theo 1 chiều cố định; ngăn chặn hiện tượng dội ngược của dòng nước. Chúng thường được lắp đặt ngay sau máy bơm, các khu vực yêu cầu nước chỉ đi theo 1 hường cố định. Người ta thường sử dụng van 1 chiều lá lật hoặc van 1 chiều cánh bướm có chất liệu bằng gang. Khi nước đi qua đúng chiều quy định thì lực tác động của dòng nước khiến đĩa van mở ra. Còn khi nước đi qua theo chiều ngược lại thì đĩa van hạ xuống, đóng kín không cho lưu chất đi qua. Để biết thêm chi tiết hãy tìm hiểu về van 1 chiều.
- Van giảm áp: Là loại van có tác dụng điều chỉnh áp suất trong đường ống. Chúng thường được lắp đặt gần các trạm bơm hoặc khu vực có khả năng xảy ra hiện tượng va thủy lực. Để tìm hiểu sâu hơn hãy xem ngay van giảm áp nhé!
- Van chống va [búa nước]: là thiết bị van giúp ngăn ngừa gia tăng áp lực; ngăn chặn hiện tượng búa nước.
Thiết bị đo lường
Gồm các thiết bị như: đồng hồ đo lưu lượng nước và đồng hồ đo áp suất.
- Đồng hồ đo lưu lượng nước hay còn gọi là đồng hồ nước. Đồng hồ nước tổng được lắp tại trạm bơm cấp 2; đồng hồ nhánh lắp ngay sau đài nước cấp cho từng khu; đồng hồ nước nhỏ lắp cho từng vị trí sử dụng nước [hộ gia đình, nhà vệ sinh công cộng, tưới cây đô thị,…]. Có rất nhiều loại đồng hồ nước khác nhau như: đồng hồ cơ [sử dụng tua bin nước để đo đạc]; đồng hồ nước điện từ[sử dụng nguyên lý điện từ]; đồng hồ siêu thanh,…
- Đồng hồ đo áp suất: thường được lắp ở trạm bơm cấp 1 – cấp 2; ngay sau đài nước. Chúng đo áp suất nước, giúp theo dõi sự biến thiên của áp suất nước từng thời gian.
Công trình bảo vệ đường ống
- Hố tham khám: thường được sử dụng với các Sơ đồ cấp nước đô thị chạy ngầm. Chúng được bố trí ở các nơi đường ống giao nhau để lắp đặt van khóa nước 2 chiều, côn cút,… Công trình này có lắp đậy; giúp nhân viên quản lý mạng lưới dễ kiểm tra, vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng mạng lưới. Cấu trúc của hố tham khám tương tự hố ga thoát nước[có hình vuông, hình tròn, hình chữ nhật]
- Gối tựa: là các thiết bị đệm cho đường ống trong đường ngầm, hoặc cuối đường ống cụt. Chúng giúp đường ống không bị rung lắc gây va đập; hoặc nâng đỡ đường ống không bị di chuyển khi vận hành.
- Nền đặt ống nhân tạo: có thể là đường ngầm đặt ống[với mạng lưới đô thị ngầm]; nền đặt lót cát, đổ betong, giá đỡ ống,… Công trình này giúp đường ống được giữ trên mặt phẳng.
Sơ đồ cấp nước là một phần không thể thiếu trong hệ thống cấp nước. Xây dựng sơ đồ cấp nước phù hợp giúp tối ưu chi phí trong công tác xây dựng, chi phí nguyên vật liệu… Hơn thế, xây dựng đường ống cấp nước giúp điều chỉnh hạ tầng xây dựng phù hợp với địa hình thực tiễn nhằm mang lại lợi ích đa chiều.
Doanh nghiệp tham khảo thêm các nội dung
Bản đồ trong nhà là gì? Hướng dẫn người dùng trải nghiệm tối đa công dụng của Indoor
Map
Công nghệ GIS là gì và những thành phần tạo nên công nghệ GIS
Công nghệ định vị bên trong nhà được hoạt động như thế
nào?
Phân tích biến đổi khí hậu bằng công nghệ GIS
Quan trắc môi trường và vai trò không thể thiếu của GIS
Tiếp cận công nghệ 4.0 trong nông nghiệp giúp tối đa hóa sản lượng như thế
nào?